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문제 정의
- 본 실험은 전통발효식품인 청국장의 기능성 및 품질향상을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 생약초(표고버섯, 더 덕, 어성초) 추출물을 각각 동량 섞어 제조한 것을 청국장환 에 10%, 20% 및 30% 첨가하여 제조한 다음 이들의 이화학 적 특성을 조사하였다. 생약초 추출물 첨가량이 증가함에 따라 색도 증 L값과 b값은 다소 증가하였으며, pH의 경우 약간 감소하는 경향을 보였다.
- 그러나 소비자의 기호도 를 높이기 위한 품질향상과 제품의 품질규격화 연구가 시급 히 이루어져야 할 시점이다. 이에 본 연구에서는 영양 및 생체 조절 기능이 우수한 청국장의 섭취를 증대시킬 수 있는 방안으로 각종 기능성 물질과 생리활성 성분을 함유하고 있다고 알려진 표고버섯, 더덕, 어성초 추출물을 동량으 로 혼합하여 제조한 다음 전통발효식 품인 청국장에 일정 비율(10%, 20% 및 30%)로 첨가하여 청국장환을 제조하여 제품의 이화학적, 영양학적 특성을 조사함으로서 상품화를 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 관능검사는 대학생 중 선별하여 실험목적을 설명하고 각 특성치 에 대하여 반복하여 훈련시 킨 후 색(color), 향미 (flavor), 맛(taste), 전반적인 기호도(overall acceptability)# 평가하였다. 시료는 관능검사 시작 10분 전에 관능검사용 그릇에 담아 관능 검사원에게 평가하도록 제시하였고, 3회 반복 실시하였다.
- 농축하여 염산을 제거하고 증류수로 2~3회 수세 하여 감압 농축한다. 농축분을 sodium citrate buffer (pH 2.2)를 이용하여 일정 양 정 용하여 0.45 pm membrane filter 로 여과한 여액을 아미노산 전용 분석기 (LC-10 Avp, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 분석하였다.
- CHO 2113) 를 접종하여 발효용기(42℃)에 담고 48시간 발효하여 청국장을 제조 하였다. 발효가 완성된 청국장을 동결 건조하여 분쇄한 후 Table 1과 같이 다양한 수준의 생약초 추출액을 첨가하여 청국장환을 제조하였다 .
- 관능검사는 대학생 중 선별하여 실험목적을 설명하고 각 특성치 에 대하여 반복하여 훈련시 킨 후 색(color), 향미 (flavor), 맛(taste), 전반적인 기호도(overall acceptability)# 평가하였다. 시료는 관능검사 시작 10분 전에 관능검사용 그릇에 담아 관능 검사원에게 평가하도록 제시하였고, 3회 반복 실시하였다.
- 원료 콩(서리태)을 3회 이상 씻고, 수침하여 상온에서 침지한 후 autoclave (121℃)를 이용하여 45분간 증자하였다. 이를 Bacillus subtilis (Bacillus sp.
- 원료 콩(서리태)을 3회 이상 씻고, 수침하여 상온에서 침지한 후 autoclave (121℃)를 이용하여 45분간 증자하였다. 이를 Bacillus subtilis (Bacillus sp. CHO 2113) 를 접종하여 발효용기(42℃)에 담고 48시간 발효하여 청국장을 제조 하였다. 발효가 완성된 청국장을 동결 건조하여 분쇄한 후 Table 1과 같이 다양한 수준의 생약초 추출액을 첨가하여 청국장환을 제조하였다 .
- 청국장환의 pH는 식품공전(15)의 시험법을 변형하여 청 국장 1 g을 정확히 달아 증류수로 10배 희석한 후 pH imter (Accumet AR50, Fisher Scientific, Ham]准on, USA) 로 즉정하였다.
- 청국장환의 물성 측정은 rheometer (CR-500DX, Sun Scientific Co Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 측정 조건은 시료 당 가로, 세로, 높이의 크기는 50x40x25 mm, sample typee hexahedron이며, load cell ; 10 kg, fable speed ; 120 mm/min, adaptor No.
- 여과하고 남은 잔사에 다시 MeOH 200 mL를 넣어 균질화하고 다시 한번 추출한 다음 여과한 후 추출용액으로 하였다. 추출물을 40℃ 이하에서 감압 - 농축 하여 최종 시험용액으로 한 후 HPLC (Shimadzu, Kyoto, Japan)로 분석하였다.
