본 연구는 오징어 육에 발효촉진제를 첨가하여 발효한 오징어 조미료 소재 개발을 목적하며 결과를 요약하면 다음과 같다. Asp. oryzae koji를 10%첨가하여 발효하였을 때 아미노질소량이 가장 높았고 휘발성 염기질소량이 가장 낮았으며, pH의 감소량이 크고 산도가 높아 발효에 가장 알맞은 조건이었으며, 10일간 발효하였을 때 아미노질소량이 가장 높아 발효생성물을 제조하기에 가장 적합하였다. Asp. oryzae koji 10%의 농도에 10일간 발효한 오징어 육 발효생성물의 유리 아미노산 조성은 감칠맛을 내는 아미노산인 glutamic acid의 함량이 가장 많았고 핵산관련물질 중 감칠맛을 내는 IMP가 쓴맛을 내는 hypoxanthine보다 많아 식품 정미소재로 이용하기에 적합하였다. 항산화 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성은 농도 의존적으로 증가하였으며, 항산화 및 소장에서 단당류의 생성을 억제하여 혈당을 낮출 수 있는 가능성이 있는 기능성 소재로서의 활용가능성도 있다고 보여진다. 오징어 발효생 성물에 부재료를 첨가하여 조미료를 제조한 결과 시판 천연조미료와 비교하여 관능적으로 큰 차이가 없었다. 이상의 결과를 고려할 때 오징어 육 발효생성물은 기능성 소재로의 활용에 대하여는 추가연구가 필요하지만, 천연조미료 등 식품 정미 소재로써 활용이 가능하다고 판단된다.
본 연구는 오징어 육에 발효촉진제를 첨가하여 발효한 오징어 조미료 소재 개발을 목적하며 결과를 요약하면 다음과 같다. Asp. oryzae koji를 10%첨가하여 발효하였을 때 아미노질소량이 가장 높았고 휘발성 염기질소량이 가장 낮았으며, pH의 감소량이 크고 산도가 높아 발효에 가장 알맞은 조건이었으며, 10일간 발효하였을 때 아미노질소량이 가장 높아 발효생성물을 제조하기에 가장 적합하였다. Asp. oryzae koji 10%의 농도에 10일간 발효한 오징어 육 발효생성물의 유리 아미노산 조성은 감칠맛을 내는 아미노산인 glutamic acid의 함량이 가장 많았고 핵산관련물질 중 감칠맛을 내는 IMP가 쓴맛을 내는 hypoxanthine보다 많아 식품 정미소재로 이용하기에 적합하였다. 항산화 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성은 농도 의존적으로 증가하였으며, 항산화 및 소장에서 단당류의 생성을 억제하여 혈당을 낮출 수 있는 가능성이 있는 기능성 소재로서의 활용가능성도 있다고 보여진다. 오징어 발효생 성물에 부재료를 첨가하여 조미료를 제조한 결과 시판 천연조미료와 비교하여 관능적으로 큰 차이가 없었다. 이상의 결과를 고려할 때 오징어 육 발효생성물은 기능성 소재로의 활용에 대하여는 추가연구가 필요하지만, 천연조미료 등 식품 정미 소재로써 활용이 가능하다고 판단된다.
Squid was fermented with fermentation accelerators to develop a natural complex seasoning. The quality properties of fermented squid were determined at different fermentation periods. Squid fermented with 10% Aspergillus oryzae koji for 10 days had the highest amino-N, acidity, and total viable cell...
Squid was fermented with fermentation accelerators to develop a natural complex seasoning. The quality properties of fermented squid were determined at different fermentation periods. Squid fermented with 10% Aspergillus oryzae koji for 10 days had the highest amino-N, acidity, and total viable cell content during fermentation periods, whereas volatile basic nitrogen content and pH were the lowest. Based on the amino-N content, squid with 10% koji fermented for 10 days was selected for further analyses. The inosine and glutamic acid contents of the fermented squid were highest innucleotide composition, their related compounds, and free amino acids, respectively. The $IC_{50}$ values of the fermented squid on DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging and ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activities were 6.20 and 4.41 mg/mL, respectively. Based on the results of a sensory evaluation, the fermented squid seasoning was similar to other natural complex seasonings such as anchovy, cowmeat, and fisheries seasonings.
