Comparative Analysis of Physicochemical Traits and Fatty Acid Composition of Chicken Meat from New Strain of Korean Native Chickens

토종닭(우리맛닭 1, 2호 및 한협 3호) 냉장육의 이화학적 특성 및 지방산 조성

Abstract

This study compares the physicochemical characteristics and fatty acid composition of three Korean native chickens and broilers. Ten whole raw broiler chickens and ten each from the three Korean native chickens (KNCs), Hanhyup 3 (HH3), Woormatdak 1 (WRMD1), and Woormatdak 2 (WRMD2), were purchased from the meat market. Their breast and thigh meat were used as samples. The proximate composition, pH, color, water-holding capacity (WHC), shear force, collagen content, and fatty acid composition were determined. In breast meat, the moisture content of HH3 (74.94%) and WRMD1 (74.74%) was lower than that of the broilers (77.1%, P<0.05). No significant difference was found in crude protein, lipids, and ash contents. The crude fat from thigh meat from HH3 and WRMD2 was lower than that of broilers (P<0.05). The redness of WRMD1 was the highest in both breast and thigh meat (P<0.05). The WHC of the breast meat of WRMD1 was lower than that of HH3 and WRMD2. In thigh meat, the WHC of the broilers was significantly higher than that of the KNCs. In breast meat, the shear force of WRMD2 was significantly lower than that of the broilers, HH3, and WRMD1, while no significant difference was found in thigh meat. The collagen content and arachidonic acid levels of the KNCs were significantly higher than those of the broilers for breast and thigh meats. No significant differences were observed among the KNCs. This result can be used to improve the quality of KNC but further studies on the bioactive compounds, taste, and volatile compounds of KNCs are required.

국내 시중에서 유통되는 상용 육계 및 토종닭인 한협 3호, 우리맛닭 1, 2호 간의 품질특성 및 지방산 조성을 비교하는 것을 목적으로 수행된 본 연구에서, 육계와 각 토종닭은 서로 다른 품질특성을 나타냈다. 특히, 우리맛닭 1호 닭가슴살의 경우 토종닭 중 불포화지방산을 가장 많이 함유한 것이 특징이었으며, 우리맛닭 2호 닭가슴살은 육계 및 기존 토종닭에 비해 전단력이 낮고, 우리맛닭 1호 다리살은 육계보다 감칠맛에 영향을 미치는 arachidonic acid, docosahexaenoic acid의 함량이 유의적으로 높은 특성을 나타냈다. 따라서, 신품종 우리맛닭 1, 2호는 기존의 육계와 토종닭과 구별되는 품질 특성을 보이고 있어, 본 연구결과는 토종닭에 대한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

서론

닭고기는 타 축종의 식육 대비 단백질 함량이 높고, 포화지방, 콜레스테롤 및 칼로리가 낮은 식품으로, 건강에 관심이 많아진 소비자들과, 상대적으로 저렴한 가격에 힘입어 그 수요가 지속하여 늘어나는 추세이다(OECD-FAO, 2020; Shin et al., 2021). 토종닭은 육용으로서 일반적으로 사용되는 외래종 육계(broiler)에 비해 지방은 적고, 아미노산과 IMP가 다량 함유되어 있어 고소하며, 식감이 쫄깃한 관능적 특성을 지녔으나(Choe et al., 2010), 국내 점유율은 2%대의 낮은 수준을 유지하고 있어 국내 닭 종자의 해외 의존도는 매우 심각한 수준이라고 할 수 있다(Nam, 2017). 이의 원인으로 육계와 대비하여 느린 토종닭의 성장 속도와 소규모 사육 형태로 수요예측에 따른 공급이 어려워 경제성이 떨어지고, 산업화가 쉽지 않다는 점이 언급되고 있다(Sang et al., 2006; Lee et al., 2019).