- 먼저 균질화된 시료 1~2 g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60 ml에 녹여 분액깔때기에 옮기 고 에테르 60 mL로 씻은 다음, 물층을 물 포화 부탄올 60 mL로 3회 추출하였다. 추출액을 모두 힙하여 물 50 mL로 씻고, 물 포화 부탄올 층을 미리 항량으로 한 농축플라스크 에 옮겨 감압 농축한 후 105℃에서 20분간 건조하고, 다시 데시케이터에서 30분간 식혀 무게를 달아 다음 식에 따라 조사포닌 양을 구하였다.
- 생약초(어성초, 더덕, 표고버섯)는 각 300 g씩을 취하여 증류수 5,000 mL를 가한 후 autoclave (80℃)에서 3시간 추출하였다. 추출한 액을 여과하고 rotaiy vacuum evaporate (EYELA, Tokyo Rikakikai Co LTD, Toigo, Japan) 에서 최종 농도가 10% (w/w)가 되도록 농축하여 추출액을 제조하였으며, 추출된 생약초(어성초, 더덕, 표고버섯)를 동량으로 혼합하여 추출액으로 하였다.
대상 데이터
- 생약초(어성초, 더덕, 표고버섯)는 각 300 g씩을 취하여 증류수 5,000 mL를 가한 후 autoclave (80℃)에서 3시간 추출하였다. 추출한 액을 여과하고 rotaiy vacuum evaporate (EYELA, Tokyo Rikakikai Co LTD, Toigo, Japan) 에서 최종 농도가 10% (w/w)가 되도록 농축하여 추출액을 제조하였으며, 추출된 생약초(어성초, 더덕, 표고버섯)를 동량으로 혼합하여 추출액으로 하였다.
- 표고버섯 가루와 콩(서리태)은 장흥표고유통공사로부터 장흥산을 구입하여 사용하였으며, 더덕은 장흥산을 구입하여 잘 씻은 다음 세절하여 동결 건조하여 마쇄하고 100 mwh 이하의 분말로 제조하여 사용하였다. 어성초의 경우 장흥산을 구입하여 마쇄한 후 100 mesh 이하의 분말로 제조 한 후 냉장고에 보관하면서 실험재료로 사용하였다.
- 표고버섯 가루와 콩(서리태)은 장흥표고유통공사로부터 장흥산을 구입하여 사용하였으며, 더덕은 장흥산을 구입하여 잘 씻은 다음 세절하여 동결 건조하여 마쇄하고 100 mwh 이하의 분말로 제조하여 사용하였다. 어성초의 경우 장흥산을 구입하여 마쇄한 후 100 mesh 이하의 분말로 제조 한 후 냉장고에 보관하면서 실험재료로 사용하였다.
데이터처리
- 각 실험은 3회 반복하여 얻은 결과를 평균과 표준편차로 나타내었으며, 그 결과는 Statistical Analysis System (SAS) package로 통계처리 하였으며, 시료간의 유의검증은 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
- 청국장환의 물성 측정은 rheometer (CR-500DX, Sun Scientific Co Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 측정 조건은 시료 당 가로, 세로, 높이의 크기는 50x40x25 mm, sample typee hexahedron이며, load cell ; 10 kg, fable speed ; 120 mm/min, adaptor No. 5 (diameter), adaptor type ; round, mastication distance ; 15.0 mm이 며 시료의 tet type 은 mastication test로 실시하여 15회 반복 측정한 후 평균과 표준편차로 구하였다.
이론/모형
- 생약초를 첨가하여 제조한 청국장환의 일반성분은 식품 공전(15)과 AOAC법(16)에 따라 분석하였다. 즉, 수분은 상압가열건조법, 회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet법, 조단백질은 Micro kjeldahle, 조섬유는 Henneberg-Stohmann 법으로 정량하였다.
- 조사포닌 분석은 식품공전 시험법(15)에 준하여 다음과 같이 시험하였다. 먼저 균질화된 시료 1~2 g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60 ml에 녹여 분액깔때기에 옮기 고 에테르 60 mL로 씻은 다음, 물층을 물 포화 부탄올 60 mL로 3회 추출하였다.
- 생약초를 첨가하여 제조한 청국장환의 일반성분은 식품 공전(15)과 AOAC법(16)에 따라 분석하였다. 즉, 수분은 상압가열건조법, 회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet법, 조단백질은 Micro kjeldahle, 조섬유는 Henneberg-Stohmann 법으로 정량하였다.
