배양육이 전통적인 고기의 감각적 특성을 재현하기 위해 관능 검사는 필수적입니다. 주요 지표는 다음과 같습니다:
- 즙기: 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS)과 조리 중 수분 손실 테스트를 사용하여 측정합니다. 지방 함량과 수분 보유를 재현하는 데 어려움이 있습니다.
- 연도: 텍스처 프로파일 분석(TPA)과 Warner-Bratzler 전단력(WBSF)으로 평가합니다. 배양육은 부드러운 질감을 달성하는 데 유망합니다.
- 입안의 느낌과 질감: 유변학과 지지체 강성을 통해 분석합니다. 현재 제품은 전체 고기의 섬유질 복잡성이 부족합니다.
- 맛과 향: GC-MS 및 전자 코와 같은 기술을 사용하여 Maillard 반응에서 유래한 화합물과 같은 주요 화합물을 식별하여 고기 맛을 모방합니다.
배양육은 육즙과 풍미의 복잡성에서 어려움을 겪고 있지만, 공동 배양 시스템과 풍미를 향상시키는 스캐폴드의 발전으로 인해 기존 고기와의 격차가 좁혀지고 있습니다.
배양육의 주요 관능적 지표
육즙: 측정 방법 및 결과
기존 고기의 육즙을 배양 대체품에서 재현하는 것은 까다로운 것으로 입증되었습니다. 연구자들은 지방 세포(지방 세포)를 근육 세포와 공동 배양하거나 지질이 풍부한 별도의 "지방 블록"을 생산하여 이를 해결하고 있습니다. 이러한 접근 방식은 수분 보유력을 향상시키고 육즙에 기여하는 기름진 풍미 프로필을 향상시키는 것을 목표로 합니다 [1][9].
육즙을 측정하기 위해, 가스 크로마토그래피-질량 분석법 (GC-MS)이 일반적으로 사용됩니다.이 방법은 "지방"의 입안 느낌과 육즙의 인식에 중요한 노난알과 2-에틸-1-헥사놀과 같은 휘발성 화합물을 식별합니다 [1][3]. 또 다른 접근법은 고기 샘플을 특정 내부 온도 - 65°C, 70°C, 75°C - 로 조리하고 이 과정에서 수분 손실을 측정하는 것입니다 [5]. 연구자들은 지방 형성을 증가시키는 것이 수분 보유력을 향상시킬 뿐만 아니라 구운 소고기 향을 모방하는 휘발성 화합물을 생성한다는 것을 발견했습니다 [1].
육즙 연구의 이러한 발전은 연화와 같은 다른 중요한 질감 특성을 탐구할 수 있는 길을 열어줍니다.
연화: 평가 및 기준
육즙 다음으로 연화는 배양육의 품질을 결정하는 중요한 요소로 두드러집니다. 두 가지 주요 방법이 연화도를 평가하는 데 사용됩니다: Texture Profile Analysis (TPA)와 Warner-Bratzler Shear Force (WBSF).
- TPA는 이중 압축 테스트를 통해 씹는 과정을 시뮬레이션하며, 경도, 탄력성, 응집성, 씹힘성 및 복원력과 같은 측면을 측정합니다 [2].
- WBSF는 V-노치 블레이드를 사용하여 고기 샘플을 절단하는 데 필요한 힘을 측정합니다 [7][2].
2022년 연구 [2]에서는 배양된 프랑크푸르트 스타일 소시지와 기존 소시지를 비교했습니다. 경도 수준은 유사했지만, 배양된 소시지는 생닭(0.61)과 유사한 0.54의 탄력성 점수를 보였습니다.그러나 연구에 따르면 배양육은 전통적인 가공육에 비해 영의 계수(강성의 척도)가 더 높은 경향이 있다고 언급되었습니다 [2].
