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문제 정의
- 이러한 추세에 맞추어 본 연구는 원유 수급 조절 과정에서 발생하는 재고 분유를 발효유와 혼합하여 모조 치즈를 제조하였으며 숙성 환경과 숙성 기간의 차이에 따른 일반성분, 비카제인태 질소화합물, 비단백태 질소화합물, 그리고 유리 아미노산 등의 변화를 관찰하여 자연 치즈와 유사한 성질을 나타내는 최적의 숙성 조건을 규명하고자 한다.
- 치즈 유사품의 숙성 기간에 따른 유리 아미노산 함량은 한국기초과학지원연구소에 의뢰하여 분석하였다. 한국기초과학지원연구소에서는 Pico-Tag법(White et al.
가설 설정
- 1)Cys2 means cystine.
- 1)Cys2 means cystine.
제안 방법
- 4주간의 숙성 기간 동안 숙성 중의 변화를 관찰하고자 숙성 환경과 숙성 기간에 따른 비카제인태 질소화합물을 분석하였는데, 그 결과는 Fig. 3과 같다. 진공 포장 후 12℃ 숙성고에서 숙성시킨 치즈 유사품의 비카제인태 질소화합물의 함량은 0, 1, 2, 3주, 그리고 4주 각각 28.
- Fig. 1과 같이 제조한 치즈 베이스를 실온에서 건조하는 동안의 수분함량 변화를 측정하였으며, 1일 간격으로 시료를 채취하여 상압가열건조법으로 수분함량을 정량하였다.
- 건조된 치즈 베이스를 처리군 A와 처리군 B로 구분하고 두 가지 다른 방법으로 숙성을 시켰다. 즉, 처리군 A는 진공 포장하여 12℃ 숙성고(삼성, Korea)에서 숙성을 시켰고, 처리군 B는 P.
- bulgaricus로 발효한 후, 이를 전지분유와 1:1로 혼합하였다. 그리고 렌넷, NaCl 및 citric acid를 각각 0.5%씩 첨가하여 교반한 후 성형 틀에 넣고 실온에서 건조하였다.
- 또한 치즈의 분석 실험을 위한 시료는 처리군 A군, 처리군 B군 모두 일주일 간격으로 채취하여 동결 건조한 후에 분석에 사용하였다.
- 재고 분유를 이용하기 위하여 유청 배출없이 전지 분유와 발효유를 혼합하여 모조 치즈를 제조하였으며, 숙성 환경과 숙성 기간의 차이를 관찰하여 자연 치즈와 유사한 성질을 나타내는 최적의 숙성 조건을 규명하기 위하여 수분함량 변화, 일반성분, 비카제인태 질소화합물, 비단백태 질소화합물 그리고 유리 아미노산 등의 변화를 관찰하였다. 본 모조 치즈는 제조 후 건조 1일째가 수분함량이 40.27%로 가장 적합하였고, 이들은 진공 포장한 후 12℃에서 숙성하는 방법과 P. camemberti 곰팡이를 분무한 후 12℃, 95% RH에서 숙성하는 두 가지 방법으로 숙성하였다. 곰팡이 숙성 시 유당 함량이 24.
- 비단백태 질소의 정량은 시료를 용해시킨 citrate 용액 일정량에 동량의 24% TCA를 가하여 원심분리한 후 여과하여 여액 중 질소를 비카제인태 질소와 동일한 방법으로 측정하였다.
- 비카제인태 질소의 정량은 시료를 용해시킨 일정량의 citrate 현탁액에 동량의 2 M acetate 완충용액(pH 4.6)을 가하여 원심분리한 후 여과하여 여액 중에 질소를 Lowry법(Lowry et al., 1951)을 사용한 Shin 등(2002)의 방법을 응용하여 측정하였다.
- 일반성분은 수분을 제외한 지방, 단백질, 회분, 유당을 분석하였다. 즉 지방은 soxhlet 추출법, 단백질은 Lowry법(Lowry et al.
