쇠고기의 기호성에 영향을 미치는 요인에 관한 연구 Ⅰ

쇠고기의 기호성(食味性)에 영향을 미치는 요인에 관한 연구 Ⅰ

牛肉の食味性に影響を及ぼす要因に関する研究

(Factors involved in beef palatability)

飯田文子
日本獣医生命科学大学大学院獣医生命科学研究科
（指導教員：西村 敏英） 平成28年

서론

우리나라의 육우는 크게 세 가지로 구분된다. 고기 생산을 주목적으로 사육되는 ‘육용종(和牛)’, 낙농 경영의 부산물인 수컷 송아지를 육우로 비육한 ‘낙농종(국산 젊은소)’, 그리고 낙농종 암소에 육용종 수소를 교배하여 육질 향상을 도모한 ‘교잡종(F1)’으로 나뉜다.

와규에는 네 가지 품종이 있다. 즉, 흑모화우(黒毛和種), 무각화우(無角和種), 일본단각종(日本短角種), 갈모화우(褐毛和種)가 그것이다. 이 중 흑모화우는 전체 육용종의 약 95%를 차지하며, 근내지방(마블링)이 풍부하다는 특징이 있다. 무각화우는 흑모화우보다 털빛이 진하지만, 마블링이나 고기의 조직감에서 흑모화우보다 떨어진다. 일본단각종은 마블링은 적지만 체격이 크고 방목에 적합하며 조사료를 효율적으로 이용해 적색육을 생산할 수 있다. 갈모화우는 육질 면에서 흑모화우에 버금가며, 고온에 강하고 조사료 활용 능력이 뛰어나다.

낙농종은 주로 홀스타인 품종의 수소를 거세하여 비육한 것으로, 육질은 수입 쇠고기와 경쟁하며 ‘국산소’로 표시된다. 교잡종은 흑모화우 수소와 홀스타인 암소를 교배하여 육질 개선을 도모한 품종이다.

이들 모두는 생후 6개월에서 12개월령부터 농후사료를 급여받고, 평균 20개월에서 30개월까지 비육되어 도축되기 때문에 고기의 연도가 높은 특성을 지닌다. 특히 흑모화우는 근내지방이 많이 축적되는 마블링 비율이 높아, 해외 육우 품종에 비해 연하고 기호성이 높다는 특징을 지닌다.

하지만, 우리나라 축산 농가를 둘러싼 환경은 심각한 상황이다. 2014년 기준으로 쇠고기 사육 농가는 전년 대비 6.2% 감소했으며, 사육 두수도 2.8% 감소했다. 향후 TPP(환태평양 경제 동반자 협정: Trans-Pacific Strategic Economic Partnership Agreement)가 도입되면 어려움에 처하는 농가가 더욱 늘어날 것으로 예상된다. TPP에 따른 수입 쇠고기의 증가가 예상되는 가운데, 국내산 쇠고기의 소비를 유지하기 위해서는 국내산 쇠고기의 특징을 이해하고 이를 살린 보존법과 조리법을 규명하는 것이 과제가 된다.

그동안 쇠고기의 품질에 관한 연구는 다수 이루어져 왔으며, 마블링 정도나 숙성이 육질에 미치는 영향에 대한 연구도 있었다. 그러나 이러한 요인들이 실제로 ‘기호성(식미성)’에 미치는 영향을 자세히 분석한 연구는 거의 없는 실정이다.

따라서 본 논문은 우리나라 쇠고기에 고부가가치를 부여하는 것을 최종 목표로 삼고, 쇠고기의 지방 함량 및 드라이에이징(dry aging)에 의한 장기 숙성이 기호성에 미치는 영향을 관능평가와 물리·화학적 분석을 통해 규명함으로써, 보다 높은 육질 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.

이하에서는 본 연구의 의의를 분명히 하고, 도출된 결과에 대한 논의를 가능하게 하기 위해 쇠고기의 육질 평가, 기호성에 영향을 미치는 요인, 숙성과의 관계, 지방과의 관계, 가열 방법과의 관련성 등에 대한 기존 지식을 개관한다.

1. 쇠고기의 육질 평가

우리나라에서는 일본 내에서 유통되는 쇠고기의 혈통 및 비육 이력을 명확히 하기 위해, 가축개량센터가 육우 지육 정보 전국 데이터베이스를 작성하고 있으며, 개체식별번호를 통해 원산지 표시가 가능하도록 하고 있다. 이 데이터베이스는, 일반사단법인 전국육우진흥기금협회, 공익사단법인 전국와규등록협회, 일반사단법인 일본적우등록협회, 일반사단법인 일본단각종등록협회, 공익사단법인 일본식육등급협회의 5개 단체가 육우개량정보활용협의회를 설립하여, 2010년부터 흑모화우뿐만 아니라 모든 와규 품종에 대해, 혈통이 명확한 지육 정보(귀표 번호, 비육자 정보, 등급 정보, 송아지 등록 정보)가 제공되는 환경이 정비되었다.

