발효는 자연적 또는 인위적으로 제어된 조건에서 미생물 작용을 활용하여 육류에 독특한 풍미, 색상 및 질감을 부여하여 유통기한이 연장된 육류 제품을 생산하는 가공 기술입니다.
2세대의 스타터 박테리아
1세대 스타터는 Lactobacillus plantarum 및 Pediococcus pentosaceus로 대표되는 식물에서 추출됩니다. 2세대 종균은 육류 제품에서 분리되어 발효 소시지 생산에 더 적합합니다. 이들의 주요 미생물에는 Lactobacillus sadei와 Lactobacillus curvatus가 포함됩니다. 강력한 경쟁 우위를 지닌 이 두 균주는 자연 환경에서 야생 유산균을 억제하고 전체 발효 및 건조 과정을 지배할 수 있습니다.
2세대 스타터도 발색에 기여하는 효소와 방향성 물질을 생산할 수 있다는 특징이 있다. 발효 소시지의 풍미와 감각적 품질은 소시지 내부의 유산균, 구균 및 효모의 복합적인 효과로 인해 발생합니다. 현재 유산균의 β-갈락토시다제 유전자, 카탈라제 유전자, 박테리오신 유전자가 클로닝되어 박테리아 균주의 특성을 향상시킬 수 있습니다. 발효 소시지에 박테리오신을 생산하는 유산균을 첨가하면 종균의 경쟁력을 높이고 병원성 세균의 성장을 억제할 수 있습니다. 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 사케이(Lactobacillus Saulo), 락토바실러스 커바투스(Lactobacillus curvatus)는 모두 박테리오신을 생산할 수 있습니다.
발효육제품 내 미생물의 기능
pH 값을 낮추고 부패를 억제하며 조직의 질감과 맛을 향상시킵니다. 발색 촉진; 산화 변색을 방지하고; 니트로사민 형성을 감소시키고; 병원성 미생물의 성장과 독소 생성을 억제합니다.
발효 소시지에 포함된 미생물에는 주로 유산균, 구균, 곰팡이, 효모가 포함되며, 각각은 발효 소시지의 풍미 형성과 식품 안전에 독특한 역할을 합니다.
발효 방법
① 자연발효
전통적인 가공에서 발효는 생고기에 있는 토착 유산균에 전적으로 의존합니다. 젖산균은 생고기에 어디에나 존재하지만 생고기를 일정 기간 동안 진공 포장에 보관하지 않는 한 초기 수치는 극히 낮습니다.
소시지 반죽의 초기 조건은 일반적으로 육류에 우세한 그람 음성균의 성장에 불리하지만 그람 양성균, 응고효소 양성 및 응고효소 음성 포도상구균, 유산균의 증식에 도움이 됩니다. 증거에 따르면 젖산 발효에는 Enterobacteriaceae에서 Enterococci로, 마지막으로 Lactobacilli와 Pediococci로 순차적인 미생물 계승이 포함됩니다. 원활한 발효로 젖산균이 빠르게 증식하여 2~5일 내에 106∼108 cfu/g의 집락수에 도달합니다. 그에 따른 pH 감소로 인해 슈도모나스(Pseudomonas)와 기타 산에 민감한 그람 음성 간균이 2~3일 안에 죽는 반면, 살모넬라와 같은 내산성 박테리아는 더 오래 생존할 수 있습니다.
최고치에 도달한 후 유산균의 개체수는 점차 감소합니다. 그러나 곰팡이 숙성 소시지는 약 15일 후에 두 번째 성장 정점을 나타내는 경우가 많으며 이는 젖산염 대사로 인한 pH 상승과 일치합니다. 젖산 발효 개시가 지연되고 pH가 느리게 감소하면 황색포도상구균의 장독소 생성과 성장이 촉진되며, 잡균의 증식으로 소시지의 풍미가 저하됩니다. 발효 소시지에는 일반적으로 아질산염 대신 질산염이 함유되어 있어 다양한 미생물이 성장할 수 있어 건조 발효 소시지의 풍미 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
자연발효의 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위해 초기 생산에서는 이전 생산 배치에서 부분적으로 발효된 재료를 신선한 소시지 반죽에 접종하는 백슬로핑(back-slopping) 방식이 널리 채택되었습니다. 이 방법은 발효 안정성을 효과적으로 향상시켰지만 분명한 단점이 있었습니다. 첫째, 백슬로프 재료의 유산균은 생리학적으로 노화되어 빠른 발효를 시작하지 못했습니다. 둘째, 이 방법을 통제할 수 없기 때문에 과산화물 생성 박테리아와 같은 바람직하지 않은 균주가 유입될 수 있으며, 이러한 균주가 지배하게 되면 소시지 품질이 심각하게 손상될 수 있습니다.
