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eISSN 0000-0000

[ LEARNING ]

한우의 유전자형별, 근내지방도에 따른 한우 확률분포의 동일성

데이터의 정규성에 대한 시각적 판정
Pairwise scatter plots for Hanwoo tenderness and intramuscular fat in different muscle parts (D: longissimus dorsi, S: semimembranosus) with linear regression lines
Fig. 3. 한우 등심 지방함량과 전단력간 회귀분석 및 회귀계수의 유의성
Fig. 4. 한우 설도 지방함량과 전단력간 회귀분석 및 회귀계수의 유의성

CONTENTS

Title 2

이승환, Seung Hwan Lee

제1저자: ORCID 0000-0003-1508-4887, Chungnam National University, Daejeon, Republic of Korea
Received Date: 2024-03-31, Revised Date: 2024-04-30, Accepted Date: 2024-05-30, Published Date: 2024-06-15
Article: 10.12972/DATALINK.a2-6, Code: 10.12972/DATALINK.c2-6, Data: 10.12972/DATALINK.d2-6
Lee SH. Data Type. Data Science 2024;2:6

요약

본 연구는 한우의 주요 근육 부위인 등심(longissimus dorsi)과 설도(semimembranosus)에서 전단력과 근내 지방 함량 간의 관계를 평가하는 것을 목적으로 하였다. 데이터의 정규성을 평가하기 위해 각 형질에 대해 Q-Q 플롯과 히스토그램을 사용하였으며, 분석된 형질은 등심의 전단력(D_SF), 등심의 지방 함량(D_IMF), 설도의 전단력(S_SF), 설도의 지방 함량(S_IMF)이다. 분석 결과, 모든 형질은 꼬리 부분의 약간의 편차를 제외하고는 대체로 정규성을 따르는 경향을 보였으며, 이는 극단값에 의한 것으로 해석될 수 있다. 이러한 시각적 분석은 상관 및 회귀 분석을 위한 기초 자료를 제공하였다. 상관 분석 결과, D_SF와 D_IMF 간에는 유의한 음의 상관관계(r = -0.39114)가 나타나, 등심의 근내 지방 함량이 높아질수록 전단력이 낮아지고, 즉 고기의 연도가 향상됨을 시사하였다. 이는 지방 분포가 고기 품질에 긍정적인 영향을 미친다는 기존 연구 결과와 일치한다. D_SF와 S_SF 간에는 양의 상관관계(r = 0.383416)가 나타나, 다른 근육 부위 간에도 전단력 특성이 유사하게 나타날 수 있음을 보여주었다. 회귀 분석에서는 D_IMF가 D_SF에 유의미한 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 회귀 계수는 -0.09(p < 6.25e-5)로, 등심의 지방 함량이 증가할수록 전단력이 감소함을 뒷받침하였다. 반면, S_IMF가 S_SF에 미치는 영향은 회귀 계수 -0.12, p-value 0.0612로 나타나, 0.05 유의수준에서는 통계적으로 유의하지 않았으나 0.1 유의수준에서는 유의성을 보일 수 있음을 시사하였다. 이는 근육 부위에 따라 지방 함량이 전단력에 미치는 영향이 달라질 수 있음을 의미한다. 그림 3과 4의 시각적 분석은 이러한 결과를 뒷받침하였으며, D_SF와 D_IMF 간에는 뚜렷한 음의 선형 관계가 나타났고, S_SF와 S_IMF 간의 관계는 그보다 덜 명확하였다. 회귀선 주변의 95% 신뢰 구간은 모델의 신뢰성을 강화하며, 대부분의 데이터 점이 이 구간 내에 포함되어 회귀 모델의 적합성을 뒷받침하였다. 결론적으로, 본 연구는 한우의 근육 부위별 근내 지방 함량과 전단력 간의 관계가 다르다는 점을 강조한다. 이러한 결과는 고기 품질 평가 및 육종 전략 수립 시 부위별 특성을 고려할 필요성을 시사한다. 향후 연구에서는 다양한 환경적 및 유전적 요인을 포함하여 이러한 형질이 다양한 근육 부위에서 어떻게 상호작용하는지를 종합적으로 분석할 필요가 있다.

