붕장어(Conger myriaster) 가공부산물을 활용한 조미김(Pyropia yezoensis)의 개발 및 자가 위생관리기준 설정 = Development of seasoned Gim (Pyropia yezoensis) with conger eel (Conger myriaster) by-product and standards establishment of self-sanitary control

국문 초록 (Abstract)

최근 세계적인 건강한 삶을 추구하는 LOHAS (Lifestyle of Health And Sustainability)에 대한 관심이 증가하면서 수산식품의 소비가 지속적으로 증가하고 있다(Park et al,, 2014). 수산물은 영양적으로 우수하며 성인병 예방효과(Oh et al., 1989), 중금속 흡수효과(Park et al., 2001), 심장질환 예방 및 억제효과(Ryu, 1999) 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그 중 해조류는 다양한 영양성분뿐만 아니라 항암(Teas et al., 2013), 항균(Lim et al., 2008), 항산화(Kim and Lee, 2004), 항비만(Miyata et al., 2009) 등의 생리기능특성이 있다(Lee and Lee, 2014).
한편, 해조류에 속하는 김은 붉은색 계통의 색조를 나타내는 홍조식물로 쟁반 또는 방석 모양의 아주 작은 헛뿌리에서 나와 긴타원형, 난형, 대잎모양 등 잎사귀 모양으로 퍼져 자라며, 주로 광택이 나는 적자색을 띠지만 재래김 품종인 참김(Porphyra tenera)과 방사무늬김(Porphyra yezoensis), 돌김 품종인 잇바디돌김(Porphyra dentata)과 모무늬돌김(Porphyra seriata) 등과 같이 종(species)에 따라 색깔이 조금 다르다(Cho et al., 2009).
또한, 김은 식이섬유와 단백질이 다량 함유되어 있으며, 칼슘, 마그네슘, 요오드, 철 및 아연 등과 같은 다량 및 미량 무기질들도 아주 풍부하게 함유되어 있을 뿐만 아니라(Rupéerez, 2002; Davis et al., 2003), 비타민, 오메가-3 지방산 및 chlorophyll, polyphenol 등과 같은 색소성분 등도 다량 함유되어 있는 저열량 식품이다(Galland-Irmouli et al., 1999; Dawczynski et al., 2007; Cornish and Garbary, 2010). 이와 같이 김은 영양성분 및 건강기능성분을 다량 함유하고 있어, 우리나라와 일본에서의 경우 예로부터 김을 밥과 함께 즐겨 식용하여 왔으나, 기타 제외국의 경우 거의 식용하지 않았다. 그러나 최근 국내외 소비자들에게 영양성분 가득한 healthy snack으로 인식되어 남녀노소가 모두 즐겨먹어 그 소비가 확대되고 있는 대표적인 가공품으로 미국과 캐나다와 같은 북미, 유럽, 중국 및 태국, 베트남을 위시한 동남아 역시 김을 영양 및 건강기능특성은 물론이고, 스낵과 같은 특유의 짭조름함 및 바스락거림성 등으로 아주 즐겨먹고 있다(Kim et al., 2019).
이로 인하여 국내산 김의 수출시장은 2009년 1억 달러, 2015년 3억 달러 및 2017년 5억 달러로 가파른 성장세를 보이며(Baek, 2014), 국내 농수축산품 수출 순위 3위까지 성장하여 현재는 참치와 함께 농수산식품의 대표 수출품목으로 자리매김하였다. 이러한 수출시장의 성장에 따라 국내산 마른김의 생산량 역시 2015년 386,710 M/T에서 2019년 606,946 M/T으로 크게 증가하였고(Fig. 1), 이에 따라 우리나라는 원초나 식용하지 않는 김을 제외하고는 세계 최대 마른김 생산국으로 세계 시장의 약 50%에 육박한다(Jun and Han, 2019).
