Effect of High Pressure Processing (HPP) on Shelf-life of Beef patties

Abstract

현재 소비자들은 점점 식품의 가공이 최소화 되고, 첨가물이 없는 마치 자연식품과 같은, 유통기한은 안정적인 제품을 원하고 있다. 이러한 요구를 반영 하는 식품 보존을 위한 기술은 기존의 가열처리 대체하는 신기술의 발전을 가져왔고, 그 중에 초고압 가공 기술이 주목 받고 있다. 이 초고압 기술은 가열 처리된 식품이 가지는 풍미 및 영양소의 파괴를 최소화시키고 유통기한을 연장시킨다는 장점을 가지고 있다. 이러한 이유로 세계 여러 나라 나라에서 소스 및 음료 굴, 육류 등 다양한 식품에 접목하고 있으며, 미국 및 독일, 스페인 등 육류 소비가 많은 나라에서 특히 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 한국에서는 아직 초고압 기술에 대한 연구 및 식품 산업의 접목 사례 적은 것이 사실이다. 보존료 및 안정제 등 첨가물의 사용에 대한 안정성 문제에 있어 소비자들의 우려 및 불안함이 증가하고 있는 현실에서 이러한 요구를 만족 시킬 수 있는 해결 방법 및 연구가 필요한 현실이다. 과거에 비해 육류의 소비량이 높은 폭으로 증가하고 있는 시점에서 육류 가공에서의 초고압 접목은 상당히 의미가 있다. 이는 육류의 소비가 늘어나는 만큼 육류 가공식품의 증가도 가속화 되고 이에 따른 식중독 사고 및 안전성 문제가 대두 되는 것과 맞닿아 있다. 이러한 이유로 이번 연구는 육 가금류 가공 식품의 초고압 처리를 통해 안전성 및 저장기간을 증대 시키는 것에 초점을 두었다. 이 실험은 소고기 양념 패티에 200, 300, 400, 500 MPa의 압력에서 2분, 4분, 6분 8분 10분 동안 초고압 처리를 하여 미생물의 사멸수준을 살펴보고, 16일간 4℃에서 저장 실험 후, 컬러, 텍스쳐, pH, SDS-PAGE를 하여 저장기간 동안의 변화를 관찰하였다. 실험 결과 초고압 처리 전 후의 미생물의 수준 및 사멸 정도를 비교해 보면 압력 및 시간이 증가함에 따라 사멸수준이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 200 MPa는 효과가 없었고, 300 MPa -500 MPa처리를 결과는 다음과 같았다. 300 MPa의 처리는 최소 0.61 log 그리고 최대1.16 log의 감소를 보였고, 400 Mpa는 최소 1.11 log 최대 1.69 log, 500 MPa 최소 2.73 log 최대 3.66 log의 감소를 가져왔다. 저장 기간 동안 미생물의 생장을 살펴보면 300 MPa 4-8분 처리 군은 7일 동안 컨트롤 수준과 비슷한 결과를 보여 줬다. 400 MPa 2분 처리는 7일 동안, 4-10분 처리는 13일간 500 MPa은 모든 처리 군에서 16일 동안 컨트롤 수준보다 낮은 미생물의 생장을 보였다. pH 측정결과를 살펴보면 초고압 처리 직후에는 컨트롤과 비교하여 차이가 거의 없었으나 저장기간 동안에는 차이를 보였다. 200 MPa은 초고압 처리군과 크게 차이가 없었으나, 300 MPa에서는 저장기간 동안 pH 5수준을 유지하였다. 400 MPa, 500 MPa은 저장 기간 동안 pH 6수준을 유지하였다. 초고압 처리는 소고기 양념 패티의 색상에 변화를 주었다. L*, a*, b* 값을 통해 컬러변화를 살펴보았다. 모든 값이 컨트롤에 비해 크게 차이가 없었으나 초고압 처리군은 저장 기간 동안 거의 일정하게 유지되었다. 텍스쳐 결과에서는 초고압 처리가 Hardness에는 영향을 주지 않았다. 저장기간 동안 컨트롤군은 Hardness가 증가하였다. Cohesiveness, Springiness, Gumminess , Chewiness에는 큰 차이가 없었다. 이 연구에서는 양념소고기 패티의 초고압 처리효과를 확인 할 수 있었다. 이는 많은 연구에서 볼 수 있는 육류의 초고압 처리시 발생되는 조직 및 색상 변화에 있으나 양념소고기 패티에서는 그 변화 정도가 크지 않음을 확인 할 수 있었으며 미생물의 저감화 효과 및 유통기한 연장이라는 관점에 있어서도 이점을 가지게 되는 것을 확인 할 수 있었다. 이는 초고압 적용이 육류 가공 식품의 적용에 있어 소비자의 요구를 만족 시킬 수 있으며, 가공업자의 유통기한 연장에서 가지는 판매 기간 증대라는 이점을 가질 수 있는 식품의 제조 및 상업화에 있어 가능성이 충분하다는 것을 보여준다. ;Nowadays, more consumers are demanding products which are minimally processed, less added, safe to eat and no worrying expiration date. This needs encouraged new technologies to preserve food. High Pressure Processing (HPP) is one of the new preservation technologies that have the potential to meet the consumer demands in relation to high quality and food safety. The purposes of this study were to identify the optimum pressure level and treatment time for commercial beef patties and the effects of prolonging the meat product by HPP treatment and assess the potential of this method for use on a commercial scale. The HPP treatment was contacted at different pressure (200, 300, 400, and 500 MPa) for treatment time of 2, 4, 6, 8, and 10 min on meat (seasoned beef patty). Treated samples were stored at chilled storage (at 4 ºC) for 16 days. The HPP treatment of 200 MPa were ineffective. At 300 MPa reduced bacteria count by 0.61–1.16 log (CFU/g), and 400 MPa reduced bacteria count by 1.11–1.69 log (CFU/g), 500 MPa reduced bacteria count by 2.73–3.66 log (CFU/g). After 16 days of storage, treatment of 200 MPa yielded similar cell numbers. But, at 300, 400, and 500 MPa, the cell numbers (at day-0 levels) for 7 - 10 days were maintained. The pH values did not differ significantly after the HPP treatment. However, during the storage period, pH values decreased in the control sample, treated samples were maintained at control levels or slightly reduced. The HPP treatment affected to meat color. The HPP-treated samples has higher values of lightness (L*) and redness (a*) compare to control samples throughout the storage period, whereas the degree of yellowness (b*) values did not differ significantly control and HPP-treated samples. The value of hardness of beef patties did not differ significantly (almost of HPP–treated samples were stable, respectively.) between control and HPP-treated samples. But, during the storage period, control one was harder than before. Other values of texture such as cohesiveness, springiness, gumminess and chewiness also not differ significantly (between control and HPP-treatment samples.) The results of the study have confirmed efficacy of a sterilization and extension of shelf-life by HPP treatment as preservation method on commercial meat product. Furthermore, the HPP treatments are not significantly undesirable effect on beef patty.