- 지방의 추출은 Folch 등의 방법(18)에 의하여 추출 및 정제하였으며, A0AC 방법 (16)에 따라서 14% BFh methanol 을 사용하여 지방산을 methyl ester화 시킨 다음 Gas Chromatography (GC/FID, Agilent Technologies, California, USA)로 분석하였다.
성능/효과
- 생약초 추출물을 제조하여 첨가한 청국장환의 일반성분 분석결과는 Table 3과 같다. 건조된 제품으로 조단백질 함량이 가장 높았으며(3907~37.42%), 조섬유(36.19~34.19%), 조지방(2(X68~ 19.12%), 수분(6.52~6.92%), 회분(5.39~ 5.83%)순으로 나타났다. 생 약초 추출물 첨 가 수준이 높을수록 조단백질, 조섬유, 조지방 함량은 다소 감소하는 결과를 보였고, 수분과 회분 함량의 경우 증가하는 결과를 보였 는데 변화폭이 크지는 않았다.
- 일반성분 중 조단백질, 조지 방과 조섬유 함량은 생약초 첨가수준이 높을수록 다소 감소 하였으며, 수분과 회분은 증가하였다. 구성 아미노산 함량은 glutamic acid>aspartic acid>leucine>arginine 순이었 으며, 지방산 조성의 경우 linolenic acid, linoleic acid, palmitic acid 순으로 나타났다. 경도의 경우 추줄물 첨가 수준이 증가할수록 감소하는 결과를 보였다.
- 경도의 경우 추줄물 첨가 수준이 증가할수록 감소하는 결과를 보였다. 더덕의 지표 성분인 조사포닌과 어성초에 많이 함유된 쿼세틴 함량을 분석한 결과 생약초 함량이 증가할수록 증가하는 정의 상관 관계를 보여 생약초 추출물 30% 첨가구가 가장 많은 함량 분포를 보였다. 첨가 수준별 청국장의 관능검사를 실시한 결과 생약초 추출물 20% 첨가하여 제조한 제품이 기호도면 에서 가장 좋은 점수를 받았다.
- 26% 이었으며, 시료 간 차이를 보이는 것은 청국장 제조에 사용된 원료 콩의 차이에서 기인된 것으로 추정한다고 보고하였다. 또한 청국장 발효 중 단백질은 peptide나 아미노산으로 분해되면서 양이 감소하는 결과를 보이나0), 본 실험의 생약초 첨가 청국장에서 단백질 함량이 감소하는 현상은 첨가한 생약초의 특성을 고려할 때 발효가 진행됨으로서 나타나는 현상보다는 부재료의 첨 가에 따른 콩 단백질의 상대적인 감소에 의한 것으로 판단된다.
- 60+4.85 kg/cn?로 생약초 추출물 함량이 증가할수록 경 도는 다소 감소하는 것으로 나타났다(Table 6). 청국장 타블 렛의 경도를 측정한 Youn의 결과(21)에서 부재료를 첨가한 타블렛의 경우가 무첨가구와 유의적인 차이가 없다고 하였으며, Park 등(28)은 타블렛의 물리적 강도는 성형 압력과 비례한다고 보고하였다.
- 맛(taste)은 생약초 추출물 첨가량 20% 첨가 제품까지는 무첨가구(3.70±1.16)에 비하여 증가하는 결과를 보였으나, 30% 첨가 제품의 경우 3.60±1.43로 무첨가 제품에 비하여 오히려 낮아지는 결과를 보여 10% 또는 20% 첨가 제품이 맛이 좋은 제품으로 나타났다.
- 명도를 나타내는 L값은 무첨가 제품이 40.13±0.99이 었 으며, 10% 첨 가구가 40.81+0.72, 20% 첨가구가 41.44±1.29, 30% 첨가구의 경우 40.71 ±1.10으로 생 약초 추출물 첨 가량 이 증가하면서 다소 증가하는 결과를 보였으나, 증가폭이 유의적인 수준은 아니었다. 적색도를 나타내는 a값은 무첨 가 제품의 경우 6.
