자몽종자, 감귤혼합, 계피감초 추출물이 첨가된 쇠고기육포의 미생물학적 안전성 및 품질 특성

Abstract

본 연구의 전반부는 다른 식문화권의 육포와 국내 전통육포를 살펴보고 비교하여 식품공학적인 입장에서 고문헌을 바탕으로 새롭게 체계화하였으며, 전통육포의 축산물 즉석가공판매에 적합한 전통 약리성 물질을 선발하였다.

전통육포의 범위는 육다식(肉茶食)과 어류를 제외한 포석(脯腊)이며, 육포의 종류는 건조·가공하는 형태에 따라 산포(散脯), 편포(片脯), 포석(脯腊)이며, 육포 밑간의 주요 양념에 따라 염포(鹽脯), 장포(醬脯), 약포(藥脯)로 재분류를 하였다. 가공하는 방법에 따라 법(法)·방(方)으로 분류하였으며, ‘물리적 제조기술’과 ‘염(鹽)·술(酒)·초(醋)의 이용기술’ 및 ‘약리성(藥理性) 재료의 첨가기술’을 체계화 하였다. 전통육포 비방에는 천리포방(千里脯方)과 건함시방(乾醎豉方)이 있으며 선조들의 과학적인 지혜를 살펴 볼 수 있었다. 축산물 즉석식품가공판매업(Metzgerei 독일, Butcher's Shop 미국)에 적합한 전통육포 개발을 위하여 전통 약리성물질 33종과 식물성 천연물질 100 여종의 약리성 비교, 기후온난화에 따른 문제점, 시판육포의 합성보존료 첨가물실태조사, 식중독 발생현황 분석, 경제성을 종합적으로 고려하여 ‘진피(陳皮)’, ‘계피(桂皮)’와 유사한 식물성첨가물 2종을 선정하였다.

본 연구의 후반부는 선행연구를 통하여 선정된 전통 첨가물에 대한 실증시험을 통하여 ‘한국형 즉석판매육포에 적합한 첨연첨가물 육포의 개발 및 미생물학적 안전성과 품질에 관한 연구’이다.

‘합성보존료와 아질산나트륨 첨가한 육포 PSN(T0, Potassium sorbate and Sodium Nitrite)’과 ‘자몽종자 추출물을 첨가한 육포 GSE(T1, Grapefruit Seed Extract)’ 및 ‘감귤류 복합추출물 첨가군 CSME(T2, Citrus spp. Mixing Extract)’과 ‘계피감초추출물 첨가군 CGME(T3, Cinnamomum cassia Blume and Glycyrrhiza glabra Mixing Extract)’으로 만든 쇠고기 육포에 대한 ‘Aw· 색도· pH 등의 일반분석’과 ‘타르색소(Food tar color) · 아질산이온(NO2- ) · 합성첨가물(Sorbic acid) 등의 잔류제한 분석’을 실사한 결과 모든 제품이 식품공전 규격에 적합하였으나, 스모크하우스를 겸용 사용시 소르빈산이 간접적으로 전이 될 수 있음으로 이에 대한 주의가 필요함을 확인하였다.

제품 신선도에 대한 보조지표 시험을 위하여 45℃의 가속온도 조건에서 보존하여 0, 7, 14, 19일차 지방 산패도(Thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)와 단백질 변패도(Volatile Basic Nitrogen, VBN)를 측정하였으며, 19일차 TBA의 malonaldehyde양은 각각 0.37±0.09ns, 0.38±0.06, 0.45±0.01, 0.33±0.05 이였으며, 19일차 VBN의 휘발성 염기태질소양은 각각 48.56±1.29b, 58.27±2.96a, 58.72±2.82a, 51.55±2.96b 이였다.

Antimicrobial Activity시험 결과 ‘합성첨가물 첨가군 T0(PSN)’과 ‘천연첨가물 첨가군 T1(GSE), T2(CSME), T3(CGME)’의 육포에 Bacillus cereus, Escherichia coli을 직접 접종하여 25℃조건 0, 3, 6, 9일차 변화를 측정하였다. B. cereus의 2.0×106 cfu/g 표준균주의 표면 접종후 9일차 미생물 제어능력은 각각 8.89%, Δ67.09%, Δ18.87%, 16.67%이였으며, 대장균군(Coliform group)의 6.6×105 cfu/g 표준균주의 표면 접종후 9일차의 미생물 제어능력은 각각 Δ91.48%, Δ95.20%, Δ99.90%, Δ99.74%으로 각각의 천연 첨가물에 대한 항균활성화 능력은 다음과 같다.

