[논문]소맥 gluten 산가수분해물을 이용한 마이야르 반응물질의 이화학적 특성 및 항산화성

김윤숙; 문지혜; 최인욱; 최희돈

소맥 gluten 산가수분해물을 이용한 마이야르 반응물질의 이화학적 특성 및 항산화성
Physicochemical Properties and Antioxidant Activities of Maillard Reaction Products from Hydrolyzed Wheat Gluten 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.41 no.2 = no.204, 2009년, pp.122 - 130

김윤숙 (한국식품연구원) , 문지혜 (한국식품연구원) , 최인욱 (한국식품연구원) , 최희돈 (한국식품연구원)

초록
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본 연구는 식물단백 가수분해물(HVP)인 소맥 gluten 산가수분해물과 환원당(glucose, fructose, ribose)을 기본 원료로 하여 여러가지 반응온도, 반응시간, pH, 반응용매 등 다양한 반응조건 model system 하에서 MRP를 제조하였다. 이와 더불어 이화학적 특성, 항산화 특성, 관능적 특성을 종합적으로 비교하여 meat flavor에 근접하는 적절한 반응조건을 찾고자 하였다. 반응온도와 압력, 시간 등 반응조건이 높아짐에 따라 갈변도와 항산화 활성효과는 증가하였으며 이러한 이화학적 특성과 항산화 활성을 고려하여 관능적 특성이 meat-like flavor에 근접하는 적당한 기질로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물로 조합된 MRP를 선정하였다. R/HWG의 고기향 발현에 대한 관능평가 결과를 바탕으로 이에 대하여 반응시간을 세분화한 결과 mild한 고기 냄새와 달콤한 향을 가져 높은 기호성을 나타낸 최적의 반응조건으로 oil-bath에서 140$^{\circ}C$, 30분의 온도와 시간을 설정하였다. 선정된 기질과 반응온도를 고정해두고 반응액의 pH가 변화됨에 따른반응 생성물의 반응성과 향미변화를 관찰하였는데 pH가 높아질수록 갈변도와 항산화 효과 모두 증가하나 pH 11에서 탄내 등을 나타내 관능적 평가가 낮아져 pH 9로 조정하는 것이 가장 좋았으며 풍미가 상당히 개선되었다. 이에 대하여 반응성을 증가시키기 위해 반응용매로 증류수, 50% ethanol, 50% glycerol의 반응용매를 사용한 결과 증류수보다는 50% ethanol, 50% glycerol로 반응 시 DPPH radical 소거율과 hydroxy radical 소거활성이 더높았으며 50% glycerol을 사용한 경우가 가장 높은 효과를 보였다. 그러나 관능평가에서 50% ethanol 사용 시 간장냄새와 다른 이취가 높았고 50% glycerol은 고기 향에 근접하였으나 높은 강도로 인해 기호도가 높지 않았다. 본 연구에서는 최종적으로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물 반응계를 이용하여 물을 반응용매로 하여 pH 9로 조절하여 140$^{\circ}C$, 30분 동안 반응시킨 것이 고기향에 근접한 향의 발현에 가장 좋은 조건으로 선정되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Maillard reaction products (MRPs) were produced from aqueous solution of various sugars with hydrolyzed wheat gluten (HWG) with different temperatures, pressures, pH values and solvents. The physicochemical properties of MRPs were investigated and DPPH and hydroxyl radical scavenging activity and sensory properties were also assessed. MRPs from ribose and HWG evidenced the highest preference for meaty flavor and antioxidant activity and also evidenced higher antioxidant activity with larger pH reductions and higher browning index increases than were observed in other MRPs. The antioxidant activities were increased with increased reaction temperature and pressure. The most preferred meaty flavor was obtained from MRPs with ribose at 140$^{\circ}C$ in an oil bath with the pH adjusted to 9 in water as a solvent, and heated for 30 mins.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 식물단백 가수분해물인 소맥 gluten 산 가수분해물과 여러 종류의 환원당을 기질로 한 연구들을 바탕으로 하여 MRP의 기능성을 향상시키고자 반응온도, 반응시간, pH, 반응용매 등 다양한 반응 model system에서 생산하여 이화학적 특성, 항산화 특성, 관능적 특성을 종합적으로 비교분석하여 meat flavor에 근접하는 최적의 반응조건을 제시하고자 하였다.
