KR20240106237A - 해조류 가공 부산물을 포함하는 영양성 및 물성이 증진된 대체육 및 이의 제조방법 - Google Patents
해조류 가공 부산물을 포함하는 영양성 및 물성이 증진된 대체육 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 해조류 가공 부산물을 포함하는 영양성 및 물성이 증진된 대체육 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 후코이단을 추출 정제하는 공정 중에 발생하는 해조류 부산물인 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산은 식물성 대체육의 아미노산과 같은 영양성 및 결착도와 같은 물성 증진에 우수한 효과를 나타내므로, 다양한 식물성 대체육의 반죽에 적용됨으로써 식물성 대체육 제품의 영양성 및 물성 증진에 효과적으로 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 해조류 가공 부산물을 포함하는 영양성 및 물성이 증진된 대체육 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 건강과 환경에 대한 관심이 높아지면서 동물성 육류를 대체하는 대체육에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 이루어지는 공장식 가축 사육은 동물 윤리적 문제가 있고, 축산업으로 인한 온실가스 배출량은 전체의 약 15%를 차지하고 있어 환경오염에 영향을 미친다. 또한 인류의 평균 수명과 인구의 증가에 따라 식육의 필요량이 공급량에 비하여 부족하기 때문에 대체육의 개발이 요구되고 있다. 세계 대체육 시장의 성장과 더불어 국내 대체육 시장도 연평균 15.7%씩 성장하여 2025년에는 약 2,200억원 규모에 이를 전망이다.
식품산업기술의 발달에 따라 개발되고 있는 대체육은 주로 단백질 함량이 높은 식물성 원료를 이용하고 있으며, 현재 시장에 나와있는 대체육류 제품 중 90% 이상은 콩과 밀 등의 곡물류 기반으로 만들어져 있다. 하지만 식물성 단백질은 넓은 경작지와 비료가 요구되고, 기후에 따라 수확에 영향을 받는다는 점과 전통적인 육류와 아미노산 조성 등이 다르다는 문제점이 있기 때문에 전통적인 육류를 완벽하게 대체하기 어렵고, 이에 따라 다양한 소재를 배합하여 영양성 및 물성이 증진된 대체육 개발 연구가 필요한 실정이다. 기존 육류를 대체할 수 있는 단백질 소재로서 밀, 대두, 완두, 효모균체, 버섯 균사체, 해조류 등을 사용할 수 있는데, 특히 3면이 바다로 이루어진 국내 환경을 고려하였을 때, 국내산 해조류를 소재로 한 대체육 시장은 규모가 작으나 높은 성장률을 보이고 있다.
해조류는 영양성분이 우수한 식품소재로 전체 중량 대비 20 내지 50%의 단백질을 함유하고 있으며, 다양한 종류의 무기질과 섬유질을 포함하고 있다. 현재 대체육 소재로 가장 많이 개발되고 있는 두류보다도 높은 필수 아미노산 조성을 갖는 것으로 알려져 있다. 특히, 해조류는 육상식물에 비하여 생장률이 높고 먹이사슬에 직접적으로 관여하지 않으며, 경작지가 제한적이지 않기 때문에 생산에 용이하다. 다만, 해조류의 비린내 등 냄새와 맛이 좋지 않아 대체육 소재로 사용되기에 제한점이 있기 때문에 지속적인 연구개발이 필요한 상황이다.
이에, 본 발명자들은 식물성 대체육의 영양성 및 물성 증진에 활용할 수 있는 해조류 기반 소재를 발굴하기 위한 연구를 수행하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 식물성 단백질 및 미역귀 가공 부산물을 포함하는 식물성 대체육용 프리믹스 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물로 제조된 식물성 대체육을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 식용유 5 내지 15중량부, 코코넛 오일 5 내지 15중량부, 비트 1 내지 5중량부, 소금 1 내지 5중량부, 설탕 0.5 내지 2중량부, 물 10 내지 200중량부, 전분 1 내지 5중량부, 글루텐 1 내지 5중량부, 분리 대두 단백 5 내지 100중량부, 미역귀 가공 부산물 5 내지 20중량부를 혼합하여 프리믹스를 제조하는 단계; 상기 프리믹스를 저온숙성 및 성형하는 단계; 및 저온숙성 및 성형된 프리믹스를 가열하는 단계를 포함하는 식물성 대체육의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상은 식물성 단백질 및 미역귀 가공 부산물을 포함하는 식물성 대체육용 프리믹스 조성물을 제공한다.
