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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 된장 담금시 식염의 일부를 알코올 또는 마늘이나 겨자의 첨가로 대체하여 저식염 된장을 제조하고, 숙성 중의 미생물상 및 이화학적 특성과 관능성에 미치는 영향을 비교하여 된장의 저식염화에 관하여 검토하였다.
제안 방법
- 된장의 생균수는 호기성 세균은 tryptic soy agar(25), 통성혐기성 세균은 APT agar(26)를 사용하여 평판도말 한 후 1.5% agar를 덮어 중층하였고, 효모는 rose bengal agar 배지(27)를 사용하여 평판도말법으로 28oC에서 1-3일간 배양한 후 계수하였다.
- 된장의 소금농도를 10%에서 6%로 줄이고 알코올 또는 겨자, 마늘을 단독 또는 혼합 첨가한 저식염 된장의 숙성 중 품질특성을 비교하였다. 된장의 amylase 활성은 숙성 2-4주에 높았으며 겨자 첨가 된장이 숙성 후기에 낮은 활성을 보였다.
- 2 kg/cm2 압력으로 1시간 증자한 후 chopper로 마쇄하고 koji와 혼합 하였다. 된장의 식염 농도는 10%를 대조구로 하고, 저식염 된장의 경우 식염농도를 6%로 조절한 후 알코올 4%, 겨자 1%, 마늘 4%를 단독 첨가 하거나 혼합하여 Table 1과 같은 비율로 된장을 제조하고 5L의 플라스틱 용기에 담아 20oC에서 8주간 숙성시켰다.
- 수분활성도(Aw)는 Rotronic ag hygroskop(CH-8303, Bassersdorf, Swiss)로, 색도는 색차계(Chromameter CR-200, Minolta, Japan)로 측정하여 Hunter scale에 의해 L(lightness), a(redness), b(yellowness)값으로 표시하였다. 산화환원전위(oxidation-reduction potential; ORP)는 된장을 2배 희석한 후 ORP-meter(Onion 525A+, Beverly, MA, USA)를 이용하여 직접 측정하였다.
- 항균물질을 첨가하지 않은 대조구와 메주 된장의 효모수는 숙성 2주경에 현저히 증가하여 6-8주에는 106 CFU/g 이상을 유지하였으나 항균물질 첨가구의 효모수는 103 CFU/g로 현저히 적은 수준을 유지하였다. 시험구간에는 알코올 또는 겨자, 마늘 단독 첨가 된장보다 이들을 혼합 첨가한 EG와 MG구가 조금 적었다.
대상 데이터
- 된장 제조에 사용한 대두와 마늘은 마트에서 구입하였으며, koji는 토박이순창식품(주)에서 제조한 밀가루 koji를, 전통식 메주는 순창문옥례식품에서 제조한 메주를 이용하였다. 식염은 재제염(NaCl 88%, 샘표), 알코올은 무수알코올(99.
- 된장 제조에 사용한 대두와 마늘은 마트에서 구입하였으며, koji는 토박이순창식품(주)에서 제조한 밀가루 koji를, 전통식 메주는 순창문옥례식품에서 제조한 메주를 이용하였다. 식염은 재제염(NaCl 88%, 샘표), 알코올은 무수알코올(99.8%, Baker, Holland), 겨자는 분말겨자(겨자 100%, 오뚜기)를 사용하였다.
데이터처리
- 8주간 숙성시킨 된장을 20명의 대학생들을 대상으로 맛, 향기, 색깔과 종합적인 기호도를 최고 7점, 최저 1점으로 7단계 평가하여 얻은 성적을 SPSS/PC package 12.0을 사용하여 분산분석을 하고 Duncan’s multiple range test에 의해 통계 처리하였다.
이론/모형
- 된장의 일반성분은 기준미증분석법(24)에 준하여 식염은 Mohr법, pH는 시료 10 g을 동량의 증류수로 희석하여 pH-meter(920A plus, Orion, Beverly, MA, USA)로 직접 측정하였고, 적정산도는 pH를 측정한 시료에 0.1 N NaOH를 가하여 pH 8.3이 될 때까지 적정하여 그 소비 mL수로 표시하였다. 총당과 환원당은 제단백 처리한 후 Somogyi변법, 알코올은 산화법, 아미노산성 질소는 Formol적정법, 암모니아성 질소는 Folin법으로 정량하였다.
- 3이 될 때까지 적정하여 그 소비 mL수로 표시하였다. 총당과 환원당은 제단백 처리한 후 Somogyi변법, 알코올은 산화법, 아미노산성 질소는 Formol적정법, 암모니아성 질소는 Folin법으로 정량하였다. 산가는 식품공전에 준하여 된장 2.