한편, 쇠고기의 거래는 공익사단법인 일본식육등급협회가 농림수산성의 승인을 얻어 제정한 「쇠고기 지육 거래 규격」(아래에 제시함)에 근거하여 등급이 부여된다.

쇠고기 지육 거래 규격 (등급협회 홈페이지에서 발췌)

(2) 육질 등급

흑모화우는 와규 전체의 약 95%를 차지하며, 등급은 대부분 A4 및 A5로 분류된다. 이로 인해 '와규'라고 하면 흑모화우의 마블링이 풍부한 쇠고기를 의미한다고 해도 과언이 아니다.

공익재단법인 일본식육소비종합센터가 실시한 소비 동향 조사에 따르면, 2012~2013년도에 쇠고기 구매 빈도는 돼지고기나 닭고기와는 달리 약 9% 증가하였다. 구입한 쇠고기의 종류를 살펴보면, ‘수입 쇠고기’는 감소한 반면, ‘국산 와규’와 ‘와규 이외의 국산육’은 증가한 것으로 나타났다.

또한 소비자의 48.8%는 마블링 고기와 적색육(살코기)을 모두 선호한다고 응답하였으며, "평소에는 적색육을, 가끔 마블링 고기를 구매한다"(43.8%)거나 "두 가지를 비슷한 비율로 구입한다"(34.9%)는 응답이 있었다.

이처럼 국산 쇠고기에 대한 선호는 여전히 높고, 소비자의 취향은 마블링과 적색육 모두에 걸쳐 있으나, 마블링 편중 현상으로 인해 마블링이 풍부한 와규의 등급이 높게 책정되어 적색육보다 구매 빈도는 낮다는 점이 드러난다.

이러한 배경으로 인해 현재도 축산농가는 마블링이 잘 형성되는 흑모화우 위주의 사육 체제를 유지하고 있다. 그러나 적색육을 선호하는 국민이 절반에 육박하는 상황에서 이러한 생산 체제가 과연 적절한지, 소비자가 진정으로 원하는 '맛있는 쇠고기'란 무엇인지에 대한 방향성이 쇠고기의 기호성 평가를 통해 밝혀지기를 기대할 수 있다.

2. 쇠고기의 기호성에 영향을 미치는 요인

쇠고기를 포함한 식품의 기호성에는 다양한 요인이 관여한다. 축산 동물 개체(고기 자체)의 요인으로는 성별, 체장과 체중, 영양 상태, 월령 등 개체 요인이 있으며, 이는 출하 전에 이루어지는 등급 평가에서 ‘도체 수율’이나 ‘지방 교잡 상태’ 등에 영향을 준다.

이 가운데 등급에 큰 영향을 미치는 **쇠고기 지방 교잡 기준(비프 마블링 스탠다드, BMS)**가 높은 고기와 기호성과의 관계는 아직 충분히 규명되었다고 보기는 어렵다.

또한 도축 후의 요인으로는 숙성 조건이나 조리 조건이 있다. 숙성은 육가공 업체의 취급에 해당하며, 가공과 조리는 소매점이나 가정에서의 취급과 관련된다. 숙성 방법에는 온도와 습도를 조절하지 않고 공기를 포함하거나 진공 포장하여 냉장 보관하는 *웻 에이징(wet aging)*과, 습도, 온도, 송풍을 일정하게 유지하며 냉장 보관하는 *드라이 에이징(dry aging)*이 있다.

최근에는 드라이 에이징을 활용한 장기 숙성도 더해지면서 유통 형태가 다양화되고 있다. 이러한 여러 요인이 쇠고기의 기호성에 영향을 미친다는 사실은 널리 알려져 있다.

이에 따라 다음에서는 쇠고기의 기호성을 관능적으로 평가할 때, 그 항목을 선정하기 위한 구성 요인인 기호성 인자를 물리적 인자(식감)와 화학적 인자(맛, 향, 풍미)로 나누어 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

1) 물리적 요인 ― 식감

식육의 기호성을 평가할 때 물리적 요인으로는 구강 내 식감(텍스처), 즉 단단함, 섬유감, 씹을 때 육즙이 흘러나오는 다즙성이 있다. 먼저, 식육의 단단함에 대해서는 국내외에서 가장 많은 연구가 이루어져 있다. 쇠고기의 근육 단백질은 크게 고기의 단단함에 큰 영향을 미치는 콜라겐과 엘라스틴 등의 결합조직 단백질, 미오신·액틴으로 대표되는 근원섬유 단백질, 그리고 글로빈 등 근장 단백질로 나눌 수 있다.

