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문제 정의
- 따라서 본 연구는 된장제조에 있어서 제조시간이 많이 걸리는 메주 대신 빠른 시간에 제조할 수 있는 콩 코오지를 이용하여 재래식 된장과 같은 향과 맛을 지닌 된장을 제조하는 것이 가능한 것이지를 알아보기 위해 효소활성이 우수한 세균과 곰팡이를 종균을 분리하여 밀가루 코오지 대신에 콩 코오지 제조에 이용하여 된장을 제조하는 제조기술을 개발하기 위한 기초자료로 제시코자 한다.
제안 방법
- 관능검사는 10명의 관능검사 요원을 대상으로 맛, 향, 색 및 전체적인 기호도에 대하여 9점 평점법으로, 매우 좋다 9점, 매우 나쁘다 1점으로 실시하였다. 모든 실험의 결과는 평균치와 표준편차로 나타내었으며 통계처리는 SPSS(SPSS Inc.
- 육안 및 현미경으로 다른 모양을 지닌 곰팡이 및 세균을 분리하여 amylase 및 protease 등의 효소능을 측정하여 효소활성이 우수한 균을 분리, 선정 및 동정하여 본 연구에 사용하였다. 동정은 세균의 경우 API kit를, 곰팡이는 ITS-5.8S rDNA sequencing을 하였다.
- 밀가루 코오지 대신 콩 코오지를 이용하여 된장을 제조하기 위해 콩 코오지에 이용할 종균을 분리, 선정하고 이를 이용한 된장을 제조하여 품질 변화 및 관능검사를 조사하였다. 재래식 메주로부터 amylase 및 protease 활성이 우수한 세균과 곰팡이를 분리 및 동정한 결과 A.
- 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1를 이용하여 코오지를 제조한 후 이들 코오지를 Table 1과 같은 혼합비율로 된장을 제조한 후 30℃, 65% RH의 항온항습기에서 40일간 숙성시키면서 수분함량, 아미노태질소, 환원당, 색의 변화를 조사한 결과는 Fig 1∼5와 같다.
- 85% 생리식염수 90 ml에 넣어 30분간 진탕한 후 세균은 plate count agar(PCA)를 사용하여 분리(16)하였고, 곰팡이는 potato dextrose agar(PDA)를 사용하여 분리(16)하였다. 육안 및 현미경으로 다른 모양을 지닌 곰팡이 및 세균을 분리하여 amylase 및 protease 등의 효소능을 측정하여 효소활성이 우수한 균을 분리, 선정 및 동정하여 본 연구에 사용하였다. 동정은 세균의 경우 API kit를, 곰팡이는 ITS-5.
- 전국에서 수집한 재래식 메주와 산업적으로 이용되고 있는 코오지 10 g을 0.85% 생리식염수 90 ml에 넣어 30분간 진탕한 후 세균은 plate count agar(PCA)를 사용하여 분리(16)하였고, 곰팡이는 potato dextrose agar(PDA)를 사용하여 분리(16)하였다. 육안 및 현미경으로 다른 모양을 지닌 곰팡이 및 세균을 분리하여 amylase 및 protease 등의 효소능을 측정하여 효소활성이 우수한 균을 분리, 선정 및 동정하여 본 연구에 사용하였다.
- 콩을 선별하여 침지하고 세척한 다음 증자시킨 콩을 절구에 빻아 콩의 1/4 정도 크기로 한 다음 재래식 메주에서 분리한 세균인 Bacillus subtilis 3-B-1과 곰팡이인 Aspergillus oryzae 6-M-1을 를 각각 0.1%(w/w)씩 접종한 다음 30℃에서 4일간 배양한 콩 코오지를 Table 1의 비율로 혼합하고 여기에 식염수를 첨가하여 30℃, 65% RH인 항온 항습기(T&H Chamber, AAA84021, Jeio Tech, Seoul, Korea)에서 40일간 숙성시켜 된장을 제조하였다.
대상 데이터
- 또한 효소활성이 우수한 균주를 분리하기 위해 전국 35개 지역에서 재래식 메주 41종, 산업적으로 이용되고 있는 코오지 5종을 구입하였다. 관능검사에 사용하기 위해 시중에서 밀가루 코오지로 제조한 된장을 구입하였다.