Keywords

한우, 유전자, 근내지방도, 교차분석, 카이제곱검정

서론

한우는 고기의 품질이 우수하고 특유의 맛을 보유한 한국의 대표 품종으로 알려져 있습니다. 고품질 육류는 풍부한 육향과 함께 다즙성, 풍미, 그리고 부드러운 질감(tenderness)을 가진 고기를 의미하며, 이러한 특성들은 고기의 전체적인 품질을 결정짓는 중요한 요소입니다(Ref.. ). 특히, 고기의 연도는 씹을 때 느껴지는 부드러움과 육즙, 풍미의 조화로 품질을 평가하는 주요 기준이 됩니다. 연구에 따르면, 고기의 연도는 근육에 포함된 콜라겐의 양 및 특성과 관련이 있지만, 고기 내 지방 함량 또한 전단력(tenderness)과 밀접한 관계가 있는 것으로 보고됩니다. 근내지방도와 지방 함량은 고기의 풍미, 다즙성, 부드러움 등 주요 특성에 영향을 미치는 핵심 요소로 평가받고 있습니다.

한우 고기의 주요 부위 중 등심(longissimus dorsi)은 지방이 고르게 분포되어 있어 고급 구이용으로 선호됩니다. 반면, 설도(rump)는 비교적 지방 함량이 적고 질긴 식감을 가지기 때문에 주로 장조림용이나 기타 가공육 용도로 소비됩니다(Hwang et al., 2010). 이러한 부위별 지방 함량 차이는 고기의 용도, 소비자 선호도, 가격 형성에 중요한 영향을 미치며, 이를 이해하는 것은 한우 품질 평가 및 육종 전략 수립에 매우 중요합니다.

근육 부위별 전단력과 지방 함량 간의 상관관계는 각 부위의 특성을 이해하고 비교하는 데 중요한 정보를 제공합니다. 등심의 지방 함량은 근내 지방이 고르게 분포되어 있어 고기의 부드러움과 다즙성에 기여하며, 소비자들에게 선호되는 부위로 평가받고 있습니다(Kim et al., 2013). 반면, 설도의 지방 함량은 등심에 비해 적고 근육이 더 질기기 때문에(toughness) 특정 용도와 기호에 따라 소비됩니다. 이러한 점에서 두 근육 부위 간의 지방 함량 차이를 분석하고, 지방 함량이 고기의 질김(전단력)에 미치는 영향을 이해하는 것은 의미가 있습니다. 이를 통해 등심과 설도의 전단력과 지방 함량 간의 상관관계와 회귀 분석을 수행함으로써 각 근육 부위의 특성 및 통계적 유의성을 파악하는 것은 고기 품질의 객관적 평가와 개선에 기여할 수 있습니다.

기존 연구는 근육 부위에 따라 지방 함량과 근내지방도가 다르게 분포함을 보여주며, 이러한 분포는 고기의 질김과 같은 소비자 선호에 중요한 영향을 미친다고 보고되었습니다(Bhuiyan et al., 2018; Jung et al., 2013). 하지만 근육 부위가 다른 표본에서 지방 함량과 고기의 질김 간의 상관관계 및 회귀 분석을 체계적으로 수행한 연구는 충분하지 않습니다. 이를 통해 부위별 차이뿐만 아니라 동일한 형질이 각 부위에서 어떻게 통계적으로 연관되고 설명되는지를 분석할 필요가 있습니다.

본 연구는 한우 등심과 설도의 지방 함량과 전단력 간의 상관관계 분석과 더불어, 등심의 지방 함량이 전단력에 미치는 영향과 설도의 지방 함량이 설도의 전단력에 미치는 영향을 회귀 분석을 통해 검토하고자 합니다. 상관 분석을 통해 두 부위의 지방 함량과 전단력 간의 관계를 확인하고, 회귀 분석을 통해 지방 함량이 전단력에 미치는 영향을 평가하여 회귀 모델의 유의성을 검증하는 데 중점을 둡니다. 이를 통해 근육 부위별 지방 함량이 전단력과 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지를 이해하고, 각 부위별 예측 모델의 유의성을 평가할 수 있습니다.

이 연구는 다음과 같은 연구 질문을 다룹니다:
1. 한우 등심과 설도의 전단력과 지방 함량 간의 상관관계는 어떠한가?
2. 등심의 지방 함량이 전단력에 얼마나 영향을 미치는가? 설도의 지방 함량이 전단력에 미치는 영향은 어느 정도인가?
3. 근육 부위별 지방 함량과 전단력의 통계적 유의성은 어떻게 평가될 수 있는가?

이 연구의 결과는 한우의 주요 부위별 지방 함량이 전단력에 어떤 연관성을 보이는지를 이해하는 데 기여하며, 한우 품질 평가 및 개선을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것입니다. 또한, 부위별 지방 함량의 비교 분석을 통해 한우 산업에서 소비자 요구에 맞는 고품질 고기를 생산하고, 생산 전략 및 육종 프로그램을 강화하는 데 중요한 시사점을 제공할 것입니다.