이 중에서 쇠고기의 단단함은 근막이나 근내막에 존재하는 결합조직(meat stroma)과 근섬유 내에 존재하는 근원섬유(myofibril)의 양과 상태에 의해 결정된다. 또, 식육이 소비자의 입에 들어가기까지는 숙성에 의한 효소 작용(연화 과정)이나 가열(조리)에 의한 수축도 영향을 미치며, 이들 상호 관련성에 대한 연구도 다수 존재한다.

도축 전의 소 근육 상태는 월령이 증가함에 따라 단단해지는데, 이는 콜라겐의 양이 증가해서가 아니라 콜라겐 분자 간 가교가 증가하기 때문으로 밝혀져 있다. 일본에서는 쇠고기를 부드럽게 만들기 위해 숙성이 이루어져 왔으며(숙성에 의한 연화 메커니즘은 후술), 숙성이나 월령뿐만 아니라 근육 내에 지방을 축적시켜 마블링 고기를 만드는 비육에도 힘을 쏟아 왔다.

일본의 흑모화우는 근육 생산 능력이 뛰어나며, 근육 내 지방산 조성 중 단일 불포화지방산인 올레산(C18:1)을 생성하는 지방산합성효소(FASN)의 유전적 발현량이 많아 MUFA 함량이 높은, 입에서 잘 녹는 지방을 갖고 있다. 또, 포화지방산인 스테아르산(C18:0), 팔미트산(C16:0)으로부터 단일 불포화지방산인 올레산(C18:1), 팔미톨레산(C16:1)을 생성하는 효소인 SCD의 활성이 홀스타인에 비해 4.1배, F1(교잡종)에 비해 3배 유의하게 높은 것으로 알려져 있다.

현재 일본 내 흑모화우 중에서도 순수 다지마 혈통(다지리, 기쿠요시)은 SCD 유전자가 다른 지역의 종모우(시게카네, 케코, 에이코, 후지요시)보다 많이 발현되며, 우수한 유전자를 가진 것으로 밝혀져 있다. 이 마블링은 일본 쇠고기의 부드러움과 다즙성에 관련되며, 어느 정도의 지방 함량이 적절한지는 아직 충분히 분석되어 있지 않다.

이와 같이, 고기의 물리적 요인인 식감(텍스처)은 고기 자체의 근육 단백질 구성, 월령, 마블링 정도와 후천적 요인인 숙성 등이 복합적으로 얽혀 서로 영향을 주고 있다.

2) 화학적 요인 ― 맛, 향, 풍미

식육의 기호성을 평가할 때 화학적 요인으로는 맛과 향이 있다. 식육의 맛에 관여하는 성분으로는 숙성 과정에서 증가하는 핵산 유래 물질인 5’-이노신산(IMP)과 유리아미노산, 펩타이드 등이 있다. 이 중에서 감칠맛 물질인 이노신산과 글루탐산의 균형은 중요하다. 글루탐산 외에도 알라닌이 풍부하며, 다소 단맛이 있는 것이 특징이다.

홀스타인 쇠고기의 숙성 중 아미노산과 핵산 성분의 변화는 Nishimura 등에 의해 1988년에 밝혀졌다. 숙성 중 유리아미노산이 증가하는 원인으로, Nishimura 등은 근육 중에 존재하는 aminopeptidase C와 그보다 3배의 활성을 가진 H를 분리·동정하여 그 메커니즘을 밝혔다. 이 두 효소를 함께 작용시킬 경우 각각 단독보다 아미노산 양이 더 증가하며, 증가하는 아미노산은 알라닌, 리신, 글리신, 세린, 트레오닌, 류신, 발린, 글루탐산, 아르기닌 등이다.

한편, aminopeptidase P는 N말단의 프롤린(Pro)을 유리시키며, 이것 또한 유리아미노산의 증가에 기여하는 것으로 알려져 있다. 또한, 분자량이 큰 펩타이드는 단독으로는 맛을 나타내지 않지만, 신맛을 억제하고 전체적인 맛을 부드럽게 만드는 효과가 있다는 것도 보고되었다.

하지만 지방이나 기타 성분이 포함된 실제 식육을 섭취할 때의 맛에 대한 인식은 더욱 복잡하게 미각에 영향을 주기 때문에, 아직까지 명확히 밝혀지지 않은 점이 많다.

향에 대해서는, 음식물을 입에 넣기 전에 코로 맡는 직향(nasal aroma)과, 입에 넣은 후 목을 통해 코로 빠져나가며 느끼는 구강 향(retro-nasal aroma)이 있다.

식육의 향기에는 생고기 향과 가열 향이 있으며, 생고기 향에는 숙성 전의 산내, 혈액 냄새, 체액 냄새, 숙성 후의 황화수소, 메틸머캅탄, 에틸머캅탄, 아세트알데하이드, 아세톤, 2-부탄온, 메탄올, 에탄올, 암모니아 등이 포함된다.