하지만 국내 김 시장은 2016년 3,980억원, 2017년 4,120억원, 2018년 4,170억원으로 성장둔화세를 보이며, 국내에서 가장 소비가 많은 조미김 생산량 역시 2018년 36,908 M/T으로 2013년 51,972 M/T에 비하여 약 29% 감소(Fig. 2)하는 등, 급격하게 성장하는 수출시장과 달리 국내시장은 신제품 출시 미진, 과다경쟁과 시장 확장성 부족 등으로 고부가가치화하지 못하고 있다(Jun and Han, 2019; Baek, 2014). 이러한 현상을 타개하기 위해서는 김을 소재로 하는 다양한 신제품의 개발이 김 시장에 절실하다.
한편, 붕장어(Conger myriaster)는 뱀장어목 붕장어과로 분류되며, 형태는 원통형으로 가늘고, 체장은 암컷은 약 90 cm 수컷은 약 40-50 cm 정도로 길며, 꼬리부분이 뱀 모양을 하고 있다. 또한, 단백질, 비타민 및 고도불포화지방산을 많이 포함하고 있어 예로부터 보양식 소재로 널리 알려져 있고, 대부분이 어선어업에 의하여 생산되고 있는 자연산 어획물이어서 소비자들로부터 선호받는 어종 중의 하나이다(Ryu et al., 2009; Choi et al., 1985).
또한, 붕장어의 최근 약 30년간 (1990-2018년) 연도별 국내 생산량은 7,754-23,850 M/T 범위이었고, 1993년에 최대 생산량을, 2001년에 최소 생산량을 나타내었으며, 1998-2001년을 제외한다면 최근 몇 년이 조사 기간 동안 가장 낮았다(MOF, 2018). 따라서, 최근 붕장어의 어획량, 가격 등으로 미루어 붕장어의 완전 이용이 절실하다. 붕장어는 대부분이 구이용, 조미가공품, 반건제품 및 횟감 등으로 가공되어 수출 또는 내수용으로 유통되고 있으나 앞에서 언급한 여러 가지 가공품으로 가공 중 발생하는 가공부산물인 붕장어 머리, 피쉬 프레임(fish frame), 내장 및 지느러미 등은 오메가-3 지방산, 칼슘 및 콜라겐 및 엑스분이 다량 함유되어 있어(Kim et al., 2000; Lee et al., 1997; Watanbe et al., 1985), 여러 가지 가공소재로써 유효 이용자원이지만, 대부분이 유효하게 이용되지 못하고 사료나 폐기물로 전환되어 폐기되고 있다(Kang et al., 2002). 단지 일부만이 탕 등의 소재로 활용될 뿐이고, 나머지 대부분이 폐기되고 있어, 이의 효율적 활용 방안이 절실하다(Oh et al., 1989; Heu et al., 2008).
이러한 붕장어 가공부산물의 효율적 이용에 관한 선행연구로는 Heu et al. (2008)의 붕장어탕의 소재로의 이용, Kim et al. (2006)의 스낵(snack) 소재로의 이용, Lee et al. (1978)의 젤라틴 소재로의 이용, Kim et al. (2005)의 식품소재로의 이용 가능성 검토 등이 있고, 식문화의 차이로 국외의 경우 이에 대한 연구가 없는 실정이다.
또한, 조미김에 대한 연구 역시 소비 트랜드인 웰빙 및 차별화를 위하여 포장재 개발(Lim et al., 2017), 영양성분 분석(Seo and Jung, 2007), 기능성 개선(Kim et al., 2005), 양파(Jeon et al., 2015), 마늘(Jeon et al., 2008)을 활용한 향미 개선, 위해요소 분석(Kim and Yoon, 2013; Kang et al., 2015; Hwang et al., 2017), 저장 안정성 개선(Chung et al., 2003) 등과 같이 다양하게 시도된 바가 있으나, 붕장어 가공부산물을 활용한 조미김의 개발과 위생 안전관리 기준 설정을 시도한 연구는 찾아볼 수가 없다.