자연 발효 소시지에서 분리된 유산균 중에는 Lactobacillus가 대다수를 차지하고, Pediococcus가 그 뒤를 잇고 있으며, 이는 심지어 특정 소시지 품종의 발효에서도 지배적입니다. 주요 Pediococcus 종에는 Pediococcus acidilactici, Pediococcus Damnosus 및 Pediococcus pentosaceus가 포함됩니다. 류코노스톡이 풍부한 저품질 소시지를 제외하면 락토코커스와 류코노스톡의 함량이 전반적으로 적습니다.
② 스타터배양발효
자연 발효의 신뢰성과 통제 불가능성으로 인해 현대 가공에서는 발효 공정을 정밀하게 제어하고 제품 안전과 안정적인 품질을 보장하기 위해 순수 미생물 배양, 즉 상업용 스타터 배양을 점점 더 많이 채택하고 있습니다. 유산균 스타터에 의해 시작된 발효는 스타터 배양을 통해 젖산균이 더 빠르게 우세한 균주가 될 수 있다는 점을 제외하면 기본적으로 성공적인 자연 발효와 일치합니다.
상업용 육류 스타터 배양균은 유산균, 소아구균 및 곰팡이의 단일 균주 및 혼합 균주 제제를 포함하여 냉동 또는 동결 건조 형태로 제공됩니다. 활성 스타터는 일반적으로 배치 단계에서 추가됩니다. 대부분의 제조업체는 건조 재료 다음에 종균을 추가하지만 균일한 유통을 위해서는 다른 재료를 추가하기 전에 생고기와 종균을 완전히 혼합해야 합니다.
결정적으로, 생존 가능한 미생물 배양물은 소금 및 아질산염과 같은 염도가 높은 성분과 직접 접촉해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 균주의 생존력과 활동이 감소됩니다. 대부분의 스타터는 농축된 형태로 판매되며 물에 희석하여 고르게 분포할 수 있습니다. 동결 건조된 스타터는 최적의 활동을 달성하기 위해 수분 공급이 필요합니다.
발효공정 조건
발효실의 온도, 습도 및 공기 순환은 발효 소시지의 맛, 색상 및 최종 pH에 종합적으로 영향을 미칩니다.
산업용 스타터는 대부분 동결 건조되어 사용하기 전에 재수화가 필요합니다. 재수화된 종균은 소시지 반죽에 넣기 전에 미생물 활동을 회복하기 위해 실온에 18~24시간 동안 놓아야 합니다. 기존의 접종량은 고기 반죽의 106∼107cfu/g이며, 고온 단시간 발효의 경우에는 108cfu/g까지 더 높은 투여량이 필요합니다.
발효 온도는 제품 유형에 따라 고온(>40℃), 전통적인 유럽 온도(20~24℃), 저온(10~15℃)의 세 가지 범주로 분류됩니다. 일반적으로 온도가 약간 높을수록 pH 감소가 가속화됩니다. 온도가 5℃ 상승할 때마다 산 생성 속도가 두 배로 증가합니다. 그럼에도 불구하고, 고온은 발효가 지연될 경우 병원성 세균(특히 황색포도상구균)의 성장 위험을 증가시킵니다. 온도는 또한 생성된 젖산과 아세트산의 비율을 조절하며, 온도가 높을수록 젖산 합성이 유리해집니다.
실제 생산에서 발효 매개변수는 소시지 유형에 따라 크게 다릅니다. 건조 소시지는 일반적으로 15~27℃에서 24~72시간 동안 발효됩니다. 22~30℃에서 48시간 동안 펴바를 수 있는 소시지; 반건조 슬라이스 소시지를 30~37℃에서 14~72시간 동안 숙성합니다. 가공 조건은 지역에 따라 크게 다릅니다. 예를 들어 헝가리 살라미는 10℃ 이하에서 발효되는 반면, 미국의 저pH 반건조 훈제 소시지는 최대 40℃에서 발효됩니다.