본 연구는 식물단백 가수분해물(HVP)인 소맥 gluten 산가수분해물과 환원당(glucose, fructose, ribose)을 기본 원료로 하여 여러가지 반응온도, 반응시간, pH, 반응용매 등 다양한 반응조건 model system 하에서 MRP를 제조하였다. 이와 더불어 이화학적 특성, 항산화 특성, 관능적 특성을 종합적으로 비교하여 meat flavor에 근접하는 적절한 반응조건을 찾고자 하였다.

가설 설정

1)Different letters indicate significant difference at the level of p < 0.05 between samples.
3)Values with the same letter in the same column are not significantly different ( p < 0.05).
3)Values with the same letter in the same column are not significantly different (p <0.05).
3)Values with the same letter in the same column are not significantly different( p < 0.05).
5)Values with the same letter in the same column are not significantly different (p < 0.05).
6)Values with the same letter in the same column are not significantly different ( p < 0.05).

제안 방법

선정된 기질의 풍미를 개선시키기 위하여 반응액 초기 pH 조절을 실시하였다. 1 N NaOH와 1 N HCl을 사용하여 pH 3, 5, 7, 9, 11로 조절하여 준 후 최종 반응용액의 양을 50 mL로 하여 환류냉각관을 연결시킨 뒤 oil bath에서 140℃로 유지시켜 30분간 반응시킨 후 시료 간의 특징을 비교하였다. 반응용매에 따른 MRP의 이화학적 특성과 항산화 활성을 비교하기 위해 ribose/소맥 gluten 산가수분해물을 pH 9의 증류수, 50% ethanol 및 50% glycerol 용매에 용해한 후 최종 부피를 50 mL로 정용하여 oil-bath 에서 140℃로 30분간 반응시킨 후 냉각시켜 분석을 행하였다.
Hydroxyl radical 소거율이 50%일 때의 MRP의 희석배수(DF) 를 산출하여(IC₅₀) 각 시료의 소거활성을 비교하였다.
MRP용액의 pH는 pH meter(720 A, Orion Research Inc., Beverly, MA, USA) 를 사용하여 측정하였다. 갈변도는 MRP를 증류수로 희석하여 spectrophotometer(DU650 spectrophotometer, Beckman, Fullerton, CA, USA)를 사용하여 갈색색소의 측정범위인 420 nm 에서 측정하였다.
Ko 등(3)은 HVP 첨가구의 시간에 따른 향 변화로 황내와 단내에서 시간이 증가할수록 고기 냄새에 가까워지고 시간이 더 경과될수록 탄내를 나타내어 시간이 증가할수록 관능적 특성이 저하된 바 있다. R/HWG를 140℃에서 1시간 반응 후 mild한 고기 냄새와 약간의 달콤한 향으로 가장 양호하여 다음 단계의 기질과 반응조건으로 선정하였다. 선정된 R/HWG를 반응시간을 세분화하여 반응시킨 결과(Table 6), oil-bath에서 140℃로 반응시킨 MRP구에서 대체적으로 양호한 점수를 나타냈으며 그 중 30분 반응시킨 MRP가 향이 mild한 구운 고기 냄새와 달콤한 향으로 높은 기호성을 나타냈다.
반응온도와 압력, 시간 등 반응조건이 높아짐에 따라 갈변도와 항산화 활성효과는 증가하였으며 이러한 이화학적 특성과 항산화 활성을 고려하여 관능적 특성이 meat-like flavor에 근접하는 적당한 기질로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물로 조합된 MRP를 선정하였다. R/HWG의 고기향 발현에 대한 관능평가 결과를 바탕으로 이에 대하여 반응시간을 세분화한 결과 mild한 고기 냄새와 달콤한 향을 가져 높은 기호성을 나타낸 최적의 반응조건으로 oil-bath에서 140℃, 30분의 온도와 시간을 설정하였다. 선정된 기질과 반응온도를 고정해두고 반응액의 pH가 변화됨에 따른 반응 생성물의 반응성과 향미변화를 관찰하였는데 pH가 높아질수록 갈변도와 항산화 효과 모두 증가하나 pH 11에서 탄내 등을 나타내 관능적 평가가 낮아져 pH 9로 조정하는 것이 가장 좋았으며 풍미가 상당히 개선되었다.
, Beverly, MA, USA) 를 사용하여 측정하였다. 갈변도는 MRP를 증류수로 희석하여 spectrophotometer(DU650 spectrophotometer, Beckman, Fullerton, CA, USA)를 사용하여 갈색색소의 측정범위인 420 nm 에서 측정하였다. 반응조건별로 제조된 MRP용액의 색도는 색도계(Color QUEST II, Hunter Associates Laboratory Inc.
