Effects of fruit of Lycium chinense (Chinese matrimony vine) on enzyme activities, and microbial and physicochemical properties of kochjuang were investigated during 12 weeks of fermentation. Enzyme activities were higher during middle of fermentation, and protease activities increased as the ratio ...
Effects of fruit of Lycium chinense (Chinese matrimony vine) on enzyme activities, and microbial and physicochemical properties of kochjuang were investigated during 12 weeks of fermentation. Enzyme activities were higher during middle of fermentation, and protease activities increased as the ratio of L. chinense increased. Facultative anaerobic bacteria counts decreased in L. chinense-added kochujang, whereas viable cell count of yeasts was higher in 1% L. chinense-added kochujang. Consistency of kochujang decreased by addition of L. chinense. Hunter L- and a-values of L. chinense added kochujang were high, causing slight change in total color difference (E) as the ratio of L chinense increased. Moisture contents of kochujang increased during fermentation, whereas water activities decreased. As the ratio of L. chinense increased, water activities increased. Titrable acidities and oxidation-reduction potential increased by addition of L. chinense. Total sugar contents of kochujang decreased rapidly during fermentation, whereas reducing sugar contents increased up to $2{\sim}4$ weeks of fermentation. As the ratio of L. chinense increased, reducing sugar contents decreased. Ethanol contents of kochujang increased during fermentation, with higher values in 3% L. chinense-added kochujang. Amino and ammonia nitrogen contents of kochujang increased L. chinense content increased. After 12 weeks of fermentation, sensory results showed 3% L. chinense-added kochujang showed highest taste and overall acceptability, and color acceptability increased as L. chinense content increased.
Effects of fruit of Lycium chinense (Chinese matrimony vine) on enzyme activities, and microbial and physicochemical properties of kochjuang were investigated during 12 weeks of fermentation. Enzyme activities were higher during middle of fermentation, and protease activities increased as the ratio of L. chinense increased. Facultative anaerobic bacteria counts decreased in L. chinense-added kochujang, whereas viable cell count of yeasts was higher in 1% L. chinense-added kochujang. Consistency of kochujang decreased by addition of L. chinense. Hunter L- and a-values of L. chinense added kochujang were high, causing slight change in total color difference (E) as the ratio of L chinense increased. Moisture contents of kochujang increased during fermentation, whereas water activities decreased. As the ratio of L. chinense increased, water activities increased. Titrable acidities and oxidation-reduction potential increased by addition of L. chinense. Total sugar contents of kochujang decreased rapidly during fermentation, whereas reducing sugar contents increased up to $2{\sim}4$ weeks of fermentation. As the ratio of L. chinense increased, reducing sugar contents decreased. Ethanol contents of kochujang increased during fermentation, with higher values in 3% L. chinense-added kochujang. Amino and ammonia nitrogen contents of kochujang increased L. chinense content increased. After 12 weeks of fermentation, sensory results showed 3% L. chinense-added kochujang showed highest taste and overall acceptability, and color acceptability increased as L. chinense content increased.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
구기자 추출물은 장내 유익균인 젖산균의 생육을 촉진시키나 대장균의 생육은 억제시키며(21), 음료소재로 구기자를 이용하기 위하여 성분조성에 대한 연구(22)가 있으나 고추장에서는 담금시 여러 부원료의 하나로 구기자를 첨가한 보고만 있을 뿐이다(1,2). 이에 본 연구에서는 구기자 주 생산지인 진도지방에서 고추장 제조에 경험적으로 사용되고 있는 구기자를 고추장 담금 시 농도를 달리하여 첨가하고 구기자 첨가가 고추장의 발효 및 숙성에 미치는 이화학적 특성을 비교 검토하였다.