Squid was fermented with fermentation accelerators to develop a natural complex seasoning. The quality properties of fermented squid were determined at different fermentation periods. Squid fermented with 10% Aspergillus oryzae koji for 10 days had the highest amino-N, acidity, and total viable cell content during fermentation periods, whereas volatile basic nitrogen content and pH were the lowest. Based on the amino-N content, squid with 10% koji fermented for 10 days was selected for further analyses. The inosine and glutamic acid contents of the fermented squid were highest innucleotide composition, their related compounds, and free amino acids, respectively. The $IC_{50}$ values of the fermented squid on DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging and ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activities were 6.20 and 4.41 mg/mL, respectively. Based on the results of a sensory evaluation, the fermented squid seasoning was similar to other natural complex seasonings such as anchovy, cowmeat, and fisheries seasonings.
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문제 정의
본 연구는 오징어 육에 발효촉진제를 첨가하여 발효한 오징어 조미료 소재 개발을 목적하며 결과를 요약하면 다음과 같다. Asp.
제안 방법
α-Glucosidase 저해능은 Kim 등(26)의 방법을 다소 수정하여 사용하였다.
0.1 M Na2CO3 1.5 mL를 가하여 반응을 정지한 다음 405 nm에서 흡광도를 측정하였고, 양성대조군으로 사용한 acarbose 는 증류수를 사용하여 0.1-1.0 mg/mL로 농도를 조정하여 측정하였으며, α-glucosidase의 저해능은 다음 식에 의하여 계산하였다.
2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) radical 소거능은 Blois(25)의 방법을 수정하여 측정하였다. 즉, 농도별로 조정한 발효생성물 50 µL와 0.
Asp. oryzae koji 10%에 10일간 발효시킨 오징어 육 발효액의 아미노질소량이 가장 높았으며, 이를 100℃에서 10분간 자숙하여 미생물 및 효소활성을 제거하고 동결건조(Clean vac 8, Hanil Sci. Ind., Incheon, Korea)하여 발효생성물을 제조, 차후 연구에 사용하였다.
oryzae koji(2.5, 5, 10%) 및 오징어 내장(2.5, 5%)을 각각 혼합한 뒤 거즈로 윗부분을 밀봉한 용기를 사용하여 20±3℃에서 25일간 발효하였다.
따라서 본 연구에서는 오징어 육에 가공부산물인 오징어 내장 및 Asp. oryzae koji를 발효촉진제로써 첨가하여 발효 효율성을 증대시키고, 발효기간 중의 품질특성을 측정하였으며, 오징어 육 발효생성물을 제조하여 이에 대한 특성 및 생리활성을 측정하였다. 또한 오징어 육 발효생성물을 첨가한 천연조미료를 제조하여 시판중인 조미료와 비교분석 하였다.
관능검사는 물 70 mL에 오징어 조미료를 30 g 첨가하여 5분간 끓는 물에 조리한 뒤 사용하였으며 식품학을 전공하는 대학원생 및 학부생 중 20대 남자 6인, 여자 4인 총 10인의 관능검사요원을 구성하여 맛, 냄새, 색 및 전체적 기호도의 4가지 항목에 한하여 5단계 평점법(5점: 매우 좋다, 4점: 좋다, 3점: 보통이다, 2점: 나쁘다, 1점: 매우나쁘다)으로 측정하였다(27). 대조구로는 시판 소고기조미료, 멸치조미료, 해물복합조미료를 같은 조건으로 조리하여 비교평가하였으며, 모든 실험은 3회 반복하여 실시하였다.