재료 및 방법

1. 연구 가설 검정

이 연구는 한우의 등심과 설도에서 측정된 고기의 연도, 즉 전단력(tenderness)와 지방함량이라는 두 가지 중요한 변수들을 비교 분석하여, 등심의 지방함량이 고기의 연한 정도인 전단력에 어느정도 영향을 미치는지를 분석함과 동시에, 설도 부위에서 지방함량이 전단력에 어느정도의 영향력이 있는지를 분석합니다. 전단력은 고기의 품질에 매우 중요한 요인으로 고기를 씹을 때 연한 정도는 지방으로 인한 풍미 및 다즙성과 함께 고품질 고기의 중요한 특성입니다. 따라서, 본 연구의 가설은, 아래와 같습니다.

귀무 가설($H_0$): 한우 고기의 지방함량은 고기의 연한정도인 전단력에 영향이 없다.

대립 가설($H_1$): 한우의 고기의 지방함량은 고기의 연한정도인 전단력에 큰 영향을 미친다.

2. 공시재료

본 연구에서는 동일한 환경에서 자란 한우 100마리를 대상으로 하였으며, 이들 한우의 등심과 설도 부위에서 지방 함량을 측정하였다. Bhuiyan et al. (2018)의 연구에서도 유사하게 longissimus dorsi (등심) 근육에서 측정한 지방함량과 실험적으로 판정한 전단력(tenderness)을 공시재료로 사용하였다. 공시재료는 총 1,0000두 자료에서 완전확률화로 100개의 표본을 추출하여 변수들 간의 상관 및 회귀분석을 수행하였다.

등심 및 설도의 지방함량(조지방) 측정: 근내지방도의 평가와 함께 조지방 함량도 중요한 요소로 고려됩니다. 본 연구에서는 AOAC(2000)의 표준 방법에 따라 각 위치에서 조지방 함량을 측정하였으며, 흉추 13번 부위에서 조지방 함량을 측정하였습니다. 이는 고급 한우의 품질과 직결되는 중요한 변수로, 평가사의 주관적 판단을 보완하는 과학적 지표로 사용됩니다(Cho et al., 2010).

등심 및 설도의 전단력 측정: 한우의 등심(longissimus dorsi)과 설도(semimembranosus) 부위의 전단력은 고기의 연도(tenderness)를 객관적으로 평가하는 주요 지표로, 본 연구에서는 Warner-Bratzler Shear Force(WBSF) 방법을 활용하여 이를 측정하였다. 실험은 Wheeler et al. 의 방법으로 진행하였다 ( ). WBSF는 고기의 물리적 특성과 근내 지방 함량의 상관성을 분석하는 데 널리 사용되는 표준화된 방법으로, 전단력을 수치화하여 근육 부위별 품질 특성을 정량적으로 비교할 수 있다.

샘플은 도축 후 24시간 동안 냉장 상태(4°C)에서 숙성된 한우의 등심과 설도 부위에서 채취되었다. 각 샘플은 두께 약 2.5cm로 절단되어 실험에 사용되었으며, 진공포장 상태로 보관하여 수분 손실을 방지하였다. 실험 전, 샘플은 물중탕(bath)을 이용해 조리되었으며, 조리 과정 중 중심 온도가 80°C에 도달할 때까지 85°C에서 가열되었다. 온도는 디지털 온도계를 사용하여 정확히 측정하였으며, 조리 후 샘플은 실온에서 약 30분 동안 식혔다.

조리된 샘플에서 근섬유 방향에 평행한 원통형 시료를 직경 1.27cm로 절단하여 최소 5개 이상의 시료를 준비하였다. 이후, Instron Universal Testing 기기(Instron Corporation, Canton, MA, USA) 장비를 사용하여 근섬유 방향과 직각으로 시료를 절단하며 발생하는 최대 전단력을 측정하였다. 이때 측정된 값은 각 시료의 전단력을 수치화한 것으로, kg 또는 Newton(N) 단위로 기록되었다. 각 시료의 전단력 측정값을 평균하여 등심(D_SF)과 설도(S_SF)의 전단력을 도출하였다.

3. 통계분석 방법

본 연구에서는 한우의 주요 형질 간 관계를 규명하기 위해 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석은 한 변수(종속 변수)가 다른 변수(독립 변수)에 의해 어떻게 영향을 받는지를 분석하는 통계적 방법으로, 본 연구에서는 등심의 전단력(D_SF)과 설도의 전단력(S_SF)을 각각 종속 변수로 설정하고, 등심의 지방 함량(D_IMF)과 설도의 지방 함량(S_IMF)을 독립 변수로 설정하였다. 이를 통해 지방 함량이 전단력에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 각 부위에서의 특성을 비교하였다.