제안 방법
고추장 담금은 분쇄한 찹쌀에 엿기름 가루와 물을 혼합하여 가열 호화 시킨 후 시험구별로 50mesh로 분쇄한 구기자(Lycium chinense Miller) 분말의 농도를 1, 3, 5%로 달리하고 나머지 원료를 Table 1과 같이 첨가하여 4 L의 플라스틱 용기에 담아 20℃에서 12주간 숙성시켰다.
색도는 색차계 (Chromameter CR-200, Minolta, Japan)로 백색판을 기준으로 Hunter scale에 의해 L(lightness), a(redness), b(yellowness)값으로, AE는 숙성중의 색도변화를 담금 직후와 비교하여 ΔE=[(L0-L1)2+(a0-a1)2+(b0-b1)2]1/2값으로 표시하였고, 고추장의 산화환원전위(ORP)는 고추장을 2배 희석한 후 ORP-meter(Onion 920A, USA)를 이용하여 직접 측정하였다.
생균수 측정은 고추장 1g을 멸균 생리식염수로 10진법에 따라 희석한 후 호기성 세균은 trypticase soy agar(24), 통성혐기성 세균은 APT agar(25)를 사용하여 평판 도말한 후 1.5% agar를 덮어 중층하였고, 효모는 rose bengal agar(26) 배지를 사용하여 평판 도말법으로 28℃에서 1~3일간 배양한 후 계수 하였다.
수분활성도는 Rotronic ag hygroskop(BT-RS 1, Swiss)로, 점 조성은 Brook field viscometer(Model DV-II+, USA)를 이용하여 20℃에서 spindle No. 7의 회전속도를 0.3rpm으로 하고 1분 후 값으로 계산하였다.
데이터처리
12주간 숙성시킨 고추장을 20명의 식품영양학과 학생들을 대상으로 맛, 향기, 색깔과 종합적인 기호도를 각 항목별로 최고 7점 최저 1점으로 7단계 평가하여 얻은 성적을 SASpackage(29)로 분산분석을 하고 Duncan's multiple range test에 의해 통계 처리하였다.
곱하여 표시하였다. 전분 당화력은 芳鴛 등의 방법(27)에 준하여 고추장 1g에서 1시간 반응 후 생성되는 환원당 량을 DNS법으로 정량하여 glucose량(μM)으로, 단백질 분해력은 Anson-萩原法(28)에 준하여 pH 3.0, 6.0(편의상 산성, 중성 protease로 함)으로 구별하여 측정한 후 고추장 1 g에서 30분에 생성하는 tyrosine량(μM)으로 활성도를 나타냈다.
전분 액화력은 片倉 등의 blue value변법(27)에 준하여 측정한 후 활성도는 반응 30분 전후의 흡광도 차이에 희석배수를 곱하여 표시하였다. 전분 당화력은 芳鴛 등의 방법(27)에 준하여 고추장 1g에서 1시간 반응 후 생성되는 환원당 량을 DNS법으로 정량하여 glucose량(μM)으로, 단백질 분해력은 Anson-萩原法(28)에 준하여 pH 3.
성능/효과
전분액화효소인 α-amylase는 숙성 2주에 급격히 증가하나 이후 6~10주 경까지 서서히 증가하다가 감소하는 경향을 보였고, β-amylase는 숙성 초기에는 근소한 감소를 보이나 4주 이후에 증가하여 숙성 중기 이후에 높은 활성을 유지하였으나 10주 경에 감소하다가 증가하였다. 10주 이후에 amylase의 증가는 호기성 세균의 증가(Table 2)에 의한 효소생성에 기인하는 것으로 판단되었다. 시험구 간에는 구기자첨가 고추장이 대조구에 비하여 α-amylase 활성은 숙성 후기에 조금 낮았으나 β-amylase는 3% 첨가구에서 조금 높은 활성을 보였다.
고추장의 pH는 Fig. 3과 같이 숙성이 진행되면서 10주까지 서서히 저하되었으나 12주에는 근소한 증가를 보였고, 구기자 1% 첨가 고추장이 pH 4.84로 조금 높았다. 적정산도도 pH가 저하함에 따라 숙성 중에 증가하나 pH 변화와는 달리 5%를 첨가한 C구에서 18.
