근육의 식육화

목차

1. 생체항상성

2 혈액순환의 중단
(1) 기절
(2) 방혈

3. 에너지 대사의 변화

4. 근육의 pH 강하와 온도상승

5. 사후강직의 형성

6. 사후강직의 해제와 숙성

본문내용

근원섬유단백질들과 일치하는 효소들의 분해가 일어나야 한다. 그런데 다중촉매 단백분해효소 복합체는 식육의 연도를 증진시키는 근원섬유단백질들의 어떤 붕괴에도 영향을 미치지 않는 것으로 나타난다. 뿐만 아니라 카뎁신도 저장시간을 연장시키거나 전기자극을 시켜도 라이소솜으로부터 유리되어 나오지 않기 때문에 사후 근원섬유단백질의 붕괴와는 크게 관련이 없는 것으로 추정된다. 즉, 살아있는 근육의 경우 세포내로 이입된 단백질들은 단백질분해를 위해 라이소솜으로 들어가지만, 사후 근육에서는 이러한 세포내이입(endocytosis, 細胞內移入)에 필요한 에너지가 없기 때문에 불가능해 진다. 따라서 위의 세 가지 단백질분해 효소체계들 중 캘파인만이 사후 근육의 저장 기동 일어나는 모든 근원섬유단백질들의 분해에 관여하게 된다.
캘파인 체계는 두 개의 칼슘의존효소(calcium-dependent enzyme)들과 이 효소들의 활성을 억제하는 캘파스테틴(calpastatin)으로 구성되어 있다. 두 개의 칼슘의존효소들은 최대의 활성이 나타나는 칼슘의 농도가 다른데, 하나는 10-3몰(mole)의 칼슘농도에서 최대의 활성을 나타내기 때문에 엠-캘파인(m-calpain)이라고 하며, 다른 하나는 10-7몰에서 최대의 활성을 나타내 마이크로 또는 뮤-캘파인(μ-calpain)이라고 한다. 숙성 중 칼슘은 마이토콘드리아나 근소포체로부터 유리되어 캘파인들을 활성시킨다.
만약 식육동물의 도체나 식육에 칼슘을 인위적으로 확산시키면 식육의 연도가 극적으로 증진되며, 위에서 설명한 모든 형태의 단백질분해의 변화가 나타난다. 반대로 칼슘이온을 묶을 수 있는 칼슘의 킬레이터(chelator)를 확산시키면 단백질 분해의 어떤 변화도 일어나지 않으며 식육의 연도도 증진되지 않는다. 그러나 캘파인과 비교하여 다중촉매 단백분해효소 복합체나 카뎁신은 둘 다 칼슘에 의해 전혀 영향을 받지 않는다. 최근 미국에서는 쇠고기에 칼슘을 확산시켜 연도를 증진시키는 방법에 대해 산업계의 관심이 집중되고 있다.
캘파인 체계의 세 번째 구성성분인 캘파스테틴은 캘파인의 활성을 억제시키는데, 쇠고기 내에 존재하는 함량은 품종 또는 개체마다 차이가 있다. 즉, 전형적으로 질긴 쇠고기를 생산하는 황소나 브라만 같은 보스 인디커스(Bos indicus) 품종의 근육에는 캘파스테틴이 매우 많은 함량으로 존재한다. 따라서 이러한 소에 높은 함량으로 존재하는 캘파스테틴은 사후 근육에서 캘파인에 의한 단백질분해를 제한하고 그 결과 식육의 연화가 감소된다. 그러므로 소의 선발육종에 있어서 낮은 함량의 캘파스테틴이 존재하는 잠재력을 가진 소를 선발하는 것이 쇠고기의 연도증진을 위해 필요하다.
위에서 설명한 바와 같이 사후 저장기간 동안 연도가 증진되는 것은 거의 전적으로 근원섬유단백질이 붕괴되는 자가소화에 기인하지만, 콜라젠의 붕괴도 식육의 연도를 증진시키며, 특히 콜라젠 분자들 사이의 교차결합이 붕괴되면 극적인 연도증진이 나타날 수 있다. 그러나 사후 콜라젠의 자가소화는 극히 한정적이며, 분자들 사이의 교차결합은 붕괴되지 않는다. 콜라젠은 사후 초기에 자가소화에 의해 약간의 단백질 붕괴가 일어날 뿐이다.
한편, 사후근육을 냉장온도에 저장하면서 숙성을 시키면, 사후강직이 형성되는 동안 근원섬유단백질들과 결합된 칼슘(Ca2＋)과 마그네슘(Mg 2＋) 등의 2가 양이온들이 포타슘(K＋)이나 소듐(Na＋) 등의 1가 양이온들로 일부 치환됨으로써 육단백질의 수분분자와의 결합능력인 보수력이 증진된다. 또한 숙성 중에는 식육의 풍미가 증진되는데, 이는 ATP 등의 핵산물질이 IMP, 이노신산, 하이폭산틴, 리보스, 인산 등의 정미성분으로 분해 되기 때문이다. 또한 지방과 단백질도 일부 분해 되어 유화수소, 암모니아, 아세트알데하이드, 아세톤, 디아세틸 등을 형성하여 풍미증진에 도움을 줄 수 있으나, 지나친 숙성은 오히려 풍미저하를 가져온다.
일반적으로 식육의 숙성시간은 식육동물의 종류, 근육의 종류, 숙성온도에 따라 달라진다. 사후강직 후 쇠고기의 경우, 4℃ 내외의 냉장숙성은 약 7~14일이 소요되며, 사후해당속도가 빠른 돼지고기의 경우 냉장 시 1~2일, 닭고기는 24시간 이내에 숙성이 완료된다. 한편, 식육을 숙성시키면 연도가 확실히 좋아지지만, 반대로 숙성기간이 필요이상 길어지면 미생물의 번식과 지방의 산패로 오히려 육질의 저하를 초래할 수 있으며, 심한 경우는 식용으로 사용이 부적당하게 되므로, 적당한 숙성방법과 기간을 지키는 것이 중요하다.

키워드

근육의 pH 강하와 온도상승,   사후강직의 형성,   생체항상성,   근육의 식육화,   포스포크레아틴(phosphocreatine),   마이오글로빈(myoglobin)