첫째, 각 식물성 천연첨가물은 농도 의존적으로 병원성미생물의 성장 억제에 효과가 이었으며, 그 억제효과에 대한 감귤류, 감귤류과피, 석류와 카카오,과채류, 계피, 감초, 자몽종자의 각각의 기작은 살균작용(bactericidal)에 의한 것이라기보다는 정균작용(bacteriostatic)에 의한 것으로 사료된다.

둘째, 감귤류 복합추출물(Citrus Spp. Mixing Extract) 첨가군은 45℃ 가속온도에서 소르빈산혼합군 대비 세균 발생 억제능력이 20.3±0.11% 우수하였으며, Escherichia coli(ktct1039) 6.6×105CFU/g 접종시험에서는 25℃ 9일차의 제어능력은 Δ99.90%로 소르빈산혼합군 보다 100배 이상의 월등한 것으로 나타나, 우수한 것은 확인되었으나 극단적으로 우수한 제어능력에 대해서는 추가적인 검증이 필요하였으며, Bacillus cereus(ktct 1012) 2.0×106CFU/g 접종시험에서는 25℃ 9일차의 제어능력은 Δ18.87%으로 소르빈산혼합군 보다 약 1.1배 우수한 것으로 나타나 동등한 수준인 것으로 나타났다.

셋째, 계피감초 혼합추출물(Cinnamomum and Glycyrrhiza Mixing Extract)첨가군은 45℃ 가속온도에서 소르빈산혼합군 대비 세균 발생 억제능력이 6.9±0.08% 우수하였으며, Escherichia coli(ktct1039) 6.6×105CFU/g 접종시험에서는 25℃ 9일차의 제어능력은 Δ99.74%로 합성보존료첨가군 보다 46배나 월등한 것으로 나타나, 우수한 것으로 확인되었으나 탁월한 제어능력에 대해서는 추가 검증이 필요하였으며, Bacillus cereus(ktct 1012) 2.0×106CFU/g 접종시험에서는 25℃ 9일차에 소르빈산혼합군에 비하여 약 53%로 B. cereus 제어능력은 다소 떨어진 것으로 나타났다.

넷째, 자몽종자 추출물(Grapefruit Seed Extract) 첨가군은 45℃ 가속온도 시험에서는 소르빈산혼합군 보다 세균 발생 억제능력이 4.6±0.06% 떨어졌으나, Escherichia coli(ktct1039) 6.6×105CFU/g 접종시험에서는 25℃ 9일차의 제어능력은 Δ95.20%으로 합성보존료첨가군 보다 1.9배 우수한 것으로 나타났으며, Bacillus cereus(ktct 1012) 2.0×106CFU/g 접종시험에서는 25℃ 9일차의 제어능력은 Δ67.09%으로 소르빈산혼합군 보다 약 1.9배 우수한 것으로 나타났다.

이러한 결과를 종합하여 볼 때 병원성 미생물을 제어하는 식품기능적 측면에서는 ‘감귤류 복합추출물 첨가군(CSME, Citrus spp. Mixing Extract)’과 ‘계피감초추출물 첨가군(CGME, Cinnamomum cassia Blume and Glycyrrhiza glabra Mixing Extract)’을 첨가한 시험구가 ‘합성보존료와 아질산나트륨 첨가군(PSN, Potassium sorbate and Sodium Nitrite)’과 ‘자몽종자 추출물을 첨가구(GSE, Grapefruit Seed Extract)’보다 우수하거나 동등한 것으로 나타났다. 다만 ‘감귤류 복합추출물 첨가군(CSME)’의 VBN의 개선과 ‘계피감초추출물 첨가군(CGME, Cinnamomum cassia Blume and Glycyrrhiza glabra Mixing Extract)’의 관능 보완은 필요할 것으로 나타났다.

특히 향후 전통식품의 개발 및 축산물 즉석가공판매업과 중소형가공시설의 제품안전 관리를 위하여 반드시 필요한 초기 미생물을 제어 할 수 있는 정균 능력 및 항균활성화(Antimicrobial Activity) 능력이 매우 우수하게 나타나 났다. 이러한 항균활성화 능력과 다른 병원성 미생물의 오염을 방지할 수 있는 hurdle technology들을 병행한다면 우수한 제품 생산 및 식품안전에 크게 기여할 것으로 본다.