선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 현재 서구를 중심으로 개발되고 있는 meat flavor 계열의 향미소재는 산업적 생산이 가능한 수준까지 이르고 있는데 비해 수산식품은 미진한 편으로 수산물의 어취 차폐 및 부가가치가 높은 풍미소재를 개발한다는 측면에서 이러한 reaction flavor의 도입이 필요하다고 생각된다. 따라서 본 연구에서는 상품가치를 상실한 장기저장 IQF 굴로부터 풍미계 천연조미료인 굴소스 소재로 사용할 수 있는 복합엑스분의 추출조건 및 품질특성, 그리고 상기 복합엑스분의 고부가가치 풍미소재화를 목적으로 향미를 개선하기 위한 reaction flavoring의 최적화 반응조건 등에 대하여 살펴보았다.
제안 방법
- IQF 굴 복합엑스분(이하 복합엑스분)의 조제는 전보(Kim et al., 2013)와 같이 원료 IQF 굴에 원료 중량의 10배량의 물을 가하여 열수 중에서 8시간 동안 열수추출한 열수추출엑스분(hotwater extract, Brix 20°), 열수추출잔사에 대해 3배량의 물과 Flavourzyme (Novo Nordisk Co., Denmark)을 가하여 45℃에서 4시간 효소분해시킨 잔사효소분해엑스분(scrap enzyme hydrolysate, Brix 20°), 그리고, 열수추출엑스분과 잔사효소분해 엑스분을 혼합한 것을 복합엑스분(complex extract, Brix 20°)으로 하였다.
- Reaction flavoring의 반응온도를 120℃로 고정하고, 중심합성계획에 의해 반응시간 및 반응액의 pH를 독립변수로 설정하여 Maillard 반응을 진행하였다. 실험영역은 -1.
- 일반성분의 조성은 상법(KSFSN, 2000a)에 따라 수분 함량은 상압가열건조법, 조단백질 함량은 semi-micro Kjeldahl법, 조회분 함량은 건식회화법으로 측정하였다. pH는 시료를 균질화한 다음 pH meter (Accumet Basic, Fisher Sci. Co., USA)로 측정하였고, 염도(salinity)는 염도계(460CP, Istek Co., Korea)로 측정하였다. 점도(viscosity)는 상온에서 Spindle No.
- 굴 엑스분의 맛, 색조, 냄새 등의 관능적 특성에 익숙하도록 훈련된 panel을 구성하여 시료 엑스분의 색조, 맛, 냄새 및 종합적 기호도에 대한 관능적 특성을 5단계 평점법(5점, 매우 좋음; 4점, 좋음; 3점, 보통; 2점, 나쁨; 1점, 매우 나쁨)으로 평가하였다. 한편, reaction flavoring 전후의 구수한 냄새, 어패취 차폐능 및 삶은 쇠고기향에 대한 관능검사는 7단계 평점법(7점, 매우 좋음 혹은 매우 강함; 4점, 보통; 1점, 매우 좋지 않음 혹은 매우 약함)으로 평가하였다.
- 상기 아미노산과 glucose 용액을 단일 또는 복합적으로 혼합하여 Maillard 반응을 시킨 후 반응시간에 따라 발생하는 향기의 특성을 검토한 결과, glucose+glycine+cysteine의 복합기질이 삶은 쇠고기향과 은은한 향의 발현에 가장 근접하였고 그 강도 또한 강하였다. 따라서 이 복합기질을 복합엑스분의 풍미를 개선시키기 위한 반응 전구물질로 결정하였다. Sheldon (1988)은 Maillard 반응에서 cysteine은 반응초기에 유황 냄새를 내지만 반응이 진행될수록 삶은 쇠고기향을 낸다고 하였고, 또한 Hsieh (1980)는 함황아미노산과 가열시 alanine, glycine이 cysteine과 혼합한 여러 혼합기질 중에서 가장 삶은 쇠고기향에 근접하였다는 본 실험 결과와 유사한 결과를 보고한 바 있다.
