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문제 정의
- 본 연구에서는 키토산이 청국장의 발효와 품질특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 재래청국장으로부터 우수균주로 선발된 Bacillus licheniformis균주(12)를 이용한 청국장 제조 시 키토산의 첨가효과를 조사하였다.
가설 설정
- 1)Values are means ± SD of 25 panels.
제안 방법
- Bacillus licheniformis를 이용한 청국장 제조 시 키토산첨가(0, 0.5 및 1%)가 청국장의 품질 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 청국장 발효는 40"C에서 48시간 발효시켰다.
- 식품공학을 전공하는 대학생 및 대학원생으로 구성된 25명의 관능요원에 의하여 쓴맛, 구수한맛, 청국장 냄새, 종합적 기호도를 9점 scale법(28)으로 전혀 없다 또는 아주 싫다(1점 ), 아주 약하다 또는 싫다(2점), 보통 약하다 또는 보통싫다(3점), 약간 약하다 또는 약간 싫다(4점), 약하지도 강하지도 않다 또는 좋지도 싫지도 않다(5점), 약간 강하다 또는 약간 좋다(6점), 보통 강하다 또는 보통 좋다(7점 ), 강하다 또는 좋다(8점) 및 아주 강하다 또는 아주 좋다(9점 )로 평가하였다.
- 45 Jim의 membrane filter로 여과하여 amino acid autoanalyzer(Hitachi L-8800, Japan)로 분석하였다. 이때 컬럼은 Ultrapac II 양이온 수지 250 mm, 완충용액은 pH 2.80, 3.00, 3.15, 3.50, 3.55의 citrate buffer, 완충용액 유속 20 mL/hr, ninhydrin 유속 20 mL/hr, 컬럼온도 35~80℃, 차트속도 2 mm/min, 주입량은 40 虬로 하였다.
- 청국장의 제조는 콩을 상온에서 8시간동안 수침하여 121℃에서 60분간 증자한 후 키토산을 0(대조구), 0.5 및 1.0%(w/w)가 되게 골고루 혼합한 후 Bacto1AI tryptic soy broth(Becton, Dickinson & Co, USA)에 Bacillus licheni-formis를 접종하여 40℃에서 24시간 동안 배양한 배양액(109 cells/mL)을 2%(v/w)가 되게 분무, 접종하여 플라스틱 용기(40X50X10 cm)에 1 kg씩 담은 후 표면에 두께 0.01 mm ployethylene film을 가볍게 덮어 40℃에서 48시간 발효시 켰다.
대상 데이터
- 5 μL를 취하여 GC(HP-5890A, Hewlett Packard)로 분석하였다. 컬럼은 3。m X 0.25 mm x 0.25 Um의 Omegawax 모세관 컬럼(SupelcoCo., USA)을 사용하였으며, 주입기의 온도는 220℃, 검출기 온도는 250℃로 하였다.
- 콩은 국내산 은하 콩(Glycine max Eunha)을 사용하였으며, 키토산(금호화성, 서울은 분자량 2, 025 kDa의 100 mesh 이하의 분말을 사용하였다.
데이터처리
- 나타내었다. 유의성 검증은 version 12의 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package를 이용하여 Duncan's multiple range test를 행하였다.
이론/모형
- 건조하여 중량을 측정하였다. Glucosamine 함량은 Morgan-Elson법 (24)에 준하여 청국장 5 g에 증류수 30 mL를 가하여 ACE homogenizer로 파쇄한 후 15, 000×g에서 10분간 원심분리하여 상징액을 얻었다. 이 액 400 J1L에 2, 4-pentadione 용액 800 11L을 가하여 10CTC에서 60분간 가열한 다음 Ehrlich 시약 800 pL을 가하여 1시간이내에 530 nm에서 흡광도(UVT60A, Shimadzu Co.
- Seo 등(26)의 방법에 준하여 청국장 50 g에 75% ethanol 250 mL를 가하여 균질화하고 실온에서 24시간동안 추출, 3, 000×g에서 10분간 원심분리하였다. 상징액은 40℃에서 감압농축한 후 0.
- , USA)의 검량선에 의하여 산출하였다. 일반성분의 함량은 AOAC법(25)에 준하였다.
- 점질물 함량은 Hwang 등(10)의 방법에 따라 청국장 5 g에 증류수 30 mL를 가하여 낟알이 부서지지 않게 저어 추출한 후 15, 000×g에서 10분간 원심분리하여 얻은 상징액을 동결 건조하여 중량을 측정하였다. Glucosamine 함량은 Morgan-Elson법 (24)에 준하여 청국장 5 g에 증류수 30 mL를 가하여 ACE homogenizer로 파쇄한 후 15, 000×g에서 10분간 원심분리하여 상징액을 얻었다.
