본 연구에서는, 고추장의 염 첨가량에 따른 품질적 특성 차이를 분석함으로써, 고추장에 첨가될 수 있는 식염의 최저 한계량을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 염 첨가량이 다른 고추장의 pH와 미생물학적 특징의 변화와 향미 변화를 분석하였다. 1차 실험을 위해 염 첨가량을 달리하여 염을 첨가하지 않은 고추장, 3%, 7%, 12%, 17%의 5가지 종류의 고추장을 제조하였으며, 발효 과정 중 미생물 변화 및 휘발성 향미 성분을 분석하였다. 미생물 분석은 시료 내 호기성 세균과 호염성 세균, 유산균, ...
본 연구에서는, 고추장의 염 첨가량에 따른 품질적 특성 차이를 분석함으로써, 고추장에 첨가될 수 있는 식염의 최저 한계량을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 염 첨가량이 다른 고추장의 pH와 미생물학적 특징의 변화와 향미 변화를 분석하였다. 1차 실험을 위해 염 첨가량을 달리하여 염을 첨가하지 않은 고추장, 3%, 7%, 12%, 17%의 5가지 종류의 고추장을 제조하였으며, 발효 과정 중 미생물 변화 및 휘발성 향미 성분을 분석하였다. 미생물 분석은 시료 내 호기성 세균과 호염성 세균, 유산균, 효모, 곰팡이의 총균수와 임의로 선정한 균주에 대한 동정 분석을 시행하여 미생물 균총을 확인하였고, 휘발성 향미 성분은 GC-MS를 이용하여 분석하였다. 2차 실험을 위해 1차 시료 분석에 의해 확인된 저염화 최저 농도를 기준으로 더 세부적인 저염화 한계점을 확인하기 위하여 5%, 7%, 9%, 11% 염도의 염 첨가량이 다른 4가지 종류의 고추장을 제조하였으며, PCR-DGGE법과 RAPD법을 통해 고추장 발효 과정 중 미생물 유전체의 변화를 분석함으로써 고추장 저염화 한계점을 확인하였다. PCR-DGGE 분석을 위해 전체 유전체 DNA의 16S rDNA 염기서열 중 V3 부분을 증폭시키는 gc-338f와 518r primer를 사용하였으며, 30%-70%로 변성제 농도 기울기를 준 8%(w/v) polyacrylamide gel을 사용하였다. RAPD는 A-01 random primer를 사용하여 전체 유전체 DNA의 임의의 구역을 증폭시켰으며, 8% agarose gel에 전기영동하여 증폭된 DNA 단편의 유전자 지문을 확인하였다. 1차 시료를 분석한 결과, 고추장 pH는 발효가 진행 될수록 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서 상대적으로 급격한 pH 감소를 보였다. 호기성 세균과 호염성 세균의 총균수는 전 발효 과정 동안 큰 변화 없이 7 log CFU/g의 수준으로 분리되었지만, 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서 상대적으로 급격한 총균수 감소를 나타내면서 pH 변화 경향과 유사한 결과를 보였다. 또한, 세균 중에서는 모든 실험군에서 B. subtilis가 공통적인 우점종으로 확인되었으며, 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서는 B. subtilis 외에도 다양한 균종이 확인되었다. 유산균과 효모는 발효 과정 동안 증감의 폭이 크게 나타났으며, 고추장 발효에 크게 영향을 주지 않는 균종인 것으로 판단되었다. 분리된 유산균은 담금 직후에서는 모든 실험군에서 동일하게 L. brevis가 우점종이었고, 발효 2개월부터는 식품의 신 맛 생성에 관여하는 L. fructivorans가 유일하게 확인되었으며, 특이적으로 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서만 발효 10개월까지 확인되었다. 곰팡이는 모든 실험군에서 발효 초기에만 분리되며 고추장 발효에 크게 관여하지 않는 것으로 사료되었다. 고추장에서 검출된 휘발성 향미 성분은 총 70종이었으며, ester 화합물이 26종, alcohol 화합물이 12종, ketone 화합물이 6종, aldehyde 화합물과 alkane 화합물, alkene 화합물이 각 5종, furan 화합물과 acid 화합물이 각 3종, pyrazine 화합물과 함황 화합물이 각 1종, 기타 3종으로 확인되었다. 