- 복합엑스분의 풍미를 개선시키기 위한 Maillard 반응액의 기질을 선정하기 위하여, 일반적인 Maillard 반응에 이용되는 당과 아미노산 등 전구물질들을 조사하였다. 먼저 0.
- 반응온도는 삶은 쇠고기향 발현에 매우 중요한 인자로 육을 가열할 때 heterocyclic amine과 같은 발암성 물질이 생성될 수도 있기 때문에 reaction flavor 제조 지침에서 반응온도는 180℃에서 15분 이내 혹은 이보다 낮은 온도에서 장시간으로 제한되어있다(Kim, 2004). 본 연구에서는 180℃보다 훨씬 낮은 120℃로 고정하고 반응을 진행하였다(Kim and Baek, 2003). 반응조건에 대한 실험계획은 fractional factorial design을 사용하였으며, 반응표면 회귀분석을 위해 SAS (Statistical analysis system) program을 사용하였다.
- 시료 복합엑스분에 일정량의 0.4 M glucose 등의 당용액과 0.4 M glycine 및 cysteine 등의 아미노산 용액을 첨가하여 pH를 조정한 다음 고온고압 반응기(Hoke SS-DOT)에 넣어 가열한 후 생성되는 구수한 향, 어패취 차폐능 및 삶은 쇠고기향 등에 대한 관능적 평가를 통하여 Maillard 반응의 최적화 조건을 구명하였다.
- 반응조건에 대한 실험계획은 fractional factorial design을 사용하였으며, 반응표면 회귀분석을 위해 SAS (Statistical analysis system) program을 사용하였다. 실험계획은 Table 1과 같이 Maillard 반응에서 중요한 독립변수로 고려되는 인자 즉, 반응시간(X1; 91.72분, 100분, 120분, 140분 및 148.28분), 반응액의 pH (X2; 5.586, 6, 7, 8 및 8.414)를 -1.414, -1, 0, 1, 1.414의 5단계로 부호화하였다. 즉, 독립변수(Xi)는 중심합성 계획에 따라 Fig.
- 1과 같이 11구간(요인실험점 4, 축점 4, 중심점 3)으로 설정하여 실험을 진행하였다. 이들 독립변수에 영향을 받는 종속변수(response variable, Yn) 즉, 반응액에서 발현된 바람직한 향의 관능적 특성인자로서 구수한 향(baked potato odor, Y1), 어패취 차폐능(masking of shellfish odor, Y2), 삶은 쇠고기향(boiled meat odor, Y3)으로 하였으며, 각 조건별로 3회 반복 측정하여 그 평균값을 회귀분석에 사용하였다.
- , Korea)로 측정하였다. 점도(viscosity)는 상온에서 Spindle No. 3 accessory를 장착한 점도계(Brookfield DV-Ⅱ-Viscometer, Brookfield Eng. Inc., USA)로 측정하였다. 휘발성염기질소(volatile basic nitrogen, VBN)는 Conway unit를 사용하는 미량확산법 (KSFSN, 2000b)으로 측정하였고, 아미노질소(NH2-N) 함량은 Formol 적정법(Ohara, 1982)으로 측정하였다.
- 추출수율은 원료 1 kg으로 조제한 Brix 20°의 열수추출, 잔사효소분해 및 복합엑스분의 양을 측정하여 원료에 대한 회수량(mL/kg)으로 나타내었다.
