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문제 정의
- 본 연구에서는 청국장의 기능성을 향상시키기 위해 무기질 및 식이섬유소가 풍부한 미역을 이용하여 청국장을 제조하고, 미역 첨가가 청국장의 발효 및 품질 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
- 청국장의 품질 향상과 기능성을 강화하기 위한 연구의 일환으로 다양한 생리활성을 가진 미역을 첨가하여 제조한 청국장의 발효 및 품질 특성을 조사하였다. 미역 첨가 청국장은 발효 전 기간 동안 대조구와 유사한 미생물수를 나타내었고, 청국장의 pH 발효가 진행됨에 따라 높아졌으며, 발효 72시간에는 대조구에 비해 미역 첨가 청국장의 pH가 높았다.
제안 방법
- 즉, 상등액 10 mL에 0.1% phenolphthalein 지시약을 2~3방울 첨가한 후, 0.1 N NaOH로 연분홍색이 될 때까지 적정하고, 포르말린용액(35∼40%) 5.4 mL를 첨가하여 연분홍색이 될 때까지 적정 하여 소요된 0.1 N NaOH의 양으로 아미노태 질소 함량을 계산하였다.
- 미역 청국장 제조를 위해 미역 분말은 12배의 물과 함께 혼합하여 4℃에서 2시간 동안 불린 후 사용하였다(이후 불린 미역이라 칭함). 대두는 4℃에서 12시간 수침 후 1시간 동안 물을 뺀 후 불린 콩 총량 대비 불린 미역을 5, 10, 15%(w/w) 씩 각각 골고루 혼합한 다음 autoclave를 이용하여 121℃에서 45분간 증자한 후 50℃로 냉각시켰다. 재료에 24시간 배양한 Bacillus subtilis B-59를 0.
- 대두는 4℃에서 12시간 수침 후 1시간 동안 물을 뺀 후 불린 콩 총량 대비 불린 미역을 5, 10, 15%(w/w) 씩 각각 골고루 혼합한 다음 autoclave를 이용하여 121℃에서 45분간 증자한 후 50℃로 냉각시켰다. 재료에 24시간 배양한 Bacillus subtilis B-59를 0.1 M phosphate buffer(pH 7.0)에 적정농도(107~8 CFU/mL)로 현탁시켜 불린 콩 총량 대비 2%를 접종하여 37℃에서 72시간 발효시켜 제조하였다.
- , Japan)로 15,000 rpm에서 1분간 마쇄 후 여과하였다. 시료 1 mL를 취하여 0.1% peptone 수로 적정 희석한 후 plate count agar(PCA, Difco, USA)에 접종하여 37℃에서 24시간 배양 후 나타나는 colony를 계측하였다.
- 점질물 생성량은 Lee et al(1992)의 방법을 이용하였다. 즉, 청국장 시료에 동량의 증류수를 첨가하여 30분간 진탕한 후, 여과 및 원심 분리하여 얻은 상등액 5 mL를 105℃에서 증발 건조시켜 그 무게를 측정하여 시료에 대한 건물량(%)으로 나타내었다.
- 청국장 50 g, 마늘 0.2 g, 소금 1 g, 고춧가루 1 g, 두부 50 g을 물 200 mL에 넣고 5분간 끓인 후 관능 검사를 실시하였으며, 이때 동반 식품으로 밥 100g씩을 제공하였다. 식품을 전공하는 대학생 및 대학원생 30명을 대상으로 색, 풍미, 맛, 조직감, 종합적 기호도를 5점 채점법으로 검사하였다(Kim et al 2012).
대상 데이터
- 대두는 경북 하양 재래시장에서 백태(T&G, Korea)를 구입하여 사용하였으며, 미역은 완도산(Jail-mulsan, Korea) 건조제품을 구입하여 분쇄(IKA A11 basic, IKA-Werke GmbH, Germany) 후 40 mesh체에 내려 시료로 사용하였다.
- 대두는 경북 하양 재래시장에서 백태(T&G, Korea)를 구입하여 사용하였으며, 미역은 완도산(Jail-mulsan, Korea) 건조제품을 구입하여 분쇄(IKA A11 basic, IKA-Werke GmbH, Germany) 후 40 mesh체에 내려 시료로 사용하였다. 본 실험에서 청국장 발효를 위하여 사용된 균주는 짚에서 분리한 Bacillus subtilis B-59를 사용하였다.