- 재고 분유를 이용하기 위하여 유청 배출없이 전지 분유와 발효유를 혼합하여 모조 치즈를 제조하였으며, 숙성 환경과 숙성 기간의 차이를 관찰하여 자연 치즈와 유사한 성질을 나타내는 최적의 숙성 조건을 규명하기 위하여 수분함량 변화, 일반성분, 비카제인태 질소화합물, 비단백태 질소화합물 그리고 유리 아미노산 등의 변화를 관찰하였다. 본 모조 치즈는 제조 후 건조 1일째가 수분함량이 40.
- 전지분유와 발효유를 혼합하고 렌넷, NaCl, 구연산 등을 첨가하여 모조 치즈를 제조하였으며, 이를 실온에서 건조하면서 기간에 따른 수분함량을 측정하였다.
- 즉, 처리군 A는 진공 포장하여 12℃ 숙성고(삼성, Korea)에서 숙성을 시켰고, 처리군 B는 P. camemberti(Hansen, Denmark) 현탁액을 치즈 베이스 표면에 고르게 분무한 후에 12℃, 95±1% RH 항온항습기(대양이티에스, Korea)에서 숙성을 개시하였다.
- 치즈가 숙성되는 동안 일반성분 변화를 관찰하기 위하여 진공 포장하여 12℃에서 숙성시킨 치즈와 P. camemberti 접종 후 12℃, 95% RH 항온항습기에서 4주간 숙성시킨 시료를 채취하여 단백질, 지방, 유당, 회분을 분석하였는데, 일반성분 분석 시료는 모두 동결 건조한 후 냉동보관하고 사용하였으며, 그 결과는 Table 2와 같다. 진공 포장 후에 12℃에서 숙성한 처리군 A의 경우, 4주 동안의 숙성 기간에 조단백질 함량은 38.
이론/모형
- 일반성분은 수분을 제외한 지방, 단백질, 회분, 유당을 분석하였다. 즉 지방은 soxhlet 추출법, 단백질은 Lowry법(Lowry et al., 1951), 회분은 550℃ 직접 회화법, 그리고 유당은 Lane-Eynon법으로 분석하였다.
성능/효과
- P. camemberti 접종 후 12℃, 95% RH에서 숙성시킨 모조 치즈(처리군 B)의 비카제인태 질소화합물은 0, 1, 2, 3주, 그리고 4주 각각 6.58, 9.83, 16.61, 17.05, 23.06 mg/mL이었으며, 처리군 B의 비카제인태 질소화합물과 같이 비단백태 질소화합물은 숙성 2주째에 급격히 증가하였고, 숙성 4주까지 경미한 증가를 나타냈으며 고유한 치즈 풍미도 생성되기 시작하였다.
- 곰팡이를 도포한 후에 항온항습기에서 숙성한 처리군 B의 경우에는 4주간의 숙성에서 유당 함량이 현저하게 감소하는 현상이 나타났다. 숙성 초기의 유당 함량은 24.
- 또한 starter culture를 생산하는 lacticin 3147를 첨가하여 제조한 Cheddar 치즈를 6개월간 숙성시킨 결과 serine, glutamic acid, alanine, valine, leucine, phenylalanine, lysine이 우세하다고 보고한 Fenelon 등(1999)의 결과와 비교하여 볼 때, 12℃의 숙성고에서 진공 포장하여 숙성한 경우에는 glutamic acid, glycine, alanine, leucine, phenylalanine의 함량이 상대적으로 우세하였고 valine, lysine, serine은 함량은 비교적 적은 것으로 나타났다.
- 43 nmol/mg으로 증가하였다. 또한 곰팡이 숙성 시 4주간의 유리 아미노산을 측정한 결과, asparagine을 제외한 모든 유리 아미노산이 두드러진 증가를 보였다. 총 유리 아미노산이 8.