본 발명은 해조류인 미역귀로부터 후코이단(Fucoidan)과 같은 생리활성 성분을 추출하는 공정에서 발생하는 부산물을 업사이클링하여 식물성 대체육 제조에 활용하는 기술에 관한 것이다. 구체적으로, 미역귀로부터 추출되고 분획되는 알긴산을 사용하여 전통적인 축산물과 유사한 물성을 가지는 대체육의 제조가 가능하며, 유용성분 추출 후 버려지는 미역귀 추출박 또한 대체육에 적용될 경우 대체육의 영양성을 증진에 활용이 가능하다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 식물성 단백질의 종류는 예를 들어, 밀, 콩과식물(대두, 완두콩, 렌즈콩, 견과류), 식물 종자 및 곡물(예를 들어, 해바라기, 카놀라, 벼), 줄기 또는 괴경(예를 들어, 감자) 유래 단백질일 수 있으나, 분리 대두 단백(Isolated Soy Protein, ISP)인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 식물성 단백질의 형태는 순수 단백질, 단백질 가루(protein isolate), 단백질 농축물, 단백질 분말제품(protein flour), 조직화(texturized) 단백질, 예를 들어 조직화 식물성 단백질(texturized vegetable protein, TVP)의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물은 식물성 대체육의 관능성을 증진시키기 위한 성분, 예를 들어, 대파, 양파, 마늘, 버섯, 깨 등의 부재료; 및/또는 간장, 설탕, 후추, 참기름, 고추가루 등의 조미료를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물은 글루텐, 전분 또는 단백질 가교결합제 등을 더 포함할 수 있다. 글루텐은 물과 결합하여 수화될 경우 글루텐 복합체를 형성하여 단백질에 점탄성을 부여할 수 있다. 전분 역시 식물성 단백질의 결착성을 부여하기 위하여 첨가될 수 있으며, 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분 등이 사용될 수 있다. 단백질 결합제는 인산염 결착제 또는 트랜스글루타미나아제가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물은 식물성 대체육 프리믹스 제조 시에 통상적으로 첨가될 수 있는 첨가제, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 더 포함할 수 있다. 탄수화물로써 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이 사용될 수 있다. 향미제로써 천연 향미제, 예를 들어, 타우마틴, 스테비아 추출물; 및 합성 향미제, 예를 들어, 사카린, 아스파르탐 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 등을 더 포함할 수 있다.
이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있으며, 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0중량부 초과 내지 20중량부 이하의 범위에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미역귀 가공 부산물은 후코이단 추출 및 정제 과정에서 발생하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀의 열수추출박일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "미역귀 열수추출박"은 "미역귀 추출박"과 혼용하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 미역귀의 열수추출박은 하기와 같이 수득되는 것일 수 있다: 미역귀를 물로 세척하여 이물질을 제거한 후 그늘에서 건조하고, 적당한 양의 물을 첨가하여 완전히 침지되도록 하며, 이때, 미역귀는 건조된 상태 그대로 사용되거나 분쇄하여 분말 형태로 사용될 수 있다. 추출시 실온에서 함침하거나 가온할 수 있으며, 열수추출 후 액상 부분을 제거하여 고체상인 미역귀 열수추출박을 수득할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물"은 "미역귀 알긴산"과 혼용하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물은 상기 미역귀의 열수추출박의 수득 과정에서 제거되는 상기 액상 부분을 농축하는 과정에서 발생하는 침전물을 동결건조하여 수득할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 식물성 단백질은 분리 대두 단백일 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상기 조성물로 제조된 식물성 대체육을 제공한다.
본 발명의 식물성 대체육은 당업계에서 통상적으로 식물성 대체육을 제조하는 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 구체예에 따른 식물성 대체육은 상기 조성물을 팬에서 굽거나, 고온 및 고압 조건에서 팽화시키거나, 압출성형공정(Extrusion process)에 적용시켜 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 대체육은 패티, 소시지, 떡갈비, 육포, 너겟, 미트볼, 커틀렛 및 다짐육으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제품일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 식용유 5 내지 15중량부, 코코넛 오일 5 내지 15중량부, 비트 1 내지 5중량부, 소금 1 내지 5중량부, 설탕 0.5 내지 2중량부, 물 10 내지 200중량부, 전분 1 내지 5중량부, 글루텐 1 내지 5중량부, 분리 대두 단백 5 내지 100중량부, 미역귀 가공 부산물 5 내지 20중량부를 혼합하여 프리믹스를 제조하는 단계; 상기 프리믹스를 저온숙성 및 성형하는 단계; 및 저온숙성 및 성형된 프리믹스를 가열하는 단계를 포함하는 식물성 대체육의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 불필요한 반복 기재에 의한 과도한 복잡성을 피하기 위하여 공통 사항은 그 기재를 생략한다.