- 굴 엑스분의 맛, 색조, 냄새 등의 관능적 특성에 익숙하도록 훈련된 panel을 구성하여 시료 엑스분의 색조, 맛, 냄새 및 종합적 기호도에 대한 관능적 특성을 5단계 평점법(5점, 매우 좋음; 4점, 좋음; 3점, 보통; 2점, 나쁨; 1점, 매우 나쁨)으로 평가하였다. 한편, reaction flavoring 전후의 구수한 냄새, 어패취 차폐능 및 삶은 쇠고기향에 대한 관능검사는 7단계 평점법(7점, 매우 좋음 혹은 매우 강함; 4점, 보통; 1점, 매우 좋지 않음 혹은 매우 약함)으로 평가하였다. 관능검사의 결과에 대한 통계처리는 SAS program (Statistical analytical system V9.
대상 데이터
- 2 M glucose 용액을 기본으로 하여 각 아미노산의 조합을 변화시켜가면서 Maillard 반응을 시킨 후 발생하는 삶은 쇠고기향과 은은한 향의 특성을 관능적으로 평가한 결과는 Table 5와 같다. 이때 첨가하는 아미노산으로는 삶은 쇠고기향의 발현에 중요한 역할을 하는 함황아미노산(Hofmann and Schiberle, 1995), 시료 복합엑스분의 아미노산 조성과 정미성, Maillard 반응에 기여 정도 등을 고려하여 methionine, cysteine, threonine, alanine, lysine 및 glycine 등을 반응물질로 선정하였다. 상기 아미노산과 glucose 용액을 단일 또는 복합적으로 혼합하여 Maillard 반응을 시킨 후 반응시간에 따라 발생하는 향기의 특성을 검토한 결과, glucose+glycine+cysteine의 복합기질이 삶은 쇠고기향과 은은한 향의 발현에 가장 근접하였고 그 강도 또한 강하였다.
- 재료로 사용한 IQF 굴(Crassostrea gigas)는 동결저장 기간이 18개월 이상 경과하여 freeze burn 발생(Park et al., 2000) 등 상품가치를 상실한 제품과 동결저장 1개월째의 정상품을 각각 경남 통영시 소재의 대흥물산(주)에서 구입하여 -20℃ 동결고에 저장하면서 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 관능검사의 결과에 대한 통계처리는 SAS program (Statistical analytical system V9.1.3)을 이용하여 One way ANOVA 법으로 분산분석을 실시하였으며, 조사 항목들 간의 유의성 검정은 Duncan의 다중검정법으로 P<0.05수준에서 실시하였다(Kim and Goo, 2001).
이론/모형
- 본 연구에서는 180℃보다 훨씬 낮은 120℃로 고정하고 반응을 진행하였다(Kim and Baek, 2003). 반응조건에 대한 실험계획은 fractional factorial design을 사용하였으며, 반응표면 회귀분석을 위해 SAS (Statistical analysis system) program을 사용하였다. 실험계획은 Table 1과 같이 Maillard 반응에서 중요한 독립변수로 고려되는 인자 즉, 반응시간(X1; 91.
- 일반성분의 조성은 상법(KSFSN, 2000a)에 따라 수분 함량은 상압가열건조법, 조단백질 함량은 semi-micro Kjeldahl법, 조회분 함량은 건식회화법으로 측정하였다. pH는 시료를 균질화한 다음 pH meter (Accumet Basic, Fisher Sci.
- , USA)로 측정하였다. 휘발성염기질소(volatile basic nitrogen, VBN)는 Conway unit를 사용하는 미량확산법 (KSFSN, 2000b)으로 측정하였고, 아미노질소(NH2-N) 함량은 Formol 적정법(Ohara, 1982)으로 측정하였다.
성능/효과
- 0 mg/100 g으로 잔사효소분해엑스분이 조단백질과 아미노질소 함량이 가장 많았다. VBN 함량은 열수추출엑스분이 잔사효소 분해엑스분에 비해 다소 적어 어패류 냄새 억제 면에서 약간 효과적이었으며, 점도의 경우는 열수추출엑스분이 가장 높아 열수추출 중 굴 결체조직에서 콜라겐이 다소 많이 용출됨을 알 수 있었다. 또한, 각 엑스분의 염도는 1.