- 또한 두 가지 숙성 방법을 비교하여 볼 때, Table 3에서 나타난 것처럼 진공 포장 후 12℃에서 숙성한 치즈 유사품의 유리 아미노산 증가량에 비하여 Table 4에 나타난 곰팡이를 접종한 후에 12℃, 95% RH에서 숙성한 치즈 유사품의 유리 아미노산 증가량이 확연하게 많은 것으로 나타났으며, 이러한 현상은 진공 포장 후 숙성시킨 치즈는 유산균에 의한 효소와 잔류 렌넷에 의해서만 숙성이 진행되지만, P. camemberti를 접종한 후 숙성시킨 치즈는 유산균 효소와 잔류 렌넷 외에 곰팡이에 의한 효소가 추가로 작용하는 것으로 추정된다. 따라서 유당을 감소시키고 숙성이 더 신속하게 진행되는 곰팡이 숙성 방법이 진공 포장에 비하여 더 유리한 것으로 추정되나, 숙성 중 오염에 대한 문제점은 많은 주의를 요한다.
- 본 연구에서 개발하여 이용한 제조 공정은 전통적인 치즈 제조 공정에 비하여 단 시간에 간편하게 제조할 수 있어서 에너지 소비가 적으며, 분말상태의 분유를 그대로 사용하기 때문에 유청 배출이 전혀 없어 친환경적이다. 또한 수입 분유나 재고 분유로 대체하여 치즈를 제조할 수 있기 때문에 분유 재고의 문제를 해결할 수 있어 경제적이며, 국내 치즈시장에 크게 기여할 수 있으리라고 본다.
- camemberti 현탁액을 도포한 후에 12℃, 95% RH 항온항습기에서 숙성한 치즈 유사품의 유리 아미노산 결과이다. 숙성 4주 동안 asparagine의 함량은 감소하였으나, cystein, aspartic acid, glutamic acid, serine, glutamine, histidine, arginine, threonine, alanine, proline, tyrosine, valine, methionine, cystine, isoleucine, leucine, phenylalanine, tryptophan, lysine의 함량은 큰 폭으로 증가하였고, glycine의 변화는 경미하였다.
- 처리군 A와 처리군 B에서 비카제인태 질소화합물과 비단백태질소 화합물이 모두 숙성 기간 2주까지 급격히 증가하는 경향을 보였고, 이 후 경미하게 증가하는 경향을 보였는데 이러한 결과는 Bergamini 등(2006)과 Tejada 등(2008)의 보고와 비교하여 볼 때, 자연 치즈의 숙성 속도에 비하여 치즈 유사품의 숙성이 더 신속하게 진행되었으며, 비카제인태 질소화합물의 증가보다 비단백태 질소화합물의 증가가 심한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 비카제인태 질소화합물에 과다하게 함유되어있는 유청 단백질로 인한 것으로 추정되며, 일반 치즈의 숙성 시에는 유청 단백질이 거의 없기 때문에 비카제인태 질소화합물과 비단백태 질소화합물의 증가율이 비슷하지만 본 실험에서 분유를 이용한 치즈 유사품의 경우에 유청 단백질이 많이 함유되어있기 때문에 비단백태 질소화합물의 증가율이 비카제인태 질소화합물에 비하여 상대적으로 높은 것으로 추정된다. Irigoyen 등(2002)이 양유에 calf 렌넷을 첨가하여 제조한 치즈와 비교하였을 때도 유사한 결과가 나타났으며 치즈 유사품의 비단백태 질소 함량의 증가가 자연치즈보다 더 신속한 것으로 나타났다.
- , 1983)고 하였는데, 본 실험에서 제조 후 숙성시킨 모조 치즈는 4주 숙성 시에도 양호한 풍미가 생성되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼 때, Cheddar 치즈 등의 자연 치즈보다 분유를 이용한 치즈 유사품의 분해 정도가 더 신속하게 진행되는 것으로 나타났다. 하지만 여전히 잔류 유당에 의한 사상조직과 푸석거림의 문제점 등으로 인하여 본 모조 치즈가 일반 치즈처럼 이용되는 데에는 한계가 있으며, 제과 및 제빵용이나 조리에 이용되는 치즈로서의 활용이 경제적인면으로 볼 때 유리할 것으로 추정된다.