관능검사는 물 70 mL에 오징어 조미료를 30 g 첨가하여 5분간 끓는 물에 조리한 뒤 사용하였으며 식품학을 전공하는 대학원생 및 학부생 중 20대 남자 6인, 여자 4인 총 10인의 관능검사요원을 구성하여 맛, 냄새, 색 및 전체적 기호도의 4가지 항목에 한하여 5단계 평점법(5점: 매우 좋다, 4점: 좋다, 3점: 보통이다, 2점: 나쁘다, 1점: 매우나쁘다)으로 측정하였다(27). 대조구로는 시판 소고기조미료, 멸치조미료, 해물복합조미료를 같은 조건으로 조리하여 비교평가하였으며, 모든 실험은 3회 반복하여 실시하였다.
oryzae koji를 발효촉진제로써 첨가하여 발효 효율성을 증대시키고, 발효기간 중의 품질특성을 측정하였으며, 오징어 육 발효생성물을 제조하여 이에 대한 특성 및 생리활성을 측정하였다. 또한 오징어 육 발효생성물을 첨가한 천연조미료를 제조하여 시판중인 조미료와 비교분석 하였다.
발효생성물 중의 핵산관련물질은 Ryu 등(24)의 방법을 수정하여 측정하였다. 즉, 발효생성물 10 g에 10% perchloric acid 25 mL을 가하여 마쇄한 후 5000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상층액을 분리하고, 침전물은 같은 방법으로 3회 처리하여 상층액을 합하였다.
분해한 시료를 감압농축기(R-114, Büchi, Flawil, Switzerland)로 농축한 다음 25 mL로 정용하여 amino acid analyzer(L-8800, Hitachi, Tokyo, Japan)로 분석하였다.
생균수는 각각의 오징어 육 발효액를 10진 희석법을 사용하여 단계 희석하고 plate count agar(Difco)를 사용하여 pour plate한 뒤 35±0.5℃에서 48±3 h 배양한 다음 배양된 집락을 계수하여 총균 수를 측정하였다.
오징어 육 발효생성물로 천연조미료를 제조하여 관능검사를 실시한 결과는 Table 5와 같다. 오징어 육 발효조미료의 맛, 색및 향을 비교하고 산업적 적용가능성을 검토하기 위하여 시판되는 조미료 중 쇠고기 복합조미료, 멸치 복합조미료, 해물 복합 조미료를 각 1종씩 선정하여 연구에 활용하였다. 가장 높은 점수를 얻은 제품은 쇠고기 복합조미료였으며, 가장 낮은 점수를 얻은 제품은 멸치 복합조미료였다.
45 µm syringe filter(ADVATEC)로 여과하였다. 이 여과액을 high-performance liquid chromatography (HPLC, Agilent 1100 HPLC Chemstation, Agilent, Santa Clara, CA. USA)로 분석하였으며 분석조건은 다음과 같다. 컬럼은 bondapak C18(φ 39×300 mm)을 사용하였으며 이동상은 1% triethylamine/phosphate(pH, 6.
01% trinitrobenzene(TNBS) 1 mL를 넣고 50o C에서 60분간 반응하였다. 이후 0.1 N HCl 용액 4 mL를 첨가하여 반응을 종결하고 10초간 교반한 뒤에 340 nm에서 흡광도 값을 측정하여 L-leucine을 이용한 표준곡선에서 농도를 구하였다.
즉, 농도별로 조정한 발효생성물 50 µL와 0.15 mM DPPH 용액 200 µL을 혼합하여 실온에서 30분간 반응한 다음 microplate reader(Biotek, Winooski, VT, USA)로 515 nm에서 흡광도를 측정하였고, 양성대조군으로 사용한 α-tocopherol은 ethanol을 사용하여 0.01-0.1 mg/mL로 농도를 조정하여 사용하였으며, DPPH radical 소거능은 다음식에 의하여 계산하였다.
컬럼은 bondapak C18(φ 39×300 mm)을 사용하였으며 이동상은 1% triethylamine/phosphate(pH, 6.5)를 사용하였고 flow rate는 0.8 mL/min, O.D. 254 nm에서 검출하였고, 0.001-1.0 M 농도의 핵산관련물질 (ATP, ADP, AMP, IMP, inosine, hypoxanthinee)로 표준 검량선을 작성하고 이를 활용하여 각 시료용액의 peak 면적을 환산하여 시료 중의 핵산관련물질량을 산출하였다.