본 발명의 첫 번째 단계는 식용유 5 내지 15중량부, 코코넛 오일 5 내지 15중량부, 비트 1 내지 5중량부, 소금 1 내지 5중량부, 설탕 0.5 내지 2중량부, 물 10 내지 200중량부, 전분 1 내지 5중량부, 글루텐 1 내지 5중량부, 분리 대두 단백 5 내지 100중량부, 미역귀 가공 부산물 5 내지 20중량부를 혼합하여 프리믹스를 제조하는 단계이다.
상기 프리믹스는 식용유, 코코넛 오일, 비트, 소금, 설탕, 물, 전분, 글루텐, 분리 대두 단백 및 미역귀 가공 부산물을 동시에 또는 순차로 혼합하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미역귀 가공 부산물은 후코이단 추출 및 정제 과정에서 발생하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀의 열수추출박일 수 있다.
상기 프리믹스에 대한 미역귀 열수추출박의 함량이 5중량부 미만일 경우, 식물성 대체육의 영양성이 충분히 증진되지 않을 수 있다. 반면, 상기 프리믹스에 대한 미역귀의 열수추출박의 함량이 20중량부 초과일 경우, 식물성 대체육의 색이 지나치게 어두워져 관능성이 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 프리믹스에 대한 미역귀 열수추출박의 함량은 5중량부 이상 내지 20중량부 이하인 것이 바람직하며, 식물성 대체육의 영양성 및 관능성을 고려하여 7중량부인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물일 수 있다.
상기 프리믹스에 대한 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물의 함량이 5중량부 미만일 경우, 식물성 대체육의 물성이 충분히 증진되지 않을 수 있다. 반면, 상기 프리믹스에 대한 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물의 함량이 20중량부 초과일 경우, 식물성 대체육의 색이 지나치게 어두워지며, 식물성 대체육의 향에 대한 관능성이 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 프리믹스에 대한 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물의 함량은 5중량부 이상 내지 20중량부 이하인 것이 바람직하며, 식물성 대체육의 물성 및 관능성을 고려하여 10중량부인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 두 번째 단계는 상기 프리믹스를 저온숙성 및 성형하는 단계이다.
본 발명의 저온숙성하는 단계를 통하여 상기 프리믹스에 혼합된 각 재료들의 풍미가 조화롭게 되며, 분리 대두 단백에 풍미가 잘 스며들게 할 수 있다. 저온숙성은 0℃ 내지 10℃에서 5분 내지 120분 동안 이루어질 수 있으나, 4℃에서 40분 동안 수행하는 것이 바람직하다. 숙성온도가 0℃ 미만이면 온도가 지나치게 낮아서 다른 양념장들이 얼어서 숙성 시 원료들이 스며들기 어려울 수 있고, 반대로 10℃ 초과이면 원료육에서 드립 현상이 발생되어 품질이 낮아질 수 있다.
본 발명의 성형하는 단계는 상기 프리믹스를 대체육 제품, 예를 들어 패티 제품 형상으로 성형하는 단계로, 정사각형, 직사각형, 타원형, 원형, 클로버형 등의 다양한 형태와 중량으로 성형될 수 있다.
본 발명의 마지막 단계는 저온숙성 및 성형된 프리믹스를 가열하는 단계이다.
저온숙성 및 성형된 프리믹스의 가열은 식물성 대체육의 제조시 당업계에서 통상적으로 사용되는 가열 기구, 도구 및/또는 장치에 의하여 이루어질 수 있다.
해조류 가공 부산물을 포함하는 영양성 및 물성이 증진된 대체육 및 이의 제조방법에 따르면, 후코이단을 추출 정제하는 공정 중에 발생하는 해조류 부산물인 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산은 식물성 대체육의 아미노산과 같은 영양성 및 결착도와 같은 물성 증진에 우수한 효과를 나타내므로, 다양한 식물성 대체육의 반죽에 적용됨으로써 식물성 대체육 제품의 영양성 및 물성 증진에 효과적으로 활용될 수 있다.
도 1은 미역귀로부터 후코이단 추출 정제 공정 중 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산의 분획을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 (A) 미역귀 추출박 원물 및 (B) 미역귀 추출박 동결건조물을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 (A) 미역귀 알긴산 원물 및 (B) 미역귀 알긴산 동결건조물을 나타낸 사진이다.
도 4는 (A) 화학합성 알긴산 및 (B) 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 알긴산의 정성분석 결과를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 알긴산으로부터 추출된 순수 알긴산을 나타낸 사진이다.