- 된장제조에 사용된 콩은 강원도 강릉에서 2011년에 구입한 메주콩을 사용하였고, 식염은 시중에서 구입한 천일염을 사용하였다. 또한 효소활성이 우수한 균주를 분리하기 위해 전국 35개 지역에서 재래식 메주 41종, 산업적으로 이용되고 있는 코오지 5종을 구입하였다.
- 된장제조에 사용된 콩은 강원도 강릉에서 2011년에 구입한 메주콩을 사용하였고, 식염은 시중에서 구입한 천일염을 사용하였다. 또한 효소활성이 우수한 균주를 분리하기 위해 전국 35개 지역에서 재래식 메주 41종, 산업적으로 이용되고 있는 코오지 5종을 구입하였다. 관능검사에 사용하기 위해 시중에서 밀가루 코오지로 제조한 된장을 구입하였다.
데이터처리
- 모든 실험의 결과는 평균치와 표준편차로 나타내었으며 통계처리는 SPSS(SPSS Inc. Ver. 12.0, Chicago, IL, USA)을 이용하여 Duncan's multiple range test를 시행하여 p<0.05수준에서 유의성 검정을 하였다.
이론/모형
- 효소활성 측정을 위하여 α-amylase의 경우 Kim과 Oh(17)의 방법으로, β-amylase와 protease는 Park과 Oh(18) 및 Kim 등(17,19)의 방법, protease의 역가는 Von(20)의 방법에 준하였다. 수분은 105℃ 상압건조법(21)으로 하였고, 아미노태질소는 Formal 적정법(22)으로 분석하였다. 환원당은 Somogyi법 (23)에 준하여 분석한 후 glucose로 환산하였다.
- 수분은 105℃ 상압건조법(21)으로 하였고, 아미노태질소는 Formal 적정법(22)으로 분석하였다. 환원당은 Somogyi법 (23)에 준하여 분석한 후 glucose로 환산하였다. 색도는 시료를 분쇄한 후 색차계(Colorimeter, CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 L, a, b값을 구하였다.
- 효소활성 측정을 위하여 α-amylase의 경우 Kim과 Oh(17)의 방법으로, β-amylase와 protease는 Park과 Oh(18) 및 Kim 등(17,19)의 방법, protease의 역가는 Von(20)의 방법에 준하였다.
성능/효과
- Amylase와 protease 등의 효소활성이 우수한 곰팡이 및 세균을 분리, 동정한 결과 3-B-1 세균은 Bacillus subtilis이었고, 6-M-1 곰팡이는 Aspergillus oryzae 이었다.
- B. subtilis 3-B-1으로 코오지를 제조한 후 이를 이용하여 된장을 제조한 처리구는 1.0×1011 cfu/g로 가장 많은 균수를 보이고 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 코오지를 제조한 후 이를 30 : 70의 비율로 혼합하여 된장을 제조한 것은 3.2×1010 cfu/g으로 가장 적었다.
- 생균수, 곰팡이 및 효모수는 숙성 초기부터 꾸준히 증가하였다. 관능검사 결과 5% 수준에서 맛, 향, 색 및 전체적인 기호도에서 시판된장과의 유의성이 인정되지 않아 시료간의 차이가 없었다. 이런 결과는 밀가루 코오지 대신 콩 코오지로 된장을 제조하는 것이 가능하다는 것을 보였다.
- 맛, 향, 색 및 전체적인 기호도에서 관능검사를 실시한 결과 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시판된장과 본 실험에서 제조한 된장과의 기호도면에서 유사하였다. 즉 콩을 이용하여 제조한 코오지로 된장을 제조하는 것이 시판 된장과의 관능적인 기호도에서 차이를 보이지 않아 콩 코오지를 이용한 된장의 제조가 가능하였다.
- 분리, 선정된 세균 및 곰팡이를 이용하여 30℃에서 40일간 제조한 된장의 숙성 중 품질변화 중 수분함량은 숙성 초기에 59.86∼61.58%(w/w)이었고 숙성 25일째를 경과하면서 수분함량의 감소폭이 컸다.