본 연구에서는 붕장어 가공부산물을 활용한 조미김을 제조할 목적으로 1) 붕장어 조미김의 개발, 2) 붕장어 조미김의 위생 안전관리 기준(안), 3) 붕장어 조미김의 최적 제조공정 및 품질특성 등을 살펴보았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Gim is a representative processed product that has recently been recognized by domestic and foreign consumers as a healthy snack full of nutrients, and has been expanding its consumption, and Southeast Asia, including North America, Europe, China, Thailand, and Vietnam, also enjoys Gim not only for nutritional and health functions, but also for its unique salty and rustling properties such as snacks. As a result, the domestic Gim export market grew rapidly to $100 million in 2009, $300 million in 2015, and $500 million in 2017, growing to the third-largest export list of domestic agricultural, livestock and livestock products, making it now a major export item for tuna and agro-fisheries products.
However, unlike the rapidly growing export market, the domestic Gim market has slowed down to 398 billion won in 2016, 412 billion won in 2017, and 417 billion won in 2018, and the nation's most consumed seasoned Gim production has also decreased by about 29 percent to 36,908 M/T in 2018, compared to 51,972 M/T in 2013, the domestic market has not been able to make high value due to lack of new products, excessive competition and lack of market expansion. In order to overcome this phenomenon, it is imperative for the Gim market to develop various new products based on Gim.
Meanwhile, the processed conger eel head, fish frame, intestines, and fins, which are produced during processing, contain a large amount of omega-3 fatty acids, calcium, collagen, and X. Most of them are not effective processing materials, but are converted into feed or waste and disposed of. Only a part of it is used as a material such as soup, and most of the rest are being discarded, so efficient use of it is urgently needed.
In this study, a series of studies for high utilization and high added value of the conger eel by-products that are discarded 1) Optimization of the processing process of seasoned Gim with conger eel seasoning, 2) Suggestion of hygiene safety management standards (draft) for standardization and application on-site, 3) Quality characteristics of conger eel seasoned seaweed produced by optimal process were examined.
The chapter 1 was conducted to investigate optimization of the processing process of seasoned Gim with conger eel seasoning. The results of RSM program for bone-softness showed that the optimum independent variables (X1, water amount; X2, temp. in a retort; X3, time in a retort) based on the dependent variables (Y1, lipid removal rate; Y2, texture; Y3, sensory score on the fish odor) were 431.0% (w/w) for X1, 115.6℃ for X2 and 50.1 min for X3 for uncoded values. The results of RSM program for B-CES showed that the optimum independent variables 〔X1, amount of bone-softened conger eel by-products (BS-CEB); X2, mixed sauce amount; X3, starch amount) based on the dependent variables (Y1, amino-N; Y2, Hunter redness; Y3, drying time) were 44.8% (w/w) for A, 36.0% (w/w) for B and 19.2% (w/w) for C for uncoded values. The results of RSM program for SL-CES showed that the optimum independent variables (X1, adding amount of conger eel seasoning; X2, roasting temp.; X3, roasting time) based on the dependent variables (Y1, water activity; Y2, Hunter yellowness; Y3, overall acceptance) were 5.0% (w/w) for X1, 313.8℃ for X2 and 6.0 sec for X3 for uncoded values.
