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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 대두단백질의 품질특성을 향상시키기 위하여 효소의 종류 및 효소처리 시간을 달리하여 조직 대두단백을 효소 처리하여 , 이 중 가장 좋은 품질특성을 갖는 효소처리조건을 찾아내고 이를 재료로 하여 콩까스를 개발하고자 하였다. 또한 콩까스의 기능적 품질특성을 측정하기 위해 가수분해도, 보수력, 유지결합력을 측정하였고 제조된 콩까스의 색도, 텍스쳐, 관능평가를 통하여 품질 특성을 알아보고자 하였다.
- 하였다. 또한 콩까스의 기능적 품질특성을 측정하기 위해 가수분해도, 보수력, 유지결합력을 측정하였고 제조된 콩까스의 색도, 텍스쳐, 관능평가를 통하여 품질 특성을 알아보고자 하였다.
- 돈까스의 경우 가격이 저렴하고 좋은 단백질 공급원일 뿐만이니라 조리과정이 간단하다는 장점에도 불구하고 돼지고기 등심에 포함된 지방성분과 튀김과정에서 발생하는 열량의 증가 때문에 국민에게 선호되지 않는 식품 중의 하나이다. 특히 국민의 열량섭취 증가로 인하여 성인병과 소아비만이 증가하여 의료비 부담이 날로 늘어나고(Han 등 2002) FTA 의 소고기 협상이후 고기에 대한 국민들의 신뢰가 떨어진 현 시점에서 기능성 식물성 재료인 콩을 활용한 콩까스의제조를 통하여 국민의 영양개선과 성인병 감소 등 국민 건강에 기여하고 고기의 대체식품으로서의 시장성을 확보하고자 한다.
제안 방법
- 불린 조직 대두단백은 물에 4번 세척한 후 믹서 ((주)부원생활가전 BW-2300) 으로 세절하고 조직대두단백과 증류수의 비율을 1: 9로 하여 효소 처리하였다. 10% 조직대두단백 용액에 Flavourzyme 0.3%와 Protamex 0.1%를 5CTC에서 각각 10분과 20분간 처리하였으며, 이는 예비실험을 통하여 적절한 농도와 시간을 선택한 것이다. 효소처리가 끝난 조직대두단백 용액을 Flavorvourzyme 처리군은 80℃에서 10분간, Protamex 처리군은 85℃에서 10분간 열처리하여 효소를 불활성화하였으며, 효소처리가 끝난 후에는 autoclave 121℃에서 15 분간 멸균 처리하였다.
- 제공하였다. cutlet에 대한 기호도를 알아보기 위하여 외관(5, 외관상 매우 좋다: 1, 외관상 매우 나쁘다), 색, 풍미, 씹힘성(5, 매우 좋다: 1, 매우 좋지 않다), 콩비린내(5, 전혀 나지 않는다: 1, 매우 강하게 난다), 전반적인 바람직성(5, 매우 바람직하다: 1, 매우 바람직하지 않다:)에 대해 5점 평점법으로 관능검사를 실시하였다.
- 조직대두단백을 물에 담가 10분씩 3회로 나누어 물기를 짠 후 30분간 물에 불린다. 불린 조직 대두단백은 물에 4번 세척한 후 믹서 ((주)부원생활가전 BW-2300) 으로 세절하고 조직대두단백과 증류수의 비율을 1: 9로 하여 효소 처리하였다. 10% 조직대두단백 용액에 Flavourzyme 0.
- 효소처리가 끝난 조직대두단백 용액을 Flavorvourzyme 처리군은 80℃에서 10분간, Protamex 처리군은 85℃에서 10분간 열처리하여 효소를 불활성화하였으며, 효소처리가 끝난 후에는 autoclave 121℃에서 15 분간 멸균 처리하였다. 불활성화 과정과 멸균처리 과정까지 이중으로 열처리를 받게 되면 자연 단백질의 변성을 유도하여 품질에 영향을 미칠 수 있겠으나, 본 실험에서는 콩까스의 제조 전에 효소처리 효과를 보기위하여 품질특성을 위한 불활성화 작업을 하게 되었다. 불활성화 작업은 제품의 산업화 시에 생략 가능하다.