- 생약초 추출물을 첨가하지 않은 무첨가구와 첨가 제품의 지방산 조성을 비교한 결과는 Table 5와 같다. 무첨가 제품의 경우 linolenic acid가 51.4%로 가장 높은 비율을 차지하 였고, linoleic add 21.1%, palmitic acid 12.7% 순으로 나타났 으며 이러한 결과는 생약초 추출물을 첨가한 모든 시료도 같은 경향을 보였다 또한 생약초 추출물을 첨가하면서 청 국장환 제품의 지방산 조성은 달라지지 않았으며, 이러한 결과로 보아 생약초 추출물을 첨가하여 제조하는 제품의 경우 기존 제품과 지방산 조성이 크게 다르지 않았음을 알 수 있었다.
- 이는 생약초 추출물을 첨가하는 경우 아미노산의 기본 조성에는 영향을 주지 않으며, 추출물의 첨가량에 따라 총 아미노산 함량은 감소하는 결과를 낳은 것으로 판단된다. 무첨가구 제품의 구성 아미노산 중 가장 많이 함유된 아미노산은 glutamic acid이었으며, glutamic acid > aspartic acid > leucine > arginire 순으로 나타났으며 이리한 결과는 주줄물 첨가량에 따라 다소 변하는 것으로 나타났다.
- 83%)순으로 나타났다. 생 약초 추출물 첨 가 수준이 높을수록 조단백질, 조섬유, 조지방 함량은 다소 감소하는 결과를 보였고, 수분과 회분 함량의 경우 증가하는 결과를 보였 는데 변화폭이 크지는 않았다.
- 본 실험은 전통발효식품인 청국장의 기능성 및 품질향상을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 생약초(표고버섯, 더 덕, 어성초) 추출물을 각각 동량 섞어 제조한 것을 청국장환 에 10%, 20% 및 30% 첨가하여 제조한 다음 이들의 이화학 적 특성을 조사하였다. 생약초 추출물 첨가량이 증가함에 따라 색도 증 L값과 b값은 다소 증가하였으며, pH의 경우 약간 감소하는 경향을 보였다. 일반성분 중 조단백질, 조지 방과 조섬유 함량은 생약초 첨가수준이 높을수록 다소 감소 하였으며, 수분과 회분은 증가하였다.
- 61 mg/100 g의 결과를 보였다. 이는 생약초 추출물을 첨가하는 경우 아미노산의 기본 조성에는 영향을 주지 않으며, 추출물의 첨가량에 따라 총 아미노산 함량은 감소하는 결과를 낳은 것으로 판단된다. 무첨가구 제품의 구성 아미노산 중 가장 많이 함유된 아미노산은 glutamic acid이었으며, glutamic acid > aspartic acid > leucine > arginire 순으로 나타났으며 이리한 결과는 주줄물 첨가량에 따라 다소 변하는 것으로 나타났다.
- 첨가 수준별 청국장의 관능검사를 실시한 결과 생약초 추출물 20% 첨가하여 제조한 제품이 기호도면 에서 가장 좋은 점수를 받았다. 이상의 결과로 보아 생약초 추출물 첨가한 청국장환은 추출물 함량이 증가할수록 영양 성분이나 기능성 물질의 함량이 대부분 증가하는 것으로 나타났고, 관능검사를 실시한 결과 생약초 추출물을 20% 첨가하여 제조한 청국장환 제품이 기호도면에서 가장 좋은 제품으로 판단되어, 소비자들의 기호도를 고려한 최종 제 품은 생약초 추출물을 20% 까지 첨가하여 제조하는 것이 가장 좋은 제품으로 나타났으며 이러한 사囹은 여러가지 생약초가 갖는 장점 등을 청국장환에 적용할 수 있는 가능성을 시사한다고 볼 수 있다.
- 생약초 추출물 첨가량이 증가함에 따라 색도 증 L값과 b값은 다소 증가하였으며, pH의 경우 약간 감소하는 경향을 보였다. 일반성분 중 조단백질, 조지 방과 조섬유 함량은 생약초 첨가수준이 높을수록 다소 감소 하였으며, 수분과 회분은 증가하였다. 구성 아미노산 함량은 glutamic acid>aspartic acid>leucine>arginine 순이었 으며, 지방산 조성의 경우 linolenic acid, linoleic acid, palmitic acid 순으로 나타났다.
- 전반적인 기호도(overall acceptability)의 경우에도 맛과 같은 결과를 보여 무첨가 제품(4.10±1.10)에 비하여 10% 첨가구(4.50± 1.27), 20% 첨가제품(6.20±0.79)은 기호도가 증가하는 결과를 보이며 그 중 20% 첨가 제품이 가장 좋은 점수를 받은 것으로 나타났다.