1993년 오키타니는 종설에서 쇠고기의 숙성 향(conditioned raw beef aroma)은 우유 냄새에 가까운 달콤한 향이라고 했으며, 이는 근세포와 이를 둘러싼 지방세포가 필요하며 혐기성균인 Brocothrix thermosphacta에 의해 생성된다고 설명했다. 그러나 이는 일본 와규 특유의 향이 아니라, 수입 쇠고기에서도 숙성에 따라 나타나는 향이다.

한편, 2001년 Matsuishi 등은 흑모화우 고기에서 달콤하고 지방이 많은 향이 존재함을 밝혔고, 이는 γ-논알락톤(코코넛 및 복숭아 향)에 의한 것이라고 보고하였다. 하지만 흑모화우 내에서도 향의 차이는 지방산의 종류에 따라 달라지고, 유전자와의 관련성도 지적되어 왔다.

가열 향기에는 습열에 의한 육수 향과 건열에 의한 로스트 향이 있으며, 이는 L-시스테인과 당의 메일라드 반응에 의해 생성된 고소한 향(예: 2,6-디메틸피라진 등)으로 Okumura 등이 보고하였다.

2,6-디메틸피라진은 감칠맛을 부여하는 물질로 Hayase 등이 보고하였고, 맛의 중요한 요인 중 하나임이 확인되었다. 또한 Sato 등은 흑모화우 특유의 향기에서 황 및 질소 함유의 환상 화합물(thiazole)이 많다는 점이 다른 품종(갈색화우, 일본 단각종, 홀스타인, 앵거스)과의 차이라고 밝혔다. 흑모화우 내에서도 브랜드별 향의 차이는 지방질 유래 화합물의 차이에서 비롯된다고 보고하였다.

이 메일라드 반응은 적색육에 포함된 수용성 저분자 물질, 즉 환원당(glucose), 리보스(ribose) 등과 유리아미노산, 올리고펩타이드 등이 가열되어 상호 반응함으로써 발생한다. 또한, 지방 내 가열 생성물에서 피라진류의 생성이 많다는 점에서, 어떤 지방산에 의해 향이 변화하는지에 대한 메커니즘은 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

이처럼 맛과 향·풍미는 식육의 기호성에 크게 관여하고 있으며, 이들의 상호작용도 점차 밝혀지고 있지만, 그 복잡성으로 인해 향후 더욱 규명될 것으로 기대된다.

3. 쇠고기의 숙성과 기호성

쇠고기는 도축 직후 24℃에서 23주간 숙성함으로써 연화되고 풍미가 개선된다는 사실은 일반적으로 잘 알려져 있다.

그동안 우리나라에서는 주로 웻 에이징(wet aging)이 사용되어 왔다. 도축 후 24℃의 냉장 상태에서 습도 조절 없이 약 2주간 보관하는 방식이었다. 또한 수입 쇠고기는 진공 포장된 상태로 저온에서 수송 및 보관되고 있다. 그러나 최근 우리나라에서도 드라이 에이징(dry aging)이 주목받고 있다. 드라이 에이징은 원래 미국에서 붉은 살코기의 보존성을 높이기 위해 온도와 습도를 조절하며 송풍을 하여 저장 및 숙성하는 방식이다. 일본에서도 흑모화우는 지방 교잡이 높아 보존성이 뛰어나기 때문에, 12개월간 저장하는 장기 숙성이 이루어지는 경우도 있다. 이는 드라이 에이징의 일종이라 할 수 있다. 최근에는 다양한 종류의 고기를 온도와 습도를 조절하며 송풍하여 장기간 저장하는 드라이 에이징이 활발히 유통되고 있다.

숙성에 따른 연화 메커니즘에 대해서는 많은 보고가 있으며, 칼슘설, 프로테아제설, IMP설 등이 제시되어 왔다. 이들 각각에 대해 설명하면, 1975년부터 77년에 걸쳐 Locker 등은 인장강도 측정을 통해 사후경직에서 연화에 이르는 근섬유 상태가 Ca²⁺에 의해 활성화되어 Z선 및 I대에서 다수의 가교가 형성되며, 이것이 근육의 탄성을 증가시키는 메커니즘임을 밝혔다. 1979년 Hattori와 Takahashi는 숙성 중 근육 내 Ca²⁺ 농도가 증가하고 Z선이 약화되는 현상을 근섬유 길이 및 전기영동에 의한 분자량 측정을 통해 규명하였다. 이어서 Nishimura 등은 근육 내 결합조직이 14일 이후 서서히 연화된다고 보고하였다. 이는 Ca²⁺ 농도가 상승하고, Ca²⁺가 인지질 및 지방산과 결합함으로써 이들이 가용화되고 Z선에서 분리되어 약화되는 연화 메커니즘임을 밝혔다. 또한 α-connectin(분자량 280만)이 Ca²⁺와 결합하면 분자량이 더 낮은 β-connectin(210만) 및 그 조각으로 절단되어 탄성이 저하된다는 점도 보고되었다(Tanabe, 1994).