농도별로 희석된 반응액의 hydroxyl radical 소거활성은 Fe3+/ ascorbate/EDTA/H2O2 system에서 발생하는 OH·에 의해서 deoxyribose 산화를 억제하는 각 MRP의 활성으로 측정하였다(21).
증류수로 제조한 MRP의 경우 고기 향에 근접한 향과 적절한 강도로 높은 관능평가를 받은 반면 50% ethanol을 사용하여 제조한 것에는 간장냄새와 톡 쏘는 향 등의 이취로 평가가 좋지 못하였으며 50% glycerol로 제조한 MRP의 경우에는 고기 향에 근접한 향을 내었으나 향이 강하여 냄새 피로를 쉽게 유발하였다. 따라서 MRP 생성을 위한 최종 기질로 R/HWG를 물을 반 응용매로 하여 pH 9에서 140℃, 30분 동안 반응시킨 것을 최적 조건으로 선정하였다.
마이야르 반응에 적합한 기질과 반응조건을 선정하기 위해 전구물질로 소맥 gluten 산가수분해물을 기본원료로 하여 여기에 일반적으로 마이야르 반응에 많이 이용되는 당류를 조합하였다. 반응조합은 glucose, fructose, ribose와 소맥 gluten 산가수분해물액의 비율을 1:1로 하되 각각의 고형분은 2 g씩 되도록 조절하였고 최종 부피를 50 mL로 하였다.
여러 반응조건에 따라 제조된 MRP에 대하여 관능검사를 실시하였다. 반응 후 생성된 MRP는 전문가로 구성된 3명의 관능 평가단에 의하여 관능적 특성이 구분되었으며 최적의 반응 조건은 5명으로 구성된 패널에 의하여 5점 척도(매우좋다(5점), 좋다(4점), 보통이다(3점), 싫다(2점), 매우싫다(1점))의 기호도 평가를 반영하여 선정하였다. 관능검사요원은 현재 한국식품연구원에 재직 중인 연구원 중 5명을 선발하였고 고기향 및 고소한 향에 대한 기호도 조사를 실시하였다.
반응온도와 압력, 시간 등 반응조건이 높아짐에 따라 갈변도와 항산화 활성효과는 증가하였으며 이러한 이화학적 특성과 항산화 활성을 고려하여 관능적 특성이 meat-like flavor에 근접하는 적당한 기질로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물로 조합된 MRP를 선정하였다. R/HWG의 고기향 발현에 대한 관능평가 결과를 바탕으로 이에 대하여 반응시간을 세분화한 결과 mild한 고기 냄새와 달콤한 향을 가져 높은 기호성을 나타낸 최적의 반응조건으로 oil-bath에서 140℃, 30분의 온도와 시간을 설정하였다.
1 N NaOH와 1 N HCl을 사용하여 pH 3, 5, 7, 9, 11로 조절하여 준 후 최종 반응용액의 양을 50 mL로 하여 환류냉각관을 연결시킨 뒤 oil bath에서 140℃로 유지시켜 30분간 반응시킨 후 시료 간의 특징을 비교하였다. 반응용매에 따른 MRP의 이화학적 특성과 항산화 활성을 비교하기 위해 ribose/소맥 gluten 산가수분해물을 pH 9의 증류수, 50% ethanol 및 50% glycerol 용매에 용해한 후 최종 부피를 50 mL로 정용하여 oil-bath 에서 140℃로 30분간 반응시킨 후 냉각시켜 분석을 행하였다.
본 마이야르 반응에 적합한 당류를 선정하기 위하여 3종류의 당 (glucose, fructose, ribose)과 소맥 gluten 산가수분해물을 각각 동량으로 조합하여 대기압과 가압상태에서 온도와 압력에 따른 pH 변화를 관찰하였다(Table 1). 대기압 조건의 모든 온도에서 R/ HWG(ribose/wheat gluten solution)와 F/HWG(fructose/wheat gluten solution) 반응기질 사이에 pH 변화는 큰 차이가 없었으며 가압 상태에서 R/HWG가 유의적으로 낮은 pH를 나타내어 대체적으로 5탄당인 ribose로 반응 생성된 MRP가 glucose 또는 fructose와 같은 6탄당으로 제조된 MRP보다 반응이 훨씬 활발히 진행된 것을 알 수 있었다.