따라서 우수한 관능적 특성을 유지하면서 성장능력과 사료 효율을 개선시킨 경쟁력 있는 고유의 유전자원을 확보하기 위하여 토종닭 종자들을 수집, 복원하고, 이들 간의 교잡을 통해 우수한 형질의 신품종을 개발하기 위한 연구들이 진행되어 왔다(Jin et al., 2017, Kim et al., 2018, Kim et al., 2019). 기존 유통되고 있는 토종닭으로는 “한협 3호 (Hanhyup 3, HH3)” 가 대표적이며, 지난 2008년 국립축산과 학원에서 토종닭의 순수성 확립과 실용화를 위한 연구를 통해 맛이 좋고 성장성이 뛰어난 토종 실용계 브랜드 ‘우리맛 닭’을 개량하여 보급하였다(Lee et al., 2018). 또한 토종닭의 형질 개선과 다양성 확보를 위한 개량이 계속되어 2010년 우리맛닭 2호(Woorimatdag 2, WRMD2)의 출시로 이어졌는데, 이는 맛이 특히 강조되었던 기존 우리맛닭(우리맛닭 1호, Woorimatdag 1, WRMD1)과 달리 부드러운 육질과 빠른 성장률을 목적으로 개량한 품종이라 할 수 있다(Gang, 2011).

현재까지 우리맛닭 2호의 품질특성에 관한 연구는 많지 않고, 기존 보급된 우리맛닭 1호와 한협 3호 및 육계간의 직접적인 품질특성 및 맛과 향에 영향을 미치는 지방산 조성에 관한 비교연구가 부족하여 토종닭 신품종의 품질에 대한 자료구축을 위한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 국내 유통되고 있는 상용 육계 및 토종닭인 한협 3호, 우리맛닭 1, 2호간의 품질특성 및 지방산 조성의 차이를 비교하여 기초 데이터로 이용하기 위해 실시하였다.

재료 및 방법

1. 공시재료

본 실험에서 사용된 국내 시중의 육계, 한협 3호, 우리맛닭 1호 및 2호는 식육판매장에서 생닭으로 각 10수씩 구매하였으며(각각 12호, 18호, 14∼15호 및 16∼19호) 구매 직후 함기포장 상태로 4℃를 유지하여 실험실로 옮긴 뒤 가슴육(Breast meat; M. pectoralis major)과 넓적다리(M. biceps femoris, M. tensor fasciae latae)를 포함한 다리육 전체(thigh meat)를 발골하였다. 색도는 시료를 20ºC에서 10분간 두었다가 측정하였다. 이후 food grinder를 이용하여 각 시료를 균질분쇄하여 품질특성과 지방산 조성을 분석하였다.

2. 일반성분

AOAC(1995) 방법에 따라 수분, 조지방, 조회분, 조단백질 함량을 측정하였다. 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조지방은 ether를 이용한 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 건식회화법, 조단백질은 Kjeldahl법을 이용하여 분석하였다.

3. pH

분쇄된 시료 10 g에 90 mL의 증류수를 첨가하고 균질한 후 (PolyTron ® PT-2500 E, Kinematica, Lucerne, Switzerland), pH meter(Orion Star A211, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA)를 이용하여 pH를 측정하였다.

4. 육색

육색은 색차계(Colormeter CR-300, Minolta Co., Osaka， Japan)를 이용하여 Commission Internationale del'Eclairage(CIE) L *값(명도), a *값(적색도), b *값(황색도)을 측정하였다. 측정에 앞서 표준백판(Y=93.60, x=0.3134, y=0.3194)을 사용하여 기기를 보정하였다

5. 보수력

시료를 약 0.5 g을 측량하여 80℃의 항온 수조에서 20분간 가열하였다. 가열 후 10분 동안 상온에서 방냉하였으며, 2,000 × g에서 20분간 원심분리한 다음 시료의 무게를 측정하였다. 보수력은 다음 식을 이용하여 계산하였다.