- 미역 청국장 제조를 위해 미역 분말은 12배의 물과 함께 혼합하여 4℃에서 2시간 동안 불린 후 사용하였다(이후 불린 미역이라 칭함). 대두는 4℃에서 12시간 수침 후 1시간 동안 물을 뺀 후 불린 콩 총량 대비 불린 미역을 5, 10, 15%(w/w) 씩 각각 골고루 혼합한 다음 autoclave를 이용하여 121℃에서 45분간 증자한 후 50℃로 냉각시켰다.
- 2 g, 소금 1 g, 고춧가루 1 g, 두부 50 g을 물 200 mL에 넣고 5분간 끓인 후 관능 검사를 실시하였으며, 이때 동반 식품으로 밥 100g씩을 제공하였다. 식품을 전공하는 대학생 및 대학원생 30명을 대상으로 색, 풍미, 맛, 조직감, 종합적 기호도를 5점 채점법으로 검사하였다(Kim et al 2012). ‘아주 좋다’는 5점, ‘좋다’는 4점, ‘보통이다’는 3점, ‘나쁘다’는 2점, ‘아주 나쁘다’는 1점으로 하여 측정하였다.
데이터처리
- 관능 검사를 제외한 모든 실험은 3회 반복으로 행하였으며, 유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, USA) software package(version 19.0)를 이용, p<0.05 수준으로 Duncan's multiple range test에 의하여 검증하였다.
이론/모형
- ABTS[2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt, Sigma-Ardrich, USA] radical 소거능은 ABTS radical cation decolorization assay(Re at al 1999)를 이용하여 측정하였다.
- Folin & Denis(1912)의 방법에 따라 청국장 에탄올 추출물1 mL에 0.2 N Folin-Ciocalteau’s phenol reagent 1 mL를 가하여 실온에서 3분간 반응시켰다.
- 상기 균질 여과한 액을 원심 분리 후 상등액을 시료로 사용하여 pH는 pH meter(ORION 410A, Orion Research Inc, USA)로, 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법(Korea Foods Industry Association 2009)에 준하여 측정하였다. 즉, 상등액 10 mL에 0.
- 점질물 생성량은 Lee et al(1992)의 방법을 이용하였다. 즉, 청국장 시료에 동량의 증류수를 첨가하여 30분간 진탕한 후, 여과 및 원심 분리하여 얻은 상등액 5 mL를 105℃에서 증발 건조시켜 그 무게를 측정하여 시료에 대한 건물량(%)으로 나타내었다.
성능/효과
- 본 실험의 결과는 청국장에 배추(Kim et al 2012) 및 녹차(Park & Cho 2008) 첨가 시 아미노태 질소 함량이 감소하였으며, 첨가량이 증가함에 따라 청국장의 아미노태 질소 함량이 감소한다는 결과와는 상이한 양상을 나타내었다.
- 미역을 첨가하여 제조한 청국장의 아미노태 질소 함량을 조사한 결과, 발효 초기대조군은 70.47 mg%였으며, 미역을 첨가한 청국장은 64.40∼69.07 mg%로 대조구에 비해 다소 낮았으나, 배양 72시간째는 SM5, SM10, SM15 청국장 각각 397.13, 385.93, 380.33 mg%를 나타내어 대조구(369.13 mg%)보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 발효가 진행됨에 따라 청국장의 pH는 증가하였으며, 발효 72시간째는 대조구가 7.33, SM5, SM10, SM15은 각각 7.67, 7.60, 7.53으로 대조구보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 발효가 진행됨에 따라 급격하게 증가하여 발효 24시간에는 대조구는 8.96를 나타내었고, SM5, SM10, SM15는 각각 8.50, 8.73, 8.59로, 대조구에 비해 미역 첨가구의 미생물 수가 유의적으로 낮았다(p<0.05).
- 발효 전 대조구의 총 폴리페놀 함량은 72.26 μg/mL, SM5, SM10, SM15은 각각 75.17, 82.37, 90.27 μg/mL로 미역 첨가량이 증가함에 따라 총 폴리페놀 함량도 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 발효가 진행됨에 따라 총 폴리페놀 함량도 증가하였는데, 발효 72시간에는 대조구는 266.46 μg/mL, 미역 첨가 청국장은 352.87~396.07 μg/mL를 나타내어 대조구에 비해 86.41~129.61 μg/mL가 증가하였다.
