I. 서 론
최근 식생활의 서구화와 고령화 사회 진입에 따라, 지방 함량이 높은 전통 육가공품에 대한 건강상 우려가 증가하고 있다. 특히 건조 숙성 소시지와 같은 고지방 육제품은 풍미와 기호성 측면에서 장점이 있으나, 지방 저감 및 영양 성분 조절을 요구하는 소비자 트렌드와는 차이를 보이고 있다. 이에 따라 식품 산업 전반에서는 영양 성분 조절을 통한 건강 지향 제품 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 육가공 분야 또한 지방 함량을 줄이거나 기능적 성분으로 대체하는 연구가 지속되고 있다(Rhyu 2002;Moon et al. 2008;Lee et al. 2020).
이러한 변화 속에서 주목받는 재료 중 하나가 바로 염소고기이다. 염소고기는 비교적 지방 함량이 낮으며, 아미노산과, 칼슘, 철분, 비타민 E와 같은 무기질 및 비타민 함량이 높아 임산부, 어린이, 고령층 및 회복기 환자에게 좋은 식품군으로 알려져 있다(Gil & Song 2001;Kim et al. 2019;Oh & Yoon 2023). 그러나 염소고기는 특유의 향미로 인해 기호성 측면에서 제약이 있으며, 이로 인해 육가공품으로의 산업적 활용도는 상대적으로 낮은 편이다. 따라서 염소고기의 영양학적 장점을 유지하면서 기호성을 개선하고, 육가공 적합성을 높이기 위한 다양한 가공 전략이 요구된다.특히 가공 과정에서 풍미, 조직감, 저장성 등을 결정짓는 핵심 성분인 등지방은 열량 기여도가 높아 건강 지향 제품 개발에 있어 가장 먼저 조정이 되는 요소이다(Song et al. 2014). 그러나 등지방을 단순히 감량하는 것은 제품의 기호성과 구조 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로, 지방 대체물의 도입이 보다 효과적인 접근으로 인식되고 있다. 이에 따라 최근에는 식물성 유화유, 식이섬유, 단백질 기반 겔 등 다양한 지방 대체 소재가 연구되고 있으며(Wang et al. 2018;Kibler et al. 2022;Cîrstea et al. 2023;Zhu et al. 2023), 일부 동물성 소재 또한 활용 가능성을 보이고 있다(Ercoşkun 2014).
치즈는 우유 유래 단백질, 지방, 무기질 등을 균형 있게 함유하고 있는 유화성 재료로서, 육제품 내 지방 대체뿐만 아니라 전체적인 품질 특성 향상에도 기여할 수 있다(Ercoşkun, 2014). 특히 스트링 치즈는 가열 및 신장 공정을 통해 유단백 이 정렬되어 섬유상의 조직 구조를 형성하는 것이 특징이다. 이러한 조직감은 소비자가 치즈를 손으로 쉽게 분리해 섭취할 수 있게 하며, 어린이 간식용으로도 높은 기호도를 보인다. 또한 스트링 치즈는 고품질 단백질과 칼슘의 우수한 공급원으로서 영양학적 가치가 높고, 일반 치즈에 비해 열량과 지방 함량이 상대적으로 낮아 대체 소재로서 활용될 수 있다.
그러나 스트링 치즈를 등지방의 대체물로 활용한 육가공 제품에 대한 이화학적 특성 연구는 아직 미흡하다. 특히 염소고기 기반 건조 숙성 소시지에 적용한 사례는 거의 보고되어 있지 않다. 그러나 스트링 치즈를 돼지 등지방의 대체물로 활용한 육가공품에 대한 이화학적 특성 연구는 아직 부족하다. 특히 염소고기 기반 건조 숙성 소시지에 적용한 사례는 거의 보고되어 있지 않다. 따라서 본 연구는 염소고기를 주원료로 한 건조 숙성 소시지 제조 시, 돼지 등지방의 일부를 스트링 치즈로 대체하여 제품의 품질 특성 변화를 분석하고자 하였다. 이를 통해 스트링 치즈가 건조 숙성 소시지의 지방 대체 및 품질 개선 소재로서의 활용 가능성을 검토하고, 나아가 염소고기 가공품의 산업적 활용 확대를 위한 기초 자료를 제공하 고자 한다.
