드라이 에이징 쇠고기 크러스트 함량이 브라운 소스의 품

드라이 에이징 쇠고기 크러스트 함량이 브라운 소스의 품질 특성에 미치는 영향

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본 연구는 드라이 에이징 쇠고기에서 발생하는 부산물인 크러스트를 브라운 소스의 풍미 증강 소재로 활용하고, 이에 따른 이화학적 및 관능적 특성을 분석하였다. 이화학적 특성은 일반성분, 색도, pH, 팽윤 수율, 점도 및 염도를 포함하였으며, 관능적 특성은 전자코 분석과 관능평가를 통해 검토하였다.

분석 결과, 시료의 수분 함량은 크러스트 첨가량이 증가함에 따라 감소하였으며, 지방 및 단백질 함량은 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 또한, 명도, 황색도 및 적색도는 크러스트 첨가량 증가에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 시료의 pH 역시 크러스트 함량이 높아질수록 상승하였다. 점도는 유의적으로 증가하였으며, 염도는 크러스트 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다(p<0.05).

향기 프로파일 분석에서 대조구와 크러스트 5% 및 10% 첨가 시료 간에는 뚜렷한 차이가 나타났으나, 10%에서 15% 범위의 첨가군은 유사한 향기 특성을 보였다. 맛 평가에서는 대조구의 점수가 크러스트 첨가 시료보다 유의적으로 낮았으며(p<0.05), 점도에 대한 관능 평가에서는 10% 크러스트 첨가 시료가 대조구보다 유의적으로 높은 점수를 나타냈다(p<0.05). 풍미와 종합적 기호도는 크러스트 첨가량이 10%까지 증가함에 따라 향상되는 경향을 보였다(p<0.05).

이러한 결과는 드라이 에이징 쇠고기 등심 크러스트가 브라운 소스의 이화학적 및 관능적 특성을 개선하는 데 효과적인 천연 풍미 증강 소재로 활용될 수 있음을 시사한다.

주제어: 쇠고기, 브라운 소스, 크러스트, 드라이 에이징, 식품 가공

서론

전 세계 소스 시장 매출은 2010년 86,898백만 달러에서 2019년 127,731백만 달러로 46.98% 증가하였으며, 향후에도 지속적인 성장이 전망되고 있다(Statista, 2019). 소스는 풍미와 색을 부여하는 향미 증강제로서, 다양한 원료가 혼합된 복합 조미 식품이다(Mcgee, 2004). 소스의 기호성에서 풍미는 중요한 요소로, 미각과 후각을 모두 만족시켜야 한다. 소스의 천연 향미 증강제로는 파, 양파, 마늘, 후추, 생강 등 채소류와 멸치, 새우, 조개, 크레비세 등 해산물이 흔히 사용된다(Methven, 2012). 일부 국가에서는 육수와 그레이비(gravy) 제품에 육류 추출물이 소스 향미 증강제로 사용되며, 이와 같이 육류 유래 제품은 향신료 또는 소스 제조의 재료로 제한적으로 이용된다(Varavinit et al., 2000).

다양한 소스 중 브라운 소스는 세계적으로 널리 활용되며, 다양한 식품에 풍미를 부여한다(Mcgee, 2004). 첨가 재료와 제조업체에 따라 제품 유형이 다양하며(William and Akiko, 2012), 특히 비가라드(Bigarrade) 소스, 보르델레즈(Bordelaise) 소스, 데빌드(Devilled) 소스, 리옹네즈(Lyonnaise) 소스 등 여러 종류의 브라운 소스가 육류 및 육제품에 사용된다.