도 6은 (A) 대조군, (B) 미역귀 추출박 5중량부 첨가 대체육(실시예 1), (C) 미역귀 추출박 7중량부 첨가 대체육(실시예 2) 및 (D) 미역귀 추출박 10중량부 첨가 대체육(실시예 3)의 조리 전후 변화를 나타낸 사진이다.
도 7은 (A) 대조군, (B) 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 4), (C) 미역귀 알긴산 15중량부 첨가 대체육(실시예 5) 및 (D) 미역귀 알긴산 20중량부 첨가 대체육(실시예 6)의 조리 전후 변화를 나타낸 사진이다.
도 8은 미역귀 추출박 7중량부 및 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 7)의 조리 전후 변화를 나타낸 사진이다.
도 9는 대조군, 미역귀 추출박 5중량부 첨가 대체육(실시예 1) 및 미역귀 추출박 7중량부 첨가 대체육(실시예 2)의 관능평가에 따른 (A) 색, (B) 향 및 (C) 전반적 기호도를 나타낸 그래프이다.
도 10은 대조군, 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 4) 및 미역귀 알긴산 15중량부 첨가 대체육(실시예 5)의 관능평가에 따른 (A) 색, (B) 향, (C) 전반적 기호도, (D) 점착성, (E) 씹힘성 및 (F) 껌성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 대조군 및 미역귀 추출박 7중량부와 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 7)의 관능평가에 따른 (A) 색, (B) 향, (C) 전반적 기호도, (D) 점착성, (E) 씹힘성 및 (F) 껌성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산 첨가 대체육 소시지의 (A) 조리 전 및 (B) 조리 후를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 알긴산 첨가 한식 대체육 시제품의 (A) 조리 전 및 (B) 조리 후를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 (A) 미역귀 추출박 원물 및 (B) 미역귀 추출박 동결건조물을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 (A) 미역귀 알긴산 원물 및 (B) 미역귀 알긴산 동결건조물을 나타낸 사진이다.
도 4는 (A) 화학합성 알긴산 및 (B) 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 알긴산의 정성분석 결과를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 알긴산으로부터 추출된 순수 알긴산을 나타낸 사진이다.
도 6은 (A) 대조군, (B) 미역귀 추출박 5중량부 첨가 대체육(실시예 1), (C) 미역귀 추출박 7중량부 첨가 대체육(실시예 2) 및 (D) 미역귀 추출박 10중량부 첨가 대체육(실시예 3)의 조리 전후 변화를 나타낸 사진이다.
도 7은 (A) 대조군, (B) 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 4), (C) 미역귀 알긴산 15중량부 첨가 대체육(실시예 5) 및 (D) 미역귀 알긴산 20중량부 첨가 대체육(실시예 6)의 조리 전후 변화를 나타낸 사진이다.
도 8은 미역귀 추출박 7중량부 및 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 7)의 조리 전후 변화를 나타낸 사진이다.
도 9는 대조군, 미역귀 추출박 5중량부 첨가 대체육(실시예 1) 및 미역귀 추출박 7중량부 첨가 대체육(실시예 2)의 관능평가에 따른 (A) 색, (B) 향 및 (C) 전반적 기호도를 나타낸 그래프이다.
도 10은 대조군, 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 4) 및 미역귀 알긴산 15중량부 첨가 대체육(실시예 5)의 관능평가에 따른 (A) 색, (B) 향, (C) 전반적 기호도, (D) 점착성, (E) 씹힘성 및 (F) 껌성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 대조군 및 미역귀 추출박 7중량부와 미역귀 알긴산 10중량부 첨가 대체육(실시예 7)의 관능평가에 따른 (A) 색, (B) 향, (C) 전반적 기호도, (D) 점착성, (E) 씹힘성 및 (F) 껌성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산 첨가 대체육 소시지의 (A) 조리 전 및 (B) 조리 후를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 일 구체예에 따른 미역귀 알긴산 첨가 한식 대체육 시제품의 (A) 조리 전 및 (B) 조리 후를 나타낸 사진이다.
이하 본 발명을 하나 이상의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산의 제조
전라남도에서 채취한 건조 미역귀로부터 후코이단을 추출 정제하는 공정 중에 발생하는 해조류 부산물인 미역귀 추출박(Seaweed Extract, SE)과 미역귀 알긴산(Seaweed Alginate, SA)을 분획하여 대체육 소재로 활용하고자 하였다(도 1).