회귀 분석(F-검정):
회귀분석 모델
단순 선형 회귀모델은 다음과 같이 설정되었다:
등심 부위 모델:
$$D_{SF}=\beta_0 + \beta_1 \cdot
D_{IMF}+\epsilon$$
설도 부위 모델:
$$S_{SF}=\beta_0 + \beta_1 \cdot S_{IMF}+\epsilon$$

여기서,
$\beta_0$:절편(Intercept)
$\beta_1$:독립변수의회귀계수(Slope)
$\epsilon$:오차항(ErrorTerm)

회귀 계수 $\beta_1$은 독립 변수의 단위 증가가 종속 변수에 미치는 평균 변화를 나타낸다. 이를 통해 지방 함량이 전단력에 미치는 영향을 정량화할 수 있다.

F-통계량
회귀분석의 유의성을 평가하기 위해 F-통계량을 사용하였다. F-통계량은 다음과 같이 계산된다:

$$F=\dfrac{회귀에 의한 평균 제곱 (MSR)}{잔차에 의한 평균 제곱 (MSE)}$$

여기서,
$$MSR=\dfrac{SSR}{k}$$
$$MSE=\dfrac{SSE}{(n-k-1)}$$

$SSR$:회귀로설명되는총제곱합(Sum of Squares for Regression)
$SSE$:잔차의총제곱합(Sum of Squares for Error)
$k$: 독립 변수의 개수
$n$: 데이터의 총 관측치 수

F-통계량은 회귀 모델의 설명력이 우연에 의해 발생할 가능성을 평가하는 데 사용되며, p-value와 함께 회귀 모델의 전체 유의성을 확인한다.

결과 및 고찰

1. 한우 등심, 설도에서 측정된 지방함량과 전단력의 정규성 검정

본 연구에서는 한우의 주요 근육 부위인 등심과 설도의 전단력과 지방함량의 정규성을 평가하기 위해 Q-Q plot과 히스토그램을 활용하여 각 형질의 분포 특성을 분석하였다. 분석에 사용된 형질은 등심의 전단력(D_SF), 등심의 지방함량(D_IMF; Longissimus dorsi Intromuscular fat), 설도의 전단력(S_SF; semimembranosus Shear Force), 설도의 지방함량(S_IMF)이다. 이러한 시각적 분석을 통해 각 형질이 정규성을 따르는지 여부를 평가하고, 데이터의 분포에 대한 이해를 도모하였다. 등심의 전단력(D_SF)에 대한 Q-Q plot은 데이터 점들이 이론적 정규분포선을 따라 비교적 고르게 분포되어 있음을 보여준다(Fig. 1). 이는 D_SF가 정규성을 대체로 만족하며, 중심부와 꼬리 부분에서 다소의 편차가 보이긴 하지만 전반적인 정규성에서 크게 벗어나지 않음을 시사한다. 히스토그램에서도 파란색 밀도 곡선과 빨간색 정규 분포 곡선이 거의 일치하여 D_SF의 분포가 정규 분포에 가까운 형태임을 확인할 수 있었다. 등심의 지방함량(D_IMF)에 대한 Q-Q plot은 대각선에 비교적 잘 맞추어진 데이터 점들을 보여주며, 이는 D_IMF가 정규성을 따르는 경향이 있음을 나타낸다. 일부 극단값이 꼬리 부분에서 약간의 이탈을 보이지만, 전반적인 정규성을 유지하고 있다. 히스토그램에서도 파란색 밀도 곡선과 빨간색 정규 분포 곡선이 유사하게 나타나 D_IMF의 데이터가 정규 분포에 근접함을 시사한다(Fig 1).

설도의 전단력(S_SF)에 대한 Q-Q plot은 데이터 점들이 이론적 정규분포선을 따라 분포되어 있으며, 중심부에서는 정규성을 잘 따르는 것으로 나타났다. 다만, 꼬리 부분에서 약간의 이탈이 관찰되었는데 이는 통계 분석 시 발생할 수 있는 극단값으로 해석될 수 있다. 히스토그램에서는 실제 데이터의 밀도 곡선이 정규 분포 곡선과 잘 일치하며, S_SF의 데이터가 대체로 정규성을 만족함을 보여준다. 설도의 지방함량(S_IMF)의 Q-Q plot은 데이터 점들이 대각선에 맞춰져 있지만, 꼬리 부분에서 약간의 편차가 관찰되었다. 이는 일부 극단값이 영향을 미쳤을 가능성을 시사한다. 히스토그램에서는 중앙부의 밀도 곡선이 정규 분포 곡선과 비교적 유사하게 나타났지만, 양쪽 끝 부분에서는 다소의 차이가 확인되었다. 이는 S_IMF가 중심부에서는 정규성을 따르지만, 극단값으로 인해 완벽한 정규성을 충족하지 못할 수도 있음을 의미한다(Fig. 1).