The chapter 2 was suggestion of hygiene safety management standards (draft) for standardization and application on-site. In order to verify the safety of seasoned conger eel, raw material (dried Gim) and final product (seasoned Gim with conger eel seasoning) are domestic standard standards (food industry and KS industry standard) and foreign standard standards (FDA, China, Japan, CODEX, Vietnam and EU), and monitoring each and each process, raw material, CCP (3rd roasting: CCP-1B and metal detector: CCP-2P), final product (steamed conger eel) and production environment management conditions. The standards for sanitary safety management were proposed. Among the standards of sanitary safety management (draft) of seasoned Gim with conger eel seasoning, 19 dried Gim were the main ingredients 1) suitable for properties, 2) suitable for odor, 3) suitable for foreign substances, 4) general bacteria 105 CFU/g, 5) Coliform group 30 MPN/g, 6) Staphylococcus aureus not detected, 7) Salmonella spp. Negative, 8) Vibrio parahaemolyticus negative, 9) Shigella spp. Negative, 10) Mold 3.0x102 CFU/g, 11) Moisture 7.0%, 12) PCBs 2.0 mg/kg, 13) Lead 1.0 mg/kg, 14) Cadmium 0.3 mg/kg, 15) Methyl mercury 0.5 mg/kg, 16) Inorganic arsenic 1.5 mg/kg, 17) Chromium 2.0 mg/kg, 18) 134Cs+137Cs 370 Bq/kg, 19) 131I 300 Bq/kg, tertiary grilling of CCP in the conger eel manufacturing process (CCP- 1B) For the process, 3 items (1) Listeria monocytogenes negative, 2) 3rd roasting temperature 320.0±3.0℃, 3) 3rd roasting time 6 seconds] and metal detection (CCP-2P) process, one item [1) Fe 20. mmΦ, STS 2.5 mmΦ or more non-detection], and the final product is 15 items (1) suitability, 2) suitability for odor, 3) suitability for foreign substances , 4) General bacteria 105 CFU/g, 5) Coliform group 30 MPN/g, 6) Enterohemorrhagic Escherichia coli negative, 7) Staphylococcus aureus not detected, 8) Salmonella spp. Negative, 9) Listeria monocytogenes negative, 10) Vibrio parahaemolyticus negative, 11) Bacillus cereus 103 CFU/g, 12) Clostridium perfringens negative, 13) Yersinia enterocolitica negative, 14) Campylobacter jejuni coli negative, 15) Shigella spp. negative, 16) Mold 3.0x102 CFU/g, 17) Moisture 2.5%, 18) Acid value 3.0 mg KOH/g, 19) Peroxide value 40.0 meq/kg, 20) PCBs 2.0 mg/kg, 21) Tar color not detected, 22) Lead 1.0 mg/kg, 23) Cadmium 0.3 mg/kg, 24) Methyl mercury 0.5 mg/kg 25) Inorganic arsenic 1.5 mg/kg, 26) Chromium 2.0 mg/kg, 27) 134Cs+137Cs 370 Bq/kg, 28) 131I 300 Bq/kg], and the environmental management conditions are 7 items [CFU/plate/15 min for the number of bacteria falling under the normal number of airborne bacteria in the case of the washing process is 100 or less, not-detection of E. coli bacteria, general in the case of hygiene of worker hands CFU/100 cm2 with bacteria count less than 100, E. coli group negative and Staphylococcus aureus not detected, and in the case of hygiene of work tools (Table only) CFU/100 cm2 with less than 100 bacteria and no detection of E. coli group]
As a result of application to the sanitary safety management standards (draft) of these seasoned Gim with conger eel seasoning, all of them were found to be less than or equal to the standards (draft). Therefore, it was judged that the sanitary safety management standards (draft) proposed for the raw materials, CCP and final products of conger eel seasoned seaweed are appropriate as sanitary safety management standards for securing the safety of seasoned Gim with conger eel seasoning.
The chapter 3 was conducted to investigate Quality characteristics of conger eel seasoned seaweed produced by optimal process were examined. The process of processing the seasoned with conger eel seasoning optimized by using the response surface methodology (RSM) and sanitary safety management standards (draft) reviewed above are as follows. The by-product of conger eel processing was continuously dehydrated in ice water using cold water bleeding, washing three times, and pickling, followed by grinding twice with a chopper. Subsequently, the conger eel by-product was subjected to high temperature pressure treatment, the treated conger eel by-product was mixed with the mixed sauce and starch, and then conger eel seasoning was prepared through grinding and sieving. Finally, the dried seaweed was first roasted and second roasted, and then jade oil was applied, followed by seasoning of conger eel and salt, followed by third roasting to prepare seasoned conger eel.