구체적으로, 건조 미역귀를 열수 추출한 다음, 액상을 분리하고 남은 고액물(도 2A)을 분리하고 동결건조하여 미역귀 추출박(도 2B)을 제조하였다. 한편, 분리된 액상으로부터 후코이단을 정제하기 위하여 농축하는 과정에서 발생하는 침전물(도 3A)을 분리하고 동결건조하여 미역귀 알긴산(도 3B)을 제조하였다.
실험예 1. 미역귀 추출박의 아미노산 함량 분석
제조예 1에서 제조한 미역귀 추출박 내의 아미노산 함량을 분석하였다.
구체적으로, 유리 아미노산 함량을 분석하기 위하여, 미역귀 추출박 50mg에 6N HCl을 가하고 질소 가스로 탈기하여 밀봉한 후 110℃에서 24시간동안 가수분해하여 농축, 건조하였다. 건조된 시료에 10mL의 0.02N HCl을 가하고 13000rpm으로 10분간 원심분리한 후 0.22μm 필터로 상층액을 분리하였으며, 이를 희석하여 분석에 사용하였다. 또한, 함황 아미노산 함량 분석을 위하여, 시료 50mg에 30% 과산화수소와 85% 개미산(1:9, v/v)을 혼합하여 만든 과개미산 용액 25mL를 가하여 5℃이하의 냉장고에서 24시간 반응시킨 다음, 감압 농축기를 이용하여 건조하였다. 그 후, 시료에 10mL의 0.02N HCl을 가하고 13000rpm으로 10분간 원심분리한 후 0.22μm 필터로 상층액을 분리하였으며, 이를 희석하여 분석에 이용하였다. 아미노산 분석은 자동아미노산분석기(SYKAM, amino acid analyzer S436, Germany)를 사용하여 수행하였으며, 분석조건은 LCA K06/Na 4.6x150 mm, sodium citrate buffer, 유속은 0.45 ml/min, ninhydrin은 0.35 ml/min 조건으로 설정하였다. 비교군으로 대체육 제조에 주로 사용되는 분리 대두 단백(Isolated Soy Protein, ISP)을 사용하였다.
그 결과, 분리 대두 단백 대비 미역귀 추출박의 메티오닌, 트레오닌, 세린, 글라이신, 알라닌, 시스테인의 함량비가 더욱 높은 것으로 확인되었으며, 특히, 분리 대두 단백에서 부족한 함황 아미노산인 메티오닌과 시스테인의 함량비가 높은 것으로 확인되었다(표 1).
| 구분 | 조성비(%) | |
| 분리 대두 단백 | 미역귀 추출박 | |
| L-Threonine | 3.46 | 4.94 |
| L-Serine | 3.05 | 4.90 |
| L-Glutamic Acid | 15.51 | 13.54 |
| L-Glycine | 3.94 | 5.38 |
| L-Alanine | 4.71 | 8.06 |
| L-Valine | 5.34 | 5.56 |
| L-Methionine | 0.72 | 1.67 |
| L-Isoleucine | 5.17 | 3.99 |
| L-Leucine | 8.35 | 7.20 |
| L-Tyrosine | 3.41 | 2.03 |
| L-Phenylalanine | 5.65 | 4.42 |
| L-Histidine | 4.31 | 3.40 |
| L-Lysine | 6.27 | 6.10 |
| Ammonium chloride | 4.80 | 6.21 |
| L-Arginine | 7.59 | 4.34 |
| L-Proline | 4.97 | 4.65 |
| D,L-Cysteic acid | 2.57 | 3.76 |
| L-Aspartic acid | 10.19 | 9.84 |
| 합계 | 100 | 100 |
이와 같은 결과를 통하여, 미역귀 추출박 대체육은 분리 대두 단백 기반 대체육 보다 아미노산 조성 개선 및 함량 증진에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
실험예 2. 미역귀 알긴산 함량 분석
제조예 1에서 제조한 미역귀 알긴산에 포함된 순수 알긴산을 분석하였다.
구체적으로, 식품공전의 방법에 의하여 알긴산의 정성분석을 수행하였다. 미역귀 알긴산 0.5g에 물 50mL을 가하고 70℃에서 20분간 가열한 다음 가열한 용액 5mL를 염화칼슘 1mL와 반응시켰을 때 젤리 모양의 침전이 생기는지 확인하였다. 대조군으로는 화학합성 알긴산을 사용하였다.
또한, 열수 추출법에 의하여 알긴산의 정량분석을 수행하였다. 미역귀 알긴산 10g에 100mL의 3.7% 포름알데하이드 용액을 가하여 30℃에서 12시간 반응시키고 200 mL의 증류수를 첨가하여 100℃에서 교반 가열한 후 여과, 농축하였다. 그 후, 침전물을 에탄올과 아세톤으로 세척 및 건조하여 백색의 분말을 분리하였으며, 알긴산의 회수율은 다음의 식으로 계산하였다.