휘발성 염기질소량은 Microdilution method(21)를 수정하여 측정하였다. 즉, 오징어 육 발효액 10 g에 증류수 30 mL을 가하고 30분간 교반한 뒤 20% trichloroacetic acid(TCA)용액 20 mL을 넣어 단백질을 침전하였다.
대상 데이터
L-Leucine trinitrobenzene(TNBS), adenosine-triphosphate(ATP), adenosine-diphosphate(ADP), adenosine-monophosphate(AMP), inosine-monophosphate(IMP), inosine, hypoxanthine, 2,2-diphenyl1-picrylhydrazyl, p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside(pNPG), Saccharomyces cerevisiae α-glucosidase, acarbose, α-tocopherol은 Sigma 사(St. Louis, MO, USA)에서, 균수 측정에 사용한 plate count agar 등의 배지는 Difco 사(Detroit, MI, USA)에서 구입하여 사용하였다.
검사결과에 대한 통계적인 유의성 검정은 Statistical Packages for Social Science(SPSS, Chicago, IL, USA)를 이용하여 Duncan’s multiple range test로 유의수준 5% 이내(p<0.05)로 각 평균 값에 대한 유의적 차이를 조사하였다.
05)로 각 평균 값에 대한 유의적 차이를 조사하였다. 데이터는 각 실험치의 평균값과 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
아미노질소의 분석은 Adler-Nissen의 방법(20)을 이용하여 측정하였다. 즉, 증류수를 이용하여 농도별로 희석한 오징어 육 발효액 250 µL와 2 mL의 0.
일반성분은 AOAC(2002)의 방법에 따라 분석하였다(22). 즉, 수분은 상압가열건조법, 조회분은 직접회화법, 조단백은 Microkjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 탄수화물은 가감법을 사용하였다.
일반성분은 AOAC(2002)의 방법에 따라 분석하였다(22). 즉, 수분은 상압가열건조법, 조회분은 직접회화법, 조단백은 Microkjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 탄수화물은 가감법을 사용하였다.
성능/효과
Asp. oryzae koji 10%의 농도에 10일간 발효한 오징어 육 발효생성물의 유리 아미노산 조성은 감칠맛을 내는 아미노산인 glutamic acid의 함량이 가장 많았고 핵산관련물질 중 감칠맛을 내는 IMP가 쓴맛을 내는 hypoxanthine보다 많아 식품 정미소재로 이용하기에 적합하였다. 항산화 및 α-glucosidase 저해활성은 농도 의존적으로 증가하였으며, 항산화 및 소장에서 단 당류의 생성을 억제하여 혈당을 낮출 수 있는 가능성이 있는 기능성 소재로서의 활용가능성도 있다고 보여진다.
Asp. oryzae koji를 10%첨가하여 발효하였을 때 아미노질소량이 가장 높았고 휘발성 염기질소량이 가장 낮았으며, pH의 감소량이 크고 산도가 높아 발효에 가장 알맞은 조건이었으며, 10일간 발효하였을 때 아미노질소량이 가장 높아 발효생성물을 제조하기에 가장 적합하였다. Asp.
아미노질소량은 수산발효식품의 향미와 깊은 관련이 있을 뿐만 아니라 수산발효식품의 숙성도 지표로도 이용되고 있기 때문에 발효식품에서 중요한 품질지표로 인식되고 있다(28). 대조군과 발효촉진제 첨가군 모두 발효기간이 증가함에 따라 아미노질 소량이 증가하다가 서서히 감소하였다. 대조군은 15일까지 증가하였다가 서서히 감소하였으며, 발효촉진제 첨가군 중 내장 5%첨가군은 5일까지, Asp.
8%로 쓴맛을 내는데 큰 영향을 미치지 않았다. 따라서 본 연구결과에 따라 생성된 오징어 육 발효생성물은 식품 정미 소재로써 사용하기에 적합하다고 판단된다.