이와 같은 시각적 분석을 통해, D_SF, D_IMF, S_SF, S_IMF는 모두 전반적으로 정규성을 만족하는 경향을 보였으나, 각 형질의 꼬리 부분에서 나타나는 편차는 극단값이나 이상치에 의한 것으로 해석될 수 있다. 이러한 분석은 형질 간 상관관계 및 회귀 분석을 수행하기 전 데이터의 분포를 이해하고, 적합한 통계적 접근을 선택하는 데 중요한 정보를 제공한다. 본 연구의 결과는 한우의 품질 평가 및 육종 전략에서 형질별 데이터의 정규성을 확인하는 기초 자료로서 유용할 것으로 기대된다.

Fig. 1. 데이터의 정규성에 대한 시각적 판정

2. 상관분석

본 연구에서는 한우의 주요 형질 간 상관관계를 심도 있게 분석하기 위해 등심의 전단력(D_SF), 등심의 지방함량(D_IMF), 설도의 전단력(S_SF), 설도의 지방함량(S_IMF)에 대한 상관 분석과 회귀 분석을 수행하였다. 이 분석은 한우의 각 부위가 가지는 특성을 보다 정확히 이해하고, 고기 품질 평가 및 개선에 기초 자료를 제공하고자 한다.

Table 1는 각 형질 간의 상관계수를 나타낸다. D_SF와 D_IMF 간의 상관계수는 -0.39114로, 등심의 전단력과 지방 함량 간에는 음의 상관관계가 있음을 보여준다. 이는 등심의 지방 함량이 증가할수록 전단력이 낮아져 고기가 더 부드러워질 가능성을 시사한다. 이러한 결과는 지방이 근내에 더 많이 분포할수록 고기의 부드러움이 증가한다는 기존 연구와 일치한다(Kim et al., 2013).

등심의 전단력(D_SF)과 설도의 전단력(S_SF) 간의 상관계수는 0.383416으로, 두 형질 간에 비교적 강한 양의 상관관계가 있음을 나타낸다. 이는 두 부위의 전단력이 서로 유사한 경향을 보일 수 있음을 시사한다. 반면, D_SF와 S_IMF 간의 상관계수는 -0.24674로 나타나며, 이는 등심의 전단력과 설도의 지방 함량 간에는 약한 음의 상관관계가 있음을 보여준다. 이 결과는 부위별 지방 함량과 전단력 간의 상호작용이 복잡할 수 있음을 시사하며, 각 부위의 특성에 따라 지방의 영향이 다르게 나타날 수 있음을 암시한다.

D_IMF와 S_IMF 간의 상관계수는 0.480736으로, 등심과 설도의 지방 함량 간에는 중간 정도의 양의 상관관계가 존재한다. 이는 두 부위가 지방 함량 면에서 어느 정도 유사한 경향을 보일 수 있음을 나타내며, 한우의 지방 함량 특성이 부위별로 일정 부분 연관되어 있음을 시사한다. 그러나 D_IMF와 S_SF 간의 상관계수는 0.078471로 매우 낮아, 등심의 지방 함량이 설도의 전단력에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다. 이는 근육 부위별로 동일한 형질이 다른 양상으로 나타날 수 있음을 보여준다.

S_SF와 S_IMF 간의 상관계수는 -0.18888로, 설도의 전단력과 지방 함량 간에는 약한 음의 상관관계가 존재한다. 이는 설도 부위의 지방 함량이 증가할수록 전단력이 다소 낮아질 수 있음을 시사하지만, 그 관계는 강하지 않다. 이는 설도의 조직 구조가 지방 함량이 증가함에 따라 전단력에 미치는 영향이 등심과는 다를 수 있음을 보여준다.

이와 같은 상관 분석 결과는 각 형질 간의 관계를 파악하는 데 중요한 정보를 제공하며, 고기 품질 평가 및 육종 전략 수립에 기초 자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 한우의 주요 형질 간 상관관계를 정량적으로 이해함으로써, 한우 산업에서 보다 정교한 품질 관리와 소비자 요구에 맞는 고품질 고기 생산을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

 

Fig. 2. Pairwise scatter plots for Hanwoo tenderness and intramuscular fat in different muscle parts (D: longissimus dorsi, S: semimembranosus) with linear regression lines

Table 1. Correlation coefficient for 4 Hanwoo breeding traits (D_SF, D_IMF, S_SF, S_IMF).