- 총균수는 Kim 등(22)의 방법에 준하여 상기 균질액 5 mL를 취하여 멸균 1% peptone수로 희석한 후 nutrient agar (Becton, Dickinson & Co., USA) plate에 도말하여 37℃에서 48시간 배양한 후 나타난 colony수를 계측하였다. 색상은 색차계(Chromameter, CR-200, Minolta, Japan)로 청국장 표면의 L*(lightness), a*(redness), b*(yellowness) 값을 측정 하였다(23).
성능/효과
- 2) Means with different superscripts within a row indicate significant differences at p<0.05.
- 2) Means with different superscripts within a row indicate significant differences at p<0.05.
- 2) Means with different superscripts within a row indicate significant differences at p<0.05.
- Glucosamine 함량은 키토산의 첨가량이 증가함에 따라 높았으며, 키토산 0.5 및 1% 첨가 청국장이 무첨가에 비하여 각각 4.8배와 9.5배 높았다. Glucosamine은 연골의 구성성분인 glycosaminoglycan의 전구물질로 골관절염에 효과가 있으며 (37), 곰팡이, 세균 등이 생성하는 chitosanase를 이용하여 키토산으로부터 만들어진다(38).
- 점질물 함량은 유의차가 없었으나 glucosamine, 지질, 총 유리아미노산 및 지방산 함량은 키토산 첨가량에 따라 증가하였다. 관능검사 결과 유의성은 없으나 키토산을 첨가함으로써 청국장의 쓴맛과 냄새를 감소하고 구수한 맛을 증가시켜 종합적 기호도를 향상시키는 효과가 있었다.
- 색상 중 L*값은 키토산 무첨가 청국장에서는 49.82였으나 0.5 및 1% 키토산 첨가 청국장에서는 각각 45.41 및 43.64로 키토산 첨가량이 증가함에 따라 다소 낮아지는 경향을 보였다. 그러 나 a*값은 키토산의 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으나 b*값은 반대의 현상을 나타내었다.
- 5 및 1%되게 첨가하여 발효시킨 청국장의 일반성분 함량을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 수분함량은 59.42~60.82%, 단백질함량은 12.63~ 13.55%, 탄수화물은 16.45~18.56%, 회분은 0.61-0.72% 범위로 키토산첨가량에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았으나 지질함량은 키토산을 0.5 및 1%를 첨가한 청국장이 무첨가 청국장에 비하여 각각 26% 및 63%가 높았다.
- 유리 아미노산과 지방산 분석은 2회 반복 측정한 평균치로, 기타 분석은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었으며, 관능검사 결과는 관능요원 25명의 평균치와 표준편차로 나타내었다. 유의성 검증은 version 12의 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc.
- 키토산의 첨가량에 따라 L*값 및 b*값은 감소하였으나 a"값은 증가하는 경향을 보였다. 점질물 함량은 유의차가 없었으나 glucosamine, 지질, 총 유리아미노산 및 지방산 함량은 키토산 첨가량에 따라 증가하였다. 관능검사 결과 유의성은 없으나 키토산을 첨가함으로써 청국장의 쓴맛과 냄새를 감소하고 구수한 맛을 증가시켜 종합적 기호도를 향상시키는 효과가 있었다.
- 청국장의 pH와 총균수는 각각 8.04-8.17 및 8.60-9.01 log CFU/g 범위로 키토산의 첨가량에 따라 pH는 유의차가 없었다. 청국장의 pH는 발효 중에 생성되는 아미노산과 ammonia에 의 해서 높아지는데, Seok 등(29)은 증자콩의 pH는 6.
- 5 및 1% 되게 첨가한 청국장의 유리아미노산 함량을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 청국장의 총 유리아미노산 함량은 키토산의 첨가량이 증가할수록 높았다. 청국장의 주요 유리아미노산으로는 glutamic acid, leucine 및 phenylalanine으로 이 3종 아미노산들의 함량은 전체 유리아미노산 함량의 47~49%를 차지하였다.
- 키토산을 농도별로 첨가하여 발효시킨 청국장의 관능검사를 행한 결과(Table5), 키토산을 첨가한 청국장에서는 유 의 차는 없으나 무첨가에 비하여 쓴맛의 강도가 낮고 구수한 맛은 높으며, 청국장 냄새는 감소하는 경향을 보였으며, 종합적 기호도는 1%첨가 청국장에서 유의적으로 높았다. 일반적으로 나타나는 청국장의 쓴맛은 발효에 의하여 생성된 아미노산인 leucine에 의 하나(43), 이 쓴맛의 정도는 함께 생성되는 구수한 맛을 띠는 glutamic acid와 aspartic acid, 단맛을 띠는 alanine, glycine 및 lysine의 함량에 따라 달라진다(2).
후속연구
- 그러 나 a*값은 키토산의 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으나 b*값은 반대의 현상을 나타내었다. 키토산의 첨가로 청국장의 색상변화가 일어나는 현상에 대해서는 앞으로의 연구가 요망된다.
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