또한 Koohmaraie 등(1988a, b)은 숙성 중 연화가 protease인 m-calpain과 μ-calpain의 활성이 14일째에도 충분히 남아 있어 calpain이 단백질을 계속 분해한다는 점을, 2006년에는 μ-calpain이 연화에 관여하고 있다는 사실을 보고하였다. calpain은 중성 영역에서 최적 pH를 가지며 Ca²⁺에 의해 활성화되어 근육 단백질을 분해하고 Z선의 약화, 미오신-액틴 간 상호작용의 약화, connectin의 절단을 유발하여 연화에 기여한다. 한편, 산성 protease인 cathepsin에는 B, D, H, L이 있으며, B는 미오신 분해, D는 미오신, 트로포미오신, 트로포닌, α-악티닌, connectin 등을 분해(Zeece), L은 Z선 붕괴와 근원섬유의 소편화에 기여하는 것으로 알려져 있다(Matsukura 등, Mikami 등). 숙성 조건과 단단함의 관계에 대해서는 Yu & Lee가 1986년에 pH 및 온도와 고기의 단단함에 대한 연구를 보고한 바 있다. 더불어 최근에는 Okitani, Nakamura 등도 숙성 중 생성되는 IMP가 actomyosin의 분리에 관여하며 연화 메커니즘에 영향을 준다고 보고하고 있다.

이처럼 숙성에 따른 연화 메커니즘으로는 현재까지 세 가지 이론이 제시되고 있으나, 각각의 기여도에 대해서는 아직 불분명하다.

쇠고기의 숙성이 기호성에 미치는 영향에 대한 연구로는, 진공 포장된 쇠고기 숙성(wet aging)에 의한 연화에 관한 보고가 여럿 있다(Smith 등, Jones 등, Brewer & Novakofski). 앞서 언급했듯, 단기간의 wet aging에서는 도축 후 사후경직이 calpain, cathepsin B, D, L의 작용에 의해 연화되거나(Okitani 등), Ca²⁺(Hattori & Takahashi)에 의해 연화된다. 풍미에 관해서는 Nishimura 등이 홀스타인 쇠고기 적색육에서 유리아미노산이 도축 후 4~12일 사이에 증가한다고 보고하였다. 이 변화는 숙성 중 aminopeptidase C와 H의 작용에 의해 일어난다는 사실도 밝혀졌다. 1992년 Shimada 등은 홀스타인 적색육의 단단함이 14일차에 개선되었다고 보고하였다. 그러나 숙성 중 유리아미노산이 증가하고 단단함이 개선된다는 사실은 알려져 있으나, 실제 기호성에 대한 평가는 여전히 명확하지 않다.

wet 또는 dry aging에 따른 장기 숙성에 대해서는, Campbell 등(2001)이 적색육을 드라이 에이징 방식으로 16일과 21일 숙성한 경우 단단함, 풍미의 강도, 다즙성 측면에서 짧은 숙성보다 높은 평가를 받았다고 보고하였다. 또, Dixon 등은 적색육이 wet aging 방식으로 28일 숙성 시 연화되었다고 보고하였다.

Nishimura 등은 도축 후 28일 시점에서 근육 내 결합조직이 상당히 감소했다고 보고하였으며, Yanagihara 등은 1995년에 홀스타인 쇠고기의 연화 및 기호성이 32~56일 숙성 시 개선되었으나, 그 이후에는 오히려 저하되었다고 보고하였다.

이처럼 마블링된 와규 고기의 숙성 기간에 대한 기술은 다양하며, 적절한 숙성 기간에 대해서는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다.

4.소고기의 지방 함량과 기호성

흑모와규의 고기는 다른 품종의 고기에 비해 근막 내에 지방이 균일하게 분산된 마블링이 잘 형성되며, 기호성이 높은 식품 중 하나이다. 일본 고유의 식문화 속에서 길러진 국민의 쇠고기에 대한 기호는 독특하며, 많은 나라들이 붉은 살코기를 높게 평가하는 반면(Richardson 등), 일본에서는 마블링이 많은 쇠고기가 압도적으로 높게 평가되고 있다. 일본산 흑모와규 고기의 특징을 명확히 하고 보다 높은 기호성을 추구하는 것은, TPP 등으로 인해 값싼 수입 쇠고기가 유입되더라도 소비에 영향을 주지 않고, 오히려 해외 수출을 가능하게 할 수 있다고 생각된다.

마블링이 많은 쇠고기의 특징은 조리 후에도 부드럽고 매끄러운 식감, 쾌적한 지방감, 진한 감칠맛(기본 네 가지 맛으로 표현할 수 없는 쇠고기 특유의 맛)과 와규 특유의 고소한 향 등, 붉은 살코기에는 없는 풍부한 맛이 있다. 본 항에서는 지방이 고기 품질에 미치는 영향에 대해 서술한다.