II. 연구내용 및 방법
1. 공시재료 및 처리구 구성
본 실험에 사용된 염소고기(등심 및 다리살)는 도축 후 24시간 이내에 확보하여, 지방·힘줄·결합조직을 제거한 뒤 –1°C 에서 보관하였다. 지방원으로는 돼지 등지방을 사용하였으며, 처리구에는 시판 스트링 치즈를 첨가하였다. 처리구 구성은 대조구(C0: 염소고기 80%, 등지방 20%)와 스트링 치즈 첨가구(C10: 염소고기 80%, 등지방 10%, 스트링 치즈 10%)로 하였다. 두 군 모두에 식염(2%), 설탕(1.5%), 흑후추(0.2%), 복합인산염(0.1%), 아스코르브산(0.03%), 아질산염(0.01%)을 동일하게 첨가하였으며, 구체적인 배합비는 <Table 1>에 제시하였다.
2. 건조 숙성 소시지 제조
가공 직전, 염소고기는 5 mm 크기로 절단하여 –5°C 상태로 유지하였다. 등지방과 스트링 치즈는 각각 –18°C에서 냉동 보관한 뒤 5 mm 입자로 절단하여 동일하게 –5°C에서 유지하였다. 케이싱은 직경 42mm의 식용 섬유성 케이싱을 사용하였으며, 충진 전 30분 이상 미온수에 침지하여 준비하였다.
염소고기, 등지방 또는 치즈는 0.5 cm 플레이트가 장착된 그라인더로 1회 분쇄한 후 교반기에 투입하여 정방향으로 2 분간 혼합하였다. 이후 식염 및 향신료 혼합물을 첨가하고 역방향으로 2분간 추가 교반하였다. 완성된 혼합물은 충진기에 넣어 300 g 단위로 케이싱에 충진하고, 바늘을 이용해 내부 공기를 제거하였다.
충진된 소시지는 19°C, 상대습도 9 0% 이상 조건에서 48시간 동안 1차 발효한 뒤, 12°C에서 상대습도를 85%에서 80%까지 점차 낮추며 건조하였다. 건조는 수분활성도(aw)가 0 .89 - 0.90에 도달할 때까지 지속하였다. 건조·숙성은 온·습도 조절이 가능한 컨트롤러(SM-7000T, SYS TRONICS, Korea)가 장착된 냉장 챔버에서 수행하였다.
3. 일반성분 분석
시료의 일반성분(수분, 조지방, 조단백질, 회분)은 근적외선 분광기(FoodScanTM 2 Pro, Foss Analytical A/S, Hillerød, Denmark)를 이용하여 분석하였다. 분석에 앞서 시료는 충분히 균질화하였으며, 측정은 기기 내장 소프트웨어의 표준 분석 모드에 따라 수행하였다.
4. 지방산 조성
시료의 지방산 조성은 chloroform:methanol (2:1, v/v) 혼합 용매를 이용하여 총 지질을 추출한 후, 메틸화 반응을 통해 지방산 메틸에스터(FAMEs)를 제조하였다. 생성된 FAMEs는 가스크로마토그래프(GC, Star 3600, Varian, Palo Alto, USA)를 사용하여 분석하였다. 분석에는 SPTM capillary column (30 m ×0.32 mm i.d., 0.25 μm film thickness)을 장착하였으며, 주입구와 검출기의 온도는 각각 250°C와 300°C로 설정하였다. 운반 가스로는 질소를 사용하였고, 유속은 일정하게 유지하였다. 지방산 동정은 표준 지방산의 머무름 시간(retention time)과 비교하여 수행하였으며, 각 성분의 상대적 함량은 총 피크 면적에 대한 백분율(%)로 산출하였다.
5. TBARS 분석
각 시료 10g에 4% 과염소산 35mL와 7.5% butylated hydroxyanisole (BHA) 1 mL를 첨가한 후, 균질기(Polytron MR-2100, Kinematica AG, Luzern, Switzerland)를 이용하여 13,000 g에서 20초간 균질화하였다. 균질액은 4% 과염소산 용액을 첨가하여 최종 부피를 50mL로 맞춘 뒤, Whatman No. 1 여과지로 여과하였다. 여과액 5mL와 0.02M thiobarbituric acid (TBA) 용액 5mL를 혼합하여 50mL 시험관에 담고, 80°C 수욕에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 혼합물은 실온에서 냉각한 후, 분광광도계(ProteomeLab Du-800, Beckman Coulter, Brea, USA)를 이용하여 532 nm에서 흡광도를 측정하였다. TBARS 값은 시료 1 kg당 malondialdehyde 함량(mg MDA/kg)으로 계산하였다.
