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문제 정의
- SPME 방법은 휘발성 화합물을 용매없이 fhsed-silica로 코팅된 fiber에 직접 추출, 농축하는 장점으로 널리 이용되고 있다(20). 본 연구에서는 전통 된장과 공장산 제품을 재료로 SPME 방법으로 가열 조리시의 향기 성분의 변화를 파악하고 이를 바탕으로 된장 관련 조리식품 개발에서의 기초자료로 삼고자 한다.
가설 설정
- 3) Compounds by order of their Kovats indices in a chemical class.
제안 방법
- GC-MS에 의해 분리된 각각의 peak 성분은 mass spectra와 Wiley 275 mass spectral database (Hewlett-packard, Palo Alto, CA)의 mass spectra를 비교하고, C8-C24의 알칸(Aldrich, Milwaukee, MN, USA)을 사용하여 각각 peak의 linear retention index를 구하여(Kovats) 이를 표준시료(또는 문헌와의 비교를 통해 두 개의 조건에 모두 맞는 경우 동정된 것으로 하였다. 휘발성 향기성분의 정량은 내부표준물질 (2-methyl-1-pentanol)의 peak area와 동정 된 휘발성 향기성분의 peak area의 비율로 나타내어 양을 비교하였다(21).
- HS-SPME에 의해 얻어진 각각의 향기성분은 GC/MS(Agilent 6890 gas chromatography/5973 mass selective detector, Agilent Co., Palo Alto, CA, USA)로 분석하였다. 실험에 사용한 columne DB-WAX(30 m length x 0.
- PA, USA)으로 입구를 밀봉하였다. Viale 각각의 가열온도별(상온, 50℃, 100℃) 조건에서 30분 동안 magnetic bar를 이용하여 교.반하면서 평형상태를 만들었다.
- 05). 가열조건에 따른 휘발성 향기 성분의 변화와 된장 시료 간의 차이를 파악하고자 주성분분석을 실시하였다. 동정된 51개 성분에서 한 시료에서만 검출된 4개 성분을 제외하고 47개 성분을 이용하여 주성분 분석을 한 결과는 Fig.
- 유리병에 SPME fiber needle을 넣고 30분 동안 휘발성 성분을 흡착시키고, 220℃의 GC-MS injection por에서 5분간 탈착하여 분석하였다. 된장의 향기 성분 회수를 위해 적합한 SPME fiber(Supelco, Bellafonte, PA, USA) 선정을 위해 4종의 SPME fiber (polydimethylsiloxane/divinylben-zene(65 pm), polydimethylsiloxane/carboxen(75 |im), polydimethylsiloxane(100㎛)와 divinylbenzene/carboxen/PDMS(50/30 (㎛))를 이용하여 1 종의 된장시료에 대해 분석을 실시하였다. 휘발성 성분의 포집, 농축의 재현성 및 peak 감도를 분석한 결과 divinyl-benzene/carboxen/PDMS(50/30 pm) 사용 시 가장 많은 성분의 휘발성분이 포집 및 농축되어 이를 최종 분석 fiber로 선정하였다.
- 반하면서 평형상태를 만들었다. 유리병에 SPME fiber needle을 넣고 30분 동안 휘발성 성분을 흡착시키고, 220℃의 GC-MS injection por에서 5분간 탈착하여 분석하였다. 된장의 향기 성분 회수를 위해 적합한 SPME fiber(Supelco, Bellafonte, PA, USA) 선정을 위해 4종의 SPME fiber (polydimethylsiloxane/divinylben-zene(65 pm), polydimethylsiloxane/carboxen(75 |im), polydimethylsiloxane(100㎛)와 divinylbenzene/carboxen/PDMS(50/30 (㎛))를 이용하여 1 종의 된장시료에 대해 분석을 실시하였다.
- 된장의 향기 성분 회수를 위해 적합한 SPME fiber(Supelco, Bellafonte, PA, USA) 선정을 위해 4종의 SPME fiber (polydimethylsiloxane/divinylben-zene(65 pm), polydimethylsiloxane/carboxen(75 |im), polydimethylsiloxane(100㎛)와 divinylbenzene/carboxen/PDMS(50/30 (㎛))를 이용하여 1 종의 된장시료에 대해 분석을 실시하였다. 휘발성 성분의 포집, 농축의 재현성 및 peak 감도를 분석한 결과 divinyl-benzene/carboxen/PDMS(50/30 pm) 사용 시 가장 많은 성분의 휘발성분이 포집 및 농축되어 이를 최종 분석 fiber로 선정하였다.