향미 성분 중 alcohol 화합물의 ethanol과 ester 화합물의 ethyl acetate, 3-methyl-1-butyl acetate, ketone 화합물의 3-hydroxy-2-butanone (acetoin), acid 화합물의 acetic acid가 모든 실험군에서 공통적으로 주요 향미 성분으로 확인되었고, 이 중 ethanol은 7%와 12% 염도 고추장에서 높은 검출량을 나타내었으며, ethyl acetate는 염을 첨가하지 않은 고추장과 3%, 7% 염도 고추장에서, 3-hydroxy-2-butanone은 염 첨가량이 높은 실험군일수록 높은 검출 비율을 나타내었다. 또한, 3-methyl-1-butyl acetate와 acetic acid는 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서 상당히 높은 수치로 확인되며 공시된 고추장의 향미 특징과 상이한 결과를 보였다. 고추장의 발효 과정 중 미생물과 향미 변화의 특징을 근거로 하여 저염 고추장인 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장이 대체적으로 유사한 특징을 나타내었으며, 관능으로 판단할 수 없을 정도로 부패한 것을 확인하였다. 또한, 7%, 12%, 17% 염도 고추장이 비교적 유사한 경향을 보였다. 따라서, 1차 실험에 의해 7%까지 염 첨가량을 낮출 수 있을 것으로 판단되었다. 2차 실험은 PCR-DGGE 방법을 진행한 결과, 발효 4개월의 5% 염도 고추장을 제외하고 모두 동일한 양상을 보였고, RAPD에 의한 분석에서는 염을 첨가하기 전의 원재료와 염을 첨가한 4가지의 실험군 간의 유전자 지문에 대한 유사도는 발효 1개월부터 현저히 낮아졌으며, 이전 발효 기간 동안 7% 염도 고추장과 한 그룹으로 유집되었던 5% 염도 고추장이 발효 3개월부터는 유의성이 낮게 확인되었다. 1차 실험의 최저 염 첨가량으로 확인되었던 7% 염도 고추장과 5% 염도 고추장은 미생물학적으로 다른 발효 형태를 거치는 것으로 추정되며 2차 실험에서도 정상적인 미생물 발효를 위한 최저 염 첨가량은 7%가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 결론적으로, 1차 실험에 의해 고염 고추장과 미생물 및 향미 성분에 특이적인 차이가 없는 저염화 한계점은 7% 염도인 것으로 판단되었으며, 더 세부적인 염도로 제조하여 고추장 특성을 분석한 2차 실험에서도 유전체 변화 경향이 고염 고추장과 차이가 없는 최저 염 첨가
본 연구에서는, 고추장의 염 첨가량에 따른 품질적 특성 차이를 분석함으로써, 고추장에 첨가될 수 있는 식염의 최저 한계량을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 염 첨가량이 다른 고추장의 pH와 미생물학적 특징의 변화와 향미 변화를 분석하였다. 1차 실험을 위해 염 첨가량을 달리하여 염을 첨가하지 않은 고추장, 3%, 7%, 12%, 17%의 5가지 종류의 고추장을 제조하였으며, 발효 과정 중 미생물 변화 및 휘발성 향미 성분을 분석하였다. 미생물 분석은 시료 내 호기성 세균과 호염성 세균, 유산균, 효모, 곰팡이의 총균수와 임의로 선정한 균주에 대한 동정 분석을 시행하여 미생물 균총을 확인하였고, 휘발성 향미 성분은 GC-MS를 이용하여 분석하였다. 2차 실험을 위해 1차 시료 분석에 의해 확인된 저염화 최저 농도를 기준으로 더 세부적인 저염화 한계점을 확인하기 위하여 5%, 7%, 9%, 11% 염도의 염 첨가량이 다른 4가지 종류의 고추장을 제조하였으며, PCR-DGGE법과 RAPD법을 통해 고추장 발효 과정 중 미생물 유전체의 변화를 분석함으로써 고추장 저염화 한계점을 확인하였다. PCR-DGGE 분석을 위해 전체 유전체 DNA의 16S rDNA 염기서열 중 V3 부분을 증폭시키는 gc-338f와 518r primer를 사용하였으며, 30%-70%로 변성제 농도 기울기를 준 8%(w/v) polyacrylamide gel을 사용하였다. RAPD는 A-01 random primer를 사용하여 전체 유전체 DNA의 임의의 구역을 증폭시켰으며, 8% agarose gel에 전기영동하여 증폭된 DNA 단편의 유전자 지문을 확인하였다. 1차 시료를 분석한 결과, 고추장 pH는 발효가 진행 될수록 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서 상대적으로 급격한 pH 감소를 보였다. 