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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 고추장 담금시 식염의 일부를 알콜 또는 겨자나 키토산의 첨가로 대체하여 저식염 고추장을 제조하고, 숙성중의 미생물상 및 이화학적 특성에 미치는 이들 부원료의 영향을 비교하여 고추장의 저식염화에 관하여 검토하였다.
제안 방법
- 고추장 담금은 분쇄한 찹쌀에 엿기름 가루와 물을 혼합하여가 열 호화 시킨 후 식염 농도 9%인 일반고추장을 대조구로 하여 저식염 고추장의 경우 식염농도를 6%로 조절한 후 식염의 일부를 알콜(4%) 또는 겨자(1%)나 키토산(0.7%)의 첨가로 대체하고, 나머지 원료를 Table 1과 같이 첨가하여 제조한 고추장을 4L2] 플라스틱 용기에 담아 20℃에서 12주간 숙성시켰다.
- 색도는 색차계 (Chromameter CR-200, Minolta. Japan)로 측정하여 Hunter scale에 의해 L(lightness), a(redness), b(yellowness 값과 ΔE = [(L0-L1)2+(a0-a1)2+(b0-b1)2]1/2 값으로 표시하였고, 고추장의 산화환원전위는 고추장을 2배 희석한 후 ORP-meter(Onion 525A + USA)를 이용하여 직접 측정하였다.
- 수분활성도는 Rotronic ag hygroskop(BT-RS 1, Swiss)로, 점조성은 Brook field viscometer(Model DV-II+, USA)를 이용하여 20℃에서 spindle No. 7의 회전속도를 0.3rpm으로 하고 1분 후 값으로 계산하였다.
- 저식염 고추장을 제조하기 위하여 고추장의 소금농도를 9%에서 6%로 줄인 후 알콜 또는 겨자, 키토산을 첨가하여 숙성 중의 품질특성을 비교하였다. 고추장의 전분액화효소의 활성은 키토산 첨가구에서 낮았으나 전분당화효소와 protease의 차이는 적었다.
대상 데이터
- 고추장 제조에 사용한 찹쌀과 대두, 고춧가루, 엿기름은 농협 하나로마트에서 구입하였으며, koji는 토박이순창(주)에서 제조한 밀가루 koji를 이용하였다. 식염은 제재염(NaCl 88%, 샘표), 알콜은 무수 알콜(순도 99.
- 밀가루 koji를 이용하였다. 식염은 제재염(NaCl 88%, 샘표), 알콜은 무수 알콜(순도 99.8%, Merck), 겨자는 분말겨자(겨자 100%, 오뚜기), 키토산은 탈아세틸화도 90% 이상인 키토산분말(10cp, 바이오테크)을 사용하였다.
데이터처리
- 12주간 숙성시킨 고추장을 20명의 식품영양학과 학생들을 대상으로 맛, 향기, 색깔과 종합적인 기호도를 각 항목별로 최고 7점 최저 1점으로 7단계 평가하여 얻은 성적을 SAS package(31)로 분산분석을 하고 Duncan's multiple range test에 의해 통계처리하였다.
이론/모형
- 고추장의 생균수는 희석법으로 호기성 세균은 trypticase soy agar(26), 통성 혐기성 세균은 APT agar(27)를 사용하여 평판도말 한 후 1.5% agar를 덮어 중층 하였고, 효모는 rose bengal agar배지(28)를 사용하여 평판도말법으로 28℃에서 1-3일간 배양한 후 계수 하였다.
- 고추장의 수분과 pH, 적정산도, 아미노태 질소, 암모니아태질소, 총당, 환원당, 식염, 알콜 함량은 기준미증분석법(25)에 준하여 측정하였다.
- 효소활성도는 전보와 같이(24), 전분액화력은 Fuwa의 blue value변법(29), 전분당화력은 芳賀 등의 방법(29), 단백질분해력은 Anson-萩原法(30)에 준하여 pH 3.0, 6.0(편의상 산성, 중성 protease로 함)으로 구별하여 측정하였다.
성능/효과
- 고추장의 아미노태 질소는 저식염 무첨가구에서 높았으며 암모니아태 질소의 생성은 겨자 첨가구에서 낮았다. 12주 숙성시킨 고추장의 맛과 색, 종합적인 기호도는 알콜 첨가 고추장이 양호하여 저식염 고추장의 제조는 소금의 일부를 알콜로 대체하여 첨가하는 것이 효과적이었다.