보수력(%) = [(총 수분—유리수분)/총 수분] × 100

유리수분 = [(원심분리 전 무게—원심분리 후 무게)/(시료×지방계수] × 100

지방계수 = 1—(지방함량)/100

6. 전단력

시료를 polyethylene bag에 넣고 식육의 심부 온도가 75±2℃에 도달할 때까지 항온수조에서 45분간 가열한 후, 시료의 길이가 근섬유 방향과 평행하도록 잘라 준비하였다(3 × 1 × 2 cm). 가열된 시료의 전단력은 V blade를 근섬유 방향과 직각이 되도록 놓고 500N load cell에 test speed는 50mm/min의 조건에서 Texture Analyzer TA 1(LLOYD instruments, Fareham, UK)을 이용하여 측정하였다.

7. 콜라겐 함량

콜라겐 함량은 hydroxyproline을 표준물질로 하여 측정하였다(Kim et al., 2019). 시료 4 g에 7 N 황산을 30 mL를 첨가하여 105℃ dry oven에서 16시간 가수분해한 후 이를 여과하여 증류수를 이용하여 500 mL로 정용하였다. 정용한 가수분해물 중 2 mL를 취하여 이에 산화 용액 1 mL를 첨가, 실온에서 20분간 반응시켰다. 산화된 용액에 발색시약 1mL를 첨가 후 60℃에서 15분간 반응시켜 UV/VIS분광광도계(SpectraMax M2e, Molecular Devices, US)를 이용, 558 nm에서 흡광도를 측정하였다. 농도별로 희석한 hydroxyproline을 통하여 시료 중 hydroxyproline의 양을 측정하였으며, 콜라겐 함량은 이에 상수 8을 곱하여 계산하였다.

8. 지방산 조성

지방산 조성은 Kim et al.(2020)의 방법을 이용하였다. Chloroform과 methanol을 2:1로 혼합한 Folch 용액을 사용하여 지방을 추출하였으며, 추출된 지방에 0.5 N의 NaOH 메탄올 용액 1.5 mL를 첨가, vortex 후 100℃에서 5분 동안 가열하였다. 이를 찬물에서 냉각 후, 10% BF3-메탄올 용액 (Supelco, Bellefonte, PA, USA) 2 mL를 첨가하고 vortex로 혼합한 후에 100℃에서 2분간 가열하고, 다시 냉각하였다. 이후 지방산 메틸에스테르(fatty acid methyl ester, FAME)를 추출하기 위하여 iso-octane을 2 mL 첨가한 후 1분 동안 충분히 vortex하였다. 포화 NaCl용액 1 mL를 첨가한 후 1분 동안 vortex한 후에, 2,000 rpm, 15℃에서 3분 동안 원심 분리한 후 상층액을 취하여 gas chromatography(GC) 분석에 이용하였다. 시료의 FAME는 지방산 standard(PUFA No.2, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)의 retention time과 비교 분석하였다. GC 분석 조건은 Table 1에 나타내었다.

Table 1. Condition of GC analysis for fatty acid composition

9. 통계분석

모든 분석은 3반복 이상 실시하였으며 통계 분석은 General Linear Model(GLM)을 이용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA) 후 Tukey 방법에 의해 5% 수준에서 각 처리구의 평균값 간 유의성을 검정하였다(SAS, Release 9.4; SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). 모든 데이터 값은 평균값과 평균값의 표준오차로 제시하였다.

결과 및 고찰

1. 일반성분

육계 및 토종닭의 가슴육의 일반성분 중 육계와 우리맛닭 2호의 수분함량이 높은 편인 것으로 나타났다(Table 2). 한협 3호, 우리맛닭 1호는 육계에 비해 적은 수분을 함유하고 있었다(P<0.05). 이외 단백질, 지방, 회분 함량에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

Table 2. Comparison of proximate composition of chicken meats from Korean native chickens and broiler

HH3, Hanhyup 3; WRMD1, Woorimatdag 1; WRMD2, Woorimatdag 2.

^a-c Means within same row with different superscript letters differ significantly (P＜0.05).

SEM, standard error of means.

다리육은 한협 3호의 수분함량이 다른 종 대비 유의적으로 높았고, 우리맛닭 2호가 이와 유의적 차이가 나지 않아 높은 편으로 볼 수 있었다. 조지방은 육계에서 가장 높은 함량을 나타냈으며(P<0.05), 우리맛닭 2호와 한협 3호가 이보다 낮은 함량을 가진 것으로 분석되었다(P<0.05). 따라서 지방 함량이 적은 토종닭의 특징이 본 연구에서도 확인되었다고 할 수 있다(Kim et al., 2018; Lee et al., 2018). 다리육의 단백질 및 조회분 함량은 처리구간 유의차가 없었다.