또한, 척추동물의 근육 ATP는 ATP-ADP-AMP-IMP-HxR(inosine)-Hx (hypoxanthine)의 경로로 분해되나, 무척추동물은 다른 경로인 ATPADP-AMP-AdR(adenosine ribose)-HxR-Hx의 경로로 분해되기 때문에 IMP가 나타나지 않는다고 보고되어 있으나(32) 오징어 육 발효생성물에서 IMP가 검출되었는데, 이는 오징어의 근육에는 IMP가 없으나 각육에서 미량으로 검출되기 때문이며 Nakamura 등(41)은 오징어의 저장성 연구에서 오징어 육 내에서 미량의 IMP를 검출하였다고 보고하였는데 본 연구결과와 유사하였다. 따라서, 본 연구에서 제조한 오징어 육 발효생성물은 쓴맛을 내는 hypoxanthine보다 IMP의 함량이 높아 식품 정미 소재로써 사용하기에 적합하다고 판단된다.
맛과 색은 소고기 복합조미료와 해물 복합조미료보다 떨어졌지만 유의적인 차이는 없었으며(p<0.05), 향은 조제한 조미료가 가장 우수한 평가를 받았다.
항산화 및 α-glucosidase 저해활성은 농도 의존적으로 증가하였으며, 항산화 및 소장에서 단 당류의 생성을 억제하여 혈당을 낮출 수 있는 가능성이 있는 기능성 소재로서의 활용가능성도 있다고 보여진다. 오징어 발효생성물에 부재료를 첨가하여 조미료를 제조한 결과 시판 천연조미료와 비교하여 관능적으로 큰 차이가 없었다. 이상의 결과를 고려할 때 오징어 육 발효생성물은 기능성 소재로의 활용에 대하여는 추가연구가 필요하지만, 천연조미료 등 식품 정미 소재로써 활용이 가능하다고 판단된다.
오징어 육 발효생성물에서 ATP, ADP 및 AMP는 검출되지 않았으며 IMP, inosine 및 hypoxanthine만 검출되었는데 이들의 함량은 각각 13.40, 19.41 및 4.85 µmol/g이었다.
오징어 육 발효생성물의 구성 및 유리 아미노산 조성은 Table 2와 같다. 오징어 육 발효생성물의 구성 아미노산은 leucine이 가장 많았고 alanine, aspartic acid, phenylalanine 및 isoleucine 순으로 함량이 많았으며, 이들 아미노산이 전체 아미노산 조성의 48.4%를 구성하였고, 함량은 각각 18.6, 11.1, 9.5, 9.2 및 9.1%였다. 유리 아미노산은 젓갈의 향미에 가장 중요한 영향을 미치는 단백질의 분해산물로써 발효 시에 중요한 품질지표로 활용되고 있으며 유리 아미노산 중 threonine, serine, glycine, alanine 및 lysine은 단맛을, aspartic acid, glutamic acid 및 cystein은 감칠맛을, methionine, isoleucine, leucine, valine 및 histidine과 같은 소수성 아미노산은 쓴맛에 관여한다(39).
유리 아미노산은 젓갈의 향미에 가장 중요한 영향을 미치는 단백질의 분해산물로써 발효 시에 중요한 품질지표로 활용되고 있으며 유리 아미노산 중 threonine, serine, glycine, alanine 및 lysine은 단맛을, aspartic acid, glutamic acid 및 cystein은 감칠맛을, methionine, isoleucine, leucine, valine 및 histidine과 같은 소수성 아미노산은 쓴맛에 관여한다(39). 오징어 육 발효생성물의 유리아미노산 조성은 glutamic acid가 가장 많았고 leucine, glycine 및 aspartic acid 순으로 함량이 많았으며 이들 아미노산이 전체 유리 아미노산 조성의 46.3%를 구성하였다. 오징어 육 발효생성 물의 전체 아미노산 중 58.
오징어 육 발효생성물의 일반성분 분석결과 crude protein이 56.1±0.1%로 가장 높았으며, carbohydrate, crude ash, moisture 및 crude lipid 순이었고, 함량은 각각 19.9±0.4, 11.2±0.3, 6.8±0.2 및 6.0±0.4%이었다(Table 1).