Proximate composition of SL-CES was significantly higher in protein, lower in ash than those of C-SL. However, there was no differences in moisture and lipid between the seasoned Gims (P>0.05). As a result on the taste-intensity using an electronic tongue, SL-CES was higher in umami than C-SL (P<0.05), whereas it was lower in bitterness. The sensory scores of the SL-CES was superior in all items, such as taste, flavor and texture than those of the C-SL. Total amino acid content of SL-CES was 21.79 g/100 g, which was similar to that, 21.49 g/100 g, of C-SL. The major amino acids of SL-CES were aspartic acid, glutamic acid and alanine. Mineral content based on the 100 g of SL-CES was 125.7 mg in calcium, 461.6 mg in phosphorus, 2,183.7 mg in potassium, 9.5 mg in iron, 2.6 mg in zinc, which were all high compared to those of C-SL, excepted for Zn. The major fatty acids of SL-CES were 16:0, 18:1n-9 and 18:2n-6.
Based on the above results, the seasoned Gim with seasoned conger eel produced by using a by-product of conger eel was not superior or sensually and nutritionally different from the commercial seasoned seaweed. It is sufficient, and it was judged to be competitive in the Gim market.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 5
• 1. 재료 5
• 2. 방법 5
• 1) 제조공정 최적화 설계 5
• (1) 가공기기 검증 5
• (2) 붕장어 부산물의 최적 연화조건 6
• (3) 붕장어 시즈닝의 최적 배합조건 7
• (4) 붕장어 조미김의 최적 구이조건 7
• (5) 회귀분석 8
• (6) 그래프 도식화 9
• 2) 일반 특성 9
• (1) 일반성분 9
• (2) 에너지 9
• (3) pH 10
• (4) 염도 10
• (5) 수분활성 10
• 3) 관능 및 영양 특성 10
• (1) 아미노 질소 10
• (2) 전자혀 11
• (3) 휘발성염기질소 11
• (4) 냄새강도 12
• (5) 헌터색조 12
• (6) 조직감 13
• (7) 패널에 의한 종합기호도 13
• (8) 총아미노산 14
• (9) 무기질 14
• (10) 지방산 15
• 4) 위생학적 특성 16
• (1) 성상 16
• (2) 이물 및 협잡물 조사 16
• (3) 금속성 이물 분석 17
• (4) 일반세균수 17
• (5) 대장균군 및 대장균 18
• (6) 식중독균 18
• (7) 작업장 환경 미생물 분석실험 23
• (8) 산가 및 과산화물가 24
• (9) 폴리염화비페닐 25
• (10) 타르색소 27
• (11) 중금속 28
• (12) 방사능 30
• 5) 기타 특성 30
• (1) 지질저감율 30
• (2) 건조시간 31
• 6) 통계처리 31
• 7) 국내외 기준규격 조사 31
• (1) 국내 기준규격 32
• (2) 국외 기준규격 33
• Ⅲ. 결과 및 고찰 34
• 제1장 붕장어 조미김의 개발 34
• 1. 붕장어 조미김용 가공기기의 적정성 검토 34
• 2. 붕장어 부산물의 레토르트 처리 공정 최적화 35
• 3. 붕장어 시즈닝의 배합공정 최적화 44
• 4. 붕장어 조미김의 구이공정 최적화 51
• 제2장 붕장어 조미김의 자가 위생관리기준(안) 58
• 1. 국내외 기준규격 조사 58
• 1) 원료(마른김) 58
• 2) 가공품(조미김) 61
• 2. 자가 위생관리기준(안) 설정 65
• 1) 위해요소 분석 66
• 2) 중요 관리점(CCP) 78
• 3) 최종제품 78
• 3. 자가 위생관리기준(안) 현장적용 79
• 1) 자가 위생관리기준(안) 설정 79
• 2) 현장적용 79
• 제3장 붕장어 조미김의 산업화 제조공정 및 품질특성 84
• 1. 최적 제조공정 84
• 2. 품질특성 86
• 3. 상품화 94
• Ⅳ. 참고문헌 97