- 조건에 모두 맞는 경우 동정된 것으로 하였다. 휘발성 향기성분의 정량은 내부표준물질 (2-methyl-1-pentanol)의 peak area와 동정 된 휘발성 향기성분의 peak area의 비율로 나타내어 양을 비교하였다(21).
대상 데이터
- 사용하였다. 공장산 된장인 j는 밀 코지를 이용하여 Aspergillus oryzaee 접종하여 제조한 제품으로 주요 원부 재료로 콩 53.4%, 메주 16%, 소금, 코지가 사용되었다. 전통 된장인 A는 전통 메주생산 방식으로 제조된 제품으로 전분 재료 없이 콩만 사용되었다.
- 본 연구에 사용한 된장 시료는 시판 된장 중에 시장 점유율이 높고 대형 할인점에서 유통되는 공장산 된장 1종 (J)과 우체국 택배를 통해 판매되는 전통 된장 1종(A)을 구입하여 4℃에 저장, 보관하며 사용하였다. 공장산 된장인 j는 밀 코지를 이용하여 Aspergillus oryzaee 접종하여 제조한 제품으로 주요 원부 재료로 콩 53.
- , Palo Alto, CA, USA)로 분석하였다. 실험에 사용한 columne DB-WAX(30 m length x 0.32 mm i.d. x 0.25 pm film thickness, J&W Scientific, Folsom, CA, USA)를 사용하였다. 이동상 기체는 helium으로 유속은 1.
- 전통 된장인 A는 전통 메주생산 방식으로 제조된 제품으로 전분 재료 없이 콩만 사용되었다. 향기성분 화합물의 표준시약과 내부표준물질로 사용한 2-methyl-1-pentanol 및 NaCl온 Aldrich-Sigma(Milwaukee, WI, USA)에서 구입하였다.
데이터처리
- 분석 결과는 Windows 7.2의 SAS (Statistical Analysis Systems Cary, NC, USA)를 이용하여 분산분석 (ANOVA)을 실시하였고 시료의 분포와 휘발성 향기성분간의 관계를 파악하기 위해 XLSTAT ver. 2007.1(Addinsoft, New York, NY, USA)을 이용하여 주성분 분석 (principal component analysis, PCA)을 실시하였다.
성능/효과
- 공장산 제품과 전통된장 제품간의 차이가 크게 나타나지 않았고 가열에 따른 함량 변화도 에스터류에 비해 낮은 것으로 나타났다. 알데히드류는 7개의 성분이(2-francarboxaldehyde, benzaldehyde, 5-methyl furfural, benzacetaldehyde, 2-phenyl-2-butenal, 5-methyl-2-phenyl-2-hexenal) 확인되었고, 이들 성분은 주로 단향, 견과류, 카라멜관련 바람직한 풍미를 나타내는 것으로 알려졌다 (26).
- 기타 휘발성 향기성분으로 대표적인 마이얄반응 분해산물인 2-pentylfuran, acetyl pyrrole과 malt이이 검출되었고 이들 성분의 함량은 가열에 따라 증가하였으나 공장산 제품의 증가폭이 전통 된장에 비해 크게 높은 것으로 나타났다.
- 과일향을 나타내는 적은 분자량의 에스터류인 eHiyl butanoate, ethyl-2-methylbutanoate, ethyl-3-methylbutanoate 등은 공장산 제품에서 높게 나타났고 가열에 따라 함량이 감소하였다. 반면 ethyl tetradecanoate, ethyl pentandecanoate와 ethyl hexade-canoate와 같은 고분자량의 지방산과 결합된 에스터류는 가열함에 따라 생성되고 그 함량도 매우 높게 나타났다. 이러한 고 분량의 에스터는 중국의 suf(22), 일본 미소(23)와 한국의 된장 제품 (12, 14-15, 17)에서도 보고된 바 있다.
- 본 연구에서 검출된 에스터류에 대해 살펴보면, 공장산 제품인 J에서는 상온에서는 12개, 가열에 따라 검출된 성분이 늘어나 100℃로 가열 시에는 18개의 성분이 검출되었다. 정량 분석된 총 에스터류의 함량도 상온에서는 5.