최근 소비자는 식품 구매 시 양보다 질을 중시하는 경향을 보이며, 이에 따라 차별화된 고품질의 드라이 에이징 쇠고기가 주목받고 있다(Boleman et al., 1997). 포장 상태에서 숙성하는 습식 숙성과 달리, 드라이 에이징은 육류를 부분적으로 공기에 노출시킨다. 숙성 과정에서 육류 내 수분이 증발함에 따라 풍미가 농축되고 심화되며(Lee et al., 2019), 이러한 독특한 풍미로 인해 드라이 에이징 쇠고기는 많은 소비자의 선호를 얻고 있다. 그러나 드라이 에이징 과정에서는 표면이 경화되어 크러스트(crust)가 형성된다(Laster et al., 2008; Ryu et al., 2018).

드라이 에이징 쇠고기는 주로 고급 레스토랑이나 프리미엄 식료품점에서 스테이크용으로 소비되어 왔으나, 최근에는 일반 슈퍼마켓이나 정육점 등으로 소비 시장이 확대되고 있다(Stenström et al., 2014). 드라이 에이징 쇠고기의 독특한 풍미와 맛으로 인한 수요 증가와 함께, 크러스트 발생량 역시 증가하고 있다. 크러스트는 식용이 불가능하지만 드라이 에이징 쇠고기 중량의 15~35%를 차지하여 가격 인상의 원인이 될 수 있다(Dashdorj et al., 2016). 따라서 드라이 에이징 쇠고기의 가격 안정화와 소비 확대를 위해 크러스트의 다양한 활용 방안을 모색해야 한다.

크러스트는 건조된 육류 표면에서 절단되는 부분으로, 드라이 에이징 특유의 풍미 화합물이 풍부하다. 또한, 항산화 및 항고혈압 활성과 같은 유익한 생리활성을 지니며, 이미 쇠고기 패티의 천연 향미 증강제로 활용된 바 있다(Park et al., 2018). 그럼에도 불구하고, 소스 제조에서 크러스트 활용에 관한 연구는 충분히 이루어지지 않았다. 이에 따라 드라이 에이징 쇠고기 부산물인 크러스트를 소스의 천연 향미 증강제로 활용하는 가능성을 검토할 필요가 있다.

본 연구에서는 드라이 에이징 쇠고기에서 발생한 부산물인 크러스트를 브라운 소스에 첨가하여, 그 이화학적 및 관능적 특성을 분석함으로써 식품 산업에서의 잠재적 활용 가능성을 규명하고자 하였다.

재료 및 방법

시료 준비 및 드라이 에이징 공정
총 6두의 홀스타인 거세우(Korea 품질등급 3) 도체에서, 도축 후 2일이 경과한 등심(M. longissimus dorsi) 6점을 확보하였다. 각 등심은 길이와 너비가 동일한 세 구획으로 절단하였다. 절단된 등심은 드라이 에이징 냉장고(DA-45, Korea Alesso, 경기도, 대한민국)에서 4주간 숙성하였다(온도 4℃, 공기 유속 5±3 m/s, 습도 80±5%). 숙성이 완료된 등심의 최외곽부로부터 높이 0.3~0.7cm의 크러스트를 절단하였으며, 이를 동결건조기(FDU-1110, Eyela, 도쿄, 일본)를 사용하여 –70℃에서 15시간 동안 동결건조하였다.

브라운 소스 제조
본 연구에서는 Lee 등(2007)의 방법에 따라 기본 브라운 소스를 제조하였으며, 그 원재료는 표 1에 제시하였다. 먼저, 물, 고추장, 토마토 페이스트를 70℃에서 5분간 혼합하여 브라운 소스 용액을 제조하였다. 다음으로, 물에 용해한 전분을 첨가한 후 95℃에서 4분간 교반하였다. 호화가 완료된 후, 설탕, 간장, 우스터소스, 마늘, 양파, 미림을 첨가하여 95℃에서 10분간 혼합하였다. 마지막으로, 물엿, 식초, 바질 분말, 오레가노 분말, 월계수잎 분말을 첨가하여 95℃에서 5분간 혼합하였다.

