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문제 정의
- 또한 굴 가공품을 생산하면 자숙액과 같은 부산물도 생기게 된다. 이에 따라 이 연구에서는 굴과 굴 자숙액을 이용한 가수분해물의 제조 방법과 그 특성을 살펴보았다.
제안 방법
- TCA (trichloroacetic acid) soluble index 측정을 위한 시료는 굴 및 굴 자숙액 유래 효소가수분해물에 동량의 20% (w/v) TCA를 넣고, 혼합하여 제단백한 다음, 원심분리(1,000 × g, 20 min)하여 제조하였다. TCA soluble index는 전처리 시료를 semimicro Kjeldahl법으로 측정한 다음 아래 식에 따라 계산하였다.
- TCA soluble index는 Oh et al. (2007)[10]에 따라 엑스 분 질소 및 유리아미노산을 분석하기 위한 시료는 일정량의 시료에 20% TCA (trichloroacetic acid)를 동량 가하여 교반 및 원심분리(3, 000 rpm, 10분)한 다음 상층 액 중 일부를 분액 깔때기에 취한 후, 에테르로 TCA 제거 공정을 4회 반복하고 농축하여 제조하였다.
- 균질화하였다. 굴 및 굴 자숙농축액의 함량에 대하여 1%에 해당하는 4종의 상업적 효소(Alcalase, Flavourzyme, Neutrase 및 Pratamex)를 공급 회사에서 제시한 최적 온도와 pH로 조정한 다음 shaking incubator에서 일정시간(0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 4.0, 6.0시간)동안 효소와 반응시켰다. 이어서 효소의 실활을 위하여 열탕에서 10분간 처리한 후 방냉, 원심분리(1,000 × g, 20 min) 및 여과하여 굴 효소 가수분해물을 제조하였다.
- 굴과 굴 자숙액을 통해서 가수분해한 생성물의 성분을 알아보았다. 굴과 굴 자숙액을 단백질 분해효소로 가수분해함에 따라 아미노산의 양이 증가하게 된다.
- 그리고 유리아미노산은 전처리한 시료를 아미노산 자동분석기(Biochrom 30, Biochrom, England)로 분석 및 정량하였다.
- 무기질은 시료를 질산으로 습식분해 한 후, ICP (inductively coupled plasma spectrophotometer, Optima 5300DV, Perkin Elmer, England)로 분석하여, 정량을 하였다.
- 염도는 염도계(S-28E, Atago co., Japan)을 이용하여 salt% 단위로 측정하였고 당도는 굴절당도계(N1, Atafo co., Japan)을 이용하여 brix% 단위로 측정하였다. pH는 pH meter (HM-30V, TOA co.
- 원료 굴을 해동한 다음 해동된 굴에 동량의 증류수를 가하고 균질화하였다. 굴 및 굴 자숙농축액의 함량에 대하여 1%에 해당하는 4종의 상업적 효소(Alcalase, Flavourzyme, Neutrase 및 Pratamex)를 공급 회사에서 제시한 최적 온도와 pH로 조정한 다음 shaking incubator에서 일정시간(0.
- 0시간)동안 효소와 반응시켰다. 이어서 효소의 실활을 위하여 열탕에서 10분간 처리한 후 방냉, 원심분리(1,000 × g, 20 min) 및 여과하여 굴 효소 가수분해물을 제조하였다.
대상 데이터
- 굴 자숙액은 경남 합덕에 소재한 삼덕수산(주)의 굴 자숙액을 구입하여 냉장 보관하여 두고 실험에 사용하였다.
- 굴과 굴 자숙농축액을 효소 추출 및 가수분해 시키기 위하여 사용한 4종의 상업적 효소 Alcalase 2.4 L FG (이후 Alcalase 로 명명), Flavourzyme 500 MG (이후 Flavourzyme으로 명명), Neutrase 0.8 l (이후 Neutrase로 명명), Protamax 1.5 MG, (이후 Pratamex로 명명)는 Novozymes 사(Novonordisk Bioindustrials, Inc., Denmark)에서 구입하였으며, 구입 회사에서 제시한 이 효소들의 최적 활성 조건 및 유래는 Table 1과 같다.