(1) 지방 함량이 맛에 미치는 영향

지방이 쇠고기의 맛에 영향을 주는 가능성으로는, 지방이 감칠맛 그 자체를 증강시키는 효과, 감칠맛과 유사한 특성을 부여하는 효과, 이 둘이 복합적으로 작용하는 감각 효과가 있다. 감칠맛을 강하게 느낄 경우, 지방은 점도를 증가시켜 혀 표면에서의 체류 시간을 늘림으로써 감칠맛 인식을 촉진할 가능성이 있다.

마블링이 많은 와규의 특징은 붉은 살의 단백질에서 기인한 감칠맛과, 지방의 질감, 이 둘이 함께 발생시키는 향과 풍미가 동시에 작용하여 식미를 향상시키는 데 있다고 본다. 감칠맛 성분은 그것 자체로 쾌감을 주는 것이 아니라, 식품 내 다양한 아미노산 등의 맛과 어우러져 고기 특유의 맛으로 느껴지며, 야마구치는 그 효과를 ‘풍부함, 농도감, 부드러움, 확산성, 지속성’을 부여한다고 보고하였다.

또한, 지방 자체는 맛이 거의 없고 반드시 기호적이라고 할 수는 없지만, 부드러운 질감이 음식에 풍부함, 확산성, 지속성을 더해 감칠맛과 혼동될 수 있는 효과를 가진다.

종합적으로 보면, 적절한 지방은 감칠맛 자체를 강화함과 동시에 지방의 ‘풍미’나 부드러움 등의 감칠맛 유사 특성을 부여하고, 다음에 설명할 향과 함께 감칠맛을 강화한다고 볼 수 있으나, 그 실체는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

(2) 향의 전구체로서의 작용

흑모와규 고기에서 단맛과 지방맛이 나는 향의 존재는 마쓰이시 외(2001)에 의해 γ-nonalactone(코코넛, 복숭아 향)이라는 것이 밝혀졌다. 그러나 흑모와규 내에서의 향의 규명은 지방산 종류에 따라 달라지며, 유전자와의 관련성도 지적되고 있으나, 락톤계 화합물의 전구체 해명은 아직 이루어지지 않았다.

한편, 가열 향기에는 습열 가열에 의한 육수 향기와 건열 가열에 의한 로스트 향기가 있으며, 이는 L-시스테인과 당의 마이야르 반응에 의한 고소한 향기(2,6-디메틸피라진 등)로 오쿠무라 등이 보고하였다. 이들 향기는 지방산이 개입함으로써 많이 생성되어, 풍미 부여 물질로 간주된다.

사토 등은 흑모와규 특유의 향기에 대해 황과 질소를 포함하는 환상화합물(thiazole)이 많다는 점이 다른 일본 품종(갈모와종, 일본단각종) 및 외국 품종(홀스타인, 앵거스)과의 차이점이라고 보고하였다. 또한, 브랜드 간의 차이는 지방 유래 화합물의 차이에 기인하는 바가 큼을 밝혔다. 이러한 마블링은 간접적으로 마이야르 반응에 관여하여 바람직한 쇠고기 향기에 기여한다고 판단된다.

실제로 조지방 함량이 증가하면 지방향과 단향이 증가한다고 보고되었으며, 이러한 바람직한 향이나 비프향은 쇠고기의 중요한 감칠맛을 강화하는 것으로, 쿠니에다는 조합에 따라 향이 맛의 강도를 증강시키고, 야마구치는 향의 존재가 감칠맛의 쾌불쾌를 극적으로 변화시킨다고 보고하였다. 최근에는 양자 간 상호작용에 대한 해명도 진행되고 있으나, 쇠고기에서 지방의 존재가 맛을 끌어내고 ‘풍미’를 증가시키는지 여부는 아직 입증되지 않았다.

(3) 지방 함량이 텍스처에 미치는 영향

와규의 부드러움은 앞서 말한 바와 같이 마블링의 영향이 크다. 해외의 마블링 연구에서는 1959년 블루머 등이 지방량 15% 이하의 쇠고기에서도 마블링이 있는 고기는 부드러움(tenderness), 다즙성(juiciness), 풍미(flavor) 중 풍미에 영향이 있었다고 보고하였다. 이후 1963년 종합 보고에서 마블링 소고기의 식미 특성을 정리하였으며, 조지방 함량 0.87~14.82%의 소고기에서 근간 지방이 부드러움, 풍미, 다즙성에 기여한다고 보고하였다.