- 고추장의 색도는 키토산 첨가 고추장을 제외하고는 숙성과정에서 L-값과 a-, b-값 모두 낮아졌으며 알콜 첨가구에서 저하가 심하였으나, 키토산 첨가구는 숙성이 진행되면서 오히려 이들 값이 증가하여 대조적이었다. Total color difference인 AE 값(Fig. 2)을 비교하면 저식염 무첨가 고추장에서 AE값의 변화는 가장 적었고 알콜 첨가구에서 심하였으나, 키토산 첨가 고추장은 숙성 중에 L-, a-, b-값이 증가된 관계로 ΔE값의 변화가 큰 편이었다. 본 실험 고추장의 색도는 햇볕을 쪼이지 않고 실내에서 숙성시킨 관계로 전통고추장의 L과 a-, b값이 각각 27.
- 25%로 낮았다. 고추장의 바람직하지 않은 풍미와 연관될 수 있는 암모니아태 질소도 숙성이 진행되면서 증가하여 대체적으로 아미노태 질소가 많았던 고추장이 암모니아태 질소의 함량도 많았다. 시험구간에는 저식염 무첨가 고추장에서 제일 높아 12주 숙성 후에 19.
- 고추장의 색도는 키토산 첨가 고추장을 제외하고는 숙성과정에서 L-값과 a-, b-값 모두 낮아졌으며 알콜 첨가구에서 저하가 심하였으나, 키토산 첨가구는 숙성이 진행되면서 오히려 이들 값이 증가하여 대조적이었다. Total color difference인 AE 값(Fig.
- 고추장의 총당과 환원당은 알콜과 겨자 첨가구에서 높았으며, 알콜의 생성은 겨자의 첨가로 현저하게 억제되었다. 고추장의 아미노태 질소는 저식염 무첨가구에서 높았으며 암모니아태 질소의 생성은 겨자 첨가구에서 낮았다. 12주 숙성시킨 고추장의 맛과 색, 종합적인 기호도는 알콜 첨가 고추장이 양호하여 저식염 고추장의 제조는 소금의 일부를 알콜로 대체하여 첨가하는 것이 효과적이었다.
- 고추장의 pH는 알콜 첨가구 에서 높았고 키토산의 첨가로 적정산도의 증가가 심하였다. 고추장의 총당과 환원당은 알콜과 겨자 첨가구에서 높았으며, 알콜의 생성은 겨자의 첨가로 현저하게 억제되었다. 고추장의 아미노태 질소는 저식염 무첨가구에서 높았으며 암모니아태 질소의 생성은 겨자 첨가구에서 낮았다.
- 되기도 한다. 고추장의 효모수는 Fig. 1과 같이 부원료를 첨가하지 않은 저식염구와 대조구 고추장은 숙성 2주 경에 현저히 증가하여 6-8주에는 107 cFU/g 이상을 유지하였으나 부원료 첨가구의 효모수는 현저히 적었으며, 시험구간에는 알콜이나 겨자 첨가 고추장이 키토산 첨가 고추장에 비하여 효모수도 적었고 숙성 후기의 감소도 심하였다. 정 등(34)은 고추장의 효모는 숙성 초기에는 Candida속이 40%의 분포빈도를 보였으나 2-3주 후에는 Zygosacch.
- 이는 신 등(23)의 겨자 첨가시 맛이 무첨가구에 비하여 유의적으로 낮았던 보고와 유사하였으나 오 등(33)의 저식염 고추장의 경우 겨자나 고추냉이의 첨가가 관능적으로 우수하였다는 보고와는 상이하였다. 따라서 저식염 고추장의 제조는 알콜을 첨가하거나 겨자나 키토산을 알콜과 혼용하여 첨가하는 것이 바람직할 것으로 생각되었다.
- 13 mg%이었던 보고(7)에 비하여 아미노태 질소는 높았으나 암모니아태 질소 함량은 낮은 수준이어서 부원료의 첨가로 저식염 고추장의 양조가 가능하리라 사료되었다. 또한 저식염 무첨가구의 경우 숙성 전 기간 동안 아미노태 질소의 생성이 많았으나 일반 효모와 세균수가 지나치게 많아 암모니아태 질소의 생성도 많기 때문에 이상 발효의 원인이 되나, 겨자의 첨가는 알콜의 생성 등 고추장의 숙성을 일부 억제할 수 있을 것으로 판단되어 첨가농도에 신중을 기할 필요가 있었다.
- 적정산도는 pH가 저하함에 따라 증가하나 증가의 정도는 대조구보다는 저식염 무첨가 고추장에서 숙성 초기의 증가가 심하였다. 또한 키토산과 겨자를 첨가한 저식염 고추장은 무첨가구에 비하여 오히려 산도의 증가가 심하여 12주 숙성 후에 산도는 각각 31.5와 21.8 ml/10g으로 알콜 첨가구에 비하여 현저하게 높았다. 한편 고추장의 미생물수는 키토산 첨 가 고추장이 겨자나 알콜 첨가 고추장에 비하여 효모수가 많았으나 무첨가구에 비하여 효모와 세균수에서 적었던 점(Fig.