- 산업적으로 이용되고 있는 코오지로부터 5종의 세균을 분리하였으며 이들 균주의 평균 α-amylase, β-amylase, 산성 protease 및 중성 protease 역가는 각각 662.34 unit/g, 2171.23 unit/g, 368.64 unit/g 및 315.54 unit/g으로 재래식 메주로부터 분리한 세균의 역가보다 약간 많은 양이 생성되고 있었다.
- 또한 숙성 10일이 경과하면서 전통식품 표준규격(24)에서 정한 300 mg%(w/w) 이상 생성하여 분리한 세균 및 곰팡이가 콩 코오지 제조에 적합한 균주였다. 숙성 40일 째에는 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1으로 제조한 코오지만을 이용하여 된장을 제조한 것이 434.49 mg%(w/w)로 가장 적게 생성되었고, B. subtilis 6-M-1로 제조한 코오지만으로 제조한 것이 488.72 mg%(w/w)로 가장 많이 생성되었으나 시료간에 큰 차이는 없었다.
- 3)이 5%(w/w) 내외에서 숙성이 경과할수록 점차 증가하는 경향을 보였고 특히 숙성 30일 이후에는 급격히 증가하는 추세였다. 숙성 40일째에 A. oryzae 6-M-1로 코오지를 제조한 후 이를 이용하여 된장을 제조한 것이 가장 많은 15.40%(w/w)를 생성하였고, A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1을 30 : 70의 비율로 혼합하여 제조한 된장이 다른 처리구에 비해 가장 적은 9.01%(w/w)를 생성하여 균주에 따라 환원당 생성량의 차이가 있어 된장의 맛에 미치는 영향이 있을 것으로 사료된다.
- 숙성 초기에는 환원당(Fig. 3)이 5%(w/w) 내외에서 숙성이 경과할수록 점차 증가하는 경향을 보였고 특히 숙성 30일 이후에는 급격히 증가하는 추세였다. 숙성 40일째에 A.
- 58%(w/w)이었고 숙성 25일째를 경과하면서 수분함량의 감소폭이 컸다. 아미노태 질소 함량은 숙성기간 동안 꾸준히 아미노태질소가 증가하며, 숙성 10일이 경과하면서 300 mg%(w/w) 이상 생성하고, 색도는 숙성기간이 경과할수록 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 이용한 된장보다 A. oryzae 6-M-1로 제조한 코오지를 이용한 된장의 색 변화가 큰 것으로 나타났다. 환원당은 숙성 30일 이후에는 급격히 증가하여 숙성 40일경에는 9.
- 밀가루 코오지 대신 콩 코오지를 이용하여 된장을 제조하기 위해 콩 코오지에 이용할 종균을 분리, 선정하고 이를 이용한 된장을 제조하여 품질 변화 및 관능검사를 조사하였다. 재래식 메주로부터 amylase 및 protease 활성이 우수한 세균과 곰팡이를 분리 및 동정한 결과 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1이었다. 분리, 선정된 세균 및 곰팡이를 이용하여 30℃에서 40일간 제조한 된장의 숙성 중 품질변화 중 수분함량은 숙성 초기에 59.
- 재래식 메주로부터 총 32종의 곰팡이를 분리하였으며 α-amylase, β-amylase, 산성 protease 및 중성 protease의 평균활성을 분석한 결과 각각 688.74 unit/g, 1916.80 unit/g, 241.48 unit/g, 291.51 unit/g이고, 산업적으로 생산되는 코오지로부터 4종의 곰팡이를 분리하였으며 α-amylase, β-amylase, 산성 protease 및 중성 protease의 평균 활성은 각각 1101.86 unit/g, 3334.34 unit/g, 110.08 unit/g 및 140.69 unit/g으로 재래식 메주로부터 분리한 amylase는 높은 편이나 protease는 다소 낮은 편이다.
- 재래식 메주로부터 총 41종의 세균을 분리하였으며 α-amylase, β-amylase, 산성 protease 및 중성 protease의 평균 활성을 분석한 결과 각각 419.01 unit/g, 1144.43 unit/g, 308.76 unit/g, 359.0 unit/g이었다.