- 이를 4, 000 rpm에서 20분간 원심분리한 후 상등액은 버리고 원심관을 여과지 위에 거꾸로 1시간 동안 방치하여 관 벽에 남은 기름을 제거하였다. 이때 기름과 함께 유출되는 침전물이 여과지 위에 남게 되므로 이를 수거하여 다시 원심관에 넣은 후 침전물의 중량(B)을 재어서 유지결합력을 계산하였다.
- 콩까스의 색도는 180℃에서 2분간 deep frying 한 후 품온이 45±2℃에 도달했을 때 Color difference meter (CQ1200X Hunter Lab, USA)를 이용하여 측정하였으며, Hunter 색차계의 White standard plate(L = 93.36, a = -0.97, b=0.43)를 표준으로 하여 L(명도), a(적색도), b(황색도)의 값(AE)을 측정하였다.
- 콩까스의 텍스쳐는 제조한 콩까스를 50 X 50x 10 mm로절단하여 Texture analyzer (TA-HDi, Stable Micro Systemsc, Ltd., England)를 이용하여 측정하였으며, 끝부분이 평평한 직경이 20 mm인 probe를 이용하여 50x50 X10 mm 크기의 패티를 높이의 40%까지 2회 반복 압착 시험하여 texture profile analysis(TPA) curve를 얻어 견고성 (hardness), 응집 성 (cohesiveness), 탄성 (springiness),껌성 (gumminess), 씹힘성 (chewiness)을 측정하였다.
- 콩까스의 품질 향상을 위해서 효소의 종류(Flavourzyme 0.3%, Protamex 0.1%)와 효소처리시간(10분, 20분)을 달리하여 처리한 조직대두단백을 이용한 콩까스를 제조한 후 그 품질특성을 연구한 결과는 다음과 같다.
- 1%를 5CTC에서 각각 10분과 20분간 처리하였으며, 이는 예비실험을 통하여 적절한 농도와 시간을 선택한 것이다. 효소처리가 끝난 조직대두단백 용액을 Flavorvourzyme 처리군은 80℃에서 10분간, Protamex 처리군은 85℃에서 10분간 열처리하여 효소를 불활성화하였으며, 효소처리가 끝난 후에는 autoclave 121℃에서 15 분간 멸균 처리하였다. 불활성화 과정과 멸균처리 과정까지 이중으로 열처리를 받게 되면 자연 단백질의 변성을 유도하여 품질에 영향을 미칠 수 있겠으나, 본 실험에서는 콩까스의 제조 전에 효소처리 효과를 보기위하여 품질특성을 위한 불활성화 작업을 하게 되었다.
- 효소처리방법은 Kim(Lee) 등(1992)의 방법을 약간 변형하여 사용하였다. 조직대두단백을 물에 담가 10분씩 3회로 나누어 물기를 짠 후 30분간 물에 불린다.
대상 데이터
- 관능검사는 중앙대학교 식품영양학과 학부생 및 대학원생 30명을 대상으로 실시하였으며 시료는 180℃에서 2분간 deep frying한 후 중심부 온도가 60±3℃일때 제공하였다. cutlet에 대한 기호도를 알아보기 위하여 외관(5, 외관상 매우 좋다: 1, 외관상 매우 나쁘다), 색, 풍미, 씹힘성(5, 매우 좋다: 1, 매우 좋지 않다), 콩비린내(5, 전혀 나지 않는다: 1, 매우 강하게 난다), 전반적인 바람직성(5, 매우 바람직하다: 1, 매우 바람직하지 않다:)에 대해 5점 평점법으로 관능검사를 실시하였다.
- 또한 대조군으로는 효소처리하지 않은 조직 대두 단백과 돼지고기 갈은 것으로 제조한 콩까스를 사용하였으며 , 시판제품은 (주)베지푸드에서 구입한 콩까스를 사용하였다.
- 조직대두단백은 VETEX 1400N(Stentrian Industries, Taiwan)을 (주)베지푸드에서 구입하여 사용하였고 단백분해효소인 Flavourzyme™{Asp, oryzae origin)과 P* rotamex {Bacillus protease)는 Novo Nordisk사의 것을 사용하였다. 또한 대조군으로는 효소처리하지 않은 조직 대두 단백과 돼지고기 갈은 것으로 제조한 콩까스를 사용하였으며 , 시판제품은 (주)베지푸드에서 구입한 콩까스를 사용하였다.