- 점조성은 일반적으로 숙성 중에 감소하나(10) 고추장의 점조성은 단순한 전분질의 소화과정에 의한 차이보다는 원료 성분의 구조적인 차이에 의한 것으로 보고(11)된 바 있다. 산화환원전위는 대조구와 저식염 무첨가 고추장은 숙성 4주에 감소하다가 그 이후에 증가하는 경향이나 알콜 또는 겨자 첨가 고추장은 숙성 중에 서서히 증가하였으며, 키토산을 첨가한 고추장의 산화환원전위는 현저히 저하하였다. 일반적으로 산화환원전위가 -200mV 이하로 낮아지면 혐기성균의 증식에 유리한 환경이 되어 호기성균의 증식은 불리하여지나(32) 고추장의 산화환원전위는 호기성 세균의 증식에 영향을 주는 수준은 아니었다.
- 이는 겨자 첨가의 경우 겨자 특유의 맛과 아미노태 질소 함량이 낮고 알콜 생성이 미약하였던 점이, 키토산 첨가는 산도가 지나치게 높고 환원당 함량이 낮은데 기인하는 것으로 판단되었다. 색상은 알콜 첨가구가 겨자 첨가구에 비하여 유의적으로 양호하여, 전체적인 기호도는 알콜 첨가 고추장이 가장 좋았고(p<0.05) 다음으로 대조구, 저식염 무첨가구 순이었으며 겨자나 키토산 첨가 고추장은 맛이나 향기가 낮기 때문에 기호성이 떨어지는 것으로 평가되었다. 이는 신 등(23)의 겨자 첨가시 맛이 무첨가구에 비하여 유의적으로 낮았던 보고와 유사하였으나 오 등(33)의 저식염 고추장의 경우 겨자나 고추냉이의 첨가가 관능적으로 우수하였다는 보고와는 상이하였다.
- 고추장의 알콜은 담금시 알콜을 첨가한 경우 담금 직후 휘발에 의하여 감소하다가 숙성 중기 이후에 증가한 반면 나머지 시험구들은 숙성 중 에 서서히 증가하였다. 숙성과정에서 알콜의 생성은 저식염 무첨가구와 대조구, 키토산 첨가구 순으로 높아 12주 숙성 후에는 각각 2.19, 1.52, 1.36%에 달했고, 겨자 첨가구는 0.12%로 알콜 생성이 미미하였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 키토산 첨가구는 대조구에 비하여 효모수(Fig.
- 수분활성도는 숙성 중기까지 수분함량이 증가함에도 불구하고 원료 성분들이 분해되어 저분자화 됨에 따라 용질의 몰 비율이 증가하기 때문에(24) 서서히 저하하였고, 6주 이후에도 저식염 무첨가구와 키토산 첨가 고추장에서 조금 증가한 경우를 제외하고는 저하하였다. 시험구간에는 대조구와 알콜 첨가구에서 수분활성도의 저하가 심하였으며, 겨자 첨가 고추장은 수분함량이 적었음에도 불구하고 수분활성도는 높은 편이었다. 이는 전분당화효소의 활성 (Table 2)이 낮아 용질의 몰 비율이 낮았기 때문인 것으로 판단되었으나, 미생물의 증식 정도와 수분활성도의 상관성은 볼 수 없었다.
- 고추장의 바람직하지 않은 풍미와 연관될 수 있는 암모니아태 질소도 숙성이 진행되면서 증가하여 대체적으로 아미노태 질소가 많았던 고추장이 암모니아태 질소의 함량도 많았다. 시험구간에는 저식염 무첨가 고추장에서 제일 높아 12주 숙성 후에 19.60mg%이었고 다음으로 키토산 첨가구에서 높았으나 겨자 첨가 고추장에서는 11.20mg%로 암모니아태 질소의 생성이 적었다. 이러한 결과는 아미노태와 암모니아태 질소 함량이 공장산(9)은 각각 212.
- 호기성 세균이나 혐기성 세균수는 숙성 중기 이후에 조금 증가하였나 효모수에 비하여 숙성중의 변화는 적었으며 호기성 세균이 혐기성 세균에 비하여 102배 이상 많았다. 시험구간에는 효모와는 달리 첨가구간의 차이는 미미하지만 무첨가구가 첨가구들에 비하여 숙성 중의 세균수는 10배정도 적었으며, 이들의 첨가 효과는 호기성 세균보다는 혐기성 세균의 증식 억제에 효과적이었다. 이러한 결과는 고추장의 숙성이 중기 이후에는 Bacillus속 등 세균이 생성하는 효소에 의해 영향을 받는 것으로 추정할 때 바람직하다고 판단되었고, 알콜이 부패세균의 생육을 억제하였던 Yamamoto 등(19)과, 겨자의 물 추출물이 효모와 세균에서 항균활성이 있었다는 심 등(22)의 보고와도 유사하였다.