"영의 계수 분석은 더 큰 차이를 보여준 매개변수였습니다... 배양육으로 준비된 프랑크푸르트 소시지는 상업용 소시지보다 유의미하게 높은 값을 나타내며, 이를 준비하는 과정이 더 단단한 제품을 만들어낸다는 것을 시사합니다." - Jacobo Paredes et al., Nature [2]
입안 감촉 및 질감 분석
소비자 만족을 위해 적절한 입안 감촉을 달성하는 것이 필수적입니다. 입안 감촉은 유변학을 사용하여 평가되며, 이는 저장 모듈러스(G')와 손실 모듈러스(G'')를 측정하여 고기의 점탄성 특성을 평가합니다 [2].이 방법은 육류 매트릭스의 내부 구조와 흐름 행동에 대한 통찰력을 제공합니다 [2]. 전체적인 그림을 얻기 위해 연구자들은 이제 인장, 압축 및 전단 시험을 결합하여 육류 제품의 3차원 분석을 제공합니다 [8].
입안의 느낌에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나는 스캐폴드 강성으로, 최종 질감을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 연구에 따르면 약 11 kPa의 영률을 가진 스캐폴드는 근육 성장(근생성)에 이상적이며, 약 3 kPa의 스캐폴드는 지방 성장(지방생성)에 더 적합하다고 제안합니다 [1]. 또한, 배양된 근육 조직은 단백질 변성으로 인해 60°C로 가열될 때 강성이 증가합니다 [1].
배양육은 종종 기존의 가공육에 비해 낮은 응집성을 나타내며, 이는 테스트 중에 더 쉽게 부서지는 경향이 있음을 의미합니다 [2].대조적으로, 동물 고기는 일반적으로 압축보다 인장에서 더 높은 강성을 보입니다. 예를 들어, 동물 소시지는 2.41의 인장-압축 비대칭성을 가지고 있습니다 [8]. 이러한 요소들은 전체적인 식사 경험에 크게 영향을 미칩니다.
배양육의 맛과 향 프로파일링
맛과 향을 위한 분석 방법
맛은 배양육에서 가장 중요한 품질 중 하나입니다. 고기, 곰팡이, 지방 향을 책임지는 휘발성 화합물을 식별하기 위해 연구자들은 가스 크로마토그래피-질량 분석기 (GC-MS)와 동적 헤드스페이스 (DHS) 샘플링 및 GC-MS-올팩토메트리 (GC-MS-O)와 같은 고급 기술에 의존합니다. 이러한 방법에서 훈련된 평가자들은 GC 유출물을 맡아 화학적 피크를 특정 향과 일치시킵니다 [6][10][11].
또 다른 도구인 전자 코 (e-nose)는 빠른 아로마 지문 인식을 제공합니다. 이 기술은 아로마의 "지문"을 생성하여 재배육과 전통육 간의 빠른 비교를 가능하게 합니다 [10]. 한편, 전자 혀 (e-tongue)는 전기화학적 반응을 측정하여 쓴맛, 신맛, 감칠맛과 같은 비휘발성 맛 성분을 평가합니다 [3]. 아미노산과 설탕과 같은 수용성 향미 전구체 - 요리 중 아로마 형성의 주요 요소 - 에 대해서는 액체 크로마토그래피-탠덤 질량 분석법 (LC-MS/MS)이 가장 적합한 방법입니다 [1][11].
한 연구에서 연구자들은 GC-MS 데이터를 사용하여 주성분 분석을 통해 재배된 돼지 지방과 전통 지방을 비교하여 90.두 샘플 간의 변동성 0% [6]. 이러한 세부 사항은 배양육이 어떻게 다른지를 정확히 파악하고, 전통적인 고기 맛을 더 정확하게 재현하기 위한 노력을 안내합니다.
이 도구들은 향을 식별하는 것 이상의 역할을 합니다 - 과학자들이 전통적인 고기의 맛을 모방하는 데 필요한 화합물을 정확히 찾아내는 데 도움을 줍니다.