오징어 육에 발효촉진제를 첨가하였을 때 총 균수는 5.5×103-1.5×105 CFU/g의 범위였으며, 대조군 및 발효촉진제 첨가군 모두 발효 시작 후 발효 5일째 급격히 증가하다가 그 후 서서히 감소하였다.
전체적인 평가 면에서는 오징어 육 발효생성물로 제조한 조미료는 다른 시판조미료와 유의적으로 차이가 없어(p<0.05) 오징어육 발효생성물은 천연조미료 등 식품첨가제로써 활용이 가능하다고 판단된다.
후속연구
오징어 육 발효 중 발효식품의 중요한 품질 지표인 아미노질 소량을 가장 빨리 증가하게 하였던 Asp. oryzae koji 10%에 10일간 발효한 발효생성물이 가장 우수한 것으로 판단되었고 이를 동결건조하여 차후 연구에 사용하였다. 오징어 육 발효생성물의 일반성분 분석결과 crude protein이 56.
따라서 Asp. oryzae koji가 10% 첨가된 오징어 육을 10일간 발효시킨 발효생성물이 아미노질소량이 가장 높아 차후 연구에 활용하는 것이 좋다고 보여진다.
오징어 발효생성물에 부재료를 첨가하여 조미료를 제조한 결과 시판 천연조미료와 비교하여 관능적으로 큰 차이가 없었다. 이상의 결과를 고려할 때 오징어 육 발효생성물은 기능성 소재로의 활용에 대하여는 추가연구가 필요하지만, 천연조미료 등 식품 정미 소재로써 활용이 가능하다고 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Aspergillus oryzae(Asp. oryzae) koji의 장점은 무엇인가?
본 연구에서 발효촉진제로 사용한 Aspergillus oryzae(Asp. oryzae) koji는 단백질 분해능이 매우 강한 효소를 분비하고 일반적인 단백질 육으로부터 맛을 향상시키는 정미 아미노산을 생성하는 능력이 뛰어나며 상대적으로 쓴맛을 내는 고미 아미노산을 적게 생성시키기 때문에(14), 예로부터 청국장, 된장 등의 전통발효식품의 발효에 이용되어 왔다(15,16). 또한, 수산동물의 내장에 분포하는 활성이 높은 단백질 분해효소는 어육의 자가소화를 촉진하는 역할을 담당하며(17), 수산발효식품(젓갈, 어간장 등)에 있어서는 가공수단으로 이용되기까지 하므로(18), Asp.
본 실험에서 설정한 Asp. oryzae koji를 이용한 오징어 육의 발효조건은 무엇인가?
본 연구의 오징어 육의 발효조건은 다음과 같다. 동결상태의 오징어를 4oC 이하에서 해동시킨 뒤 내장을 제거하고 15분간 자연탈수하였다. 탈수 오징어 육은 폭 0.5-1.0 cm 간격으로 썰은 뒤 중량당(w/w) 50%의 물을 첨가하여 blender(Waring, Torrington, CT, USA)로 2분간 마쇄하였다. 마쇄 오징어 육에 중량당(w/w) 식염 5% 및 물 50%를 첨가하고 Asp. oryzae koji(2.5, 5, 10%) 및 오징어 내장(2.5, 5%)을 각각 혼합한 뒤 거즈로 윗부분을 밀봉한 용기를 사용하여 20±3oC에서 25일간 발효하였다.
오징어의 생리활성 물질은 무엇인가?
따라서 식품 관련 산업에서는 천연조미료의 중요성이 대두되고 있으며 이와 관련된 다양한 연구 및 개발이 이루어지고 있다(1-3). 특히, 동해안의 대표 어종의 하나인 오징어는 예부터 우리나라 사람들이 좋아하는 대표적인 수산물이며, 저칼로리 식품으로서 정미 아미노산, 타우린 및 콜라겐을 다량 함유하고 있어 간장의 해독, 당뇨병, 고혈압, 심장병등의 성인병 예방에 도움을 주고 피부 미용에도 효과가 있는 식품으로서 다양한 생리활성을 갖는 기능성 천연 조미료의 원료로 적합하다고 판단된다 (4-7).
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