- 효소활성도는 전분 액화력과 당화력은 각각 Fuwa의 blue value변법과 Fuwa의 방법(28), 단백질 분해력은 Anson법(29)에 준하여 pH 3.0, 6.0(편의상 산성, 중성 protease로 함)으로 구별하여 측정하였다.
성능/효과
- αamylase와 β-amylase는 Table 2와 같이 전통식인 메주된장을 제외하고는 숙성이 진행되면서 활성도는 증가하여 2-4주경에 높았고 그 이후에는 감소하는 경향이었으며, α-amylase는 숙성 중에 효소활성도의 변화는 적었으나 β-amylase는 4주 이후에 급격히 감소하였다.
- 8주 숙성시킨 된장을 관능평가 한 결과는 Table 10과 같이 맛은 알코올-마늘 또는 알코올, 겨자-마늘 첨가 된장이 겨자만 첨가한 된장이나 대조구에 비하여 유의적(p<0.05)으로 양호하였고, 메주 된장은 좋지 않은 판정을 받았다.
- 된장의 아미노산성 질소는 마늘과 겨자 첨가구에서 높았으며 암모니아성 질소의 생성은 겨자 첨가구에서 낮았다. 8주 숙성시킨 된장의 맛과 종합적인 기호도는 알코올과 알코올-마늘 첨가 된장이 양호하여 저식염 된장의 제조는 소금의 일부를 알코올 또는 마늘로 대체하거나 이를 혼합하여 첨가하는 것이 효과적이었다.
- 된장 숙성 중 미생물에 의한 발효산물과 밀접한 관계가 있는 pH와 적정산도의 변화는 Table 7과 같다. pH는 숙성이 진행되면서 저하되었으며, 시험구간에는 대조구에 비하여 겨자와 마늘을 첨가한 저식염 된장이 8주 숙성 후 각각 pH 4.84, 4.93로 저하가 심하였으나 알코올을 첨가한 경우에는 pH 5.70으로 pH의 변화가 적었다. 적정산도는 pH가 저하됨에 따라 증가하였으나 대조구보다는 겨자 또는 마늘을 첨가한 저식염 된장에서 숙성 중 증가가 심하여 8주 숙성 후에는 46.
- 된장의 단맛 성분으로 중요한 환원당은 Table 8과 같이 숙성 4주까지 증가하나 그 이후에는 감소되었으며 8주 숙성 후 환원 당 함량은 알코올 또는 마늘 첨가 된장에서 높았고 이를 혼합한 EG구에서 10.15%로 제일 높았다. 그러나 메주 된장은 담금시 전분질 함량이 낮은 관계로 환원당 함량도 낮았다.
- 된장의 산화환원전위(ORP)는 Table 4와 같이 숙성 중에 저하 하여 4-6주까지 감소하다가 그 이후에 증가하는 경향이었으며 겨자 또는 겨자-마늘을 첨가한 된장에서 숙성 2-4주에 급격히 저하되었다. 8주 숙성 후에는 개량식 koji 된장이 메주 된장에 비하여 산화환원전위는 낮았고 시험구간에는 대조구와 겨자 첨가 된장에서 낮았다.
- 된장의 환원당은 알코올-마늘과 겨자-마늘 혼합 첨가구에서 높았으며, 알코올의 생성은 겨자의 첨가로 억제되었다. 된장의 아미노산성 질소는 마늘과 겨자 첨가구에서 높았으며 암모니아성 질소의 생성은 겨자 첨가구에서 낮았다. 8주 숙성시킨 된장의 맛과 종합적인 기호도는 알코올과 알코올-마늘 첨가 된장이 양호하여 저식염 된장의 제조는 소금의 일부를 알코올 또는 마늘로 대체하거나 이를 혼합하여 첨가하는 것이 효과적이었다.
- 된장의 pH는 겨자 또는 마늘 첨가구에서 낮았고 적정산도의 증가가 심하였으나, 알코올의 첨가로 적정산도와 산가는 적었다. 된장의 환원당은 알코올-마늘과 겨자-마늘 혼합 첨가구에서 높았으며, 알코올의 생성은 겨자의 첨가로 억제되었다. 된장의 아미노산성 질소는 마늘과 겨자 첨가구에서 높았으며 암모니아성 질소의 생성은 겨자 첨가구에서 낮았다.