배양육의 주요 방향족 화합물
이러한 최첨단 기술을 사용하여, 연구자들은 전통적인 고기의 맛을 재현하는 데 중요한 특정 방향족 화합물을 식별했습니다. 조리된 고기의 복잡한 화학을 재현하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 왜냐하면 배양육은 종종 동물의 식단을 통해 자연적으로 축적되거나 비근육 기관에 의해 변형되는 특정 맛 전구체가 부족하기 때문입니다 [4].A prime example is the Maillard reaction, which occurs when amino acids and reducing sugars interact at temperatures above 150°C, creating the roasted, meaty aroma that defines cooked beef [10].
"The difference in amino acid profiles between in vitro tissues and traditional meat presents challenges in mimicking the Maillard flavour of traditional meat." - Nature Communications [10]
Sulphur-containing compounds are especially important for authentic meat aromas. Furfuryl mercaptan contributes roasted meat notes, while 3-mercapto-2-pentanone adds meaty and onion-like flavours [10]. Another key compound, 2,5-dimethylpyrazine, delivers roasted beef-like aromas and serves as a marker for successful muscle cell differentiation [1].지방 노트는 반면에 노난알 및 2-에틸-1-헥사놀과 같은 화합물에서 비롯되며, 이는 지질 산화의 부산물입니다 [1][3].
2023년 12월, KU Leuven의 연구원들은 180°C에서 5분 동안 근육 블록을 그릴링하면 2,5-디메틸피라진과 벤즈알데하이드의 수준이 높아져 배양육의 화학적 프로필이 기존 소고기와 더 가깝게 일치한다는 것을 입증했습니다 [1]. 2024년 6월까지 새로운 돌파구가 나타났습니다: 연구원들은 젤라틴 기반 하이드로겔에 결합된 푸르푸릴 메르캅탄을 사용하여 "향기 전환 가능한 스캐폴드"를 개발했습니다. 150°C로 가열하면 스캐폴드가 고기 향의 휘발성 물질을 방출하여 주성분 분석에 따르면 표준 배양육보다 기존 소고기에 훨씬 더 가까운 향기 프로필을 생성했습니다 [10]. 인상적으로, 스캐폴드는 93을 유지했습니다.14일간의 세포 배양 기간 동안 37°C에서 무게의 8% [10].
대체 단백질의 감각 평가: 모범 사례 가이드
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배양육과 전통육 비교
배양육 대 전통육: 감각 지표 비교
배양육의 경우, 전통육의 감각적 품질에 맞추기 위해 극복해야 할 명확한 장애물이 있습니다. 이러한 차이를 이해하는 것이 격차를 줄이고 유사한 식사 경험을 달성하는 데 중요합니다. 다음은 여러 감각적 측면에서 배양육이 전통적인 상대와 어떻게 비교되는지에 대한 설명입니다.
즙기는 여전히 중요한 도전 과제입니다.전통적인 고기는 자연적인 근내 지방과 수분 보유 능력에서 이점을 얻고 있으며, 이는 배양육이 아직 효과적으로 복제하지 못한 부분입니다 [4]. 반면에, 연도는 배양육이 두드러질 수 있는 영역일 수 있습니다. 전통적인 고기를 단단하게 만드는 사후경직 과정과 액토미오신 복합체 형성을 피함으로써, 배양육은 더 부드러운 질감을 얻을 수 있습니다. KU Leuven의 Lieven Thorrez는 다음과 같이 설명합니다:
"사후경직이 덜 강하거나 액토미오신 복합체가 형성되지 않는다면, 이는 전통적인 고기와 비교하여 연도 측면에서 제품 품질에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다..." [4].