최근 해외 연구에서는 비육 기간이나 도축 시의 생산 특성과의 관계에서 마블링을 분석하였으며, 메이 등은 비육 후기에 있어 등지방 두께보다 마블링 등급이 다즙성과 풍미 강도와 높은 상관을 보였다고 하였고, 섀클포드 등도 등지방보다 마블링 등급이 부드러움과 높은 상관을 가진다고 하였다. 미국에서도 붉은 살코기를 선호하던 경향에서 마블링 쇠고기가 점차 선호되고 있다는 보고도 있다. 그러나 이들의 지방 함량은 일본산에 비해 매우 낮으며(8.8~10%), 일본의 흑모와규 A5등급의 조지방 함량(50% 이상)과 같은 수준은 아니다.

현재 일본에서는, 일본격부협회에 의해 최고 등급으로 분류되는 A5등급 쇠고기의 조지방 함량이 40%를 넘는 수준이며, 마블링 등급(BMS 1~12)은 소비자의 마블링 선호 의식에 따라 지방 교잡도가 높은 것이 고등급으로 평가되는 경향이 있다. 이로 인해 국내산 쇠고기의 마블링 수준은 점차 증가하고 있다. 그러나 야마구치 등은 지방이 지나치게 많은 쇠고기는 소비자가 반드시 선호하지 않는다고 보고하였다. 실제로, 야마구치 등이 조사한 일류 백화점에서 판매된 A5등급 와규 등심의 조지방 함량은 69%에 달했으며, 소비자의 관능 평가에서는 선호도가 명확히 낮았다.

원래 단백질 식품으로 인식되는 쇠고기가 지나치게 고지방화되는 것은 생명 유지에 필요한 주요 식재료로서 바람직하지 않으며, 어느 정도의 지방 함량이 적절한가 하는 것은 매우 중요한 문제라 할 수 있다.

5.소고기의 가열 방법과 기호성

소고기는 일부를 제외하고 대부분 가열하여 섭취하며, 그 가열 방법에 따라 소고기의 맛을 한층 더 끌어올릴 수 있다.

근섬유의 가열에 의한 변화에 관해서는 Locker 등이 60℃에서 100℃ 사이의 가열 과정에서 근원섬유와 콜라겐이 변성된다고 보고한 바 있다. 또한, 60℃에서 장시간 가열하거나 70℃에서 단시간 가열할 경우에는 근원섬유의 유연한 탄력이 남아 있지만, 70℃에서 장시간 가열하거나 80℃ 이상의 고온에서는 근원섬유가 변성되어 고기가 경직된다는 사실이 밝혀졌다. 그러나 이 온도 범위에서 조리된 소고기의 기호성에 대해서는 아직 명확하지 않은 부분이 많다.

흑모와규는 일본에서 가장 선호되는 쇠고기 품종이며(오키타 외, 고이즈미 외), 최근에는 건강 지향적인 경향에 따라 붉은 살코기가 많은 홀스타인종의 쇠고기를 선호하는 사람들이 증가하고 있다(이이다 외).

육식의 역사가 긴 유럽에서는 다양한 고기 조리 방법이 개발되어 왔다. 붉은 살코기를 선호하는 문화 속에서, 고령의 소고기도 부드럽게 조리하여 섭취하는 방법이 연구되고 실제로 실천되어 왔다. 해외에서의 소고기 조리 방법에 관한 연구로는, Schock 등은 로스트, 튀김, 오븐 조림, 압력 조림 등을 통해 로스 부위를 조리하였으나, 부드러움, 향, 종합적인 평가 모두에서 선호되지 않았다고 보고하였다. Batcher와 Deary, Morgan 등은 로스트 조리한 쇠고기가 브로일 또는 그릴 조리한 것보다 부드러움 측면에서 더 높은 평가를 받았다고 보고하였다. Morgan 등은 장시간 조리 시, 가열 중에 콜라겐이 용해되고 수분 함량이 증가하여 쇠고기가 더 부드러워진다고 설명하였다.

Goodson 등은 2002년에 실시한 '스테이크에 대한 소비자 기호 조사'에서 맛(flavor)이 가장 중요한 관능 특성이라고 보고하였다. Adhikari 등은 스테이크를 중간 레어 상태로 굽는 방법이 로스트나 조림보다 더 다즙하고 맛이 좋다고 평가하며, 굽는 조리법이 보다 적절한 조리 방법이라 판단하였다.

조리 온도와 고기 품질의 관계에 대해서도 몇몇 보고가 있다. Lorenzen 등은 2005년, 기호성이 높은 비프 스테이크를 조리할 때의 최종 중심 온도가 55~82℃라는 것을 보고하였다. 이처럼 조리 방법에 관한 보고는 많지만, 사용 부위, 최종 가열 온도, 건열 또는 습열 여부, 조리 시간 등 조건이 너무 복잡하여 단순 비교가 어렵다.