데이터처리
- 관능검사를 제외한 모든 실험은 3회 이상 반복하여 언어 진 결과에 대하여 측정 하였고 실험 결과 언어진 자료에 대한 통계처기는 SAS package를 사용하였으며, 분산분석한 결과 시료간에 유의차가 있는 항목에 대해서 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
이론/모형
-
1) 가수분해도
가수분해도(Degree of Hydrolysis: DH)의 측정 방법은 조직 대두단백 1 g을 증류수 99 mL에 용해하여 이 중 1 mL 를 취하여 Lowry법 (1951)으로 질소량을 측정하였으며 , 다시 10 mL를 취하여 20% TCA용액 10 mL와 혼합한 후 5, 000 rpm에서 15분간 원심분리한 다음, 상층액 1 mL를취하여 Lowry법으로 질소량을 측정하였다. 가수분 해도는 다음 식에 의하여 계산하였다.
- 보수력은 Estelle 등(1986)의 방법에 따라 시료 10 g(A) 을 취하여 40 mL 증류수가 담긴 tube에 넣은 후 잘 섞어주고 30℃ 항온조에서 30분간 정치시킨 다음 4, 000 rpm 에서 30분간원심분리(Model SR 2022, Jouan Co., France) 한 다음 상등액을 제거하고, 다시 10분간 방치한 후에 생성된 상등액을 스포이드로 제거한 다음 침전물의 중량(B)을 재어서 보수력을 계산하였다.
성능/효과
- 1% 처리근이 높았다. 10분 처리시에는 Protamex 0.1% 처리근이 215.23%로 Flavourzyme 0.3% 처리군 153.84보다 높은 수치를 보였으나, 20분 처리시에 Flavourzyme 0.3% 처리근은 178.05%, Protamex 0.1% 처리근은 187.96%으로 비슷하였다. 이는 한 분자 내에 친수성기와 소수성기를 동시에 가지고 있는 유화제의 역할을 할 수 있는 단백질 분자의 수가 단백분해효소에 의한 가수분해에 의하여 증가하였으므로(Altschul & Wilcke, 1985) 유지결합력 또한 증가하였다고 보여진다.
- 1>과 같다. Protamex 0.1% 보다 Flavourzyme 0.3%를 처리한 조직대두단백의 가수분 해도가 높았다. 또한 효소처리시간이 증가할수록 조직 대두단백의 가수분해도가 증가하였는데, Flavourzyme 0.
- O5). b값과 AE값은 Flavourzyme 0.3% 를 20분 처리한 것이 가장 높게 나타났으며 다른 시료들과 유의적인 차이가 있었고(P<O.O5) 결과적으로 효소처리군은 10분 처리군보다 20분 처리군이 더 높았다(p<0.05).
- 때문으로 해석된다. 결과적으로 콩까스는 돈육으로 만든 돈까스에 비해 관능적 특성이 낮게 평가되었는데, 이는 지방이 포함되어 있는 돈까스에 비해 단백질만을 사용하여 제조한 콩까스는 지방함량에 따라 관능적으로 돈까스에 미치지 못하는 것으로 생각된다.
- 3%를 처리한 조직대두단백의 가수분 해도가 높았다. 또한 효소처리시간이 증가할수록 조직 대두단백의 가수분해도가 증가하였는데, Flavourzyme 0.3%로 10 분간 효소처 리한 조직 대두단백의 가수분해도는 17.83%, 20 분의 경우는 31.20% 였다. Protamex 0.
- 씹힘성이나 견고성, 가수분해도, 보수력, 유지결합력, 관능평가의 항목에서 Protamex 0.1%를 처리한 것이 Flavourzyme 0.3%처리한 것보다 높은 수치를 보였으며, Protamex 0.1% 처리근은 control보다 높은 수치를 보였다. 한편, 효소처기시간을 10분 처리한 것보다 20분 처리한 것이 보수력, 유지결합력, 탄성을 제외한 모든 항목에서 좋은 결과를 보였다.