입안의 느낌과 질감은 개선이 필요한 다른 영역입니다. 현재 배양육은 전체 고기의 섬유질 복잡성보다는 가공 제품에서 발견되는 부드럽고 다진 질감과 유사한 경향이 있습니다.예를 들어, Biotech Foods의 2022년 연구에서는 배양된 프랑크푸르트 스타일 소시지를 상업용 소시지와 비교했습니다. 배양된 소시지는 0.54의 탄력성을 가지고 있었으며, 이는 상업용 소시지에서 관찰된 0.61보다 약간 낮아 전통적인 돼지고기보다 신선한 닭고기에 더 가까운 질감을 가지고 있습니다 [2]. 또한, 배양된 버전은 더 높은 강성(영의 계수)을 보여주어 소비자 선호도에 맞추기 위한 공정 개선이 필요함을 나타냅니다 [2].
맛은 아마도 가장 눈에 띄는 단점일 것입니다. 전통적인 고기는 사후 대사와 마이야르 반응을 통해 풍부하고 복합적인 맛을 발달시킵니다. 반면, 배양육은 근육 세포가 고도로 분화되지 않는 한, 일반적으로 더 부드러운 맛을 가지는 경향이 있습니다 [4][1][10].이러한 자연적인 맛 증진 과정이 없으면, 배양육은 전통적인 고기의 강렬한 맛 프로필을 재현하기 위해 혁신적인 솔루션이 필요합니다.
감각 지표 비교표
| 지표 | 전통적인 고기 | 배양육 |
|---|---|---|
| 즙기 | 높음; 근내 지방과 우수한 수분 보유 덕분에 [4]. | 낮음; 자연 지방 세포의 부재로 인해 종종 "건조"하다고 설명됨 [4]. |
| 부드러움 | 다양함; 숙성, pH 변화, 사후경직에 의해 영향을 받음 [4]. | 잠재적으로 높음; 액토미오신 복합체의 경화 효과를 피함 [4]. |
| 입안의 느낌 | 섬유질이 많고 복잡함; 결합 조직 및 기타 구조적 요소 포함 [4]. | 부드럽거나 "다진 고기 같은"; 전체 컷의 3D 복잡성이 부족함 [4][2]. |
| 맛 | 풍부하고 강렬함; 사후 대사 및 마이야르 반응을 통해 개발됨 [4]. | 부드러움; 전통적인 맛 프로필을 모방하기 위해 첨가물이나 설계된 스캐폴드가 필요함 [1][10]. |
| 경도 | 전체 컷에서 높음; 가공 제품에서는 다양함 [2]. | TPA(질감 프로파일 분석)을 사용하여 테스트할 때 소시지와 같은 가공 제품과 비교 가능[2]. |
결론
철저한 관능 검사는 배양육이 전통적인 육류 소비자의 기대를 충족시키는 데 중요한 역할을 합니다[3]. 연구는 일관되게 소비자 수용을 얻는 데 있어 감각적 유사성이 핵심 요소임을 강조합니다[3]. 엄격한 테스트 방법과 지속적인 발전을 결합함으로써 배양육 산업은 그 발전을 위한 길을 계속 열어가고 있습니다.
그러나 장애물은 부인할 수 없습니다. 배양육은 현재 전통적인 육류에 독특한 맛과 질감을 부여하는 pH 감소 및 사후 경직과 같은 자연적인 사후 과정을 결여하고 있습니다[4]. 그럼에도 불구하고 진전이 분명합니다. Pasitka et al.의 2024년 연구에 따르면67%의 참가자가 대두 기반 대안보다 하이브리드 배양 치킨 제품을 선호한다고 밝혀, 감각적 유사성을 달성하는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다 [3]. Biotech Foods의 Mercedes Vila S.L. 이러한 노력의 중요성을 강조합니다:
"배양육의 감각적 특성은 제품의 분자적 특성에서 비롯되며, 배양육이 아직 초기 단계에 있기 때문에 그 특성에 대한 연구와 이해가 매우 중요합니다" [2].
감각 연구의 미래 방향
연구자들은 맛과 질감의 도전에 적극적으로 대응하고 있습니다. 예를 들어, 약 150°C로 가열될 때 푸르푸릴 메르캅탄과 같은 육류 화합물을 방출하는 맛 전환 가능한 스캐폴드가 개발되고 있습니다.이 접근법은 장기간 배양 기간 동안 휘발성 화합물 손실 문제를 해결합니다 [10].