- 추출수율은 IQF 굴 1 kg당 각각 811, 359 및 1,170 mL로서 복합엑스분의 경우 기존 열수추출엑스분에 비해 수율이 약 44% 증가하였다. 각 엑스분의 색깔, 맛, 냄새 및 종합적 기호도를 관능검사한 결과, 색조는 잔사효소분해엑스분을 첨가함으로써 열수추출엑스분에 비해 좀 더 나은 평점을 얻었으며, 맛의 경우는 잔사효소분해엑스분을 첨가할 경우 평점이 약간 저하하는 것으로 나타났는데 이는 효소분해시 생성되는 쓴맛의 소수성 아미노산의 영향 때문으로 보인다. 한편, 냄새는 각 엑스분 모두 약간 낮은 평점을 받아 조향을 통한 풍미개선이 일부 필요할 것으로 판단되었다.
- 고형물 양을 Brix 20°로 조정한 열수추출엑스분의 경우 각각 5.5%, 5.8, 2.3%, 15.7 cps, 281.7 및 19.6 mg/100 g이었고, 잔사효소분해엑스분은 각각 8.5%, 6.4, 1.9%, 13.6 cps, 366.0 및 22.9 mg/100 g, 복합엑스분은 각각 7.1%, 6.1, 2.2%, 14.4 cps, 343.0 mg/100 g 및 21.0 mg/100 g으로 잔사효소분해엑스분이 조단백질과 아미노질소 함량이 가장 많았다.
- 15로 나타났다. 그리고 이 3가지 종속변수를 모두 고려한 multiple response optimization 반응 조건은 반응온도 120℃에서 반응시간 120.6분, pH 7.33이 가장 적합하였다.
- , 1982; Nagodawithana, 1995). 따라서 본 Maillard 반응에 적합한 당류를 선정하기 위하여 0.2 M glucose, 0.2 M ribose 및 0.2 M xylose 용액으로 각각 복합기질을 조제한 다음 Table 5와 같이 reaction flavoring 반응을 진행 시킨 결과 서로 유사한 향을 발생하였고, 종류에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타나 3가지 당류 중 가장 일반적인 glucose를 복합기질의 전구물질로 사용하였다.
- VBN 함량은 열수추출엑스분이 잔사효소 분해엑스분에 비해 다소 적어 어패류 냄새 억제 면에서 약간 효과적이었으며, 점도의 경우는 열수추출엑스분이 가장 높아 열수추출 중 굴 결체조직에서 콜라겐이 다소 많이 용출됨을 알 수 있었다. 또한, 각 엑스분의 염도는 1.9-2.3%로 기존의 굴 자숙액의 14.5-17.6% (Yoon et al., 2009)에 비해 NaCl 함량이 훨씬 낮기 때문에 식미가 좋으며, 다용도 활용이 가능할 것으로 기대되었다.
- 이때 첨가하는 아미노산으로는 삶은 쇠고기향의 발현에 중요한 역할을 하는 함황아미노산(Hofmann and Schiberle, 1995), 시료 복합엑스분의 아미노산 조성과 정미성, Maillard 반응에 기여 정도 등을 고려하여 methionine, cysteine, threonine, alanine, lysine 및 glycine 등을 반응물질로 선정하였다. 상기 아미노산과 glucose 용액을 단일 또는 복합적으로 혼합하여 Maillard 반응을 시킨 후 반응시간에 따라 발생하는 향기의 특성을 검토한 결과, glucose+glycine+cysteine의 복합기질이 삶은 쇠고기향과 은은한 향의 발현에 가장 근접하였고 그 강도 또한 강하였다. 따라서 이 복합기질을 복합엑스분의 풍미를 개선시키기 위한 반응 전구물질로 결정하였다.