알긴산 회수율(%) = (분리된 알긴산(g)/미역귀 알긴산(g))×100
알긴산 정성분석 결과, 대조군 및 미역귀 알긴산에서 모두 젤이 형성된 것으로 확인되어, 미역귀 알긴산에 순수 알긴산이 포함되어 있는 것으로 확인되었다(도 4). 또한, 알긴산 정량분석 결과, 미역귀 알긴산 1g으로부터 0.018g의 순수 알긴산이 추출되어, 미역귀 알긴산에 순수 알긴산이 1.8중량% 함유된 것으로 확인되었다(도 5).
이와 같은 결과를 통하여, 미역귀 알긴산은 대체육의 결착도와 같은 물성 증진에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
제조예 2. 미역귀 추출박 및/또는 미역귀 알긴산이 첨가된 대체육의 제조
제조예 1에서 제조한 미역귀 추출박 및/또는 미역귀 알긴산을 첨가하여 대체육을 제조하였다.
구체적으로, 물, 분리 대두 단백, 밀 글루텐, 감자전분, 비트분말, 식용유, 코코넛 오일, 소금, 설탕을 혼합하여 대체육의 기본 반죽을 준비하였으며, 기본 반죽에 미역귀 추출박(SE) 및/또는 미역귀 알긴산(SA)이 첨가된 대체육 반죽을 준비하였다(표 2). 재료를 모두 혼합하여 반죽한 후 4℃에서 40분간 휴지하였고, 모양을 일정하게 성형하였으며 팬에서 15분간 구워 조리하였다.
| 재료 | 중량부 | |||||||
| 기본반죽 (대조군) |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | |
| 식용유 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 코코넛 오일 |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 비트 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 소금 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 설탕 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 물 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
| 전분 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 글루텐 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 분리대두단백 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 |
| 미역귀 추출박 |
- | 5 | 7 | 10 | - | - | - | 7 |
| 미역귀 알긴산 |
- | - | - | - | 10 | 15 | 20 | 10 |
| 합계 | 250 | 255 | 257 | 260 | 260 | 265 | 270 | 267 |
실험예 3. 대체육의 조리 전후 변화 분석
제조예 2에서 제조한 대체육의 조리 전후 변화를 분석하기 위하여, 대조군 및 실시예 1 내지 7의 대체육의 조리 전후의 모습을 사진으로 촬영하여 비교하였다.
그 결과, 미역귀 추출박(실시예 1 내지 3)의 함량이 증가할수록 조리 전 및 조리 후 대체육의 색이 대조군 대비 점차 어두어지는 경향을 나타내는 것으로 확인되었다(도 6) 반면, 미역귀 알긴산(실시예 4 내지 6)의 함량이 증가할수록 조리 전 대체육의 색은 대조군 대비 점차 어두어지는 경향을 나타내었으나, 조리 후 대체육의 색은 밝아지는 것으로 나타났다(도 7). 한편, 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산을 모두 함유하는 실시예 7의 경우, 조리 전 및 조리 후 모두 실제 육류 패티와 유사한 색을 나타내는 것으로 확인되었다(도 8).
실험예 4. 대체육의 일반성분 및 아미노산 함량 분석
제조예 2에서 제조한 대체육 중 대조군, 실시예 2, 실시예 4 및 실시예 7의 성분을 분석하기 위하여, ㈜바이오푸드랩(구로, 서울)에 의뢰하여 대조군 및 실시예 1 내지 7의 대체육 시료 300g 중 100g을 채취하여 열량, 탄수화물, 당류, 단백질, 지방, 포화지방, 트랜스지방, 콜레스테롤, 나트륨, 식이섬유, 칼슘 및 총아미노산의 함량을 단회 분석하였다.
그 결과, 실시예 2, 실시예 4 및 실시예 7은 대조군 대비 높은 총아미노산 함량을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 탄수화물 및 식이섬유 함량, 칼슘의 함량은 증가한 반면, 열량, 당류, 포화지방의 함량은 유사하거나 감소한 것으로 나타났다(표 3).