고추장의 구수한 맛 등 풍미와 관계가 깊은 아미노태와 암모니아태 질소 성분은 Table 7과 같이 아미노태 질소는 숙성 2주 경에 급격히 증가하였으나 그 이후에는 큰 변화가 없었으며 숙성 후기에는 구기자의 첨가량이 많은 5%구(C)에서 조금 높았다. 암모니아태 질소는 숙성 중에 일정하지는 않지만 4~6주 경까지 증가하다 이후에는 감소하는 경향이었고, 구기자 첨가량이 많은 3%와 5% 첨가 고추장에서 높았다.
높았다. 고추장의 수분은 전북지방 전통고추장이 평균 48.25%이었던 보고와 차이가 있었는데(3) 이는 밀폐하여 숙성시킨 관계로 수분의 증발이 적고 원료 성분들이 가수분해되어 수분이 상대적으로 증가한 것으로 판단되었다. 수분활성도는 수분함량과는 달리 숙성 초기에 근소하게 증가하나 4주 이후에는 수분함량이 증가함에도 불구하고 감소하여 대조적이었는데 이는 숙성이 진행되면서 전분이나 단백질 등 고분자 물질이 분해되어 저분자화 됨에 따라 용질의 몰 비율이 증가하는데 기인하는 것이다.
고추장의 일반성분eTable 5와 같이 소금과 총질소 함량은 숙성 중 근소하게 증가하였고, 총질소는 구기자의 첨가량이 증가함에 따라 조금 적어졌다. 그러나 전통식 고추장은 숙성 중기 이후에 단백질의 분해과정에서 deaminase에 의한 deamination으로 총질소가 감소하기도 한다(30).
고추장의 품질 평가할 때 중요한 인자의 하나인 색도를 Hunter 색도계로 측정한 결과는 Table 3과 같이 고추장의 숙성이 진행되면서 L값과 a, b값 모두 서서히 저하하여 점점 색상의 선명도가 떨어지고 어두워지는 경향을 보였다. 고추장의 변색은 Maillard 반응에 의한 HMF와 그 산화 중합체가 변색의 주요 원인이 되어 숙성 과정에서 L, a, b, 값이 감소되나(2,9), 구기자의 첨가량이 증가할수록 숙성중의 L값과 b 값의 저하 정도는 적었다.
구기자를 첨가한 고추장을 12주 숙성시킨 후 관능평가 한 결과는 Table 8과 같이 맛은 구기자를 3% 첨가한 고추장이 양호하였고, 색과 향기는 구기자를 각각 5%와 1% 첨가한 고추장이 좋은 판정을 받았다. 전체적인 기호도는 구기자를 3% 첨가한 고추장이 좋은 판정을 받았으나 시험구간의 관능적인 차이가 적어 유의성은 없었다.
단백질 분해효소의 활성은 산성과 중성 protease 활성 모두 숙성 중 서서히 증가하여 8주 경에 최고의 활성을 보였고 담금 초기보다 숙성 중기 이후에 높은 활성을 보였다. 시험 구간에는 현저하지는 않지만 구기자 첨가량이 많은 고추장에서 단백질 분해효소의 활성이 높아 구기자가 고추장의 숙성과정에서 효소활성을 저해하지는 않았다.
암모니아태 질소는 숙성 중에 일정하지는 않지만 4~6주 경까지 증가하다 이후에는 감소하는 경향이었고, 구기자 첨가량이 많은 3%와 5% 첨가 고추장에서 높았다. 따라서 고추장의 질소성분은 총질소 함량보다는 protease 활성이나 미생물상과 관련이 있는 것으로 생각되었다. 이러한 결과는 찹쌀고추장의 아미노태와 암모니아태 질소 함량이 각각 205-230 mg%와 17~24mg%이었고(4), Shin 등⒀은 120일 숙성 후 아미노태 질소는 340-510mg%(dry basis)이었다는 보고와 유사하였으나, 과즙을 첨가한 고추장은 아미노태와 암모니아태 질소가 각각 100 mg% 전후와 25 mg%이었다고 보고하여 차이가 있었다⒂.
