본 연구는 순수 국내 자원 및 기술을 활용하여 고농도의 천연 아질산염을 함유한 배양기술을 확립하고, 이를 육제품 제조에 적용하여 합성 아질산염 및 pre-converted된 상업용 셀러리분말의 대체 가능성을 검토하였다.
Pre-converted된 채소배양액을 제조하기 위하여 천연 질산염 소재로써 국산 배추 및 무를 사용하였으며, 질산환원균으로는 김치에서 분리 동정한 WiKim0113 (Staphylococcus hominis)을 사용하였다. Pre-converted된 배추 및 무배양액은 다양한 천연 질산염 농도(1,000, 1,500, 2,000, 2,500 및 3,000 ppm)로 준비하였으며 6, 9, 12, 18 및 24시간동안 37℃의 항온수조에서 배양한 후 분석하였다. Pre-converted된 배추배양액에서 천연 질산염 농도는 아질산염 전환율, 아질산염 함량, 질산염 함량에 유의성을 나타냈다(p<0.01). Pre-converted된 배추배양액의 아질산염 전환율은 첨가된 질산염 농도가 높을수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 반면, 아질산염 함량은 2,000 ppm의 천연 질산염을 함유한 처리구가 가장 높았으며(p<0.05), 질산염 함량은 첨가되는 천연 질산염 농도가 증가할수록 높게 나타났다(p<0.05). Pre-converted된 무배양액에서 천연 질산염 농도는 pH, 아질산염 전환율, 아질산염 함량 및 질산염 함량에 유의적 차이를 보였다(p<0.05). 2,500 ppm의 천연 질산염이 첨가된 처리구는 모든 무배양액 중 가장 낮은 pH를 보였다(p<0.05). 무배양액의 아질산염 전환율 및 아질산염 함량은 1,000 ppm의 천연 질산염을 함유한 처리구에서 가장 높았으나(p<0.05), 질산염 함량은 천연 질산염 농도가 낮을수록 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). Pre-converted된 배추배양액은 배양 시간에 따라 아질산염 전환율, 아질산염 함량 및 질산염 함량에 영향을 받았다(p<0.01). 배추배양액의 아질산염 전환율은 9 및 12시간 배양했을 때 가장 높았으며(p<0.05), 특히 9시간 배양한 처리구는 아질산염 함량이 가장 높았다(p<0.05). 반면, 배추배양액의 질산염 함량은 아질산염 전환율이 높았던 9 및 12시간 배양 시 가장 낮았으나(p<0.05), 18시간 배양한 처리구와는 차이가 없었다(p>0.05). Pre-converted된 무배양액의 배양 시간은 pH, 아질산염 전환율, 아질산염 함량 및 질산염 함량에서 모두 유의적 차이를 나타냈다(p<0.01). 배양시간이 경과함에 따라 무배양액의 pH 및 질산염 함량은 감소하였으나(p<0.05), 아질산염 전환율 및 아질산염 함량은 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 결론적으로 pre-converted된 무배양액은 배추배양액보다 오랜 배양시간이 필요할 뿐만 아니라 전환되는 아질산염 함량이 낮아 pre-converted 상업용 셀러리분말을 대체하기 어렵다고 판단하였다. 한편 2,000 ppm의 천연 질산염을 첨가하고 9시간 배양한 pre-converted된 배추배양액은 우수한 아질산염 함량을 보였으며, 합성 아질산염 및 pre-converted된 상업용 셀러리분말을 대체하기에 적합한 것으로 판단되었다.
선별된 pre-converted 배추배양액을 첨가한 육제품의 품질특성을 비교하기 위하여 분쇄형 소시지(음성 대조구, 아질산염 무첨가; 양성 대조구, 합성 아질산염 첨가; 처리구 1, pre-converted된 배추배양액 첨가; 처리구 2, pre-converted된 배추분말 첨가; 및 처리구 3, 상업용 셀러리분말 첨가)를 제조한 후 이화학적 특성을 분석하였다. Pre-converted된 배추 및 셀러리분말을 첨가한 소시지들(처리구 2 및 3)은 양성대조구와 pH에서 차이를 보이지 않았다(p>0.05). CIE L*값 및 CIE a*값은 양성 대조구보다 천연 아질산염을 첨가한 소시지들(처리구 1, 2 및 3)에서 낮게 나타났으나(p<0.05), CIE b*값은 천연 아질산염을 첨가한 소시지들(처리구 1, 2 및 3)이 양성대조구보다 높았다(p<0.05). 또한 처리구 1, 2 및 3은 잔류 아질산염 함량에서 양성대조구보다 높은 함량을 나타냈으며(p<0.05), 그 중에서도 pre-converted된 셀러리분말을 첨가한 소시지(처리구 3)가 가장 높은 잔류 아질산염 함량을 보였다(p<0.05). 총 육색소는 모든 소시지들 간의 유의적 차이를 나타내지 않았지만(p>0.05), 천연 아질산염을 첨가한 소시지들(처리구 1, 2 및 3)은 양성대조구보다 우수한 염지 육색소 및 염지 효율을 나타내었다(p<0.05). 지방산패도는 모든 돈육 소시지 중 처리구 1 및 3이 가장 낮았다(p<0.05). 분쇄 돈육 소시지의 조직감 중 경도, 탄력성, 검성 및 씹음성은 양성대조구와 천연 아질산염을 첨가한 소시지(처리구 1, 2 및 3) 사이에 유의적 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 그러나 응집성에서는 셀러리분말을 첨가한 처리구 3이 가장 높게 나타났다(p<0.05). 결론적으로 pre-converted된 배추배양액 및 배추분말은 합성 아질산염과 비교하여 잔류 질산염 함량, 염지 육색소 및 염지효율과 같은 육제품의 염지 특성이 우수하였다. 특히 pre-converted된 배추분말은 가열 후 pH, 잔류 아질산염 함량, 응집성을 제외한 모든 실험항목에서 상업용 pre-converted된 셀러리분말과 동등한 효과를 보였다. 따라서 본 연구에서 국산 소재 및 기술로 제조된 pre-converted된 배추분말은 합성 아질산염 및 상업용 pre-converted된 셀러리분말의 새로운 대체제로써 가능성을 나타내었다.