2. pH, 육색, 보수력, 콜라겐 함량, 전단력

pH는 가슴육에서는 차이가 나타나지 않았으나, 다리육에서는 우리맛닭 2호가 타 처리구 대비 낮은 값을 나타냈다(P<0.05, Table 3). Kim et al.(2018)은 토종닭의 품종에 따라 육계보다 낮거나 차이가 없다고 하였고, Lee et al.(2011)은 토종닭의 다리육과 가슴육의 pH가 육계보다 유의적으로 낮다고 하였다. 계육의 최종 pH는 유전적인 요인과 높은 상관관계(R²값이 0.97 이상)를 가지는 것으로 알려져 있다(Le Bihan-Duval et al., 2008).

우리맛닭 2호의 가슴육은 타 토종닭 대비 높은 CIE L^* , a^* , b^* 값을 나타냈으며, 육계에 비해 모든 값이 유의적으로 높은 경향을 보였다(Table 3). 특히 적색도를 나타내는 a^* 값의 경우 모든 토종닭에서 육계보다 높은 값을 나타냈으며, 황색도를 나타내는 b * 값 또한 토종닭에서 유의적으로 높았다. 이는 종전 토종닭의 색도에 관한 보고와 일치하는 경향으로, 육계 대비 토종닭의 육색이 진하다는 것을 나타낸다(Kim et al., 2018). 다리육의 경우 또한, 우리맛닭 2호가 육계나 한협 3호보다 높은 a^* 값을 보였고, 우리맛닭 1호는 이보다 더 높은 값을 나타냈다. 닭고기의 육색은 유전적인 차이뿐 아니라 급여되는 사료의 지방산 조성, 지용성 색소 성분, 항산화 성분 등에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있어(Mir et al., 2013) 추후 다양한 조건에 의한 우리맛닭의 육색 차이에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

보수력은 가슴육에서는 육계와 한협 3호가 가장 높았으며, 이어서 우리맛닭 2호, 우리맛닭 1호 순으로 높게 나타났다. 다리육의 경우 육계의 보수력이 토종닭 3종 대비 유의적으로 높았으나, 토종닭 간에는 차이가 없었다(Table 3).

Table 3. Comparison of physicochemical properties of chicken meats from Korean native chickens and broiler

HH3, Hanhyup 3; WRMD1, Woorimatdag 1; WRMD2, Woorimatdag 2.

^a-c Means within same row with different superscript letters differ significantly (P＜0.05).

SEM, standard error of means.

콜라겐 함량은 Lee et al.(2011)의 보고와 같이 토종닭이 다리육과 가슴육 모두에서 육계 대비 높은 함량을 가진 것으로 나타났다(P<0.05). 이는 남‧북한의 토종닭이 일반 육계보다 유의적으로 높은 콜라겐 함량을 가졌다고 보고한 Jeon et al.(2010)의 결과와 같았다. 또한 다리육에서 뚜렷이 높은 콜라겐 함량이 나타났는데, 이는 운동량이 많은 닭다리 부위의 콜라겐 함량이 가슴육보다 높다고 한 Chae et al.(2020)의 결과와 일치하는 것이었다.

식육 중의 콜라겐 함량은 일반적으로 전단력과 양의 상관관계를 갖는데, 가슴육의 전단력은 콜라겐 함량이 육계보다 높은 우리맛닭 2호가 비교 대상 중 가장 낮은 값을 나타냈다(Table 3, P<0.05). 다리육은 우리맛닭 2호가 처리구 중 가장 낮은 전단력 값을 나타냈지만, 유의적 차이는 없었다.