- camemberti 접종 후 12℃, 95% RH에서 숙성시킨 치즈 유사품의 경우 표면 곰팡이의 생장으로 치즈 표면의 분해는 다소 신속하였으나, 진공 포장한 후 12℃에서 숙성시킨 모조 치즈와의 차이는 경미하였다. 이러한 결과로 볼 때, 치즈 유사품의 숙성은 2주 정도가 경제적인 면에서 가장 유리한 것으로 나타났으며, 곰팡이를 이용한 숙성이 진공 포장보다 단백질 분해가 다소 더 신속하게 진행되었으나 그 차이는 경미한 것으로 나타났다.
- camemberti를 도포한 후에 숙성시킨 치즈와 비교해 볼 때 glutamic acid, glutamine, alanine, valine, leucine, lysine의 함량이 상대적으로 많았고 proline의 함량은 상대적으로 적었다. 이러한 결과로 볼때 유산균 효소에 의한 분해와 곰팡이에 의한 분해가 동시에 일어날 때 유산균 효소에만 의존하는 숙성보다 곰팡이 효소와 함께 숙성을 병행하는 경우가 숙성이 유리한 것으로 나타났으며, G. candidum과 P. camemberti에 의하여 glutamic acid 및 유사 아미노산의 분해는 신속하였으나 P. camemberti에 의한 proline의 분해는 상대적으로 적은 것으로 나타났다. Auberger 등(1997)은 표면 곰팡이를 접종한 치즈가 곰팡이를 접종하지 않은 치즈에 비하여 leucine과 alanine의 생성량이 더 많다고 하였는데, 이는 본 실험의 결과와 일치하였다.
- 한편 Boutrou 등(2006)은 Geotrichum candidum을 접종한 후 한 달간 숙성시킨 Camembert 타입 치즈에서는 proline, glutamine, glutamic acid가 우세하게 나타났다. 이러한 결과를 본 실험에서 P. camemberti를 도포한 후에 숙성시킨 치즈와 비교해 볼 때 glutamic acid, glutamine, alanine, valine, leucine, lysine의 함량이 상대적으로 많았고 proline의 함량은 상대적으로 적었다. 이러한 결과로 볼때 유산균 효소에 의한 분해와 곰팡이에 의한 분해가 동시에 일어날 때 유산균 효소에만 의존하는 숙성보다 곰팡이 효소와 함께 숙성을 병행하는 경우가 숙성이 유리한 것으로 나타났으며, G.
- 43%로 감소하였다. 이와 같이 숙성 중 유당 함량이 감소하는 것은 특이한 현상이며, 수분함량이 다른 시료들을 이용하여 반복 실험하여 본 결과 수분 함량이 많은 시료의 유당 함량이 수분 함량이 적은 시료보다 유당 함량이 더욱 심하게 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 수분이 많은 시료에서 내부의 유당이 확산에 의하여 곰팡이가 서식하는 표면으로 이동하였기 때문으로 추정되며, 앞으로 이러한 결과를 이용하여 치즈 유사품의 가장 큰 문제점인 과도한 유당으로 인한 사상조직을 해결하는 데 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.
- 제조 직후 수분함량은 44.25%에서 급격히 감소하여 건조 4일에는 22.27%로 나타났으며, 진공 포장 또는 곰팡이 도포 후 숙성이 진행되는 동안 치즈의 형태 유지를 위하여 수분함량이 40.27%로 되는 건조 1일이 최적의 숙성이 이루어지는 것으로 나타났다.
- 06 mg/mL으로 증가하였다. 진공 포장 숙성 시 4주간의 유리 아미노산 차이를 측정한 결과, arginine, tyrosine, leucine이 두드러진 증가를 보였다. 그리고 총 유리 아미노산이 7.