미생물의 생육과 밀접한 관계가 있는 산화환원전위(ORP)(31)는 Table 6과 같이 숙성이 진행되면서 서서히 저하되었으며 숙성 10주 이후에 변화가 심하였고, 구기자의 첨가량이 많은 구일수록 낮아 5%첨가한 C구가 -181.9 mV로 제일 낮았다. 고추장은 숙성이 진행됨에 따라 ORP의 저하로 점점 혐기적인 조건이 되어 호기적인 미생물의 증식이 어려워지나 Table 2에서 보는 바와 같이 균의 생육을 조절하는 수준은 아닌 것으로 판단되었다.
10주 이후에 amylase의 증가는 호기성 세균의 증가(Table 2)에 의한 효소생성에 기인하는 것으로 판단되었다. 시험구 간에는 구기자첨가 고추장이 대조구에 비하여 α-amylase 활성은 숙성 후기에 조금 낮았으나 β-amylase는 3% 첨가구에서 조금 높은 활성을 보였다. 이러한 결과는 고추장에 홍삼을 1~5% 첨가하면 β-amylase 활성이 약간 높게 나타났다는 보고와 유사하였으며(20), 개량식 고추장은 amylase활성이 높아 전분질의 당화가 숙성 초기에 주로 이루어진다고 보고된 바 있다.
알콜은 숙성이 진행되며 증가하였으며 환원당의 감소가 시작된 4주 이후에 급격히 증가하여 12주 숙성 후에는 1.38~1.77%이었으며, 구기자를 3% 첨가한 고추장에서 제일 많았다. 한편 알콜의 생성은 효모수의 변화와는 일치하지 않았는데, 고추장은 숙성 초기에는 Candida속이 40%정도 분포하나 숙성이 진행되면서 Zygosaccharomyces ronxii와 Saccharomyces cerevisiae의 증식으로 분포빈도가 바뀌었다고 Jung 등(32)이 보고한 바 있다.
높았다. 암모니아태 질소는 숙성 중에 일정하지는 않지만 4~6주 경까지 증가하다 이후에는 감소하는 경향이었고, 구기자 첨가량이 많은 3%와 5% 첨가 고추장에서 높았다. 따라서 고추장의 질소성분은 총질소 함량보다는 protease 활성이나 미생물상과 관련이 있는 것으로 생각되었다.
84로 조금 높았다. 적정산도도 pH가 저하함에 따라 숙성 중에 증가하나 pH 변화와는 달리 5%를 첨가한 C구에서 18.9mL/10g로 제일 높아 구기자의 첨가량이 많은 고추장의 산도가 높았고, 10주 이후에 pH가 증가하였음에도 불구하고 산도는 증가하였다. 이는 구기자의 첨가량이 높은 고추장에서 아미노태와 암모니아태 질소(Table 7) 함량이 많았던 점으로 미루어 보아 생성된 유기산은 일부가 알콜과 ester화되어 감소되나, 아미노산이나 저급 peptide의 증가로 완충능력이 상승하여 산도는 증가되었던 것으로 판단되었다⑺.
1과 같다. 전분액화효소인 α-amylase는 숙성 2주에 급격히 증가하나 이후 6~10주 경까지 서서히 증가하다가 감소하는 경향을 보였고, β-amylase는 숙성 초기에는 근소한 감소를 보이나 4주 이후에 증가하여 숙성 중기 이후에 높은 활성을 유지하였으나 10주 경에 감소하다가 증가하였다. 10주 이후에 amylase의 증가는 호기성 세균의 증가(Table 2)에 의한 효소생성에 기인하는 것으로 판단되었다.