- 05). 응집성은 Protamex 0.1% 10분이 Protamex 0.1% 20분보다 높았으며, Flavourzyme 0.3% 10분이 Flavourzyme 0.3% 20분보다 높았다. Pork 는 Control, Protamex 0.
- 외관과 색에서는 각 시료들 간에 유의적인 차이가 없었다. 전반적인 바람직성의 경우에서는 돈까스가 가장 높은 평가를 받았으며, 효소처기근에서는 Protamex 0.1% 20분처기근이 가장 바람직하게 평가되었다.
- 콩 비린내는 돈까스와 Protamex 0.1% 20분 처리근이 가장 콩 비린내가 덜 나는 것으로 평가되었다. 풍미와 씹힘성에서도 돈까스와 Protamex 0.
- (Figure 4>와 같다. 콩까스의 견고성은 Flavourzyme 10분이 Flavourzyme 20분보다 높았으며, Protamex 20분이 Protamex 10분보다 높았다. Pork는 Protamex 10분, Protamex 20분, Control, Flavourzyme 10분, Flavourzyme 20분보다 높았다(p<0.
- 3% 20분 처리군보다 높았다. 탄성은 Flavourzyme 0.3% 20분 처리군이 Flavourzyme 0.3% 10분 처리군보다 높았고, Protamex 0.1% 10분 처리 군이 Protamex 0.1% 20분 처리군보다 높았다(p<0.05). 이러한 데이터 결과가 나온 이유는 Lee 등(2003)에 의하면 껌 성이 견고성과 응집성의 영향을 받고 씹힘성 또한 견고성, 응집성, 탄력성에 비례한다고 하였는데 이는 결과적으로 껌성 및 견고성이 유사하게 나타난 결과와 일치한다.
- 1% 20분 처리근이 가장 콩 비린내가 덜 나는 것으로 평가되었다. 풍미와 씹힘성에서도 돈까스와 Protamex 0.1% 20분 처리근이 가장 좋게 평가되었다. 외관과 색에서는 각 시료들 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 1% 처리근은 control보다 높은 수치를 보였다. 한편, 효소처기시간을 10분 처리한 것보다 20분 처리한 것이 보수력, 유지결합력, 탄성을 제외한 모든 항목에서 좋은 결과를 보였다. 효소처리를 한 시료들 중에 Protamex 0.
- 보수력은 (Figure 2>와 같다. 효소의 종류와 효소 처리 시간을 달리한 조직대두단백의 보수력은 Protamex 0.1% 10분 처기근이 531.99%로 가장 높은 수치를 보였으며, Flavourzyme 0.3% 10분 처리근은 458.85%였다. 20 분에서는 Flvourzyme 0.
- 유지결합력은 (Figure 3>과 같다. 효소의 종류와효소처기시간을 달리한 조직대두단백의 유지결합력은 Protamex 0.1% 처리근이 높았다. 10분 처리시에는 Protamex 0.
- 37로 가장 큰 수치를 보였다. 효소처리를 한 것이 대조군 45.43±0.47에 비해 높았으며, 10분 처기근보다 20분 처기근이 더 높은 수치를 보였다. Pork는 47.
- 한편, 효소처기시간을 10분 처리한 것보다 20분 처리한 것이 보수력, 유지결합력, 탄성을 제외한 모든 항목에서 좋은 결과를 보였다. 효소처리를 한 시료들 중에 Protamex 0.1% 20분을 처리한 것이 가장 좋은 효소의 종류와 효소 처리 시간이라고 판정되었다. 텍스처나 관능 면에서 pork가 다른 시료들보다 높은 값을 보였다.
후속연구
- 또한 본 연구에서의 효소처리를 통해 풍미를 개선시키는결과를 얻었고, 시판 콩까스 제품보다 더 좋은 콩까스를 개발할 수 있을 것이라 생각되었으며, 더 나아가 텍스쳐 측면에서도 품질향상을 위한 연구를 진행함으로써 돈육 대체 식품의 질감을 향상시키며 돈육에 가까운 대체식품을 만들 수 있을 것이라 생각된다.
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