주변 상대 습도는 건조를 시작하고 표면 효모 및 곰팡이의 과도한 성장을 방지하는 데 중요하므로 엄격한 제어가 필요합니다. 적절한 습도 관리는 또한 건조 중에 딱딱한 표면 껍질이 형성되는 것을 방지합니다. 딱딱한 껍질은 내부 수분 제거를 방해하고 건조 시간을 연장시킵니다. 한편 딱딱한 소시지의 표면 수분이 과도하면 보관 중에 곰팡이가 생길 수 있습니다. 고온 단시간 발효의 경우 상대습도는 일반적으로 약 98%로 설정됩니다. 저온 발효의 경우 챔버의 상대 습도는 소시지 내부의 평형 수분 관련 습도(약 90%)보다 5%~10% 낮아야 합니다.
현대 생산에서는 온도와 습도가 엄격하게 통제되는 밀폐된 챔버에서 소시지 발효가 수행됩니다. 이 단계에서는 발효 진행을 방해하지 않고 특정 소시지 품종에 약한 훈제를 적용할 수 있습니다. 과거에는 정확한 환경 관리가 부족했기 때문에 일부 국가에서는 발효 중 부패를 방지하기 위해 특별한 조치를 취했습니다. 현대 생산에는 중복되지만 이러한 전통적인 방법은 독특한 감각적 특성을 얻기 위해 여전히 특수 제품에 적용됩니다. 예를 들어, 독일의 특정 소시지는 25℃의 높은 습도에서 발효되며, 정기적인 세척을 통해 과도한 표면 미생물을 제거합니다.
건조 소시지는 빠르게 순환하는 공기보다 정지된 공기에서 더 빨리 발효됩니다. 발효 소시지의 산성화 정도는 제품 유형에 따라 다릅니다. 반건조 소시지는 산도가 가장 높으며, 특히 발효 후 pH가 5.0 미만인 미국산 반건조 소시지가 더욱 그렇습니다. 독일 건조 소시지의 pH 범위는 5.0~5.3인 반면, 프랑스, 이탈리아 및 기타 지역의 건조 소시지는 약한 산성화를 나타냅니다. 진공 충전 및 대구경 소시지는 저산소 조건으로 인해 가장 강한 산성화를 나타냅니다. 그러나 대구경 소시지에 축적된 암모니아는 젖산 생산으로 인한 pH 감소를 방해합니다.
2세대의 스타터 박테리아
1세대 스타터는 Lactobacillus plantarum 및 Pediococcus pentosaceus로 대표되는 식물에서 추출됩니다. 2세대 종균은 육류 제품에서 분리되어 발효 소시지 생산에 더 적합합니다. 이들의 주요 미생물에는 Lactobacillus sadei와 Lactobacillus curvatus가 포함됩니다. 강력한 경쟁 우위를 지닌 이 두 균주는 자연 환경에서 야생 유산균을 억제하고 전체 발효 및 건조 과정을 지배할 수 있습니다.
2세대 스타터도 발색에 기여하는 효소와 방향성 물질을 생산할 수 있다는 특징이 있다. 발효 소시지의 풍미와 감각적 품질은 소시지 내부의 유산균, 구균 및 효모의 복합적인 효과로 인해 발생합니다. 현재 유산균의 β-갈락토시다제 유전자, 카탈라제 유전자, 박테리오신 유전자가 클로닝되어 박테리아 균주의 특성을 향상시킬 수 있습니다. 발효 소시지에 박테리오신을 생산하는 유산균을 첨가하면 종균의 경쟁력을 높이고 병원성 세균의 성장을 억제할 수 있습니다. 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 사케이(Lactobacillus Saulo), 락토바실러스 커바투스(Lactobacillus curvatus)는 모두 박테리오신을 생산할 수 있습니다.
발효육제품 내 미생물의 기능
pH 값을 낮추고 부패를 억제하며 조직의 질감과 맛을 향상시킵니다. 발색 촉진; 산화 변색을 방지하고; 니트로사민 형성을 감소시키고; 병원성 미생물의 성장과 독소 생성을 억제합니다.
발효 소시지에 포함된 미생물에는 주로 유산균, 구균, 곰팡이, 효모가 포함되며, 각각은 발효 소시지의 풍미 형성과 식품 안전에 독특한 역할을 합니다.