본 연구는 식물단백 가수분해물(HVP)인 소맥 gluten 산가수분해물과 환원당(glucose, fructose, ribose)을 기본 원료로 하여 여러가지 반응온도, 반응시간, pH, 반응용매 등 다양한 반응조건 model system 하에서 MRP를 제조하였다. 이와 더불어 이화학적 특성, 항산화 특성, 관능적 특성을 종합적으로 비교하여 meat flavor에 근접하는 적절한 반응조건을 찾고자 하였다.
선정된 기질의 풍미를 개선시키기 위하여 반응액 초기 pH 조절을 실시하였다. 1 N NaOH와 1 N HCl을 사용하여 pH 3, 5, 7, 9, 11로 조절하여 준 후 최종 반응용액의 양을 50 mL로 하여 환류냉각관을 연결시킨 뒤 oil bath에서 140℃로 유지시켜 30분간 반응시킨 후 시료 간의 특징을 비교하였다.
여러 반응조건에 따라 제조된 MRP에 대하여 관능검사를 실시하였다. 반응 후 생성된 MRP는 전문가로 구성된 3명의 관능 평가단에 의하여 관능적 특성이 구분되었으며 최적의 반응 조건은 5명으로 구성된 패널에 의하여 5점 척도(매우좋다(5점), 좋다(4점), 보통이다(3점), 싫다(2점), 매우싫다(1점))의 기호도 평가를 반영하여 선정하였다.
측정치는 다음 식에 대입하여 계산하였고 IC₅₀값은 각 MRP의 DPPH radical 소거율이 50%일 때의 희석배수(DF)로 산출하여 각 MRP의 소거활성을 비교하였다.
항산화 활성은 Brand Williams 등(20)의 DPPH에 의한 전자 공여능의 방법을 변형하여 측정하였다. 0.

대상 데이터

Louis, MO, USA)의 일급시약을 사용하였고 식물 단백 가수 분해물은 (주)매일식품에서 2007년에 생산된 소맥 gluten 산 가수분해물(W)을 사용하였다. DPPH(2,2-diphenyl-1-picryl hydrazyl), 2-deoxyribose, EDTA(ethylene diaminetetraacetic acid), mono-sodium phosphate, di-sodium phosphate, potassium chloride, trichloro acetic acid(TCA)는 Sigma사(St. Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였고 2-Thiobarbituric acid(TBA)는 Tokyo Kasei사 (Tokyo, Japan)의 제품을 사용하였다.
반응 후 생성된 MRP는 전문가로 구성된 3명의 관능 평가단에 의하여 관능적 특성이 구분되었으며 최적의 반응 조건은 5명으로 구성된 패널에 의하여 5점 척도(매우좋다(5점), 좋다(4점), 보통이다(3점), 싫다(2점), 매우싫다(1점))의 기호도 평가를 반영하여 선정하였다. 관능검사요원은 현재 한국식품연구원에 재직 중인 연구원 중 5명을 선발하였고 고기향 및 고소한 향에 대한 기호도 조사를 실시하였다. 세척한 후에 건조시킨 15 mL tube에 시료를 담아 50℃ oven에서 예열시켜 사용하였고 관능검사의 오류를 제거하기 위해서 시료는 무작위로 순서를 정하였다.
본 연구에서 사용한 당은 D-(+)glucose, D-(-)fructose, D-ribose 로 Sigma사(St. Louis, MO, USA)의 일급시약을 사용하였고 식물 단백 가수 분해물은 (주)매일식품에서 2007년에 생산된 소맥 gluten 산 가수분해물(W)을 사용하였다. DPPH(2,2-diphenyl-1-picryl hydrazyl), 2-deoxyribose, EDTA(ethylene diaminetetraacetic acid), mono-sodium phosphate, di-sodium phosphate, potassium chloride, trichloro acetic acid(TCA)는 Sigma사(St.

데이터처리

실험 데이터는 SAS(statistical analysis system) 통계 프로그램을 이용하여 분산분석을 행하였으며 ANOVA 분석 Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다. 모든 항목은 3회 반복 실험하여 평균과 표준편차로 나타냈었다.
실험 데이터는 SAS(statistical analysis system) 통계 프로그램을 이용하여 분산분석을 행하였으며 ANOVA 분석 Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다.

성능/효과

R/HWG 기질에 대하여 반응시간을 좀 더 세분화하여 갈변도 변화를 측정한 결과(Fig. 1. B), 반응시간이 증가됨에 따라 갈변도는 증가하였다. 대기압상태의 120℃와 140℃에서 반응하였을때 30분 후에는 각각 0.