- 재래식 메주와 코오지로부터 분리한 곰팡이 중에서 효소활성이 가장 높고 산업적으로 생산하는 코오지의 생산균보다 높은 효소활성을 지닌 곰팡이를 우수균주로 하여 선정한 결과 재래식 메주로부터 분리된 6-M-1였으며 이 균주의 α-amylase는 1942.56 unit/g, β-amylase는 6324.2 unit/g, 산성 protease는 326.97 unit/g 그리고 중성 protease는 296.47 unit/g으로 분리 곰팡이의 평균 효소 역가보다 각각 2.2배, 2.4배, 1.9배 및 1.4배 높았다.
- 재래식 메주와 코오지로부터 분리한 세균 중에서 효소활성이 가장 높고 산업적으로 생산하는 코오지로부터 분리한 세균보다 높은 효소활성을 가진 세균을 우수균주로 하여 선정한 결과 재래식 메주로부터 분리된 3-B-1였으며 이 균주의 α-amylase는 1646.18 unit/g, β-amylase는 3953.13 unit/g, 산성 protease는 877.56 unit/g 그리고 중성 protease는 790.08 unit/g으로 분리 세균의 평균 효소 역가보다 각각 3.0배, 2.4배, 2.6배 및 2.3배 높았다.
- 4배 높았다. 전체적으로 곰팡이는 세균에 비해 amylase 활성이, 세균은 곰팡이에 비해 protease 활성이 높았다.
- 전체적인 기호도의 경우 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시료간의 차이가 없었다. 즉 분리, 선정한 A.
- 전체적인 기호도의 경우 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시료간의 차이가 없었다. 즉 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 30 : 70의 비율로 한 된장이 7.4점을 얻고 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 50 : 50의 비율로 한 된장이 제조한 된장 중에서는 가장 낮은 6.8이었으며 시판 된장은 가장 높은 8.3점 이었다.
- 색의 경우에서도 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시료간에 차이가 없었다. 즉 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 30 : 70의 비율로 한 된장이 8.1점 이었고, 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 50 : 50의 비율로 혼합한 것이 각각 가장 낮은 7.1점, 시판 된장이 가장 높은 8.2점 이었다.
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향의 경우 유의성 검정결과 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시료간의 차이가 없었다. 즉 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 70 : 30의 비율로 혼합한 된장이 7.6점 이었으나 A. oryzae
6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 50 : 50의 비율로 한 된장, A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 30 : 70의 비율로 한 된장, B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 이용한 된장이 각각 가장 낮은 7.4점 이었으나 시료간에 유의적인 차이가 없었고 시판된장이 가장 높은 8.0점이었다. - 맛의 경우 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시료간의 차이가 없었다. 즉 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1으로 제조한 코오지를 이용한 된장과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 이용한 된장이 각각 6.9점이고 분리, 선정한 A. oryzae 6-M-1과 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 코오지를 50 : 50의 비율로 혼합한 것이 가장 낮은 6.2점을 얻었고 시판 된장이 가장 높은 7.4점이었다.
- 맛, 향, 색 및 전체적인 기호도에서 관능검사를 실시한 결과 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않아 시판된장과 본 실험에서 제조한 된장과의 기호도면에서 유사하였다. 즉 콩을 이용하여 제조한 코오지로 된장을 제조하는 것이 시판 된장과의 관능적인 기호도에서 차이를 보이지 않아 콩 코오지를 이용한 된장의 제조가 가능하였다.
- 특히 세균 코오지보다는 곰팡이 코오지의 L값의 변화가 컸다. 즉, 숙성 40일경에 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 된장의 L값은 44.80이고, A. oryzae 6-M-1로 제조한 된장의 L값은 42.38로 B. subtilis 3-B-1으로 제조한 된장보다 A. oryzae 6-M-1로 제조한 된장의 L값이 낮았다. 이는 Hong 등(25)이 세균과 곰팡이를 이용하여 제조한 더덕 된장에서 세균보다는 곰팡이에 의해 L값이 낮다는 결과와 유사하였다.
후속연구
- 따라서 관능검사 결과 콩 코오지를 이용한 된장이 시판 된장에 비해 5% 수준에서 유의성이 인정되지 않았으나 전체적인 관능적 기호도에서 점수가 약간 낮아 이에 대한 보완연구가 필요하다고 사료된다.
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