6. pH 및 수분활성도 측정
시료 3 g에 증류수 27mL를 첨가하여 균질기(PT-MR 2100, Kinematica AG, Littau, Luzern, Switzerland)로 혼합한 후, pH 측정기(SevenCompact S220, Mettler-Toledo AG, Schwerzenbach, Zurich, Switzerland)를 이용해 pH를 측정 하였다. 수분활성도(aw)는 수분활성도 측정기(AW Sprint TH 300, Novasina Co., Lachen, Switzerland)를 사용하여 측정하였으며, 모든 시료는 동일한 조건에서 분석하였다.
7. 색도 측정
시료의 단면을 절단한 후, 신선한 절단면에서 임의의 3지점을 선정하여 색도(명도 L*, 적색도 a*, 황색도 b*)를 측정하였다. 측정은 색차계(chroma meter, CR-400, Konica Minolta Sensing, Inc., Osaka, Japan)를 사용하였으며, 기기는 표준 백색판(L*=94.48, a*=0.16, b*=2.29; light source: illuminant C; CR-A43, Konica Minolta)으로 보정하였다.
8. 조직감 측정
시료는 가로 2.5 cm 두께로 절단한 후, 조직감 분석기(Model No. 5543, Instron Corp., Norwood, MA, USA)를 사용하여 측정하였다. 측정에는 직경 6mm 침입형 프로브(No. T372-32, Instron)를 사용하였으며, 로드셀은 50 kg, 측정 속도는 100 mm/min으로 설정하였다. 조직감 특성은 경도(hardness, kgf), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess, kgf), 씹힘성(chewiness, kgf)으로 산출하였다.
11. 통계분석
실험 결과는 통계 프로그램(SPSS Statistics, version 25.0, IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하여 대조구와 처리구 간 평균 차이를 검정하기 위해 독립표본 t-test를 실시하였다. 유의수준은 p<0.05로 설정하였으며, 결과의 유의성은 p값과 * 기호로 표시하였다.
III. 결과 및 고찰
1. 일반성분
스트링 치즈 첨가에 따른 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 일반성분 결과는 <Table 2>에 제시하였다. 지방 함량은 대조구(C0)에서 40.81%로, 스트링 치즈를 첨가한 처리구(C10)의 27.11%보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 이러한 차이는 등지방 일부를 스트링 치즈로 대체한 배합비 차이에 기인한 것으로 해석된다. 단백질 함량은 스트링 치즈 첨가군(C10)에서 26.11%로, 대조구(C0)의 15.63%보다 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이는 치즈에 함유된 유단백질이 단백질 공급원으로 작용하였으며, 지방 대체로 인해 상대적인 단백질 비율이 높아졌기 때문으로 판단된다. 이러한 결과는 치즈를 지방 대체재로 활용했을 때 지방 저감과 단백질 보강 효과가 동시에 나타난다는 선행연구(Ercoşkun, 2014)와 일치한다. 또한, 수분 함량 역시 스트링 치즈 첨가로 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 다만 수분활성도에서는 두 처리구 간 유의적인 차이가 관찰되지 않았다. 이는 수분 함량과 수분활성도가 반드시 비례하지 않기 때문으로, 치즈 단백질이 수분을 결합수 형태로 유지시켜 자유수의 증가를 억제한 결과로 해석된다. 본 결과는 치즈가 지방 대체재로 사용될 경우 제품의 영양 성분 뿐만 아니라 수분 특성에도 영향을 줄 수 있음을 시사한다.