이는 높은 pH에서 형광물질들이 갈색색소를 형성하는 경향이 높다고 보고와도 일치한다. 50% ethanol과 50% glycerol 을 반응용매로 하여 반응시킨 후의 갈변도는 각각 7.38, 18.72로 대조구인 증류수를 반응용매로 사용한 것에 비교하였을 때 모두 갈변도가 상승되었고 50% glycerol의 경우 3배 정도 높은 양상을 보였다(Fig. 2.
B는 기질로 선발된 R/HWG를 pH 9의 50% ethanol과 50% glycerol 용액에 용해하여 140℃의 oil-bath에서 30분 반응 후 소거활성을 측정한 것이다. 50% ethanol과 50% glycerol에서 각각 286.3(DF), 566.0(DF)으로 대조구인 증류수가 155.2(DF)인 것에 반해 활성이 증가하였다. 그 중 50% glycerol의 MRP가 가장 높은 소거활성을 보여 증류수에서 반응보다 약 3배 이상 높은 효과를 보였다.
R/HWG를 기질로 하여 각 반응온도에 대한 반응시간을 세분화하여 시간별 pH 변화를 보면(Table 2), 가압상태에서 반응시간이 증가함에 따라 pH가 감소하는 경향을 보였다. 가압 하에서 140℃에서 30분간 반응시킨 R/HWG는 pH 3.
초기 pH 3, 5, 7 처리구에서 서로 비슷한 강도를 보였으며 초기 pH가 높아짐에 따라 점점 달콤한 향과 고소한 향의 강도는 증가하였다. pH 3의 MRP는 약간의 달콤한 향이 났으며 pH 5와 7로 조절하여 생산한 MRP는 구운 고기향으로 평가되었다. pH 9의 MRP가 가장 높은 기호도를 나타내었고 이는 고소한 향, 오징어 향, 새우 향 등의 해산물 냄새와 고기 향으로 평가되었다.
DPPH 소거활성에서는 pH 증가에 따라 radical 소거활성이 증가한 것과 달리 중성 상태에서 소거활성이 감소하고 산성과 염기성 상태에서 비교적 높은 활성을 띄었다. pH 9와 pH 11 사이에서 소거활성이 유의적으로 높게 나타났으며 가장 높은 소거활성은 pH 11에서 8.21(DF)로 나타났다. 반응용매로 pH 9로 조절한 50% ethanol과 50% glycerol에 반응시킨 R/HWG의 hydroxyl radical 소거활성은(Fig.
pH 3의 MRP는 약간의 달콤한 향이 났으며 pH 5와 7로 조절하여 생산한 MRP는 구운 고기향으로 평가되었다. pH 9의 MRP가 가장 높은 기호도를 나타내었고 이는 고소한 향, 오징어 향, 새우 향 등의 해산물 냄새와 고기 향으로 평가되었다. 반면 pH 11의 MRP는 탄내가 주요 노트로 나타났다.
45로 감소하는 경향을 보였다. 가압상태에서 121℃와 140℃에서 제조한 MRP는 3.22, 2.70으로 15분 반응시킨 것보다 30분 반응 후 1.60, 1.82로 적색도가 감소하는 경향을 보였다. 이는 갈변반응이 진행되어 생성물에 의해 적색에서 어두운 색으로 변화된 것으로 판단된다.
당 종류의 영향으로 대기압 조건의 100℃와 140℃에서 R/HWG 가 120℃에서는 G/HWG가 높은 소거활성을 보인 반면 모든 반응 온도에서 F/HWG의 기질이 hydroxyl radical 소거활성이 낮았다. 가압상태에서 당 종류에 따른 뚜렷한 경향은 없었으며 가장 높은 활성을 보인 기질은 G/HWG로 140℃에서 30분 동안 2.8 kg/cm²의 압력을 가한 것이 20.7(DF)로 높은 활성을 보였다(Fig. 5). 초기 pH를 3, 5, 7, 9, 11로 조절 시 중성 영역인 pH 7로 조절하여 제조한 MRP가 5.
2(DF)인 것에 반해 활성이 증가하였다. 그 중 50% glycerol의 MRP가 가장 높은 소거활성을 보여 증류수에서 반응보다 약 3배 이상 높은 효과를 보였다.
3과 같았다. 당 종류의 영향으로 온도와 압력에 관계없이 모든 조건에서 G/HWG, F/HWG의 6탄당의 기질보다 반응성이 큰 5탄당인 ribose를 기질로 한 MRP가 소거활성이 높았다. Lim과 Kim 등(26)의 결과에서 색도를 동일하게 조정하여 MRP의 항산화 효과를 측정한 결과, 5탄당인 xylose와 반응시킨 arginine이 가장 높은 항산화 활성을 보여 당의 경우 pentose가 hexose보다 반응성이 크고 항산화 효과가 매우 크다는 것을 확인하였다.