좋은 판정을 받았다. 전체적인 기호도는 구기자를 3% 첨가한 고추장이 좋은 판정을 받았으나 시험구간의 관능적인 차이가 적어 유의성은 없었다. 이러한 관능평가와 이화학적 특성을 고려하여 볼 때 고추장 담금시 구기자의 첨가는 3% 정도가 바람직 한 것으로 판단되었다.
총당은 담금 직후 22.12~22.54%이었으나 숙성이 진행되면서 급격히 감소하여 12주 숙성 후에는 13.06~15.95%로 줄었으며, 감소의 정도는 구기자 첨가량이 증가함에 따라 심하였다.
그러나 숙성 후기에 구기자를 첨가한 고추장의 호기성 세균수가 조금 많은 경향이었으며, 재래식 고추장은 호기성 세균 중 38~50%는 Bacillus속이었다고 보고된바 있다⑿. 통성 혐기성 세균은 호기성 세균수보다 적어 106CFU/g 수준이었으며 구기자를 첨가하지 않은 대조구에서 조금 많았다. 이러한 경향은 구기자 1~1.
고추장의 효모수는 숙성 중 106CFU/g 수준이었던 보고와 유사하였으나(10) 홍삼을 첨가한 전통식 고추장에서 60일 이후에는 107CFU/g이었던 Shin 등(20)의 결과와는 차이가 있었다. 호기성 세균은 숙성 2~4주까지 증가하다가 그 이후에는 감소하였으나 숙성 10주 이후에 다시 증가하였고, 균수는 대조구가 숙성 2~4주에 108 CFU/g수준으로 많았으나 그 이후에는 107CFU/g 수준을 유지하였다. 그러나 숙성 후기에 구기자를 첨가한 고추장의 호기성 세균수가 조금 많은 경향이었으며, 재래식 고추장은 호기성 세균 중 38~50%는 Bacillus속이었다고 보고된바 있다⑿.
참고문헌 (32)
Shin, D.H., Kim, D.H., Choi, U., Lim, M.S. and An, E.Y. Changes in microflora and enzymes activities of traditional kochujang prepared with various raw materials. Korean J. Food Sci. Technol. 29: 901-906 (1997)
Shin, D.H., Kim, D.H., Choi, U., Lim, M.S. and An, E.Y. Physicochemical characteristics of traditional kochujang prepared with various raw materials. Korean J. Food Sci. Technol. 29: 907-912 (1997)
Cho, H.O., Kim, J.G., Lee, H,J., Kang, J.H. and Lee, T.S. Brewing method and composition of traditional kochuzang (red pepper paste) in junrabook-do area. J. Korean Agric. Chem, Soc. 24: 21-28 (1981)
Kim, K.H., Bae, J.S. and Lee, T.S. Studies on the quality of kochujang prepared with grain and flour of glutinous rice. c 29: 227-236 (1986)
Park, C.H., Lee, S.K. and Shin, B.K. Effects of wheat flour and glutinous rice on quality of Iwchujang. J. Korean Agric. Chem. Soc. 29: 375-380 (1986)
Kwan, D,J., Jung, J.W., Kim,J.H., Park, J.H., Yoo, J.Y., Koo, Y.J. and Chung, K.S. Studies on establishment of optimal aging time of Korean traditional kochujang. Agric. Chem. Biotechnol. 39: 127-133 (1996)
Lee, K.S. and Kim, D.H. Effect of sake cake on the quality of low salted Iwchujang. Korean J. Food Sci. Technol. 23: 109-115 (1991)
Lee, H.Y., Park, K.H., Min, B.Y., Kim, J.P. and Chung, D.H. Studies on the change of composition of sweet potato kochujang during fermentation. Korean J. Food Sci. Technol. 10: 331-336 (1978)
Moon, T.W. and Kim, Z.U. Some chemical physical characteristics and acceptability of kochujang from various starch sources. J. Korean Agric. Chem. Soc. 31: 387-393 (1988)
Kim, D.H. Effect of condiments on the microflora, enzyme activities and taste components of traditional kochujang during fermentation. Korean J. Food Sci. Technol. 33: 264-270 (2001)
Kim, D.H. and Lee, J.S. Effect of condiments on the physicochemical characteristics of traditional kochujang during fermentation. Korean J. Food Sci. Technol. 33: 353-360 (2001)
Lee, J.M., Jang, J.H., Oh, N.S. and Han, M.S. Bacterial distribution of kochujang, Korean J. Food Sci. Technol. 28: 260-266 (1996)