| 구분 | 대조군 | 실시예 2 | 실시예 4 | 실시예 7 |
| 열량(kcal/100g) | 187.86 | 179.99 | 183.59 | 188.49 |
| 탄수화물(g/100g) | 4.25 | 5.63 | 6.02 | 6.43 |
| 당류(g/100g) | 0.54 | 0.34 | 0.30 | 0.35 |
| 조단백질(g/100g) | 25.03 | 24.63 | 24.42 | 24.11 |
| 조지방(g/100g) | 7.86 | 6.55 | 6.87 | 7.37 |
| 포화지방(g/100g) | 4.63 | 3.73 | 4.26 | 4.47 |
| 트랜스지방(g/100g) | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 콜레스테롤(mg/100g) | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 나트륨(mg/100g) | 523.90 | 574.47 | 553.68 | 611.36 |
| 식이섬유(g/100g) | 0.33 | 1.25 | 2.40 | 2.92 |
| 칼슘(mg/100g) | 61.85 | 72.94 | 250.25 | 286.62 |
| 총아미노산(mg/50mgDw) | 0.525 | 0.545 | 0.557 | 0.552 |
이와 같은 결과를 통하여, 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산은 대체육의 아미노산 함량 증가와 더불어 열량 감소, 식이 섬유 및 칼슘량 증가에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
실험예 5. 대체육의 물성 분석
제조예 2에서 제조한 대체육의 물성 분석(texture profile analysis, TPA)을 위하여, 물성시험기(texture analyzer, TA-XT Express, Stable Micro System, England)를 사용하여 대체육의 물성을 측정하였다.
구체적으로, 제조예 2에서 제조한 대조군, 실시예 4, 실시예 7의 조리된 대체육 및 시판 중인 식물성 대체육 패티(풀무원)를 각각 1×1×1cm로 절단하고, 130mm compression probe를 이용하여 2mm/s의 압착속도로 시료를 2회 75% 압착하여, 경도, 점착성, 탄력성, 응집성, 씹힘성 및 회복성을 측정하였다.
그 결과, 실시예 4 및 실시예 7의 경도(hardness)는 대조군 대비 낮았고 시판 식물성 대체육 패티보다는 높게 측정되었다. 또한, 실시예 4 및 실시예 7의 씹힘성, 탄력성, 응집성, 회복성은 값은 대조군 대체육보다 시판 식물성 대체육에 더 가까운 것으로 나타났다.
| 구분 | 대조군 | 실시예 4 | 실시예 7 | 시판 식물성 대체육 패티 |
| 경도 | 8328.55±929.30 | 6153.07±287.61 | 6347.74±176.67 | 3066.14±500.76 |
| 점착성 | -1.37±0.87 | -0.39±0.40 | -1.26±0.93 | -99.97±54.94 |
| 탄력성 | 0.90±0.01 | 0.43±0.08 | 0.46±0.03 | 0.69±0.04 |
| 응집성 | 0.68±0.00 | 0.31±0.03 | 0.27±0.02 | 0.59±0.00 |
| 씹힘성 | 5136.54±649.68 | 870.71±285.00 | 779.61±72.41 | 1283.68±292.71 |
| 회복성 | 0.379±0.00 | 0.13±0.01 | 0.10±0.00 | 0.26±0.00 |
이와 같은 결과를 통하여, 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산은 대체육의 물성 개선에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
실험예 6. 대체육의 관능평가
관능 평가는 대체육의 관능검사 훈련을 받은 20대 성인 30명을 대상으로 진행하였다. 제조예 2에서 제조한 대조군, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4, 실시예 5 및 실시예 7의 조리된 대체육을 각각 1×1×1cm로 절단하여 동일한 접시에 제공하였다. 대조군, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4, 실시예 5 및 실시예 7에 대하여 색, 향 및 전반적 기호도를 5점 척도법으로 평가하였으며, 대조군, 실시예 4, 실시예 5 및 실시예 7에 대해서는 추가적으로 점착성, 씹힘성, 껌성을 5점 척도법으로 평가하였다.
그 결과, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 색과 향에 대한 점수는 대조군과 유사하면서도 전반적인 기호도는 증가한 것으로 나타났다(도 9). 실시예 4 및 실시예 5의 경우, 색에 대한 점수는 대조군 대비 낮아졌으나 씹힘성, 껌성 및 전반적인 기호도는 증가한 것으로 나타났다(도 10). 실시예 7의 경우, 색, 점착성, 씹힘성, 껌성, 전반적 기호도에 대한 관능평가 점수가 대조군 대비 증가한 것으로 나타났다(도 11).