발효 방법
① 자연발효
전통적인 가공에서 발효는 생고기에 있는 토착 유산균에 전적으로 의존합니다. 젖산균은 생고기에 어디에나 존재하지만 생고기를 일정 기간 동안 진공 포장에 보관하지 않는 한 초기 수치는 극히 낮습니다.
소시지 반죽의 초기 조건은 일반적으로 육류에 우세한 그람 음성균의 성장에 불리하지만 그람 양성균, 응고효소 양성 및 응고효소 음성 포도상구균, 유산균의 증식에 도움이 됩니다. 증거에 따르면 젖산 발효에는 Enterobacteriaceae에서 Enterococci로, 마지막으로 Lactobacilli와 Pediococci로 순차적인 미생물 계승이 포함됩니다. 원활한 발효로 젖산균이 빠르게 증식하여 2~5일 내에 106∼108 cfu/g의 집락수에 도달합니다. 그에 따른 pH 감소로 인해 슈도모나스(Pseudomonas)와 기타 산에 민감한 그람 음성 간균이 2~3일 안에 죽는 반면, 살모넬라와 같은 내산성 박테리아는 더 오래 생존할 수 있습니다.
최고치에 도달한 후 유산균의 개체수는 점차 감소합니다. 그러나 곰팡이 숙성 소시지는 약 15일 후에 두 번째 성장 정점을 나타내는 경우가 많으며 이는 젖산염 대사로 인한 pH 상승과 일치합니다. 젖산 발효 개시가 지연되고 pH가 느리게 감소하면 황색포도상구균의 장독소 생성과 성장이 촉진되며, 잡균의 증식으로 소시지의 풍미가 저하됩니다. 발효 소시지에는 일반적으로 아질산염 대신 질산염이 함유되어 있어 다양한 미생물이 성장할 수 있어 건조 발효 소시지의 풍미 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
자연발효의 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위해 초기 생산에서는 이전 생산 배치에서 부분적으로 발효된 재료를 신선한 소시지 반죽에 접종하는 백슬로핑(back-slopping) 방식이 널리 채택되었습니다. 이 방법은 발효 안정성을 효과적으로 향상시켰지만 분명한 단점이 있었습니다. 첫째, 백슬로프 재료의 유산균은 생리학적으로 노화되어 빠른 발효를 시작하지 못했습니다. 둘째, 이 방법을 통제할 수 없기 때문에 과산화물 생성 박테리아와 같은 바람직하지 않은 균주가 유입될 수 있으며, 이러한 균주가 지배하게 되면 소시지 품질이 심각하게 손상될 수 있습니다.
자연 발효 소시지에서 분리된 유산균 중에는 Lactobacillus가 대다수를 차지하고, Pediococcus가 그 뒤를 잇고 있으며, 이는 심지어 특정 소시지 품종의 발효에서도 지배적입니다. 주요 Pediococcus 종에는 Pediococcus acidilactici, Pediococcus Damnosus 및 Pediococcus pentosaceus가 포함됩니다. 류코노스톡이 풍부한 저품질 소시지를 제외하면 락토코커스와 류코노스톡의 함량이 전반적으로 적습니다.
② 스타터배양발효
자연 발효의 신뢰성과 통제 불가능성으로 인해 현대 가공에서는 발효 공정을 정밀하게 제어하고 제품 안전과 안정적인 품질을 보장하기 위해 순수 미생물 배양, 즉 상업용 스타터 배양을 점점 더 많이 채택하고 있습니다. 유산균 스타터에 의해 시작된 발효는 스타터 배양을 통해 젖산균이 더 빠르게 우세한 균주가 될 수 있다는 점을 제외하면 기본적으로 성공적인 자연 발효와 일치합니다.
상업용 육류 스타터 배양균은 유산균, 소아구균 및 곰팡이의 단일 균주 및 혼합 균주 제제를 포함하여 냉동 또는 동결 건조 형태로 제공됩니다. 활성 스타터는 일반적으로 배치 단계에서 추가됩니다. 대부분의 제조업체는 건조 재료 다음에 종균을 추가하지만 균일한 유통을 위해서는 다른 재료를 추가하기 전에 생고기와 종균을 완전히 혼합해야 합니다.
결정적으로, 생존 가능한 미생물 배양물은 소금 및 아질산염과 같은 염도가 높은 성분과 직접 접촉해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 균주의 생존력과 활동이 감소됩니다. 대부분의 스타터는 농축된 형태로 판매되며 물에 희석하여 고르게 분포할 수 있습니다. 동결 건조된 스타터는 최적의 활동을 달성하기 위해 수분 공급이 필요합니다.
