[논문]콩 종류에 따른 청국장의 발효특성

이나리; 이상미; 고태훈; 정성윤; 홍창오; 김근기; 박현철; 이상몽; 김용균; 손홍주

doi:10.5322/jesi.2013.22.6.723

콩 종류에 따른 청국장의 발효특성
Fermentation Characteristics of Chungkookjang Prepared Using Different Soybean 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.22 no.6, 2013년, pp.723 - 732

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate changes of protease and amylase activities and nitrogen content in Chungkookjang prepared by Bacillus subtilis S8 and different soybean. Amino-type nitrogen and ammonia-type nitrogen contents increased with an increase in fermentation time and was the highest in black soybean Chungkookjang. The number of viable cells increased up to 24 h of fermentation at all temperatures tested; especially, their levels were the highest at $40^{\circ}C$. Protease activity was the highest in black soybean Chungkookjang. ${\alpha}$-amylase activity increased significantly up to 6 h of fermentation at $30^{\circ}C$ and $40^{\circ}C$ and then maintained constantly. It also increased up to 30-36 h of fermentation at $45^{\circ}C$ and then decreased. ${\beta}$-amylase activity was the highest in black soybean Chungkookjang at $35^{\circ}C$ and $40^{\circ}C$ and in yellow soybean Chungkookjang at $45^{\circ}C$. Production pattern of reducing sugar was similar to that of ${\beta}$-amylase. Amino-type nitrogen, viable cell number and reducing sugar content and ${\beta}$-amylase activity was the highest in Chungkookjang fermented at $40^{\circ}C$. Considering amino-type and ammonia-type nitrogen contents, Chungkookjang fermentation using yellow soybean was favorable. However, the fermentation using black soybean was favorable, considering protease and amylase activities and reducing sugar content.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 콩 종류에 따른 청국장의 발효특성을 알아보기 위하여 콩 종류별 청국장을 제조하였고, 이들 청국장의 발효 중 화학성분 및 효소활성변화를 비교하였다.
본 연구에서는 콩 종류별로 B. subtilis S8을 접종하여 제조한 청국장의 발효 중 질소화합물과 protease 및 amylase 등 효소활성의 변화를 조사하였다. 청국장 발효 중 아미노태 질소 및 암모니아태 질소 함량은 발효가 진행됨에 따라 증가하였고, 온도가 높을수록 흑태에서 더 높게 나타났다.

제안 방법

희석 시료 100 ㎕를 nutrient agar 평판배지에 접종한 후, 30℃에서 24시간 배양하였다. Colony counter를 이용하여 생균을 계수하였다.
접종 후, 35℃-45℃에서 48시간 동안 발효시켜 청국장을 제조하였다. 청국장에 6배 부피의 증류수를 첨가하여 분쇄한 후, 원심분리에 의하여 상등액을 회수하여 아래와 같이 각종 발효지표 분석에 사용하였다.

이론/모형

4 M TCA 1 ml를 첨가하여 반응을 중지시키고, 30분간 방치하였다. 반응 중지액을 원심분리하여 회수한 상등액을 DNS법으로 maltose의 양을 측정하였다. 이때 표준곡선은 maltose를 이용하여 작성하였다.
환원당은 dinitrosalicylic acid (DNS)법을 사용하여 측정하였으며, glucose를 표준물질로 사용하였다(Miller, 1959). 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법을 사용하여 정량하였다(AOAC, 1990). 암모니아태 질소 함량은 indophenol blue법을 사용하여 정량하였으며, NH4Cl을 표준물질로 사용하였다(AOAC, 1990).
아미노태 질소 함량은 Formol 적정법을 사용하여 정량하였다(AOAC, 1990). 암모니아태 질소 함량은 indophenol blue법을 사용하여 정량하였으며, NH4Cl을 표준물질로 사용하였다(AOAC, 1990).
환원당은 dinitrosalicylic acid (DNS)법을 사용하여 측정하였으며, glucose를 표준물질로 사용하였다(Miller, 1959). 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법을 사용하여 정량하였다(AOAC, 1990).