 D_SFD_IMFS_SFS_IMF
D_SF1-0.391140.383416-0.24674
D_IMF-0.3911410.0784710.480736
S_SF0.3834160.0784711-0.18888
S_IMF-0.246740.480736-0.188881

 

3. 한우 등심 및 설도에서 측정된 지방함량과, 전단력의 기초 통계량

본 연구에서 한우 등심과 설도의 지방함량과 전단력의 기초 통계량을 분석한 결과는 다음과 같다. 먼저, Table 2에서 보여주는 것과 같이, 등심의 전단력(D_SF)의 평균은 4.1로 분석되었고, 중앙값은 4.03, 그리고 표준편차는 0.95로 분석이 되었다. 반면 설도의 전단력(S_SF)의 평균은 6.64, 중앙값은 6.72, 그리고 표준편차는 1.14로 분석되었다. 전단력은 수치가 낮은 것이 연한 정도임으로 등심보다 설도에서 전단력이 훨씬 높은 수치를 보여 질김의 정도가 등심보다 설도에서 질기다는 것을 보여준다. 지방함량의 경우, 등심의 경우 평균 15%였고, 표준편차는 4.11이었고, 설도에서는 지방함량의 평균이 4.75, 표준편차가 1.76으로 분석이 되었다. 지방함량의 양도 등심이 설도에 비해서 약 4배정도 높은 것으로 분석되었다.

Table 2. 데이터의 기초 통계량

TraitMeanMedianStd_DevMinMax
D_SF (n=100)4.104.030.952.216.91
D_IMF (n=100)15.6415.124.117.5529.34
S_SF (n=100)6.646.721.144.139.70
S_IMF (n=100)4.754.251.762.1410.89

 

4. 한우 등심에서 지방함량이 고기의 질김정도인 전단력에 미치는 영향 분석: 회귀분석

본 연구에서는 한우 등심의 전단력(D_SF)을 종속 변수로, 등심의 지방함량(D_IMF)을 독립 변수로 설정하여 회귀 분석을 수행하였다. 회귀 분석 결과는 표 2에 요약되어 있으며, 그 관계를 시각적으로 보여주는 산점도와 회귀선은 그림 3에 제시되었다. Table 3는 D_IMF가 D_SF에 미치는 영향을 분석한 회귀 분석 결과를 나타낸다. 회귀 모델의 절편(Intercept)은 5.53으로, 표준 오차가 0.35이며, T 값은 15.68(p < 2e-16)로 매우 유의미하였다. 이는 등심의 지방 함량이 0일 때의 전단력 예측값을 나타낸다. D_IMF의 회귀 계수는 -0.09로, 표준 오차는 0.02이며, T 값은 -4.18(p < 6.25e-5)로 나타나, 통계적으로 유의미한 수준이었다. 이는 등심의 지방 함량이 1 단위 증가할 때 전단력(D_SF)이 평균적으로 약 0.09 단위 감소함을 의미한다.

이 결과는 등심의 지방 함량이 증가함에 따라 전단력이 감소하여 고기의 부드러움이 증가할 수 있음을 시사한다. 이러한 경향은 지방이 고기 내에 분포함에 따라 전단력과 연관된 근육의 물리적 특성에 영향을 미친다는 기존 연구 결과와 일치한다(Kim et al., 2013).

Fig 3은 등심의 지방 함량(D_IMF)과 전단력(D_SF) 간의 산점도를 보여주며, 회귀선이 붉은색 선으로 나타나 있다. 산점도에서 데이터 점들은 전반적으로 회귀선 주변에 밀집되어 있어, 두 변수 간의 음의 선형 관계를 시각적으로 확인할 수 있다. 회귀선의 기울기가 음수인 것으로 나타났으며, 이는 회귀 분석 결과와 일관되게 D_IMF가 증가함에 따라 D_SF가 감소함을 시사한다. Fig 3에 추가된 녹색 선은 95% 신뢰 구간을 나타내며, 회귀선 주변의 변동성을 시각적으로 보여준다. 대부분의 데이터 점들이 이 신뢰 구간 내에 위치해 있어 회귀 모델의 적합성을 강화하며, 예측에 대한 신뢰성을 뒷받침한다. 결론적으로 한우 등심의 지방 함량과 전단력 간의 관계가 음의 상관관계를 갖고 있으며, 지방 함량이 전단력에 유의미한 영향을 미친다는 것을 보여준다. 이러한 분석은 한우 고기의 품질 평가 및 개선을 위한 중요한 시사점을 제공하며, 특히 지방 함량이 고기의 연도에 미치는 영향을 고려한 육종 전략 및 소비자 맞춤형 생산 전략에 기초 자료로 활용될 수 있다.