3. 지방산 조성

우리맛닭 2호의 경우 포화지방산의 비율이 육계와는 차이가 없었으나 한협 3호와 우리맛닭 1호보다는 유의적으로 높은 값을 나타내었다(Table 4, 5). 반면에 우리맛닭 2호의 불포화지방산 함량은 타 처리구들보다 낮았으며, 특히 우리맛닭 1호는 토종닭 중 유의적으로 가장 높은 불포화지방산 함량을 나타냈다. 주요 지방산으로는 oleic acid의 비율이 가장 높았으며 이어서 palmitic acid, linoleic acid 등이 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 이들은 닭고기의 주요 지방산으로서 기존 한국 재래닭의 지방산 조성에서도 유사한 비율을 나타낸다(Lee et al., 2018).

Table 4. Comparison of fatty acid composition of chicken breast meat from Korean native chickens and broile

HH3, Hanhyup 3; WRMD1, Woorimatdag 1; WRMD2, Woorimatdag 2.

^a-cMeans within same row with different superscript letters differ significantly (P＜0.05).

SEM, standard error of means.

SFA: saturated fatty acid, UFA: unsaturated fatty acid, MUFA: monounsaturated fatty acid, PUFA: polyunsaturated fatty acid.

Table 5. Comparison of fatty acid composition of chicken thigh meat from Korean native chickens and broiler

HH3, Hanhyup 3; WRMD1, Woorimatdag 1; WRMD2, Woorimatdag 2.

^a-c Means within same row with different superscript letters differ significantly (P＜0.05).

SEM, standard error of means.

SFA: saturated fatty acid, UFA: unsaturated fatty acid, MUFA: monounsaturated fatty acid, PUFA: polyunsaturated fatty acid.

토종닭에서는 전반적으로 육계보다 다가불포화지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA)의 함량이 높게 나타났다. 다가불포화지방산은 지방산패에 취약하지만 식품의 감칠맛, 깊은맛 및 향미를 증가시킨다는 연구들이 발표되어 왔다(Rikimura and Takahash, 2010). 본 연구에서는 arachidonic acid가 우리맛닭 2호를 포함한 모든 토종닭에서 육계에 비해 2배 이상의 높은 비율로 함유된 것이 확인되었으며(P<0.05), 이는 우리맛닭 1호의 풍미성분을 분석한 Lee et al.(2012)의 연구결과와 비슷한 것이었다. Arachidonic acid는 영양학적으로도 식품을 통한 섭취가 반드시 필요한 필수지방산으로 분류되는데, 닭고기의 감칠맛에도 영향을 미친다(Choe et al., 2010; Jayasena et al., 2013). Docosahexaenoic acid(DHA) 또한 맛에 영향을 미치는 지방산으로 신맛과 쓴맛을 줄이고 감칠맛의 강도를 개선시킨다고 보고되어 있다(Lee et al., 2012). 본 연구에서는 우리맛닭 2호가 육계의 약 2배 정도의 값으로 특히 다리육에서는 모든 비교 대상 중 가장 높은 조성을 나타내 우리맛닭 2호의 특성에 영향을 미칠 것으로 사료된다.

적요

국내 시중에서 유통되는 상용 육계 및 토종닭인 한협 3호, 우리맛닭 1, 2호 간의 품질특성 및 지방산 조성을 비교하는 것을 목적으로 수행된 본 연구에서, 육계와 각 토종닭은 서로 다른 품질특성을 나타냈다. 특히, 우리맛닭 1호 닭가슴살의 경우 토종닭 중 불포화지방산을 가장 많이 함유한 것이 특징이었으며, 우리맛닭 2호 닭가슴살은 육계 및 기존 토종닭에 비해 전단력이 낮고, 우리맛닭 1호 다리살은 육계보다 감칠맛에 영향을 미치는 arachidonic acid, docosahe- xaenoic acid의 함량이 유의적으로 높은 특성을 나타냈다. 따라서, 신품종 우리맛닭 1, 2호는 기존의 육계와 토종닭과 구별되는 품질 특성을 보이고 있어, 본 연구결과는 토종닭에 대한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

(색인어: 한국토종계, 이화학적 특성, 지방산 조성, 우리 맛닭, 한협 3호)