질감 분석도 더욱 발전했습니다. 기본적인 경도 테스트에만 의존하는 대신, 과학자들은 이제 텍스처 프로파일 분석 및 유변학과 같은 방법을 사용하여 안심이나 브리스킷과 같은 특정 고기 부위의 영률 및 전단 모듈러스와 같은 기계적 특성을 복제합니다 [2]. 근세포, 섬유아세포 및 지방세포를 결합한 공동 배양 시스템은 전체 고기 부위에서 발견되는 복잡한 결합 조직과 지방 마블링을 모방하는 데 도움을 주고 있습니다 [4]. 또한, 전자 코와 혀와 같은 도구는 기존 고기와의 맛과 풍미 프로필을 비교하는 객관적인 방법을 제공합니다 [10].
이러한 돌파구는 배양육 개발에서 지속적인 연구와 혁신의 중요성을 강조합니다.
어떻게 Cellbase 가 배양육 연구개발(R&D)을 지원하는지
자주 묻는 질문
배양육의 육즙은 어떻게 전통적인 고기와 비슷하게 만들어지나요?
배양육은 근육과 지방 세포를 특별히 제작된 스캐폴드에 혼합하여 전통적인 고기의 육즙을 재현합니다. 이러한 스캐폴드는 젤라틴이나 알지네이트와 같은 재료로 만들어지며, 수분을 유지하고 동물 고기의 익숙한 질감을 재현하도록 설계되었습니다.
강도와 수분 보유력과 같은 요소를 조정함으로써, 이러한 스캐폴드는 전통적인 고기에서 발견되는 섬세한 지방-수분 균형을 재현합니다. 이러한 세심한 설계는 수분 방출, 부드러움, 그리고 입안에서의 느낌이 전통적인 고기를 먹는 경험과 매우 유사하도록 보장합니다.
맛을 전환할 수 있는 스캐폴드는 무엇이며, 배양육을 어떻게 향상시키나요?
맛을 전환할 수 있는 스캐폴드는 세포 성장을 지원하면서 배양육의 감각적 매력을 향상시키기 위해 제작된 최첨단 생체 재료입니다.이 스캐폴드는 온도 반응성 풍미 화합물(SFCs)이 주입된 젤라틴 기반 하이드로겔을 사용하여 만들어졌습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다: 세포 배양 단계에서는 스캐폴드가 비활성 상태를 유지하여 조직 발달에 방해가 되지 않습니다. 그러나 일반적인 요리 온도로 가열되면 전통적인 고기의 풍부하고 고기 같은 풍미를 모방하는 방향 화합물을 방출합니다.
이 방법은 스캐폴드가 맛을 손상시키지 않으면서 세포 성장을 지원하도록 보장합니다. 결과는? 요리 중에 전통적인 고기의 향과 맛을 반영하는 맛있는 풍미 향상입니다. 이러한 스캐폴드는 배양육의 맛과 향 프로필을 향상시켜 소비자에게 더 매력적으로 만듭니다.
연구 및 개발에 참여하는 사람들을 위해, 특수 하이드로겔 및 SFCs와 같은 재료는 배양육 공급을 위한 최고의 B2B 마켓플레이스인
왜 배양육이 전통적인 고기보다 더 부드러울 수 있을까요?
배양육은 전통적인 농업으로는 달성하기 어려운 수준의 부드러움을 달성할 수 있는 능력으로 두드러집니다. 이는 주로 세포 분화 및 스캐폴드 강성과 같은 요소에 대한 정밀한 제어 덕분입니다. 이러한 제어는 근섬유가 고르게 정렬되고 결합 조직이 최소화되도록 하여 더 부드럽고 부드러운 질감을 제공합니다.
이러한 조건을 미세 조정함으로써 배양육은 전통적인 방법으로는 재현하기 어려운 질감을 일관되게 제공합니다.