Table 3. Regression of D_IMF on D-SF

 EstimateStd. ErrorT valueP-value
Intercept5.530.3515.682e-16
D_IMF-0.090.02-4.186.25e-5

 

Fig. 3. 한우 등심 지방함량과 전단력간 회귀분석 및 회귀계수의 유의성

5. 한우 설도에서 지방함량이 고기의 질김정도인 전단력에 미치는 영향 분석: 회귀분석

본 연구에서는 한우의 설도 전단력(S_SF)을 종속 변수로, 설도의 지방 함량(S_IMF)을 독립 변수로 설정하여 회귀 분석을 수행하였다. 회귀 분석 결과는 표 4에 요약되어 있으며, 그 관계를 시각적으로 보여주는 산점도와 회귀선은 Fig 4에 제시되었다.

Table 4는 S_IMF가 S_SF에 미치는 영향을 분석한 회귀 분석 결과를 나타낸다. 회귀 모델의 절편(Intercept)은 7.23으로, 표준 오차는 0.32이며, T 값은 22.00(p < 2e-16)로 매우 유의미하였다. 이는 설도의 지방 함량이 0일 때의 전단력 예측값을 나타낸다. S_IMF의 회귀 계수는 -0.12로, 표준 오차는 0.06이며, T 값은 -1.89(p = 0.0612)로 나타났다. 이 값은 유의수준 0.05에서 통계적으로 유의하지 않지만, 유의수준 0.1에서는 유의미할 수 있음을 시사한다. 이는 설도의 지방 함량이 1 단위 증가할 때 전단력(S_SF)이 평균적으로 약 0.12 단위 감소할 가능성을 보여준다. 이 결과는 설도의 지방 함량이 전단력에 미치는 영향이 등심보다 약할 수 있음을 시사하며, 지방 함량이 전단력에 미치는 영향이 부위별로 다를 수 있다는 점을 강조한다. 설도의 조직적 특성으로 인해 지방 함량이 증가해도 전단력에 미치는 영향은 등심과 차이가 있을 수 있다.

Fig 4는 설도의 지방 함량(S_IMF)과 전단력(S_SF) 간의 산점도를 보여주며, 회귀선이 붉은색 선으로 나타나 있다. 산점도에서 데이터 점들은 회귀선 주변에 비교적 고르게 분포되어 있으나, 회귀선의 기울기가 다소 완만하여 두 변수 간의 음의 선형 관계가 약함을 시각적으로 확인할 수 있다. 이 회귀선은 회귀 분석 결과와 일관되게 S_IMF가 증가함에 따라 S_SF가 감소할 가능성을 시사한다. Fig 4에 추가된 녹색 선은 95% 신뢰 구간을 나타내며, 회귀선 주변의 변동성을 시각적으로 보여준다. 일부 데이터 점들이 신뢰 구간 외부에 위치해 있지만, 대부분은 신뢰 구간 내에 포함되어 있어 모델의 적합성을 뒷받침한다. 결론적으로 설도의 지방 함량과 전단력 간의 관계가 음의 상관관계를 가질 가능성을 보여주지만, 그 유의성은 제한적이다. 이는 설도 부위의 지방 함량이 전단력에 미치는 영향이 상대적으로 약할 수 있음을 나타내며, 부위별 조직 특성에 따라 지방 함량이 고기의 연도에 미치는 영향을 다르게 해석해야 함을 시사한다. 이러한 분석은 한우의 품질 평가에서 부위별 특성을 고려한 육종 전략과 생산 전략 수립에 기초 자료로 활용될 수 있다.

Table 4. Regression of S_IMF on S_SF in Hanwoo

 EstimateStd.Errort-valueP-value
(Intercept)7.230.3222.002e-16
S_IMF-0.120.06-1.890.0612

 