- 분산분석 결과 동정된 모든 휘발성 향기성분에서 시료간의 유의적 차이가 나타났다(p<0.05). 가열조건에 따른 휘발성 향기 성분의 변화와 된장 시료 간의 차이를 파악하고자 주성분분석을 실시하였다.
- 산 성분은 6개 성분이 검출되었고, 공장산 제품보다 전통 된장에서 가열 50℃ 조건을 제외하고는 많은 함량이 검출되었다. 공장산 제품인 J의 경우 acetic acid가 가장 높은 함량을 나타내었으나 전통 된장제품인 A에서는 2/3-methyl butanoic acid가 주요 성분으로 나타났다.
- 40%를 설명하는 2차원적인 모델을 나타냈다. 상온에서 분석된 공장산 된장(JRT)과 전통된장(ART)은 3사분면에 분포하여 향기 성분에서 큰 차이를 나타내지 않았으나 가열함에 따라 공장산 제품은 4사분면 방향으로 이동하는 것으로 나타났고, 반면 전통제품은 1사분면으로 변화하는 것으로 나타났다. 따라서 가열에 따라 전통과 공장산 제품의 풍미 특성의 차이가 증가하는 것으로 여겨진다.
- 정성된 화합물은 2개의 시료에서 51개의 향기성분이 확인되었고 동정된 성분을 화학적 특성에 따라 분류하면 18 esters, 3 alcohols 6 acids, 8 pyrazines, 5 volatile phenols, 1 ketones, 6 aldehydes와 47개의 기|타성분이 동정되었다. 에스터 성분과 산 성분이 동정된 화합물 중두 개 시료에서 모두 가장 높은 농도를 차지하였고 그 중 eHiyl 2-methylbutanoate, ethyl 3-methylbutanoate, ethyl hexadecanoate, acetic acid, 2-methyl-propanoic acid, 2/3-methyl butanoic acid, 2-pentyl-furan, tetramethyl-pyrazine과 benzaldehyde가 주요 성분으로 나타났다. 이는 전통된장 및 개량된장의 향기성분으로 보고한 연구 결과와 유사한 경향을 나타내었다(10-19).
- 가열 시에는 18개의 성분이 검출되었다. 정량 분석된 총 에스터류의 함량도 상온에서는 5.83 ppm이었으나 가열에 따라 증가하여 100℃에서는 851.87 ppm이 검출되어 가열에 따라 에스터 성분의 증가하는 것으로 나타났다. 반면 전통된장 시료인 A 에서는 검출된 에스터류는 7개, 가열에 따라 각각 9개, 10개로 나타나 공장산 제품에 비해 에스터류가 적게 검출되고 함량도 낮게 나타났다.
- 후 GC/MS로 분석한 결과는 Table 1과 같다. 정성된 화합물은 2개의 시료에서 51개의 향기성분이 확인되었고 동정된 성분을 화학적 특성에 따라 분류하면 18 esters, 3 alcohols 6 acids, 8 pyrazines, 5 volatile phenols, 1 ketones, 6 aldehydes와 47개의 기|타성분이 동정되었다. 에스터 성분과 산 성분이 동정된 화합물 중두 개 시료에서 모두 가장 높은 농도를 차지하였고 그 중 eHiyl 2-methylbutanoate, ethyl 3-methylbutanoate, ethyl hexadecanoate, acetic acid, 2-methyl-propanoic acid, 2/3-methyl butanoic acid, 2-pentyl-furan, tetramethyl-pyrazine과 benzaldehyde가 주요 성분으로 나타났다.
- 알데히드류는 7개의 성분이(2-francarboxaldehyde, benzaldehyde, 5-methyl furfural, benzacetaldehyde, 2-phenyl-2-butenal, 5-methyl-2-phenyl-2-hexenal) 확인되었고, 이들 성분은 주로 단향, 견과류, 카라멜관련 바람직한 풍미를 나타내는 것으로 알려졌다 (26). 퓨란 유도체는 된장 제조 과정 중 생성되는 당의 가열에 따른 마이얄 반응으로 생성되는 것으로 알려졌고(12), 실제로 본 연구에서 가열에 따라 함량이 증가됨을 확인할 수 있었다.
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