제조된 기본 브라운 소스에 크러스트를 각각 0%(대조구), 5%, 10%, 15% 비율로 첨가하고, 이를 95℃에서 5분간 혼합하였다. 제조가 완료된 시료는 20℃에서 30분간 냉각한 후, 실험 진행 기간 동안 4℃에서 저장하였다.

크러스트의 일반성분, pH, 색도, 팽윤수율 등의 이화학적 특성은 부록 표 S1에 제시하였다.

표 1. 드라이 에이징 쇠고기 크러스트 첨가 수준에 따른 브라운 소스 원료 구성(%)

본 연구에 사용된 브라운 소스의 원료 비율은 크러스트 무첨가 대조구(0%)와 크러스트 첨가구(5%, 10%, 15%)로 구분하여 제시하였다. 대조구의 경우, 물 49.12%, 고추장 3.18%, 토마토 페이스트 11.79%, 전분 0.59%, 설탕 3.93%, 간장 6.17%, 우스터소스 10.26%, 마늘 0.98%, 양파 3.93%, 미림 0.98%, 물엿 7.86%, 식초 0.98%, 바질 분말 0.10%, 오레가노 분말 0.05%, 월계수잎 분말 0.08%로 구성하였다.

크러스트 첨가구에서는 기본 원료 비율을 동일하게 유지하되, 첨가 비율에 따라 각각 크러스트 5%, 10%, 15%를 추가하였다. 모든 시료에서 총합은 100%가 되도록 조정하였다.

일반성분 분석
일반성분은 AOAC(1990) 규정에 따라 측정하였다. 수분 함량은 건조기(oven-drying)법, 조단백질 함량은 켈달(Kjeldahl)법, 조지방 함량은 속슬렛(Soxhlet) 추출법, 조회분 함량은 건식회화(dry ashing)법으로 각각 분석하였다.

색도 측정
색도는 색차계(CR-10, Minolta, 도쿄, 일본)를 이용하여 CIE 표준색 공간의 명도(L*), 적색도(a*), 황색도(b*)를 측정하였다. 기준값은 백색 표준판(CIE L*, +97.83; CIE a*, –0.43; CIE b*, +1.98)을 사용하였다.

pH 측정
각 시료 4g에 증류수 16mL를 가하여 Ultra-Turrax 균질기(HMZ-20DN, Poolim Tech, 서울, 대한민국)로 10,923×g에서 1분간 균질화하였다. pH는 pH 미터(Model S220, Mettler-Toledo, 슈베르첸바흐, 스위스)를 이용하여 측정하였다.

팽윤 수율 측정
각 시료 10g을 pH 3 및 pH 4 Tris-HCl 완충용액, 그리고 증류수 각각 100mL와 혼합하여 보텍스 믹서(SVM-10, SciLab, 서울, 대한민국)로 1분간 교반하였다. 이후 실온(25℃)에서 1시간 동안 방치한 후 상등액을 제거하고 남은 침전물의 무게를 측정하였다. 팽윤 수율(%)은 아래의 식을 이용하여 계산하였다.팽윤 수율(%)=팽윤 후 무게(g)팽윤 전 무게(g)×100\text{팽윤 수율(\%)} = \frac{\text{팽윤 후 무게(g)}}{\text{팽윤 전 무게(g)}} \times 100팽윤 수율(%)=팽윤 전 무게(g)팽윤 후 무게(g)×100

점도 측정
점도는 회전 점도계(Merlin VR, Rheosys, 해밀턴 타운십, 뉴저지, 미국)를 이용하여 측정하였다. 점도계에는 지름 30mm 콘(cone)을 부착하고, 시료는 지름 25mm 동심 실린더에 장입하였다. 측정은 25℃에서 헤드 속도 0.43×g 조건으로 60초간 수행하였으며, 측정값의 평균을 구하여 Pa·s 단위로 나타내었다.

염도 측정
브라운 소스의 염도는 염도계(SB-2000PRO, HM Digital, 레돈도비치, 캘리포니아, 미국)를 이용하여 측정하였으며, 측정값은 염도(%)로 표시하였다.