본 마이야르 반응에 적합한 당류를 선정하기 위하여 3종류의 당 (glucose, fructose, ribose)과 소맥 gluten 산가수분해물을 각각 동량으로 조합하여 대기압과 가압상태에서 온도와 압력에 따른 pH 변화를 관찰하였다(Table 1). 대기압 조건의 모든 온도에서 R/ HWG(ribose/wheat gluten solution)와 F/HWG(fructose/wheat gluten solution) 반응기질 사이에 pH 변화는 큰 차이가 없었으며 가압 상태에서 R/HWG가 유의적으로 낮은 pH를 나타내어 대체적으로 5탄당인 ribose로 반응 생성된 MRP가 glucose 또는 fructose와 같은 6탄당으로 제조된 MRP보다 반응이 훨씬 활발히 진행된 것을 알 수 있었다. Ko 등(4)은 여러 가지 당과 glycine의 마이야르 반응 후에 pH 변화로 ribose와 xylose와 반응시킨 MRP의 pH가 급격히 낮아지고 이러한 결과는 반응속도가 빠른 5탄당일수록 낮은 pH를 나타낸다는 보고와 유사하였고 Benjakul 등(16)은 당과 PPP(porcine plasma protein)로 제조한 MRP의 pH 변화에서 fructose 와 galactose보다 glucose와 조합된 MRP의 pH가 높다는 결과와 다소 차이가 있었다.
반면 pH 11의 MRP는 탄내가 주요 노트로 나타났다. 따라서 소맥 gluten 산 가수 분해물을 기질로 하여 MRP를 생산할 때 가장 최적의 조건은 ribose를 당원으로 하고 pH를 9로 조절하여 oil-bath로 140에서 30분 동안 반응하는 것으로 이 조건에서 가장 최적의 갈변과 항산화활성 및 관능적 기호도를 나타내었다. 이에 대해 높은 pH 에서는 아미노산들의 아미노기가 protonation 및 deamination이 쉽게 일어나 암모니아가 많이 생성돼 아미노산보다 먼저 당과 반응해 flavor 생성보다는 갈변화 증가로 반응유도되므로 좋은 flavor를 갖기 위해서 높은 pH에서의 반응을 피해야 한다는 보고도 있다(18).
Arginine과 lysine 같은 염기성 아미노산과 조합된 MRP는 다른 아미노산들보다 반응초기 pH가 높아 수소기여 능력 등으로 radical 소거에 더 유력한 조건을 가지고 있기 때문으로 판단된다. 따라서 소맥 gluten 산가수분해물을 이용하여 MRP를 제조할 때 반응액의 pH 조건은 반응속도 뿐 아니라 MRP가 나타내는 항산화 효과에 큰 영향을 미치는 중요한 인자로 확인되었다.
반응 pH의 영향으로 R/HWG의 초기 pH를 조절하여 140℃의 oil-bath에서 30분 반응시킨 결과(Table 3), 알칼리성으로 접근함에 따라 pH가 감소하는 경향을 나타냈으며 pH 3의 MRP는 2.98로 미비한 감소를 보인 반면 pH 11의 MRP는 반응 후 pH 8.86까지 감소하여 감소의 폭이 컸으며 염기성 영역에서 반응성이 증가되는 것으로 판단된다. 반응 용매로 pH 9의 50% ethanol과 50% glycerol 용액을 140℃에서 30분 동안 반응시킨 R/HWG의 pH 변화는 Table 4와 같았다.
반응 초기 pH를 3, 5, 7, 9, 11로 하여 반응시킨 R/HWG의 경우 DPPH radical 소거활성은(Fig. 4. A), 반응액이 염기성 영역으로 접근할수록 DPPH radical 소거활성 효과는 향상되었으며 가장 높은 항산화 활성은 IC₅₀이 430.3(DF)으로 pH 11에서 나타났다. 이러한 결과는 pH가 높은 상태에서 PPP-glucose model system 의 항산화 효과가 극대화되는 결과(7)와 lysine이나 arginine과 같은 염기성 아미노산을 기질로 한 MRP의 항산화활성이 높은 결과에 의해 뒷받침되고 있다(15).
반응시간별 색 변화를 측정한 결과(Table 2), L값은 모든 온도에서 반응시간이 증가할수록 감소하였으며 대기압상태보다 가압시 MRP의 L값이 대체적으로 낮게 나타났다. 적색도를 나타내는 a값은 120℃와 140℃에서 30분 반응 후 4.