- 03%가 함유되어 있는 것으로 보고되어 있다(Lee et al 2005). 본 실험에서 제조된 모든 청국장의 점질물 함량은 6.00~6.53%로 일반 청국장과 유사한 함량범위를 나타내었다.
- Table 4는 미역 첨가 청국장의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과이다. 발효 전 대조구의 DPPH radical 소거능은 33.13%였으며, 미역 첨가 청국장은 30.02~32.42%의 범위를 나타내었으나, 발효 48시간 경과 시, SM5, SM10, SM15는 각각 77.91, 80.72, 79.40%로 발효 초기에 비해 약 47~48% 정도 증가하였다가, 발효 48시간 경과 후부터 감소하는 경향을 나타내었다. 발효 72시간에는 미역 첨가구가 대조구보다, 미역의 첨가량이 증가함에 따라 DPPH radical 소거능도 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다.
- 40%로 발효 초기에 비해 약 47~48% 정도 증가하였다가, 발효 48시간 경과 후부터 감소하는 경향을 나타내었다. 발효 72시간에는 미역 첨가구가 대조구보다, 미역의 첨가량이 증가함에 따라 DPPH radical 소거능도 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 대두 발효에 의한 폴리페놀 함량 증가와 더불어 미역에 함유된 폴리페놀의 함량 차이에 기인한 것으로 판단된다.
- 청국장의 관능적 품질은 처리구별 유의적인 차이는 없었으나 (p<0.05), 색은 대조구가 가장 우수하다고 평가되었으며, 미역의 첨가량이 증가함에 따라 색에 대한 기호도는 감소하였다.
- 미역 첨가 청국장의 ABTS radical 소거능은 Table 5에 나타내었다. 발효 전 ABTS 소거능은 SM10이 47.91%로 가장 높았으며, 대조구가 44.64%로 가장 낮았다. ABTS radical 소거능은 발효 24시간동안 급격하게 증가하였으며, 발효 24시간 이후부터는 서서히 증가하였다.
- 64%로 가장 낮았다. ABTS radical 소거능은 발효 24시간동안 급격하게 증가하였으며, 발효 24시간 이후부터는 서서히 증가하였다. 발효 72시간후 대조구는 86.
- ABTS radical 소거능은 발효 24시간동안 급격하게 증가하였으며, 발효 24시간 이후부터는 서서히 증가하였다. 발효 72시간후 대조구는 86.66%, SM5, SM10, SM15 각각 89.01, 91.32, 92.27%로 미역 첨가에 의해 항산화 활성이 유의적으로 증가하였으며, 미역 첨가량이 증가할수록 높았다. 미나리 청국장(Kim & Lee 2013)에서 분말 형태 및 스팀 처리한 미나리 첨가량이 증가할수록 청국장의 ABTS radical 소거능이 증가하였다고 보고 하여 본 실험의 결과와 유사하였다.
- 풍미는 색의 경우와 반대로 대조구가 가장 낮았으며, 미역 첨가구가 높았다. 맛은 처리구별 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, SM5가 3.40으로 가장 높았으며, 대조구가 2.88로 가장 낮았고, 종합적 기호도로 대조구에 비해 미역 첨가 청국장이 높았다. 이는 미역 첨가로 인해 청국장의 구수한 맛이 증가되고, 청국장 특유의 향이 감소되었기 때문이라고 판단된다.
- 본 실험의 결과, 미역 첨가에 의해 청국장 발효 미생물의 성장과 항산화 성분의 함량과 항산화 활성이 대조구보다 뛰어났으며, 관능적인 품질도 향상되었다. 청국장 제조 시 미역의 첨가는 수용성 식이섬유 및 무기질의 보강과 기능성의 보완이라는 측면에서 가치가 있을 것으로 판단되며, 미역을 15% 정도 첨가하여도 청국장의 발효 품질 및 기호성에 뚜렷한 영향을 미치지 않은 것으로 판단되나, 본 실험의 관능검사 결과를 검토하였을 때 미역의 최적 첨가 비율은 5%인 것으로 나타났다.