Shin, D.H., Ahn, E.Y., Kim, Y.S. and Oh, J.Y. Fermentation characteristics of kochujang containing horseradish or mustard. Korean J. Food Sci. Technol. 32: 1350-1357 (2000)
Oh, J.Y., Kim, Y.S. and Shin, D.H. Changes in physicochemical characteristics of low-salted kochujang with natural preservatives during fermentation, Korean J. Food Sci. Technol. 34: 835-841 (2002)
Park, J.S., Lee, T.S., Kye, H.W., Ahn, S.M. and Noh, B.S. Study on the preparation of kochujang with addition of fruit juices. Korean J. Food Sci. Technol. 25: 98-104 (1993)
Lee, G.D. and Jeong, Y,J. Optimization on organoleptic properties of kochujang with additional of persimmon fruits. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 27: 1132-1136 (1998)
Choo, J.J. and Shin, H.J. Sensory evaluation and changes in physiochemical properties, and microflora and enzyme activities of pumpkin-added kochujang. Korean J. Food Sci. Technol. 32: 851-859 (2000)
Jeong, Y.J., Seo, J.H., Lee, G.D., Lee, M.H. and Yoon, S.R. Changes in quality characteristics of traditional kochujang prepared with apple and persimmon during fermentation. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 29: 575-581 (2000)
Shin, H,J., Shin, D.H., Kwak, Y.S., Choo, J.J. and Kim, S.Y. Changes in physiochemical properties of kochujang by red ginseng addition. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 28: 760-765 (1999)
Shin, H,J., Shin, D.H., Kwak, Y.S., Choo, J.J. and Ryu, C.H. Sensory evaluation and changes in microflora and enzyme activities of red ginseng kochujang J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 28: 766-772 (1999)
Joo, I.S., Sung, C.K., Oh, M.J. and Kim, C.J. The influence of Lycii fructus extracts on the growth and physiology of microorganism. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 26: 625-631 (1997)
Oh, S.L., Kim, S.S., Min, B.Y. and Chung, D.H. Composition of free sugars, free amino acids, non-volatile organic acids and tannins in the extracts of L. chinensis M., A. acutiloba K., S. chinensis B. and A. sessiliflorum S. Korean J. Food Sci. Technol. 22: 76-81 (1990)
IMT. Official Methods of Miso Analysis. pp. 1-34. Institute of Miso Technologists, Tokyo, Japan (1968)
Thomas, Y.D., Lulvwes, W.J. and Kraft, A.A. A convenient surface plate method for bacteriological examination of poultry. J. Food Sci. 46: 1951-1952 (1981)
SAS Institute Inc. SAS User's Guide: Statistical Analysis System, Cary, NC, USA (1992)
Kwon, Y.M. and Kim, D.H. Effects of sea tangle and chitosan on the physicochemical properties of traditional kochujang, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 31: 977-985 (2002)
James, M.J. Modern Food Microbiology, 6th ed., pp. 45-47. APAC, Nevada, USA (2000)
Jung, Y.C., Choi, W.J., Oh, N.S. and Han, M.S. Distribution and physiological characteristics of yeasts in traditional and commercial kochujang, Korean J. Food Sci. Technol. 28: 253-259 (1996)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.