발효공정 조건
발효실의 온도, 습도 및 공기 순환은 발효 소시지의 맛, 색상 및 최종 pH에 종합적으로 영향을 미칩니다.
산업용 스타터는 대부분 동결 건조되어 사용하기 전에 재수화가 필요합니다. 재수화된 종균은 소시지 반죽에 넣기 전에 미생물 활동을 회복하기 위해 실온에 18~24시간 동안 놓아야 합니다. 기존의 접종량은 고기 반죽의 106∼107cfu/g이며, 고온 단시간 발효의 경우에는 108cfu/g까지 더 높은 투여량이 필요합니다.
발효 온도는 제품 유형에 따라 고온(>40℃), 전통적인 유럽 온도(20~24℃), 저온(10~15℃)의 세 가지 범주로 분류됩니다. 일반적으로 온도가 약간 높을수록 pH 감소가 가속화됩니다. 온도가 5℃ 상승할 때마다 산 생성 속도가 두 배로 증가합니다. 그럼에도 불구하고, 고온은 발효가 지연될 경우 병원성 세균(특히 황색포도상구균)의 성장 위험을 증가시킵니다. 온도는 또한 생성된 젖산과 아세트산의 비율을 조절하며, 온도가 높을수록 젖산 합성이 유리해집니다.
실제 생산에서 발효 매개변수는 소시지 유형에 따라 크게 다릅니다. 건조 소시지는 일반적으로 15~27℃에서 24~72시간 동안 발효됩니다. 22~30℃에서 48시간 동안 펴바를 수 있는 소시지; 반건조 슬라이스 소시지를 30~37℃에서 14~72시간 동안 숙성합니다. 가공 조건은 지역에 따라 크게 다릅니다. 예를 들어 헝가리 살라미는 10℃ 이하에서 발효되는 반면, 미국의 저pH 반건조 훈제 소시지는 최대 40℃에서 발효됩니다.
주변 상대 습도는 건조를 시작하고 표면 효모 및 곰팡이의 과도한 성장을 방지하는 데 중요하므로 엄격한 제어가 필요합니다. 적절한 습도 관리는 또한 건조 중에 딱딱한 표면 껍질이 형성되는 것을 방지합니다. 딱딱한 껍질은 내부 수분 제거를 방해하고 건조 시간을 연장시킵니다. 한편 딱딱한 소시지의 표면 수분이 과도하면 보관 중에 곰팡이가 생길 수 있습니다. 고온 단시간 발효의 경우 상대습도는 일반적으로 약 98%로 설정됩니다. 저온 발효의 경우 챔버의 상대 습도는 소시지 내부의 평형 수분 관련 습도(약 90%)보다 5%~10% 낮아야 합니다.
현대 생산에서는 온도와 습도가 엄격하게 통제되는 밀폐된 챔버에서 소시지 발효가 수행됩니다. 이 단계에서는 발효 진행을 방해하지 않고 특정 소시지 품종에 약한 훈제를 적용할 수 있습니다. 과거에는 정확한 환경 관리가 부족했기 때문에 일부 국가에서는 발효 중 부패를 방지하기 위해 특별한 조치를 취했습니다. 현대 생산에는 중복되지만 이러한 전통적인 방법은 독특한 감각적 특성을 얻기 위해 여전히 특수 제품에 적용됩니다. 예를 들어, 독일의 특정 소시지는 25℃의 높은 습도에서 발효되며, 정기적인 세척을 통해 과도한 표면 미생물을 제거합니다.
건조 소시지는 빠르게 순환하는 공기보다 정지된 공기에서 더 빨리 발효됩니다. 발효 소시지의 산성화 정도는 제품 유형에 따라 다릅니다. 반건조 소시지는 산도가 가장 높으며, 특히 발효 후 pH가 5.0 미만인 미국산 반건조 소시지가 더욱 그렇습니다. 독일 건조 소시지의 pH 범위는 5.0~5.3인 반면, 프랑스, 이탈리아 및 기타 지역의 건조 소시지는 약한 산성화를 나타냅니다. 진공 충전 및 대구경 소시지는 저산소 조건으로 인해 가장 강한 산성화를 나타냅니다. 그러나 대구경 소시지에 축적된 암모니아는 젖산 생산으로 인한 pH 감소를 방해합니다.