- 생약초 추즌물 첨가량을 달리하여 제조한 청국장환의 pH 및 색도 측정 결과는 Table 2와 같다. 제품별 pH는 무첨 가 청국장환이 6.21+0.01, 생약초 추출물 10% 첨가 제품이 6.17+0.01, 20% 첨가 제품 6.16±0.01, 30% 첨가 제품이 6.12±0.01로 생 약초 추출물 첨 가가 pH를 약간 감소시키 는 것으로 나타났다. Lee 등(19)은 시판 청국장 분말 제품의 pH를 측정한 결과, 5.
- 조사포닌의 경 우(Table 6) 대조구의 28.03±2.32 mg/g에서 생약초를 첨가할수록 증가(31.35±1.57~49.65±4.01 mg/g)하는 결과를 보여, 생약초에 함유된 조사포닌이 열수 추출에 의해 청국장환에 혼입된 것으로 보인다. 조사포닌 은 생약초 추출물 중 더덕의 지표성분으로 더덕의 함량이 증가할수록 정의 상관관계를 보여 청국장환에 더덕을 첨가 하는 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.
- 더덕의 지표 성분인 조사포닌과 어성초에 많이 함유된 쿼세틴 함량을 분석한 결과 생약초 함량이 증가할수록 증가하는 정의 상관 관계를 보여 생약초 추출물 30% 첨가구가 가장 많은 함량 분포를 보였다. 첨가 수준별 청국장의 관능검사를 실시한 결과 생약초 추출물 20% 첨가하여 제조한 제품이 기호도면 에서 가장 좋은 점수를 받았다. 이상의 결과로 보아 생약초 추출물 첨가한 청국장환은 추출물 함량이 증가할수록 영양 성분이나 기능성 물질의 함량이 대부분 증가하는 것으로 나타났고, 관능검사를 실시한 결과 생약초 추출물을 20% 첨가하여 제조한 청국장환 제품이 기호도면에서 가장 좋은 제품으로 판단되어, 소비자들의 기호도를 고려한 최종 제 품은 생약초 추출물을 20% 까지 첨가하여 제조하는 것이 가장 좋은 제품으로 나타났으며 이러한 사囹은 여러가지 생약초가 갖는 장점 등을 청국장환에 적용할 수 있는 가능성을 시사한다고 볼 수 있다.
- 색도 측정은 분광측색계 (Spectro colorimeter JS-555, Color Techno System Co, Tol$o, Japan)를 사용하여 Hunter 색차계의 3자극치인 L (lightness), a (r&iness), b (yellowness) 값으로 나타내었다. 측정은 10회 이상 반복 측정한 후 평균 값으로 나타내었으며, 사용한 표준백판은 L=98.26, a=0.00, b=-0.35 이었다.
- 쿼세틴 분석 결과(Table 6) 무첨가 제품이 57.57+4.96 mg/100 g, 생약초 추출물 10% 첨가 제품이 77.63+5.18 mg/100 g, 30% 첨가 제품이 140.83+8.65 mg/100 g으로 생약 초 추출물을 첨가할수록 함량이 증가하는 결과를 보였다. Havonoid 성분의 일종인 쿼세틴은 과일이나 채소류 등에 분포하는 물질로서 어성초에 주로 들어있으며, 약리작용으 로는 과산화지질 형성 억제 작용, 항바이러스, 항균효과, 항돌연변이 작용 및 발암성 물질의 활성 감소 변이 암세포 의 생육 저해, 혈압강하, 모세혈관 강화작용 등의 약리작용 이 알려져 있으며, 따라서 이러한 쿼세틴 물질을 함유한 식품에 대한 관심이 고조되고 있는 실정이다(32).
후속연구
- 01 mg/g)하는 결과를 보여, 생약초에 함유된 조사포닌이 열수 추출에 의해 청국장환에 혼입된 것으로 보인다. 조사포닌 은 생약초 추출물 중 더덕의 지표성분으로 더덕의 함량이 증가할수록 정의 상관관계를 보여 청국장환에 더덕을 첨가 하는 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다. 대두와 더덕에서 추가되는 조사포닌은 현재 알려진 생물학적 활성물질 중 한 성분으로 다른 복합적인 성분들과 함께 각종 암, 골다공 증, 고지혈증, 비만, 혈당 및 콜레스테롤을 조절하는 효과가 있는 물질로서 적당히 섭취하면 건강 기능의 역할을 할 것으로 본다(29-31).
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