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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 우리나라 전국의 전통 간장을 수거 하여 이화학적 분석과 항산화 활성을 측정하여 전통 발효 식품 업계 및 소비자 등에게 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 4)용액 25 μL를 첨가하여 SpectraMax M2e(Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 excitation 485 nm/ emission 535 nm 범위에서 90분 동안 fluorescence를 측정하였다. 90분 동안의 fluorescence 값은 Excel 프로그램(Microsoft, Albuquerque, NM, USA)을 이용하여 다음 식에 따라 area under the fluorescence decay curve(AUC)를 구하였다.
- Oxygen radical absorbance capacity(ORAC)는 Ou 등 (24)의 방법을 변형하여 측정하였다. 간장 50 μL를 25 nM fluorescein sodium(10 mM NaH2PO4-Na2HPO4, pH 7.
- 간장 50 μL를 25 nM fluorescein sodium(10 mM NaH2PO4-Na2HPO4, pH 7.4)용액 150 μL에 첨가하여 10분 동안 37°C 암실에서 반응한 후 120 mM 2,2'-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride(AAPH in 10 mM NaH2PO4-Na2HPO4, pH 7.4)용액 25 μL를 첨가하여 SpectraMax M2e(Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 excitation 485 nm/ emission 535 nm 범위에서 90분 동안 fluorescence를 측정하였다.
- Jeon 등(26)의 연구에 의하면 주로 전통 메주로 오래 숙성된 간장이 높은 L값을 보였고, 전통 메주보다는 개량 메주로 담근 간장이 높은 적색도와 황색도를 보여 메주의 종류와 숙성 기간이 간장의 색에 영향을 끼친다고 하였다. 간장의 갈색도를 결정하는 melanoidin 색소의 흡광도 간격이 220~320 nm로 보고됨에 따라(17) 290 nm에서 가장 높은 흡광도 값을 보여 이 파장에서 갈색도를 측정하였다. 가장 높은 흡광도 값은 JMJ 간장으로 2.
- 간장의 색도는 분체원형 석영 셀에 담아 색도계(Color JC 801, Color Techno System Corporation, Tokyo, Japan)를 이용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)를 측정하였다. 색도계의 표준 값은 증류수로 하였고, L값은 22.
- 382로 측정되었다. 갈색도는 melanoidin 색소의 흡수 영역 파장인 220~320 nm 사이를 scanning 한 후 가장 높은 흡광도 값을 보인 290 nm에서 간장을 200배 희석하여 UV-visible spectrophotometer(Ultrospec 2100 pro, GE Health-care, Little Chalfont, UK)로 측정하였다(17-19).
- 본 연구에서는 전국 17지역에서 생산한 한국 전통 간장의 이화학적 분석, 색도 및 갈색도, 총 질소 및 아미노태 질소, 총 폴리페놀의 함량, protease 활성과 항산화 활성을 측정하고, 이들 사이의 상관관계를 분석하였다. pH는 4.
- 한국 전통 간장의 pH는 pH meter(Orion 3 STAR, Thermo Scientific, Beverly, MA, USA)로 측정하였고, 염도는 Mohr법(14)으로 분석하였다. 환원당 함량은 DNS 방법을 변형하여 사용하였다(15). 총 고형분 함량은 105°C 상압건조법으로 측정하였으며(16), 가용성 고형분 함량은 디지털 당도계(Digital refractometer DR-103L, Bellingham and Stanley, Tunbridge Wells, UK)로 측정하여 °Brix로 나타내었다.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용된 시료는 한국 전통 방법으로 제조된 간장으로 경기도의 파주(GPJ), 가평(GGP), 이천(GIC), 경상도 봉화(GBH), 산청(GSC)과 함양(GHY), 전라도 강진(JGJ), 무주(JMJ), 순창(JSC), 정읍(JJE), 구례(JGR), 충청도 괴산(CGS), 충주(CCJ), 청원(CCW)과 영광(JYG), 강원도 평창(GPC) 및 제주도(JJJ) 등 지역에서 2013년 12월~2014년 1월 기간 동안 소규모로 인터넷을 통해 판매되고 있는 총 17개의 간장을 구입하여 실험에 사용하였다.
- 간장의 질소 함량은 간장의 맛과 향, 색 등 상품성을 결정짓는 중요한 요소 중 하나이다(27). 총 질소는 단백질 외 peptide, 아미노태 질소, 유리 아미노산을 포함한다. 간장의 총 질소는 JMJ 간장이 2.