반응에 적합한 당류를 선정하기 위해 마이야르 반응 후 발생 하는 향기의 특성을 검토한 결과, 기질로서 대체적으로 R/HWG 가 G/HWG, F/HWG에 비해 구운 고기 냄새에 대한 근접도가 높아졌다(Table 5). 대기압 하의 반응상태보다 압력을 가한 121℃와140℃에서 강한 탄내와 암모니아 냄새 등의 평가로 오히려 기호도가 저하되는 경향을 나타내었다.
21(DF)로 나타났다. 반응용매로 pH 9로 조절한 50% ethanol과 50% glycerol에 반응시킨 R/HWG의 hydroxyl radical 소거활성은(Fig. 6. B), IC50이 증류수를 사용한 대조구가 8.16(DF)인 반면 50% glycerol을 용매로 사용한 MRP가 76(DF)으로 hydroxyl radical 소거 활성이 급격하게 증가하였다.
그러나 관능평가에서 50% ethanol 사용 시 간장냄새와 다른 이취가 높았고 50% glycerol은 고기 향에 근접하였으나 높은 강도로 인해 기호도가 높지 않았다. 본 연구에서는 최종적으로 ribose/소맥 gluten 산가수분해물 반응계를 이용하여 물을 반응용매로 하여 pH 9로 조절하여 140℃, 30분 동안 반응시킨 것이 고기향에 근접한 향의 발현에 가장 좋은 조건으로 선정되었다.
R/HWG를 140℃에서 1시간 반응 후 mild한 고기 냄새와 약간의 달콤한 향으로 가장 양호하여 다음 단계의 기질과 반응조건으로 선정하였다. 선정된 R/HWG를 반응시간을 세분화하여 반응시킨 결과(Table 6), oil-bath에서 140℃로 반응시킨 MRP구에서 대체적으로 양호한 점수를 나타냈으며 그 중 30분 반응시킨 MRP가 향이 mild한 구운 고기 냄새와 달콤한 향으로 높은 기호성을 나타냈다. Yoon 등(18)은 탈지대두박을 산가수분해한 HVP에 fructose syrup, cystine, methionine, beef fat, MSG 등의 조성물을 첨가해 120℃에서 1시간 반응시켰을 때 MRP의 관능적 특성이 좋았으나 1시간 이후 관능특성이 저하되는 경향을 보였다.
R/HWG의 고기향 발현에 대한 관능평가 결과를 바탕으로 이에 대하여 반응시간을 세분화한 결과 mild한 고기 냄새와 달콤한 향을 가져 높은 기호성을 나타낸 최적의 반응조건으로 oil-bath에서 140℃, 30분의 온도와 시간을 설정하였다. 선정된 기질과 반응온도를 고정해두고 반응액의 pH가 변화됨에 따른 반응 생성물의 반응성과 향미변화를 관찰하였는데 pH가 높아질수록 갈변도와 항산화 효과 모두 증가하나 pH 11에서 탄내 등을 나타내 관능적 평가가 낮아져 pH 9로 조정하는 것이 가장 좋았으며 풍미가 상당히 개선되었다. 이에 대하여 반응성을 증가시키기 위해 반응용매로 증류수, 50% ethanol, 50% glycerol의 반응용매를 사용한 결과 증류수보다는 50% ethanol, 50% glycerol로 반응 시 DPPH radical 소거율과 hydroxy radical 소거활성이 더 높았으며 50% glycerol을 사용한 경우가 가장 높은 효과를 보였다.
선정된 기질과 반응온도를 고정해두고 반응액의 pH가 변화됨에 따른 반응 생성물의 반응성과 향미변화를 관찰하였는데 pH가 높아질수록 갈변도와 항산화 효과 모두 증가하나 pH 11에서 탄내 등을 나타내 관능적 평가가 낮아져 pH 9로 조정하는 것이 가장 좋았으며 풍미가 상당히 개선되었다. 이에 대하여 반응성을 증가시키기 위해 반응용매로 증류수, 50% ethanol, 50% glycerol의 반응용매를 사용한 결과 증류수보다는 50% ethanol, 50% glycerol로 반응 시 DPPH radical 소거율과 hydroxy radical 소거활성이 더 높았으며 50% glycerol을 사용한 경우가 가장 높은 효과를 보였다. 그러나 관능평가에서 50% ethanol 사용 시 간장냄새와 다른 이취가 높았고 50% glycerol은 고기 향에 근접하였으나 높은 강도로 인해 기호도가 높지 않았다.