2. 지방산 조성
스트링 치즈 첨가에 따른 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 지방산 조성 변화는 <Table 3>에 제시하였다. 총 포화지방산(SFA) 함량은 대조구(C0)에서 43.57%였으며, 스트링 치즈 첨가구(C10)에서 45.67%로 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이는 스트링 치즈에 함유된 중쇄 및 단쇄 포화지방산의 기여에 따른 결과로 해석된다. 실제로, 대조구에서는 검출되지 않았던 C4:0, C6:0, C8:0이 처리구에서 검출되었으며, 이는 스트링 치즈의 지방산 조성이 제품에 직접 반영된 것으로 판단된다. 주요 포화지방산 중 C14:0은 처리구에서 3.07%로, 대조구의 1 .9 3%보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 반면, C16:0과 C18:0은 두 처리구 간 차이가 없었다. 총 불포화지방산(UFA)은 대조구에서 56.37%, 처리구에서 54.20%로 치즈 첨가 시 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 이러한 변화는 스트링 치즈의 포화지방 위주의 조성에 기인하며, 특히 C18:1 (n- 9)과 C18:2 (n-6)의 유의적인 감소가 관찰되었다. 또한 C18:3 (n-3), C20:1 (n-9), C20:2 (n-9) 등 일부 불포화지방산도 소폭 감소하는 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 치즈류의 지방산 조성이 소시지 제품에 직접 반영된다는 점에서 기존 연구와 일치한다. Ercoşkun (2014)은 치즈를 지방 대체제로 사용한 발효 소시지에서 SFA 증가 및 UFA 감소를 보고하였으며, 이는 본 연구 결과와 유사하다. 특히, 본 연구의 처리구에서는 C10:0, C12:0, C15:0 함량이 높게 나타났다. C10:0과 C12:0은 중쇄지방산으로 소화·흡수가 빠르고 간에서 즉시 에너지원으로 활용되어 에너지 대사에 긍정적 영향을 줄 수 있다(Schönfeld & Wojtczak 2016). 또한 라우르산(C12:0)은 항균 및 항바이러스 효과가 보고되어 면역력 증진과 관련될 가능성이 있다(Zhan et al. 2024). C15:0은 홀수사슬 지방산(odd-chain fatty acid)으로, 유제품 섭취의 생체지표로 활용되며 제2형 당뇨병과 심혈관질환의 위험을 낮출 수 있는 보호 인자로 보고된 바 있다(Venn-Watson et al. 2023). 따라서 C10:0, C12:0 및 C15:0의 증가는 건강 기능적 측면에서 긍정적으로 해석될 수 있다.
반면, 미리스틱산(C14:0)은 혈중 총콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤 상승과 관련된 것으로 알려져 있어(Zock et al. 1994), 처리구에서의 높은 비율은 건강상의 부정적 요인으로 작용할 수 있다. 또한, 치즈 첨가에 따라 불포화지방산이 전반적으로 감소한 점은 제품의 영양학적 가치 측면에서 한계로 작용할 수 있다. 불포화지방산은 심혈관계 건강 및 항염증 작용과 밀접한 관련이 있으므로, 향후 연구에서는 지방산 조성의 균형을 고려한 가공 공정의 개선 및 보완이 필요할 것으로 판단된다.
3. TBARS 함량
스트링 치즈 첨가에 따른 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 TBARS 함량은 <Figure 1>에 제시하였다. 숙성 종료 시점에서 대조구(C0)의 TBARS 값은 0.193 mg MDA/kg으로, 스트링 치즈 첨가구(C10)의 0.180mg MDA/kg보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 이는 스트링 치즈 첨가에 따른 총 지방 함량 감소에 기인한 것으로 판단된다. 실제로 <Table 2> 에서 확인된 바와 같이, 등지방 일부를 치즈로 대체함으로써 처리구의 총 지방 함량이 낮아졌고, 그 결과 산화 대상 지질의 양이 줄어 TBARS 값 또한 감소한 것으로 해석된다. TBARS는 육제품 저장 중 지질 산화에 의해 생성되는 산패 부산물의 축적 정도를 나타내는 지표로, 일반적으로 0.3 mg MDA/kg 이하일 경우 관능적으로 산패취가 감지되지 않아 소비자 기호성에 영향을 주지 않는 수준으로 간주된다(Melton 1983). 본 연구에서는 두 처리구 모두 이 기준치 이하였으며, 특히 스트링 치즈 첨가구가 유의적으로 더 낮은 TBARS 값을 보인 점은 지방 함량 조절이 건조 숙성 소시지의 산화 안정성을 향상시킬 수 있음을 시사한다. 결론적으로, 스트링 치즈 첨가는 총 지방 함량을 낮추어 지질 산화를 억제하는 효과를 나타냈으며, TBARS 수치 감소를 통해 그 가능성이 확인되었다. 이러한 결과는 스트링 치즈가 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 저장 중 품질 유지에 긍정적 역할을 할 수 있음을 보여주는 의미 있는 자료로 활용될 수 있다.
4. pH 및 수분활성도
스트링 치즈 첨가에 따른 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 pH 및 수분활성도 변화는 <Table 4>에 제시하였다. pH는 대조구(C0)에서 6.05로 나타났으며, 처리구(C10)에서는 6.18로 유의적으로 높은 값을 보였다(p<0.05). 수분활성도(aw)는 대조구에서 0 .89 6, 처리구에서 0 .9 00으로 측정되었으며, 두 군 간 유의한 차이는 없었다. 일반적으로 수분활성이 0 .9 0 이하로 유지되는 것은 건조 숙성 소시지의 미생물학적 안전성을 확보하는 중요한 기준으로 간주된다(Jang et al. 2015;Aguilera & Gutiérrez-López 2018). 본 연구에서는 두 처리구 모두 이 기준을 충족하였으며, 치즈 첨가가 수분활성도에 부정적인 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다. pH는 건조 숙성 소시지의 저장 안정성과 미생물 성장 억제에 중요한 영향을 미치는 요인이다. 일반적으로 pH가 높을수록 특정 병원성 세균의 생장이 유리할 수 있으나, 본 연구에서는 수분활성도 분석 결과 두 처리구 모두 0 .9 0 이하를 유지하여 미생물학적 안전성을 확보하였다. 다만, pH 상승은 잠재적으로 병원성 미생물의 성장 가능성과 연계될 수 있으므로, 향후 연구에서는 pH 변화가 미생물학적 품질에 미치는 영향을 정밀하게 평가할 필요가 있다.