데이터처리
- 각 그룹 간의 유의성은 Minitab version 16(Minitab Inc., State college, PA, USA)을 이용하여 분산분석을 통해 각 군 간의 유의성 검증을 수행한 후 Bonfferoni's multiple range test를 사용하여 5% 수준에서 검정하였다.
- 모든 분석은 3회 반복한 후 그 결과를 평균±표준편차로 나타내었다.
- 상관분석 또한 Minitab version 16을 이용하여 Pearson's correlation 방법을 이용하였다.
이론/모형
- 간장의 아미노태 질소 함량 분석은 Formol법으로 실시하였다(14). 간장 0.
- 간장의 총 질소 함량은 Kjeldahl법으로 분해, 증류, 적정 과정을 거쳐 다음 식에 대입하여 구하였다(16).
- 총 고형분 함량은 105°C 상압건조법으로 측정하였으며(16), 가용성 고형분 함량은 디지털 당도계(Digital refractometer DR-103L, Bellingham and Stanley, Tunbridge Wells, UK)로 측정하여 °Brix로 나타내었다.
- 한국 전통 간장의 pH는 pH meter(Orion 3 STAR, Thermo Scientific, Beverly, MA, USA)로 측정하였고, 염도는 Mohr법(14)으로 분석하였다. 환원당 함량은 DNS 방법을 변형하여 사용하였다(15).
성능/효과
- 1)GPJ, soy sauce from Paju, Gyeonggi-do; GBH, Bonghwa, Gyeongsang-do; GSC, Sancheong, Gyeongsang-do; GHY, Hamyang, Gyeongsang-do; JGJ, Ganglin, Jeolla-do; JMJ, Muju, Jeolla-do; JSC, Sunchang, Jeolla-do; JJE, Jeongeup, Jeolla-do; CGS, Goesan, Chungcheong-do; CCJ, Chungju, Chungcheong-do; GGP, Gapyeong, Gyeonggi-do; GIC, Icheon, Gyeonggi-do; JGR, Gurye, Jeollado; CCW, Cheongwon, Chungcheong-do; JJJ, Jeju; JYG, Yeonggwang, Jeolla-do; GPC, Pyeongchang, Gangwon-do.
- 37 GAE mg/mL로 가장 적게 포함되었다. DPPH 라디칼 소거 활성은 JMJ 간장에서 63.39%로 가장 높은 활성을 보였고, GPC 간장에서 8.96%로 가장 낮은 활성을 보였다. FRAP는 JMJ 간장에서 2.
- 96%로 가장 낮은 활성을 보였다. FRAP는 JMJ 간장에서 2.41 AE mg/mL로 가장 높은 활성을 보였고, GPC 간장에서 0.12 AE mg/mL로 가장 낮은 활성을 보였다. ORAC는 JMJ 간장에서 115.
- 총 17종류의 한국 전통 간장의 색도와 갈색도는 Table 2와 같다. L값이 가장 높은 간장은 CGS 간장이었고, 가장 낮은 간장은 JGR 간장이었다. a값은 CGS 간장이 가장 적색에 가까웠으며, GSC 간장이 가장 녹색에 가까웠다.
- 12 AE mg/mL로 가장 낮은 활성을 보였다. ORAC는 JMJ 간장에서 115.69 TE mg/mL로 가장 높은 항산화 활성을 보였고, GPC 간장에서 8.42 TE mg/mL로 가장 낮은 항산화 활성을 보였다. 실험항목 간 상관관계를 본 결과 protease 활성이 총 폴리페놀 함량과 0.
- 23 mg%로 가장 낮은 함량을 보였다. Protease 활성은 JMJ 간장에서 2.20 U/mL로 가장 높은 활성을 나타냈고, GPC 간장에서 0.35 U/mL로 가장 낮은 활성을 나타냈다. 총 폴리페놀 함량은 JMJ 간장에서 11.
- 본 연구에서는 전국 17지역에서 생산한 한국 전통 간장의 이화학적 분석, 색도 및 갈색도, 총 질소 및 아미노태 질소, 총 폴리페놀의 함량, protease 활성과 항산화 활성을 측정하고, 이들 사이의 상관관계를 분석하였다. pH는 4.34~5.37, 염도는 16.77~34.71%, 환원당은 3.00~32.04 mg/mL, 총 고형분 함량은 19.95~36.86%, 가용성 고형분 함량은 23.10~41.70o Brix의 범위를 보였다. 총 질소 함량은 무주(JMJ) 간장이 12.