- 본 실험의 결과, 미역 첨가에 의해 청국장 발효 미생물의 성장과 항산화 성분의 함량과 항산화 활성이 대조구보다 뛰어났으며, 관능적인 품질도 향상되었다. 청국장 제조 시 미역의 첨가는 수용성 식이섬유 및 무기질의 보강과 기능성의 보완이라는 측면에서 가치가 있을 것으로 판단되며, 미역을 15% 정도 첨가하여도 청국장의 발효 품질 및 기호성에 뚜렷한 영향을 미치지 않은 것으로 판단되나, 본 실험의 관능검사 결과를 검토하였을 때 미역의 최적 첨가 비율은 5%인 것으로 나타났다. 향후 미역 첨가 청국장의 상업적 활용에 앞서 미역의 전처리, 발효 조건, 배합비 등 발효에 관한 보다 종합적인 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다.
- 청국장의 아미노태 질소는 발효 초기에는 대조구가 가장 높았으나, 발효가 진행됨에 따라 대조구보다는 미역첨가 청국장이 더욱 높았으며, 발효 72시간에는 SM5에는 397.13 μg/ mL로 가장 높았다.
- 발효 종료 후 대조구의 총 폴리페놀의 함량은 266.46 μg/mL인데 반해, 미역 첨가 청국장은 352.87~396.07 μg/mL를 나타내었고, ABTS radical 소거능은 SM5, SM10, SM15 각각 89.01, 91.32, 92.27%로 대조구(86.66%)보다 높았다.
- 청국장의 품질 향상과 기능성을 강화하기 위한 연구의 일환으로 다양한 생리활성을 가진 미역을 첨가하여 제조한 청국장의 발효 및 품질 특성을 조사하였다. 미역 첨가 청국장은 발효 전 기간 동안 대조구와 유사한 미생물수를 나타내었고, 청국장의 pH 발효가 진행됨에 따라 높아졌으며, 발효 72시간에는 대조구에 비해 미역 첨가 청국장의 pH가 높았다. 청국장의 아미노태 질소는 발효 초기에는 대조구가 가장 높았으나, 발효가 진행됨에 따라 대조구보다는 미역첨가 청국장이 더욱 높았으며, 발효 72시간에는 SM5에는 397.
- 13 μg/ mL로 가장 높았다. 발효 종료 후 청국장의 점질물의 양은 SM5가 6.53%로 가장 높았다. 발효 48시간째 SM5, SM10, SM15의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 77.
- 53%로 가장 높았다. 발효 48시간째 SM5, SM10, SM15의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 77.91, 80.72, 79.40%를 나타내어 대조구(68.09%)에 비해 높았다. 발효 종료 후 대조구의 총 폴리페놀의 함량은 266.
- 66%)보다 높았다. 미역 청국장의 관능 검사 결과, 맛은 SM5가 3.40으로 가장 높았으며, 대조구가 2.88로 가장 낮았다., 풍미와 종합적 기호도도 SM-5가 가장 높았고, 대조구에 비해 미역 첨가 청국장이 높았으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- 88로 가장 낮았다., 풍미와 종합적 기호도도 SM-5가 가장 높았고, 대조구에 비해 미역 첨가 청국장이 높았으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- 미역을 첨가하여 제조한 청국장의 점질물 함량은 Table 2에 나타내었다. 발효가 경과함에 따라 청국장의 점질물량은 증가하였으며, 발효 48시간까지는 처리구별 점질물량의 뚜렷한 차이는 나타나지 않았으나, 발효 72시간째 SM5의 점질물 함량은 6.53%로 대조구(6.00%)와 다른 미역 첨가구(6.05%)에 비해 유의적으로 높았다. 청국장의 점질물은 콩 탄수화물 분해물인 levan form fructan과 단백질 분해물 중합체인 polyglutamate의 혼합물로 알려져 있으며(Lee et al 1992), 일반 청국장에는 2.
후속연구
- 청국장 제조 시 미역의 첨가는 수용성 식이섬유 및 무기질의 보강과 기능성의 보완이라는 측면에서 가치가 있을 것으로 판단되며, 미역을 15% 정도 첨가하여도 청국장의 발효 품질 및 기호성에 뚜렷한 영향을 미치지 않은 것으로 판단되나, 본 실험의 관능검사 결과를 검토하였을 때 미역의 최적 첨가 비율은 5%인 것으로 나타났다. 향후 미역 첨가 청국장의 상업적 활용에 앞서 미역의 전처리, 발효 조건, 배합비 등 발효에 관한 보다 종합적인 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다.
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