- 생굴은 경남 거제 소재의 대일수산(주)에서 구입하여 일정량씩 포장한 후 냉동고(-25℃)에 보관하여 두고 실험에 사용하였다.
이론/모형
- 제조하였다. TCA soluble index는 전처리 시료를 semimicro Kjeldahl법으로 측정한 다음 아래 식에 따라 계산하였다.
- 엑스분 질소는 전처리한 시료를 물로 정용(25 ml)한 다음 semimicro Kjeldahl법으로 측정한 질소량으로 나타내었다.
- 일반성분은 AOAC법(1990)[2]에 따라 측정되었으며, 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 Kjeldahl법, 조지방은 ether를 이용한 Soxhlet법 그리고 회분은 건식회화법으로 측정하였다. 염도는 염도계(S-28E, Atago co.
- 휘발성 염기질소(Volatile Basic Nitrogen, VBN)는 Conway unit를 이용하는 미량확산(micro-diffusion) 측정, 아미노태질소(NH₂-N)함량 분석은 Formol (Sorensen, 1907) 측정법으로아미노태질소 함량을 측정하였다.
성능/효과
- 6시간 동안 가수분해하여 제조한 Protamax 굴 가수분해물의 유리아미노산 함량 및 조성을 살펴본 결과 1시간 가수분해한 가수분해물 및 6시간 가수분해한 가수분해물이 각각 1, 436.5 mg/100 g 및 1580.4 mg/100 g으로 6시간 가수분해물의 유리아미노산이 더 증가하였다. Protamax 굴 가수분해물의 주요 유리아미노산은 가수분해 시간에 관계없이 aspartic acid (8.
- 이로 보아 가수분 해후에 다른 용도로서 소스 제조에 사용하거나, 맛과 향미의 측면에서 사용되어 진다면 아미노산 함량이 높은 것이 유리하게 된다. 결론적으로는 가수분해물의 생성이 더 많이 될수록 아미노산의 함량은 높아지게 되지만, 이에 따른 휘발성 염기 질소 함량(VBN)도 높아지므로 그에 따른 적절한 조건을 찾아야 한다. 휘발성 염기 질소의 경우 8시간까지는 큰 변화량이 없었고, 가수분해물의 pH도 8시간 이내에는 그 변화량이 크지는 않았다.
- 무기질함량은 다음 Table 3에 나타난 것과 같이 무기질 함량은 굴과 굴 자숙액 모두에서 모두 칼륨이 가장 높았고 다음으로 인, 마그네슘, 칼슘, 철, 아연의 순이었다. 굴보다는 굴 자숙액의 무기질 함량의 전체적으로 높았고, 그 중에서 칼륨과 인의 함량은 굴에 비해 2~3배의 함량을 나타내었다. 자숙액은 열처리 후 무기질이 용출되어 그만큼의 무기 질량이 나타난 것으로 판단된다.
- 5% 범위를 나타내었다. 상업적 효소로 1시간 처리한 가수분해물의 가수분해율은 Protamax 가수분해물과 Alcalase 가수분해물이 각각 27.4% 및 26.5% 범위로 가장 높았고, 다음으로 Flavourzyme 가수분해물은 25.4%이었으며, Neutrase 가수분해물이 23.1%로 가장 낮았다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 Alcalase 및 Protamax 와 같은 endoprotease가 Flavourzyme과 같은 endo- 및 exoprotease의 효소보다 우수하였다.
- 부산물의 일반성분, pH 및 염도는 다음과 같다. 원료의 수분 함량, 단백질 함량, 조지방 함량 및 조회분 함량을 살펴본 결과, 굴은 각각 82.1%, 13.1%, 2.5% 및 2.0%였으며, 굴 자숙액은 각각 62.3%, 9.7%, 0.3% 및 10.7%이었다. 한편, 본 실험에서 사용한 원료의 pH 및 염도는 굴이 6.
