Enriching onion powder with natural nitrite for meat curing using atmospheric pressure plasma and egg whites

Abstract

The efficacy of egg white addition during atmospheric pressure plasma (APP) treatment on onions to replace synthetic sodium nitrite in the processed sausage was evaluated. Onions were treated with APP alone (PO) or in the presence of 30% egg whites (w/w, POE). While PO also showed an increase in nitrite content, the addition of egg white resulted in an approximately four-fold increase in nitrite content in POE compared to PO. After freeze-drying and processing into the powder form, the nitrite content of both PO and POE was concentrated well without loss. To test the practical application of this technique, four different materials of no nitrite (None), sodium nitrite (SN), PO powder, and POE powder were added to sausages then evaluated on a consumer scale. POE sausages retained a similar nitrite content, emulsion stability, and visual redness to the sausages added with sodium nitrite. Also, POE sausages achieved improved textural properties and onion like-odor, and significantly reduced warmed-over flavor. From these results, we concluded that onion powder enriched with nitrite by APP can effectively replace synthetic sodium nitrite in processed sausages without compromising their flavor.

본 연구에서는 아질산 및 질산을 거의 함유하지 않은 양파를 난백과 함께 대기압 플라즈마 처리해 천연 아질산 소재로 가공하고, 이를 실제 육가공품 제조에 적용하여 해당 소재의 아질산염 대체 가능성을 확인하고자 한다. 실험은 다음과 같이 세 단계로 나누어 진행되었다. (1) 생양파를 플라즈마 처리하여 천연 아질산 소재를 생산하는 과정에서 pH 완충효과가 있는 난백의 첨가를 통한 아질산 생성효율의 증진 여부를 확인하였고, (2) 생산한 아질산 소재의 저장성 및 산업적 활용 가능성을 확보하기 위해 분말 형태로 가공한 후 그 특성을 조사하였으며, (3) 최종적으로, 이를 실제 육가공품 염지에 적용하여 가공된 분말의 아질산염 대체 가능성을 확인하였다. 실험 1의 결과, 중량 대비 30% 수준의 난백을 첨가한 양파에서 플라즈마 처리에 의한 pH 저하가 효과적으로 지연됨에 따라 총 플라즈마 처리시간이 증가되었고, 측정된 잔류 아질산 함량 또한 양파만 단독으로 플라즈마 처리한 것에 비해 4배 이상 높아져 난백의 첨가가 플라즈마의 아질산 생성효율을 향상할 수 있음을 확인하였다. 실험 2에서는 산업적 활용성 증진을 위해 생산된 아질산 농축 양파 소재를 동결건조 후 분쇄하여 분말 상으로 가공하였으며, 이 과정에서 아질산은 소실되지 않고 분말 내에 높은 함량으로 잔존하는 것을 확인하였다. 또한, 플라즈마 처리한 양파 분말은 난백 첨가 여부와 상관없이 복귀 돌연변이 유발성을 나타내지 않았으며, 난백 함유 양파 분말의 조단백 및 조회분 함량은 생양파 분말 또는 플라즈마 단독처리한 양파 분말보다 유의하게 높은 것으로 나타났다. 실험 3에서는 첨가한 소재의 종류를 달리하여 유화형 소시지를 제조한 후 각각의 품질을 평가하였고, 아무것도 첨가하지 않은 소시지, 아질산염 첨가 소시지, 단독으로 플라즈마 처리한 양파 분말 및 난백과 함께 플라즈마 처리한 양파 분말 첨가 소시지의 네 그룹으로 나누어 진행하였다. 실험 결과, 난백 함유 양파 분말 첨가 소시지는 잔류 아질산 함량, 적색도 항목에서 아질산염 첨가 소시지와 유사한 수준을 나타냈으며, 유화 안정성 및 조직감 특성은 다른 소시지들에 비해 유의하게 개선되었다. 외관 및 후각 평가 결과, 난백 함유 양파 분말을 첨가한 소시지는 외관상의 적색도 항목에서 아질산염 첨가 소시지와 비슷한 점수를 기록하였으며 유의적인 차이는 없었다. 또한, 난백 함유 양파 분말을 첨가한 소시지는 소비자에게 부정적으로 인식될 수 있는 가열 산패취 항목에서 가장 낮은 점수를, 양파 향 항목에서는 유의하게 높은 점수를 획득한 것으로 나타났다. 결론적으로, 난백과 함께 플라즈마 처리한 양파 분말은 유화형 소시지에서 아질산염을 첨가하는 것과 유사한 효과를 보일 뿐 아니라, 소시지의 유화 안정성 및 풍미를 향상할 수 있어 산업에서 고품질의 육가공품 제조를 위한 천연 아질산 농축 소재로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.