전자코 분석
브라운 소스 시료의 향기 프로파일은 Heracles II 전자코(Alpha MOS, 툴루즈, 프랑스)를 이용하여 분석하였다. 분석 조건은 다음과 같다. 주입량: 5mL, 주입 온도: 200℃, 트랩 준비 온도: 40℃, 시료 채취 시간: 4초, 트랩 탈착 온도: 250℃, 주입 시간: 1.5초, 컬럼 온도 프로그램: 51℃(10초)에서 260℃(4초)로 상승, 검출기 온도: 260℃. PCA(주성분분석) 수행 전, 각 전자코 센서의 민감도를 측정하여 휘발성 화합물과 공기 간 저항값 변화율을 산출하였다. 이 민감도 측정값은 Alpha soft 프로그램(Alpha MOS)에 적용하여 PCA를 수행하였으며, 분류된 향기 패턴은 제1주성분 값(PC1)과 제2주성분 값(PC2)으로 나타내었다.

표 2. 드라이 에이징 쇠고기 크러스트 첨가 수준에 따른 브라운 소스의 일반성분

브라운 소스의 수분 함량은 대조구(0%)에서 67.44±0.10%로 가장 높았으며, 크러스트 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다(5%: 62.76±0.27%, 10%: 58.90±1.06%, 15%: 59.09±0.53%, p<0.05).

지방 함량은 대조구에서 0.25±0.13%로 가장 낮았고, 크러스트 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(5%: 1.62±0.12%, 10%: 3.35±0.82%, 15%: 3.44±0.56%, p<0.05).

단백질 함량 역시 대조구의 1.73±0.22%에서 5% 첨가구 5.97±0.50%, 10% 첨가구 9.00±0.84%, 15% 첨가구 10.62±0.26%로 크러스트 첨가량 증가에 따라 유의적으로 상승하였다(p<0.05).

조회분 함량은 처리구 간 유의적인 차이가 나타나지 않았으며, 모든 처리구에서 3.68~3.72% 범위로 유지되었다.

표의 수치는 평균±표준편차(mean±SD)로 나타냈으며, 같은 행에서 서로 다른 첨자(a–d)를 가진 값은 유의적인 차이가 있음을 의미한다(p<0.05).

관능평가
각 시료의 관능평가는 10명의 패널 요원에 의해 3회 반복으로 실시하였다. 패널 요원들은 기본 미각 식별 시험을 거친 뒤, 상업용 브라운 소스 제품을 이용하여 7일간(하루 1시간) 훈련을 진행하여 평가 항목의 관능적 특성에 익숙해지도록 하였다. 평가 항목은 색(color), 맛(taste), 향(flavor), 점도(viscosity), 종합적 기호도(overall acceptability)였으며, 1점은 ‘매우 바람직하지 않음’, 10점은 ‘매우 바람직함’을 의미하는 10점 척도(descriptive scale)를 사용하였다. 본 관능평가는 공주대학교 생명윤리위원회의 승인을 받았다(승인번호: KNU 2020-15).

통계분석
전자코 분석을 제외한 모든 분석 결과는 최소 3회 이상 반복 측정 후 평가하였다. 모든 변수에 대해 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, SAS 9.3 버전(SAS Institute, Cary, NC, USA)의 일반 선형모델(general linear model)을 이용하였다. 평균 간 유의성 검증은 Duncan의 다중범위검정법을 적용하였으며, 유의수준은 p<0.05로 설정하였다. 모든 자료는 평균±표준편차(mean±SD)로 제시하였다.