- 20mg%로 암모니아태 질소의 생성이 적었다. 이러한 결과는 아미노태와 암모니아태 질소 함량이 공장산(9)은 각각 212.8 mg%, 73.3 mg%, 전북지방 전통고추장(2)은 평균 0.123%, 32 mg%, 전통식 찹쌀과 보리고추장의 아미노태 질소는 각각 127.02, 121.13 mg%이었던 보고(7)에 비하여 아미노태 질소는 높았으나 암모니아태 질소 함량은 낮은 수준이어서 부원료의 첨가로 저식염 고추장의 양조가 가능하리라 사료되었다. 또한 저식염 무첨가구의 경우 숙성 전 기간 동안 아미노태 질소의 생성이 많았으나 일반 효모와 세균수가 지나치게 많아 암모니아태 질소의 생성도 많기 때문에 이상 발효의 원인이 되나, 겨자의 첨가는 알콜의 생성 등 고추장의 숙성을 일부 억제할 수 있을 것으로 판단되어 첨가농도에 신중을 기할 필요가 있었다.
- 12%로 알콜 생성이 미미하였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 키토산 첨가구는 대조구에 비하여 효모수(Fig. 1)가 현저히 적었는데도 불구하고 알콜의 생성은 큰 차이가 없어 키토산이 알콜을 생성하지 않는 효모의 생육은 억제 하나 알콜 발효 효모의 생육 억제 효과는 낮았으나, 겨자는 알콜의 생성이 미미하여 고추장 저장 중의 CO, 생성을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 생각 되었다
- 처리구간에는 식염농도 9%인 대조구와 식염농도 6%인 저식염 무첨가 고추장과의 차이는 미미하였으나 키토산 첨가구가 알콜이나 겨자 첨가구에 비하여 낮은 활성을 보였다. 전분당화효소의 활성은 숙성 6주까지 증가하다가 그 이후에 감소하는 경향을 보였고, 처리구간에 일정하지는 않았지만 저식염 무첨가구에서 활성이 높았고 겨자나 키토산 첨가구에서 조금 낮은 경향이었다. 이는 이 등(5)의 알콜 첨가시 식염농도가 낮은 고추장에서 효소활성도가 높았다는 보고와 대체적으로 유사하였다.
- 전분액화효소는 Table 2와 같이 숙성이 진행되면서 활성도는 증가하여 4주에 가장 높았고 그 이후에는 감소하여 10주 이후에는 낮은 활성을 보였다. 처리구간에는 식염농도 9%인 대조구와 식염농도 6%인 저식염 무첨가 고추장과의 차이는 미미하였으나 키토산 첨가구가 알콜이나 겨자 첨가구에 비하여 낮은 활성을 보였다. 전분당화효소의 활성은 숙성 6주까지 증가하다가 그 이후에 감소하는 경향을 보였고, 처리구간에 일정하지는 않았지만 저식염 무첨가구에서 활성이 높았고 겨자나 키토산 첨가구에서 조금 낮은 경향이었다.
- 8 ml/10g으로 알콜 첨가구에 비하여 현저하게 높았다. 한편 고추장의 미생물수는 키토산 첨 가 고추장이 겨자나 알콜 첨가 고추장에 비하여 효모수가 많았으나 무첨가구에 비하여 효모와 세균수에서 적었던 점(Fig. 1)으로 미루어 볼 때 키토산이나 겨자의 첨가는 총균수보다는 유기산 생성균의 생육을 촉진하는 것이 아닌가 생각되었다. 이는 저식염 고추장에 겨자를 1.
- cerevisiae^} 가장 높은 분포빈도를 보였다고 보고한바 있다. 호기성 세균이나 혐기성 세균수는 숙성 중기 이후에 조금 증가하였나 효모수에 비하여 숙성중의 변화는 적었으며 호기성 세균이 혐기성 세균에 비하여 102배 이상 많았다. 시험구간에는 효모와는 달리 첨가구간의 차이는 미미하지만 무첨가구가 첨가구들에 비하여 숙성 중의 세균수는 10배정도 적었으며, 이들의 첨가 효과는 호기성 세균보다는 혐기성 세균의 증식 억제에 효과적이었다.
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