- 최적 Maillard 반응조건에서의 예측값과 실제 복합엑스분을 최적 조건에서 reaction flavoring 시킨 후 평가한 각 종속변수의 평점을 비교한 결과는 Table 8과 같다. 종속변수 즉, 구수한향, 어패취 차폐능 및 삶은 쇠고기향의 발현에 대한 예측치는 각각 6.08, 5.98 및 5.83으로 실측치(5.93, 5.85 및 5.77)와 유의적 차이 없이 비슷한 결과를 얻었으며, 이로서 reaction flavoring 반응을 통해 IQF 굴 복합엑스분의 풍미를 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
- 한편, 냄새는 각 엑스분 모두 약간 낮은 평점을 받아 조향을 통한 풍미개선이 일부 필요할 것으로 판단되었다. 종합적 기호도 면에서 복합엑스분과 열수추출엑스분은 5% 수준에서 유의차가 없이 비슷한 평점을 받아 잔사효소분해엑스분을 첨가하여도 관능적 기호도의 저하가 거의 없음을 확인하였다. 수산물의 엑스분을 추출하는 일반적인 방법인 열수추출법은 엑스분의 풍미는 우수하나 수율과 맛의 강도가 떨어지는 단점이 있는 반면, 효소분해법은 수율과 맛의 강도가 우수한 대신 떫은 맛 생성 등 풍미가 다소 저하되는 단점을 지니고 있다(Hamada, 1992; Ren et al.
- 2-4 및 Table 6에서 얻어진 3가지 종속변수의 최적화 반응조건은 Table 7과 같다. 즉, 구수한 향, 어패취 차폐능 및 삶은 쇠고기향 발현의 최적 반응조건은 각각 120℃에서 121.6분, pH 7.43, 120.5분, pH 7.12, 그리고 130.8분, pH 7.15로 나타났다. 그리고 이 3가지 종속변수를 모두 고려한 multiple response optimization 반응 조건은 반응온도 120℃에서 반응시간 120.
- 고형물의 농도를 Brix 20°로 조정한 열수추출, 잔사효소분해 및 복합엑스분의 수율 및 이들을 관능검사한 결과는 Table 4와 같다. 추출수율은 IQF 굴 1 kg당 각각 811, 359 및 1,170 mL로서 복합엑스분의 경우 기존 열수추출엑스분에 비해 수율이 약 44% 증가하였다. 각 엑스분의 색깔, 맛, 냄새 및 종합적 기호도를 관능검사한 결과, 색조는 잔사효소분해엑스분을 첨가함으로써 열수추출엑스분에 비해 좀 더 나은 평점을 얻었으며, 맛의 경우는 잔사효소분해엑스분을 첨가할 경우 평점이 약간 저하하는 것으로 나타났는데 이는 효소분해시 생성되는 쓴맛의 소수성 아미노산의 영향 때문으로 보인다.
- 2%에 비하여 약간 감소하였으나, 그 외 조단백질과 조회분 함량은 거의 비슷하였다. 추출원료용 IQF 굴의 pH와 VBN 함량은 정상 굴에 비해 동결저장 18개월 동안 각각 6.19에서 6.32로, 11.9 mg/100 g에서 17.9 mg/100 g으로 증가하였다. 이는 IQF 굴의 장기저장 중 freeze burn 발생에 따른 육성분의 부분적 분해로 생성된 저급염기성 물질에 기인한 것으로 추정된다.
- 동결저장기간이 18개월이 경과하여 부분적으로 freeze burn현상이 일어나 상품가치를 상실한 추출원료용 IQF 굴과 동결저장 1개월째의 정상 IQF 굴의 일반성분, pH 및 VBN 함량을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 추출원료용 IQF 굴의 수분 함량은 77.9%로 정상 IQF 굴의 80.2%에 비하여 약간 감소하였으나, 그 외 조단백질과 조회분 함량은 거의 비슷하였다. 추출원료용 IQF 굴의 pH와 VBN 함량은 정상 굴에 비해 동결저장 18개월 동안 각각 6.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.