성능/효과

α-amylase 활성은 모든 청국장에 35℃와 40℃에서 발효 6시간에 급격하게 증가하였고, 그 이후에는 일정하게 유지되었다.
4 U/g, 흑태청국장은 각각 730 U/g, 748 U/g, 707 U/g의 최고 활성을 나타내었다. 35℃, 40℃에서는 큰 차이를 보이지 않았으며, 45℃에서는 활성이 감소하여 고온에서 효소활성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 황태 청국장은 흑태 청국장보다 protease 활성이 높게 나타났다.
54 log CFU/g로 증가하였다. 35℃와 40℃에서 발효시킨 모든 청국장에서는 발효 24시간까지 생균수가 계속 증가하였고, 45℃에서는 황태 청국장의 경우 발효 12시간까지 급격하게 증가하였다가 그 이후에 완만하게 증가하였으며, 오히려 흑태 청국장의 경우보다 낮은 생균수를 나타내었다. 45℃에서 황태청국장의 경우, 미생물 생육에 필요한 기질인 환원당 함량(다음에 제시)이 흑태청국장보다 낮게 나타나 황태청국장에서 낮은 생균수를 나타냈을 것으로 판단된다.
발효 40℃에서 청국장을 제조할 때, 아미노태 질소, 생균수, β-amylase 활성 및 환원당함량이 높게 나타났다. 40℃에서 아미노태 질소 및 암모니아태 질소함량을 고려해보면 황태 청국장을 제조하는 것이, protease 및 amylase 활성과 환원당 함량을 고려해보면 흑태 청국장을 제조하는 것이 유리한 것으로 판단된다.
청국장 발효 중 생균수는 모든 온도에서 발효 24시간까지 증가하였는데, 40℃에서 생균수가 가장 많았다. Protease 활성은 발효가 진행됨에 따라 전반적으로 증가하였으며, 모든 온도에서 흑태가 더 높게 나타났다. α-amylase 활성은 모든 청국장에 35℃와 40℃에서 발효 6시간에 급격하게 증가하였고, 그 이후에는 일정하게 유지되었다.
2에 나타내었다. 모든 온도에서 발효 시간이 경과함에 따라 암모니아태 질소의 함량은 증가하였다. 황태 청국장은 발효 48시간에 35℃에서 111.
발효 40℃에서 청국장을 제조할 때, 아미노태 질소, 생균수, β-amylase 활성 및 환원당함량이 높게 나타났다.
4에서 보는 바와 같이 40℃에서 발효시킨 황태 청국장에서 발효 30시간까지 증가하다가 감소하는 것을 제외하고 모든 온도에서 발효시간 경과에 따라 증가하는 양상을 나타내었다. 발효 초기인 6-12시간에 protease 활성은 급격하게 증가하였는데, 황태 청국장은 발효 24시간 이후에도 계속 증가하였고, 흑태 청국장은 일정하게 유지되거나 완만하게 증가하였다. 35℃, 40℃, 45℃에서 황태청국장은 각각 845 U/g, 857 U/g, 806.
실험에 사용된 청국장 균주는 본 실험실에서 분리 및 동정한 Bacillus 균주들 중 단백질 분해력이 우수한 Bacillus subtilis S8이었다. 또한 본 실험에서 사용된 콩은 재배농가에서 직접 구입한 황태 및 흑태이었다.
subtilis S8을 접종하여 제조한 청국장의 발효 중 질소화합물과 protease 및 amylase 등 효소활성의 변화를 조사하였다. 청국장 발효 중 아미노태 질소 및 암모니아태 질소 함량은 발효가 진행됨에 따라 증가하였고, 온도가 높을수록 흑태에서 더 높게 나타났다. 청국장 발효 중 생균수는 모든 온도에서 발효 24시간까지 증가하였는데, 40℃에서 생균수가 가장 많았다.
15 U/g로 증가한 후 일정하게 유지하였다. 황태 및 흑태 청국장은 각각 40℃와 45℃에서 최고 활성을 나타내었으며, 고온인 45℃에서 황태보다 흑태에서 더 높게 나타났다. 발효 초기인 0시간에는 amylase 활성이 나타나지 않았다.
모든 온도에서 발효 시간이 경과함에 따라 암모니아태 질소의 함량은 증가하였다. 황태 청국장은 발효 48시간에 35℃에서 111.93 mg%/g, 40℃에서 466.96 mg%/g, 45℃에서 677.44 mg%/g로 나타났으며, 발효온도가 높을수록 아미노태 질소 함량은 증가하였다. 반면, 흑태 청국장은 35℃에서 294.

후속연구

흑태는 발효과정에서 페놀성 화합물을 생성하여 높은 항산화능을 나타낸다는 보고(Kim등, 2005; Kiers 등, 2000)가 있는데 청국장의 항산화 활성은 미생물에 의하여 콩이 발효되는 동안에 일어나는 단백질 분해에 따른 펩티드의 생성에 기인하는 것으로 추정되었다. 따라서 향후 콩 종류별 청국장의 항산화능도 조사할 필요가 있다고 사료된다.
암모니아태 질소 함량만 고려해보면 청국장 발효는 황태의 경우 35℃에서, 흑태의 경우 40-45℃에서 24-30시간 동안 발효를 진행시키는 것이 불쾌취가 없는 청국장 제조에 유리할 것으로 판단된다. 현재 암모니아태 질소에 의한 불쾌취가 청국장 소비의 제한요인으로 작용하므로 향후 불쾌취를 제거하여 청국장을 제조하는 부분에 대해서 심도있게 연구할 필요가 있다고 판단된다. Eom 등(2009), Shon 등(2001a) 및 Woo 등(2006)은 발효시간이 경과함에 따라 암모니아태 질소가 지속적으로 증가하였으며, 특히 각각 발효 12시간, 20시간, 24시간 이후에 급격한 증가를 보여 본 실험의 결과와 유사한 경향을 나타내었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	청국장이란 무엇인가?	청국장(Chungkookjang)은 삶은 콩을 볏짚에 깔아 볏짚에 붙어있는 Bacillus 속 미생물에 의해 40-42℃에서 2-3일간 발효시킨 것으로, 발효과정 중 미생물이 생산하는 각종 효소에 의하여 특유의 맛과 향, 점질물질이 생성된다(Son 등, 2000).
	콩에 함유된 영양분은 무엇인가?	콩은 단백질과 지방질이 풍부하고 필수아미노산과 필수지방산 함량이 높으며, 이소플라본, 올리고당, 사포닌, phytate 등 만성질환 및 성인병에 효과가 있는 기능성 성분이 많이 함유되어 있다(Eom 등, 2009).
	청국장에서 생성되어 혈전 용해작용이 있는 성분은 무엇인가?	청국장의 기능성으로는 항암, 혈압강하 및 혈청 콜레스테롤 저하 효과 등이 보고되었다(Yoo, 1997). 특히 Bacillus가 증식하면서 protease가 생성되는데 이 효소는 혈전 용해작용이 있어 심근경색, 뇌혈전 등을 예방하는 효과가 있다고 보고되었다(Her 등, 1998).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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