또한, 새로운 조리 방법에 관한 연구로는 저온 장시간 조리(LTLT)에 대한 연구가 다수 진행되어 왔다(Laakkonen 외, Vaudagna 외, Obuz 외, Ko 외, Gunving 외). 이러한 LTLT 관련 연구는 고기를 부드럽게 하고 지방을 줄이기 위한 것으로, 현재 대량 조리에서도 널리 활용되고 있다. 간편성을 추구한 조리 방법으로는, Fulton과 Davis, Joseph과 Joycelyn이 전자레인지와 컨벡션 오븐으로 조리한 고기를 비교하였는데, 전자레인지 가열한 고기는 더 많은 콜라겐이 용해되어 단단해지지 않는다고 보고하였다.

이상의 내용으로부터, 소고기를 가열 조리할 때 부드러움, 다즙성, 풍미가 맛에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 하지만 조리에 관한 연구는 다양한 각도에서 이루어져 왔으나, 동일 부위를 동시에 다양한 조리 방법으로 시험한 연구는 많지 않기 때문에, 효과적인 조리(가열) 방법이나 그 작용 기전에 대해서는 아직 충분히 해명되었다고 보기 어렵다.

가열 조리한 소고기의 기호성을 과학적으로 측정하는 방법으로는 관능 평가와 기기 측정이 있으나, 기기 측정은 아직까지 기호성을 객관적으로 평가할 수준에 이르지 못한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 기호성을 과학적이고 객관적으로 판단하는 방법으로서, 인간의 오감(시각, 청각, 후각, 미각, 촉각: 체성 감각)을 통해 대상을 평가하는 방법, 즉 일본관능평가학회 편찬의 ‘관능평가사 텍스트’에 따른 관능 평가라는 방법을 채택하였다.

관능 평가는 미국에서는 1940~50년대 미군의 군식 수용성 평가를 통해 향과 기호의 중요성이 인식되면서 보급되었으며, 일본에서는 1950년대 일본과학기술연맹의 연구회에서 심리학, 생리학, 통계학 중심의 학계와 산업계 전문가들에 의해 독자적인 방법론으로 발전한 검사법이다. 현재는 국제표준화기구(ISO)와의 정합성도 검토되고 있다.

관능 평가란, 제품의 품질 특성을 측정하고, 판단 기준과 비교하여 최종 판단을 내리는 일련의 평가 방법을 말한다. 관능 평가는 분석형 관능 평가와 기호형 관능 평가로 나뉘며, 본 논문에서는 평가 패널이 개인의 감정을 배제하고 객관적 판단을 내리는 분석형 관능 평가를 채택하였다. 또한, 분석형 관능 평가와 이에 밀접하게 관련된 기기 측정 값을 비교·검토함으로써, 기호성에 대한 보다 정밀한 검증이 가능하다고 판단하였다.

6.연구의 목적

소고기에는 와규, 교잡우, 홀스타인종에서 유래한 국내산 쇠고기 외에도 해외에서 수입된 쇠고기가 있으며, 이들 각각은 고기 품질에 있어 고유의 특징이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 이들을 조리했을 때의 맛을 결정짓는 요소로는 맛, 향, 부드러움, 즙이 많은 식감 등 다양한 기호성과 관련된 요인이 중요한 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 요소들은 쇠고기의 가열 조건, 지방 함량, 숙성 조건 등에 따라 변화한다는 것도 잘 알려져 있다.

특히 일본에서는 흑모와규에 대한 소비자의 선호도가 높음에도 불구하고, 그 식미성(食味性, palatability)에 영향을 미치는 요인에 대해 충분한 검토가 이루어지지 않았다. 이러한 점은 앞으로 도입이 예정된 TPP(환태평양경제동반자협정)에 대응하는 데 있어 적절한 준비가 부족할 가능성을 내포하고 있다.

이에 본 논문은, 일본산 쇠고기에 높은 부가가치를 부여하는 것을 궁극적인 목적으로 하여, 쇠고기의 지방 함량과 드라이에이징에 의한 장기 숙성이 기호성에 어떤 영향을 미치는지를 관능 평가 및 물리화학적 측정을 통해 명확히 하고, 나아가 쇠고기의 품질 향상을 도모하는 것을 그 목적으로 삼는다.

제1장에서는 가열 조리 방법에 초점을 맞추어, 가열 방식이 쇠고기의 기호성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 그릴 및 로스트 조리가 쇠고기에 높은 기호성을 부여할 수 있다는 사실을 확인하였다.

제2장에서는 흑모와규 육을 대상으로 하여, 지방 함량이 소고기의 기호성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 조지방 함량이 약 36%인 쇠고기가 가장 높은 기호성을 가진다는 사실을 처음으로 밝혔다.

제3장에서는 드라이에이징 방식으로 60일간 장기 숙성시킨 흑모와규 육을 사용하여, 숙성이 식미성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 40일간의 숙성 기간이 가장 적절하다는 점을 밝혔다.

이하에서는, 본 연구를 통해 얻어진 성과를 상세히 서술한다.

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