Fig. 4. 한우 설도 지방함량과 전단력간 회귀분석 및 회귀계수의 유의성

6. 결론 및 토론

본 연구에서는 한우의 주요 형질인 등심과 설도의 전단력 및 지방 함량 간의 관계를 상관 분석과 회귀 분석을 통해 평가하였다. 등심의 전단력(D_SF)과 지방 함량(D_IMF) 간의 회귀 분석 결과, D_IMF가 증가할수록 D_SF가 감소하는 유의미한 음의 상관관계가 확인되었다. 이는 등심 부위에서 지방 함량이 높아질수록 고기의 부드러움이 증가할 수 있음을 시사하며, 한우의 고기 품질 평가에서 중요한 시사점을 제공한다. 이러한 결과는 기존 연구에서 보고된 바와 같이 지방 함량이 근육의 연도에 영향을 미친다는 점과 일치한다. 반면, 설도 부위의 전단력(S_SF)과 지방 함량(S_IMF) 간의 회귀 분석에서는 음의 상관관계가 나타났으나, 유의수준 0.05에서는 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타났다(p = 0.0612). 이는 설도의 지방 함량이 전단력에 미치는 영향이 등심보다 약할 수 있음을 의미하며, 부위별로 지방 함량이 연도에 미치는 영향이 다르게 나타날 수 있음을 시사한다. 이러한 차이는 설도와 등심의 조직적 특성과 근육 구조의 차이에 기인할 수 있으며, 지방의 분포 방식과 근육 내 결합 조직의 밀도와 같은 요소가 전단력에 영향을 미칠 가능성이 있다. 회귀 분석 결과를 시각적으로 나타낸 그림 3과 그림 4는 등심과 설도의 지방 함량과 전단력 간의 관계를 명확히 보여준다. 등심의 경우, D_IMF가 증가함에 따라 D_SF가 유의미하게 감소하는 음의 선형 관계가 뚜렷하게 나타났으며, 95% 신뢰 구간 내에서 대부분의 데이터 점이 포함되었다. 이는 모델의 적합성을 뒷받침하며, 등심의 지방 함량이 전단력에 미치는 영향을 강력하게 지지한다.

설도의 경우, S_IMF와 S_SF 간의 관계는 회귀선이 완만한 기울기를 보이며, 음의 상관관계가 존재하나 그 유의성은 제한적이었다. 그림 4에서 나타난 바와 같이, 일부 데이터 점들이 신뢰 구간 외부에 위치하였지만, 전반적으로 회귀 모델이 데이터의 경향성을 설명할 수 있음을 확인할 수 있다. 이는 설도 부위의 지방 함량이 증가해도 전단력에 미치는 영향이 제한적일 수 있음을 시사하며, 설도의 근육 구조가 지방의 영향을 받는 방식이 등심과 다를 수 있음을 암시한다.

이 연구 결과는 한우의 품질 평가와 육종 전략에서 부위별 특성을 고려할 필요성을 강조한다. 등심과 설도는 지방 함량이 고기의 연도에 미치는 영향이 서로 다르게 나타나기 때문에, 각 부위의 특성에 맞춘 분석과 평가가 필요하다. 이를 통해 한우의 고기 품질을 최적화하고 소비자의 요구를 충족시킬 수 있는 전략을 수립할 수 있을 것이다. 향후 연구에서는 보다 다양한 환경적 및 유전적 요인을 포함하여 부위별 특성과 형질 간 관계를 심층적으로 분석할 필요가 있다.

참고문헌

  1. Bhuiyan, M. S. A., Lee, D. H., Kim, H. J., Lee, S. H., Cho, S. H., Yang, B. S., Kim, S. D., & Lee, S. H. (2018). Estimates of genetic parameters for fatty acid compositions in the longissimus dorsi muscle of Hanwoo cattle. Animal, 12(5), 675-683.
  2. Bostami, A. B. M. R., Mun, H.-S., Yang, C.-J. (2023). Longissimus dorsi Muscle’s Chemical Composition, Fatty Acid Pattern, and Oxidative Stability in Korean Hanwoo Finishing Cattle Following Slaughtering and Stunning with or without Brain Disruption and State of Consciousness. Foods, 12(5), 928. https://doi.org/10.3390/foods12050928.
  3. Garmyn, A. J., Hilton, G. G., Mateescu, R. G., & Morgan, J. B. (2011). Estimation of relationships between mineral concentration and fatty acid composition of longissimus muscle and beef palatability traits. Journal of Animal Science, 89(10), 2849-2858.
  4. Hwang, Y. H., Kim, G. D., Jeong, J. Y., Hur, S. J., & Joo, S. T. (2010). The relationship between muscle fiber characteristics and meat quality traits of highly marbled Hanwoo (Korean native cattle) steers. Meat Science, 86(2), 456-461. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2010.05.034
  5. Jung, S., Nam, K. C., Lee, K. H., Kim, J. J., & Jo, C. (2013). Meat quality traits of longissimus dorsi muscle from carcasses of Hanwoo steers at different yield grades. Korean Journal for Food Science of Animal Resources, 33(3), 305-316. https://doi.org/10.5851/kosfa.2013.33.3.305

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등심, 설도는 한우의 물리적인 공간을 나타내는 범주의 이름이며 서로 배타적입니다. 집합으로 설명하면, 부위라는 집합의 등심과 설도는 부분집합입니다. 따라서 부위는 범주형변수의 이름으로, 등심과 설도는 범주형변수의 값(데이터)으로 모델링합니다. 등심과 설도는 부위를 관측한 결과인 범주형데이터입니다.

유전적으로 결정된다면 확률변수로 볼 수 있습니다.

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