| 구분 | 대조군 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 7 |
| 색 | 3.75±1.16 | 3.50±0.76 | 2.88±0.83 | 3.25±0.89 | 3.13±0.64 | 4.43±1.16 |
| 향 | 3.25±1.04 | 2.88±0.93 | 3.00±1.07 | 3.50±1.00 | 2.50±1.20 | 1.86±0.38 |
| 전반적 기호도 | 2.63±0.74 | 3.43±0.83 | 3.38±1.06 | 2.88±0.79 | 2.63±0.74 | 2.57±0.79 |
| 점착성 | 2.13±1.13 | - | - | 2.13±1.25 | 3.00±1.50 | 2.86±0.9 |
| 씹힘성 | 2.57±1.13 | - | - | 3.13±1.12 | 2.88±0.83 | 3.00±0.82 |
| 껌성 | 2.00±1.06 | - | - | 2.38±1.20 | 2.63±1.07 | 3.00±0.82 |
이와 같은 결과를 통하여, 미역귀 추출박은 대체육의 향 및 전반적 기호도를, 미역귀 알긴산은 대체육의 물성을 개선하는 효과를 나타내며, 특히 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산을 동시에 사용할 경우 대체육의 색 및 물성을 크게 개선할 수 있음을 확인하였다.
제조예 3. 미역귀 추출박 및 미역귀 알긴산이 첨가된 대체육 소시지 시제품의 제조
실시예 7의 대체육 반죽을 사용하여 소시지를 제조한 결과, 영양성 및 물성이 증진된 대체육 소시지 시제품이 성공적으로 제조된 것으로 확인되었다(도 12).
제조예 4. 미역귀 알긴산이 첨가된 한식 대체육 시제품의 제조
제조예 1에서 제조한 미역귀 알긴산을 사용하여 한식 대체육 시제품을 제조하였다.
구체적으로, 표 6의 배합비에 따라 재료를 혼합하고 4℃에서 40분간 저온 숙성한 다음, 표고버섯을 뼈대로 하여 30g의 반죽으로 감쌌다. 그 후, 찜기에서 40분간 가열한 뒤 프라이팬으로 구워 익혀 한식 대체육 시제품을 제조하였다.
| 역할 | 재료 | 함량(g) | 함량(중량%) |
| 육즙 | 식용유 | 10 | 7.58 |
| 코코넛 오일 | 10 | 7.58 | |
| 색 | 비트 | 1.5 | 1.14 |
| 조미료 | 소금 | 3 | 2.27 |
| 설탕 | 2 | 1.52 | |
| 대파 | 15 | 11.36 | |
| 양파 | 15 | 11.36 | |
| 물 | 20 | 15.15 | |
| 간장 | 5 | 11.36 | |
| 물성 | 전분 | 5 | 3.79 |
| 글루텐 | 12 | 3.79 | |
| 미역귀 알긴산 | 5 | 9.09 | |
| 표고버섯 | 15 | 3.79 | |
| 단백질 | 분리 대두 단백 | 13.5 | 10.23 |
| 합계 | 132 | 100 | |
그 결과, 식감이 우수한 한식 대체육 시제품이 성공적으로 제조된 것으로 확인되었다(도 13).
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (11)
- 식물성 단백질 및 미역귀 가공 부산물을 포함하는 식물성 대체육용 프리믹스 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미역귀 가공 부산물은 후코이단 추출 및 정제 과정에서 발생하는 것인 식물성 대체육용 프리믹스 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀의 열수추출박인 것인 식물성 대체육용 프리믹스 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물인 것인 식물성 대체육용 프리믹스 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 식물성 단백질은 분리 대두 단백인 것인 식물성 대체육용 프리믹스 조성물.
- 제 1 항의 조성물로 제조된 식물성 대체육.
- 제 6 항에 있어서, 상기 대체육은 패티, 소시지, 떡갈비, 육포, 너겟, 미트볼, 커틀렛 및 다짐육으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제품인 것인 식물성 대체육.
- 식용유 5 내지 15중량부, 코코넛 오일 5 내지 15중량부, 비트 1 내지 5중량부, 소금 1 내지 5중량부, 설탕 0.5 내지 2중량부, 물 10 내지 200중량부, 전분 1 내지 5중량부, 글루텐 1 내지 5중량부, 분리 대두 단백 5 내지 100중량부, 미역귀 가공 부산물 5 내지 20중량부를 혼합하여 프리믹스를 제조하는 단계;
상기 프리믹스를 저온숙성 및 성형하는 단계; 및
저온숙성 및 성형된 프리믹스를 가열하는 단계
를 포함하는 식물성 대체육의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 미역귀 가공 부산물은 후코이단 추출 및 정제 과정에서 발생하는 것인 식물성 대체육의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀의 열수추출박인 것인 식물성 대체육의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 미역귀 가공 부산물은 미역귀 열수추출물의 알긴산 침전물인 것인 식물성 대체육의 제조방법.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20240106237A true KR20240106237A (ko) | 2024-07-08 |
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