결과 및 고찰

일반성분
드라이 에이징 쇠고기 크러스트 첨가 수준별 브라운 소스의 일반성분 분석 결과는 표 2에 제시하였다. 조회분 함량을 제외한 수분, 지방, 단백질 함량에서 유의적인 차이가 나타났다. 크러스트 첨가량이 증가할수록 시료의 수분 함량은 전반적으로 감소하였으며, 지방과 단백질 함량은 증가하였다(p<0.05). 이와 유사하게, 첨가 원료의 구성 변화에 따라 소스나 그레이비 제품의 일반성분이 변동된다는 보고가 있다(Abdullah et al., 2018; Tsikritzi et al., 2015). 본 연구에서도 이러한 차이는 크러스트 자체의 높은 지방(29.81%) 및 단백질(56.25%) 함량(부록 표 S1 참고)에 기인한 것으로 판단된다.

색도 및 pH
소스는 반고형 식품(Juszczak et al., 2004)으로, 첨가물의 종류에 따라 색이 변하는 경향이 있다. 소스의 색은 소비자의 제품 선택에 큰 영향을 미치므로, 본 연구에서는 크러스트 첨가가 브라운 소스의 색도에 미치는 영향을 분석하였다(표 3). 그 결과, 크러스트 첨가량이 증가할수록 명도(CIE L*)와 황색도(CIE b*)가 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 또한, 적색도(CIE a*) 역시 첨가량 증가에 따라 강해졌다. 이러한 색도 변화는 크러스트의 고유 색도(L*: 45.00, a*: 8.50, b*: 7.30; 부록 표 S1 참고)에 영향을 받은 것으로 보인다. 다만, 크러스트 첨가 시료의 CIE b* 값(7.92–9.32)은 크러스트 자체의 값(7.30)보다 높았다. 쇠고기는 일정 온도 이상에서 가열되면 갈변이 일어나며, 이는 황색도를 증가시킨다(Young and West, 2001). 따라서 본 연구에서 크러스트 첨가 시 95℃ 가열 과정 중 갈변이 발생한 것으로 추정된다.

브라운 소스의 pH 변화는 표 3에 제시하였다. pH 값은 크러스트를 10%까지 첨가하였을 때 유의적으로 증가하였으나(p<0.05), 10%를 초과하여 첨가했을 때는 유의적인 차이가 없었다. 10% 초과 첨가 시 pH 변화가 나타나지 않았음에도, 저함량 첨가 시 관찰된 pH 변화는 크러스트의 pH(5.27, 부록 표 S1 참고)에 영향을 받은 것으로 판단된다. 유사하게, 첨가물에 의해 그레이비 및 브라운 소스의 pH가 변동한 사례가 보고된 바 있으며(Juneja et al., 1999; Lee et al., 2007), 이는 본 연구에서 관찰된 크러스트 첨가에 따른 pH 변화와 맥락을 같이한다.

표 3. 드라이 에이징 쇠고기 크러스트 첨가 수준에 따른 브라운 소스의 색도 및 pH

브라운 소스의 명도(CIE L*)는 대조구(28.16±0.09)에서 크러스트 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 상승하였으며, 15% 첨가구에서 30.38±0.18로 가장 높은 값을 나타냈다(p<0.05).

적색도(CIE a*)는 대조구의 5.34±0.38에서 5% 첨가구 6.70±0.21, 10% 첨가구 7.36±0.34, 15% 첨가구 7.70±0.24로 유의적으로 증가하였다(p<0.05).

황색도(CIE b*) 역시 대조구의 6.24±0.11에서 크러스트 첨가량이 많아질수록 유의적으로 증가하였으며, 15% 첨가구에서 9.32±0.19로 가장 높았다(p<0.05).

pH는 대조구의 4.12±0.01에서 5% 첨가구 4.37±0.01, 10% 첨가구 4.54±0.02, 15% 첨가구 4.55±0.01로 상승하였으며, 특히 10% 이상 첨가 시 pH 값 간 유의적인 차이는 나타나지 않았다(p<0.05).

표의 수치는 평균±표준편차(mean±SD)로 제시하였으며, 동일 행에서 다른 첨자(a–d)를 갖는 값은 유의적인 차이가 있음을 의미한다(p<0.05).

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