호기성 세균과 호염성 세균의 총균수는 전 발효 과정 동안 큰 변화 없이 7 log CFU/g의 수준으로 분리되었지만, 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서 상대적으로 급격한 총균수 감소를 나타내면서 pH 변화 경향과 유사한 결과를 보였다. 또한, 세균 중에서는 모든 실험군에서 B. subtilis가 공통적인 우점종으로 확인되었으며, 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서는 B. subtilis 외에도 다양한 균종이 확인되었다. 유산균과 효모는 발효 과정 동안 증감의 폭이 크게 나타났으며, 고추장 발효에 크게 영향을 주지 않는 균종인 것으로 판단되었다. 분리된 유산균은 담금 직후에서는 모든 실험군에서 동일하게 L. brevis가 우점종이었고, 발효 2개월부터는 식품의 신 맛 생성에 관여하는 L. fructivorans가 유일하게 확인되었으며, 특이적으로 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서만 발효 10개월까지 확인되었다. 곰팡이는 모든 실험군에서 발효 초기에만 분리되며 고추장 발효에 크게 관여하지 않는 것으로 사료되었다. 고추장에서 검출된 휘발성 향미 성분은 총 70종이었으며, ester 화합물이 26종, alcohol 화합물이 12종, ketone 화합물이 6종, aldehyde 화합물과 alkane 화합물, alkene 화합물이 각 5종, furan 화합물과 acid 화합물이 각 3종, pyrazine 화합물과 함황 화합물이 각 1종, 기타 3종으로 확인되었다. 향미 성분 중 alcohol 화합물의 ethanol과 ester 화합물의 ethyl acetate, 3-methyl-1-butyl acetate, ketone 화합물의 3-hydroxy-2-butanone (acetoin), acid 화합물의 acetic acid가 모든 실험군에서 공통적으로 주요 향미 성분으로 확인되었고, 이 중 ethanol은 7%와 12% 염도 고추장에서 높은 검출량을 나타내었으며, ethyl acetate는 염을 첨가하지 않은 고추장과 3%, 7% 염도 고추장에서, 3-hydroxy-2-butanone은 염 첨가량이 높은 실험군일수록 높은 검출 비율을 나타내었다. 또한, 3-methyl-1-butyl acetate와 acetic acid는 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장에서 상당히 높은 수치로 확인되며 공시된 고추장의 향미 특징과 상이한 결과를 보였다. 고추장의 발효 과정 중 미생물과 향미 변화의 특징을 근거로 하여 저염 고추장인 염을 첨가하지 않은 고추장과 3% 염도 고추장이 대체적으로 유사한 특징을 나타내었으며, 관능으로 판단할 수 없을 정도로 부패한 것을 확인하였다. 또한, 7%, 12%, 17% 염도 고추장이 비교적 유사한 경향을 보였다. 따라서, 1차 실험에 의해 7%까지 염 첨가량을 낮출 수 있을 것으로 판단되었다. 2차 실험은 PCR-DGGE 방법을 진행한 결과, 발효 4개월의 5% 염도 고추장을 제외하고 모두 동일한 양상을 보였고, RAPD에 의한 분석에서는 염을 첨가하기 전의 원재료와 염을 첨가한 4가지의 실험군 간의 유전자 지문에 대한 유사도는 발효 1개월부터 현저히 낮아졌으며, 이전 발효 기간 동안 7% 염도 고추장과 한 그룹으로 유집되었던 5% 염도 고추장이 발효 3개월부터는 유의성이 낮게 확인되었다. 1차 실험의 최저 염 첨가량으로 확인되었던 7% 염도 고추장과 5% 염도 고추장은 미생물학적으로 다른 발효 형태를 거치는 것으로 추정되며 2차 실험에서도 정상적인 미생물 발효를 위한 최저 염 첨가량은 7%가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 결론적으로, 1차 실험에 의해 고염 고추장과 미생물 및 향미 성분에 특이적인 차이가 없는 저염화 한계점은 7% 염도인 것으로 판단되었으며, 더 세부적인 염도로 제조하여 고추장 특성을 분석한 2차 실험에서도 유전체 변화 경향이 고염 고추장과 차이가 없는 최저 염 첨가
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