- 42%로 koji 종류에 따라 차이가 심하였다고 보고(5) 된바 있다. 따라서 저식염 된장 제조시 겨자와 마늘의 첨가는 알코올 발효를 억제하여 숙성 중에 CO2 생성을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 생각되었다.
- 겨자 첨가 된장은 메주 된장 다음으로 낮은 판정을 받았는데 이는 겨자 특유의 자극적인 풍미가 고추장(19)과는 달리 기호성을 떨어뜨리는 것으로 판단되었다. 따라서 저식염 된장의 제조는 알코올을 첨가하거나 마늘 또는 알코올-마늘 혼합 첨가가 바람직 할 것으로 생각되었다.
- 통성혐기성 세균수는 숙성 4주에 107-8 CFU/g 수준까지 증가하여 호기성 세균에 비하여 1 log cycle 정도 적었다. 또한 된장의 세균수는 효모수에 비하여 시험구간의 차이는 적었고 알코올보다 겨자 첨가 된장에서 숙성 후기에 감소하는 경향이었으며 된장 제조시 항균물질의 첨가는 세균보다 효모의 생육을 효과적으로 조절할 수 있었다. 한편 메주 된장은 개량식에 비하여 세균수는 조금 많았으며, 숙성이 중기 이후에는 Bacillus sp.
- 중성 protease는 숙성 2주 이후에 감소하나 8주에 다시 증가하여 산성 protease와는 다른 경향이었고, 숙성 전 기간 동안 산성 protease가 중성 protease에 비하여 조금 높은 활성도를 유지하였다. 또한 메주 된장의 경우 개량식보다 숙성 초기에 protease의 활성이 낮았으나 숙성 중에 증가하여 숙성 후기에는 amylase와는 달리 큰 차이는 아니었고 시험구간의 차이도 일정치 않았다. 이러한 경향은 Asp.
- 된장의 amylase 활성은 숙성 2-4주에 높았으며 겨자 첨가 된장이 숙성 후기에 낮은 활성을 보였다. 메주 된장이 koji 된장에 비하여 효소 활성이 낮았으며, protease는 중성보다 산성 protease 활성이 높았다. 된장의 효모수는 겨자나 알코올, 마늘의 첨가로 현저하게 줄었으나 세균수는 겨자 첨가구에서 숙성 후기에 조금 적었다.
- 05)으로 양호하였고, 메주 된장은 좋지 않은 판정을 받았다. 색은 알코올-마늘 첨가구와 마늘 첨가 된장이 좋았으나 메주 첨가구를 제외하고는 유의성은 없었으며, 변색도(∆E)보다는 L-값과 b-값이 낮았던 메주 된장이 낮은 판정을 받았다. 향기도 마늘 첨가 된장과 알코올-마늘 첨가구가 겨자 단독 첨가구에 비하여 유의적(p<0.
- 된장의 숙성과정에서 지방이 분해되어 생성되는 유리지방산 함량을 측정한 산가는 숙성 2주에 최고에 달했고 그 이후에는 감소하였다. 시험구간에는 겨자 또는 마늘 첨가구가 알코올 첨가 된장보다 높았으며, 메주 된장이 개량식에 비하여 산가는 낮았다. 한편 Joo 등(6)은 koji보다 메주를 혼합한구에서 산가는 높아 냄새가 불량한 원인이 되었으며 숙성이 빠른 된장에서도 산가 변화는 심하였다고 보고하였다.
- 된장의 바람직하지 않은 풍미와 연관될 수 있는 암모니아성 질소는 메주 된장을 제외하고는 숙성이 진행되면서 증가하여 4-6주에 최고에 달했으며 그 이후에 감소하였다. 시험구간에는 겨자와 알코올-마늘 첨가 된장에서 낮았고 대조구에서 제일 많아 저식염 된장을 제조할 때 겨자나 알코올을 첨가하면 효모와 세균의 생육을 조절할 수 있어 암모니아성 질소의 생성을 줄일 수 있을 것으로 판단되었다. 이러한 경향은 Lee와 Mok(17)의 식염 농도가 낮을수록 휘발성 염기질소의 양은 숙성 16주까지 지속적으로 증가하였던 보고와는 차이가 있었는데 이는 항균물질 첨가의 영향인 것으로 판단되었다.