- 3과 같다. 진공 포장 후 12℃ 숙성고에서 숙성시킨 치즈 유사품의 비카제인태 질소화합물의 함량은 0, 1, 2, 3주, 그리고 4주 각각 28.10, 33.48, 46.27, 50.76, 50.86 mg/mL로 나타났으며, 숙성 2주까지는 비카제인태 질소화합물이 큰 폭으로 증가하였으나 2주 이후에는 경미한 증가를 보였다.
- 하지만 glutamic acid와 proline은 반대로 경미한 감소를 보였고 cystine, tryptophan, lysine은 두드러진 감소를 보였다. 진공 포장에 의한 4주간의 숙성 기간동안 총 유리 아미노산은 7.73 nmol/mg에서 9.29 nmol/mg으로 증가하였고, bitter amino acid인 aspartic acid, isoleucine, leucine, tyrosine, phenylalanine을 합산한 양은 1.36 nmol/mg에서 2.43 nmol/mg으로 증가하였다.
- 총 유리 아미노산은 8.40 nmol/mg에서 34.87 nmol/mg으로 증가하였으며, bitter amino acid는 1.53 nmol/mg에서 10.02 nmol/mg으로 증가하였다. Fenelon 등(2000)은 Cheddar치즈에서 proline, phenylalanine, serine을 제외한 나머지 아미노산이 치즈 풍미의 특성을 나타낸다고 하였는데, 분유를 이용한 모조 치즈를 진공 포장 후 12℃에서 숙성시킨 경우에는 이들 세 가지 아미노산의 변화는 경미하게 나타났다.
- 또한 곰팡이 숙성 시 4주간의 유리 아미노산을 측정한 결과, asparagine을 제외한 모든 유리 아미노산이 두드러진 증가를 보였다. 총 유리 아미노산이 8.40 nmol/mg에서 34.87 nmol/mg로 증가하였고, bitter amino acid는 1.53 nmol/mg에서 10.02 nmol/mg로 증가하였다. 치즈 유사품 제조 시에 P.
- 02 nmol/mg로 증가하였다. 치즈 유사품 제조 시에 P. camemberti를 이용한 치즈가 P. camemberti 를 이용하지 않는 치즈보다 단백질 분해 정도나 풍미가 더 우수한 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구에서 개발하여 이용한 제조 공정은 전통적인 치즈 제조 공정에 비하여 단 시간에 간편하게 제조할 수 있어서 에너지 소비가 적으며, 분말상태의 분유를 그대로 사용하기 때문에 유청 배출이 전혀 없어 친환경적이다. 또한 수입 분유나 재고 분유로 대체하여 치즈를 제조할 수 있기 때문에 분유 재고의 문제를 해결할 수 있어 경제적이며, 국내 치즈시장에 크게 기여할 수 있으리라고 본다.
- 이와 같이 숙성 중 유당 함량이 감소하는 것은 특이한 현상이며, 수분함량이 다른 시료들을 이용하여 반복 실험하여 본 결과 수분 함량이 많은 시료의 유당 함량이 수분 함량이 적은 시료보다 유당 함량이 더욱 심하게 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 수분이 많은 시료에서 내부의 유당이 확산에 의하여 곰팡이가 서식하는 표면으로 이동하였기 때문으로 추정되며, 앞으로 이러한 결과를 이용하여 치즈 유사품의 가장 큰 문제점인 과도한 유당으로 인한 사상조직을 해결하는 데 중요한 자료가 될 것으로 사료된다. 조단백질, 조지방 및 회분의 함량이 숙성 기간의 진행에 따라 증가된 것은 유당 함량의 감소로 인한 상대적인 증가로 추정된다.
- 이러한 결과로 볼 때, Cheddar 치즈 등의 자연 치즈보다 분유를 이용한 치즈 유사품의 분해 정도가 더 신속하게 진행되는 것으로 나타났다. 하지만 여전히 잔류 유당에 의한 사상조직과 푸석거림의 문제점 등으로 인하여 본 모조 치즈가 일반 치즈처럼 이용되는 데에는 한계가 있으며, 제과 및 제빵용이나 조리에 이용되는 치즈로서의 활용이 경제적인면으로 볼 때 유리할 것으로 추정된다.
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