5. 색도
스트링 치즈 첨가에 따른 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 색도 변화는 <Table 5>에 제시하였다. 명도(L*)는 대조구(C0)에서 3 9 .70, 처리구(C10)에서 36.57로 나타났으며, 처리구가 유의적으로 낮았다(p<0.05). 적색도(a*)는 대조구 17.66에서 처리구 1 9 .76으로 유의적으로 증가하였고(p<0.05), 황색도(b*) 또한 처리구(10.06)가 대조구(8.26)보다 유의하게 높았다(p<0.05). 특히 a값의 증가는 소비자의 품질 인식 측면에서 중요한 요소로 알려져 있다. Mancini & Hunt(2005)은 육제품에서 높은 a값이 신선하고 맛있는 인상을 주며, 시각적으로 긍정적인 평가를 유도하는 주요 기준 중 하나라고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 스트링 치즈 첨가에 따라 적색도(a*)가 유의적으로 증가한 점은 소비자 기호성 측면에서도 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 시사한다.
6. 조직감
스트링 치즈 첨가에 따른 염소고기 기반 건조 숙성 소시지의 조직 특성은 <Table 6>에 제시하였다. 경도(hardness)는 대조구(C0)에서 0.46 kgf였으며, 처리구(C10)에서는 0.71 kgf로 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 이는 스트링 치즈에 포함된 단백질과 지방 성분이 제품 내 조직 밀도를 변화시킨 결과로 해석된다. 응집성(cohesiveness)은 대조구에서 1.27로, 처리구의 0.56보다 유의하게 높았다(p<0.05).
탄성(springiness)은 대조구와 처리구에서 각각 16.43 mm, 17.29mm로 나타났으며, 두 군 간 유의한 차이는 없었다. 검성(gumminess)은 대조구 0.57 kgf, 처리구 0.39 kgf로 스트링 치즈 첨가에 따라 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 씹힘성(chewiness)은 처리구에서 다소 낮았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 이러한 결과는 스트링 치즈 첨가가 건조 숙성 소시지의 조직감 특성 중 일부, 특히 경도와 응집성에 영향을 미친다는 것을 보여주며, 향후 텍스처 조절을 위한 가공 조건 설계 시 중요한 고려 요소가 될 수 있음을 시사한다.
IV. 요약 및 결론
본 연구는 염소고기를 주원료로 한 건조 숙성 소시지 제조 시, 돼지 등지방의 일부를 스트링 치즈로 대체할 경우 제품의 품질 특성에 미치는 영향을 평가하고자 수행되었다. 이를 위해 등지방 20%를 포함한 대조구(C0)와 등지방 10% 및 스트링 치즈 10%를 혼합한 처리구(C10)를 비교하였다. 스트링 치즈 첨가는 지방 함량을 유의적으로 감소시키는 동시에 (p<0.05), 단백질 및 수분 함량을 유의하게 증가시켰다. 지방산 조성 분석 결과, 처리구에서는 C4:0-C8:0의 중쇄 포화지방산이 검출되었고 총 포화지방산(SFA)이 증가하였으며, 불포 화지방산(UFA)/SFA 비율은 감소하였다. TBARS 분석에서는 처리구가 대조구보다 유의적으로 낮은 산화도를 보였고 (p<0.05), pH는 처리구에서 더 높게 나타났다. 반면 수분활성도는 두 군 간 차이가 없었다. 색도 측정에서는 처리구의 적색도(a*)와 황색도(b*)가 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), 조직감 분석에서는 경도가 유의적으로 증가한 반면, 응집성과 검성은 감소하였다(p<0.05). 종합하면, 스트링 치즈는 건조 숙성 소시지 제조 시 지방 대체 소재로 활용 가능성이 높으며, 제품의 영양 성분 개선과 조직감 조절 측면에서도 유의한 영향을 미칠 수 있는 기능적 소재로 평가된다.