- 수분활성도(Aw)는 숙성 중에 수분함량이 증가함에도 불구하고 원료 성분들이 분해되어 저분자화 됨에 따라 용질의 몰분율이 증가하기 때문에 서서히 저하되었고(21), 6주 이후에도 알콜 또는 겨자를 첨가한 저식염 된장에서 저하가 심하였다. 시험구간에는 메주 된장이 수분 함량이 낮은 관계로 Aw가 낮았으며 다음으로 대조구 순이어서 된장의 Aw는 수분함량 이외에도 소금농도의 영향을 받았으며 미생물의 증식정도와 Aw의 상관성은 적었다.
- 된장은 숙성 중에 단백질이 유리아미노산 형태로 분해되어 구수한 맛을 내나 지나치게 분해되면 암모니아성 질소의 증가로 바람직하지 않은 풍미가 된다. 아미노산성 질소는 Table 9와 같이 숙성 중에 증가하여 메주 된장을 제외하고는 숙성 8주에 제일 높았으며, 저식염 된장이 대조구에 비해 아미노산성 질소 함량이 많아 마늘 첨가구에서 0.68%로 제일 높았고 다음으로 겨자-마늘, 겨자 첨가구 순이었다. 한편, 메주 된장은 koji 대신 메주만을 사용하여 대두의 첨가 비율이 높았음에도 불구하고 0.
- 70으로 pH의 변화가 적었다. 적정산도는 pH가 저하됨에 따라 증가하였으나 대조구보다는 겨자 또는 마늘을 첨가한 저식염 된장에서 숙성 중 증가가 심하여 8주 숙성 후에는 46.1 mL/10 g으로 제일 높았고, 알코올을 첨가한 경우 산도의 증가는 적었으며 메주된장과 koji된장의 차이는 없었다. 한편 겨자나 마늘 첨가 된장이 알코올 첨가 된장에 비하여 세균수가 적었던 점(Table 3)으로 미루어 볼 때 마늘이나 겨자의 첨가는 총세균수 보다는 유기산 생성균의 생육을 촉진하는 것이 아닌가 생각되었다.
- 전체적인 기호도는 알코올 첨가 된장이 가장 좋았고, 다음으로 알코올-마늘과 마늘 첨가 된장이 겨자나 겨자-마늘 첨가 된장에 비하여 유의적(p<0.05)으로 양호하였다.
- αamylase와 β-amylase는 Table 2와 같이 전통식인 메주된장을 제외하고는 숙성이 진행되면서 활성도는 증가하여 2-4주경에 높았고 그 이후에는 감소하는 경향이었으며, α-amylase는 숙성 중에 효소활성도의 변화는 적었으나 β-amylase는 4주 이후에 급격히 감소하였다. 처리구간에는 메주 된장이 개량식 koji를 이용한 된장에 비하여 amylase의 활성이 현저히 낮았고, 겨자 첨가구(M)가 숙성 6주 이후에 알코올(E)이나 마늘(G) 첨가구에 비하여 효소활성도가 조금 낮아 겨자의 첨가는 된장의 숙성과정에서 전분분해효소를 생성하는 세균의 생육을 일부 저해하는 것으로 판단되었다.
- 이는 이들 첨가 구의 효모수가 적었고 알코올 생성이 적었던데 기인한다. 총질소와 식염 함량은 숙성과정에서 수분이 증가하였지만 총량에서는 차이가 없어 숙성 전후의 변화는 적었고 시험구간의 차이도 없었다.
- CFU/g이나 그 이후에 조금 감소하는 경향이었다. 통성혐기성 세균수는 숙성 4주에 107-8 CFU/g 수준까지 증가하여 호기성 세균에 비하여 1 log cycle 정도 적었다. 또한 된장의 세균수는 효모수에 비하여 시험구간의 차이는 적었고 알코올보다 겨자 첨가 된장에서 숙성 후기에 감소하는 경향이었으며 된장 제조시 항균물질의 첨가는 세균보다 효모의 생육을 효과적으로 조절할 수 있었다.
- 효모는 당류로부터 알코올을 생산하여 숙성과정에서 유기산과 ester화되어 향기성분을 생성하기도 하지만 지나치게 높은 효모수는 이상발효를 일으켜 된장의 숙성과정에서 가스를 생성하여 괴어 오르거나 용기를 파열시키는 원인이 되기도 한다. 항균물질을 첨가하지 않은 대조구와 메주 된장의 효모수는 숙성 2주경에 현저히 증가하여 6-8주에는 106 CFU/g 이상을 유지하였으나 항균물질 첨가구의 효모수는 103 CFU/g로 현저히 적은 수준을 유지하였다. 시험구간에는 알코올 또는 겨자, 마늘 단독 첨가 된장보다 이들을 혼합 첨가한 EG와 MG구가 조금 적었다.
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