- 2%이었다. 이를 4종의 상업적 효소로 가수분해한 경우 굴 효소 가수분해물의 가수분해율은 Fig. 3에 나타나듯이 효소의 종류에 관계없이 2시간까지는 가수분해 시간이 경과함에 따라 급격히 증가하여 29.9-32.7%의 범위를 나타내었고, 그 이상의 가수분해 시간에는 완만한 증가를 하였으며 6시간 후에는 36.9-39.8% 범위를, 8시간 후에는 36.9-40.5% 범위를 나타내었다. 상업적 효소로 1시간 처리한 가수분해물의 가수분해율은 Protamax 가수분해물과 Alcalase 가수분해물이 각각 27.
- 자세한 내용은 Table 4에 표시되어 있다. 이상의 결과로 미루어 보아 1시간 가수분해물에비해 6시간 가수분해물의 구성 아미노산 함량이 더 높아지는 것을 볼 수 있다.
- 상업적 효소로 1시간 처리한 가수분해물의 가수분해율은 Neutrase 가수분해물, Flavourzyme 가수분해물, Protamax 가수분해물과 Alcalase 가수분해물 순으로 높았다. 이상의 결과에서 굴 자숙액을 상용효소로 가수분해시키는 최적의 조건으로는 Protamax로 2시간 동안 가수분해 시키는 것이 가장 적절하다고 판단되었다.
- 이와 같은 결과로 미루어 보아 Alcalase 및 Protamax 와 같은 endoprotease가 Flavourzyme과 같은 endo- 및 exoprotease의 효소보다 우수하였다. 이상의 결과에서 굴을 상용 효소로 가수분해시키는 최적의 조건으로는 Protamax로 6시간 동안 가수분해시킨 가수분해물이 가장 적절하였다.
- 1%로 가장 낮았다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 Alcalase 및 Protamax 와 같은 endoprotease가 Flavourzyme과 같은 endo- 및 exoprotease의 효소보다 우수하였다. 이상의 결과에서 굴을 상용 효소로 가수분해시키는 최적의 조건으로는 Protamax로 6시간 동안 가수분해시킨 가수분해물이 가장 적절하였다.
- 7%이었다. 한편, 본 실험에서 사용한 원료의 pH 및 염도는 굴이 6.35, 0.4%이었으며, 굴 자숙액은 5.87, 8.0%으로 생굴에 비해 pH는 낮았으며, 염도는 높은 것으로 나타났다. 무기질함량은 다음 Table 3에 나타난 것과 같이 무기질 함량은 굴과 굴 자숙액 모두에서 모두 칼륨이 가장 높았고 다음으로 인, 마그네슘, 칼슘, 철, 아연의 순이었다.
- 효소의 종류 및 가수분해 시간에 따른 굴 효소 가수분해물의 pH는 Fig. 2에 나타내듯이 생시료가 6.20이었고, 효소의 종류에 관계없이 가수분해 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 이와 같이 가수분해 시간에 따른 굴 효소 가수분해물의 pH가 감소하는 것은 첨가한 효소의 작용으로 단백질이 분해되면서 산성 아미노산의 carboxyl group의 유리와 더불어 굴에 함유되어 있는 glycogen이 가수분해가 진행됨에 따라 해당작용에 의하여 젖산으로 분해되어 축적되었기 때문이라 판단되었다.
- 효소의 종류 및 가수분해 시간에 따른 굴 효소 가수분해물의 휘발성 염기질소 함량은 Fig. 1과 같이 생시료가 7.2 mg/ 100 g이었고, 굴 효소 가수분해물의 경우 처리된 상업적 효소의 종류에 관계없이 가수분해 시간이 경과함에 따라 증가하였다. 그리고, 휘발성 염기질소의 증가속도는 가수분해 8시간까지는 서서히 증가하여 8시간 후에 20.
- 51의 범위를 나타내었다. 효소의 종류에 따른 가수분해물의 pH는 가수분해 8시간까지는 크게 차이가 없었고, 그 이후에는 차이가 있어, Protamax 가수분해물의 pH가 가장 낮았고, 다음으로 Neutrase, Alcalase, Flavourzyme 가수분해물 순으로 높아짐을 확인할 수 있다.
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