반응온도와 시간을 140℃에서 30분으로 고정하였을 경우, 반응액의 pH와 반응용매가 마이야르 반응생성물의 풍미를 발현시키는데 미치는 영향을 알아본 결과는 Table 7과 같았다. 초기 pH 3, 5, 7 처리구에서 서로 비슷한 강도를 보였으며 초기 pH가 높아짐에 따라 점점 달콤한 향과 고소한 향의 강도는 증가하였다. pH 3의 MRP는 약간의 달콤한 향이 났으며 pH 5와 7로 조절하여 생산한 MRP는 구운 고기향으로 평가되었다.
반응 용매로 pH 9의 50% ethanol과 50% glycerol 용액을 140℃에서 30분 동안 반응시킨 R/HWG의 pH 변화는 Table 4와 같았다. 초기 pH는 모두 9인 것에 반해 반응 후 pH는 각각 8.14와 6.31로 대조구인 증류수로 제조한 MRP가 7.59인 것과 차이를 보였으며 특히 50% glycerol 반응 용매 처리구가 가장 큰 pH 감소를 보였다.
5). 초기 pH를 3, 5, 7, 9, 11로 조절 시 중성 영역인 pH 7로 조절하여 제조한 MRP가 5.43(DF)으로 가장 낮은 소거활성을 보였다(Fig. 6. A). DPPH 소거활성에서는 pH 증가에 따라 radical 소거활성이 증가한 것과 달리 중성 상태에서 소거활성이 감소하고 산성과 염기성 상태에서 비교적 높은 활성을 띄었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	과거 소비자의 기호충족을 위한 발효조미료에는 무엇이 있었는가?	식품 풍미에 관한 연구는 미국과 유럽을 중심으로 비휘발성 향미성분의 연구, 크로마토그래피의 개발과 동정기술의 발전으로 식품에 포함되어 있는 휘발성 향미 물질의 분리 및 동정 등의 정성 및 정량적인 분석에 치중되어 왔다(1,2). 식품 풍미제는 음식의 관능특성을 증대시키고 식욕을 증진시키며 소화흡수를 용이하게 하기 위한 식품 가공 및 조리에 사용되는 부재료로 과거 소비자의 기호충족을 위한 발효조미료인 MSG(mono sodium glutamate), 핵산 조미료와 같은 식품 향 생산에서 벗어나 최근에는 소득증대로 인하여 화학적 합성향에 대한 거부감 등에 초점을 맞춰 천연소재향미(flavor)에 대한 연구가 요구되고 있다(3-5)
	마이야르반응은 무엇에 의해 식품의 색, 향, 안전성 등에 영향을 미치는가?	이는 유리된 aldehyde group이나 keto group 을 가진 환원당 또는 가수분해 되어 환원당을 만들 수 있는 당류와 아미노산, 펩타이드, 단백질 등과 같은 amino group을 가진 질소화합물이 가열 반응하여 갈색물질을 형성하면서 특유한 냄새를 갖는다. 이 마이야르 반응은 기질의 종류 및 농도, 반응온도 및 시간(6), pH(6-8), 반응용매(9-12) 등의 요인에 의해 식품의색, 향, 안전성 등에 큰 영향을 미친다. 또한 MRP는 강한 항산화활성을 가지는 것으로 알려져 있으며(7) 사과, 감자 등의 polyphenol oxidase의 활성을 저해하고(13,14), 지질의 산화율을 낮추며 radical chain-breaking 활성과 metal chelation 등의 항산화 능력이 높은 것으로 알려져 있다(15).
	식품 풍미제란?	식품 풍미에 관한 연구는 미국과 유럽을 중심으로 비휘발성 향미성분의 연구, 크로마토그래피의 개발과 동정기술의 발전으로 식품에 포함되어 있는 휘발성 향미 물질의 분리 및 동정 등의 정성 및 정량적인 분석에 치중되어 왔다(1,2). 식품 풍미제는 음식의 관능특성을 증대시키고 식욕을 증진시키며 소화흡수를 용이하게 하기 위한 식품 가공 및 조리에 사용되는 부재료로 과거 소비자의 기호충족을 위한 발효조미료인 MSG(mono sodium glutamate), 핵산 조미료와 같은 식품 향 생산에서 벗어나 최근에는 소득증대로 인하여 화학적 합성향에 대한 거부감 등에 초점을 맞춰 천연소재향미(flavor)에 대한 연구가 요구되고 있다(3-5)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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