- Choi 등(1)은 우리나라 전통 간장 내 아미노태 질소의 함량이 감칠맛과 풍부한 향미와 같은 관능적 특성과 강한 양의 상관관계가 있다고 보고하였다. 가장 많은 아미노태 질소 함량을 가지고 있는 간장은 JMJ 간장으로 139.30 mg%이며, 가장 낮은 아미노태 질소 함량을 가지고 있는 간장은 GPC 간장으로 28.23 mg%를 보였다. Choi 등(1)의 연구에 의하면 대기업 시판 간장의 아미노태 질소 함량은 252~518 mg%로 한국 전통 간장보다 높은 값을 갖는다고 하였다.
- 총 질소는 단백질 외 peptide, 아미노태 질소, 유리 아미노산을 포함한다. 간장의 총 질소는 JMJ 간장이 2.04%로 가장 높았고, GPC 간장이 0.39%로 가장 낮았다(Table 3). 17종류의 전통 질소 함량의 평균은 0.
- 42 TE mg/mL로 가장 낮은 항산화 활성을 보였다. 실험항목 간 상관관계를 본 결과 protease 활성이 총 폴리페놀 함량과 0.995로 가장 높은 상관성을 보였고, 총 폴리페놀 함량은 DPPH 라디칼 소거 활성과 0.973으로 상관성이 높았다.
- 23%로 가장 낮았다. 아미노태 질소는 JMJ 간장에서 139.30 mg%로 가장 높은 함량을 보였고, GPC 간장에서 28.23 mg%로 가장 낮은 함량을 보였다. Protease 활성은 JMJ 간장에서 2.
- 간장의 낮은 pH는 메주로부터 기인한 유산균이 생육하면서 생성된 젖산의 영향에 의한 것이라 한다(25). 염도는 JYG 간장이 34.71%로 가장 높았고, GHY 간장은 16.77%로 가장 낮았다. 총 17종류 한국 전통 간장의 평균 염도는 27.
- Choi 등(1)의 연구에 의하면 대기업 시판 간장의 아미노태 질소 함량은 252~518 mg%로 한국 전통 간장보다 높은 값을 갖는다고 하였다. 전통 간장 17종의 총 질소에 대한 아미노태 질소 함량의 비율은 4.73~13.22%였다.
- DPPH 라디칼 소거 활성과 FRAP법은 유리 라디칼 소거능을 이용하는 항산화 실험 방법이고, ORAC는 수소 전자 전달 이동을 이용한 측정법이다(41). 종합적으로 볼 때 갈색도 및 총 질소와 아미노태 질소의 함량과 protease 활성이 항산화 활성들과의 상관관계가 높았다. 간장은 발효 및 숙성 과정 중에 기능성 peptide뿐만 아니라 Maillard 반응을 통해 폴리페놀 화합물을 생성하여 항산화 활성을 나타낸다고 하였다(10).
- 총 17종 전통 간장의 DPPH 라디칼 소거 활성은 평균 27.37%로, JMJ 간장이 63.39%로 가장 높았고 GPC 간장이 8.96%로 가장 낮았다. Shin 등(8)은 미더덕 껍질, 뽕잎, 양파 추출물 등을 부재료로 첨가한 양조간장이 일반 양조간장에 비해 DPPH 라디칼 소거 활성이 12% 증가한 43.
- 는 protease 생산성이 우수하여 산업용 효소 생산균으로 개발 되고 있다(20). 총 17종 전통 간장의 protease 활성은 JMJ 간장이 2.20 U/mL로 가장 높았고, GPC 간장이 0.35 U/mL로 가장 낮았다. 간장의 protease 활성은 발효에 관여하는 Bacillus 속의 균의 종류나 수(33,34)뿐만 아니라 콩의 단백질 함량, 발효 및 숙성 온도(35), pH(36)와 염 농도(32)에 따라 차이가 있다.
- -TPTZ(ferrous tripyridyltriazine)로 환원되는 원리로 항산화 능력을 측정하는 방법이다(37). 총 17종 전통 간장의 평균 FRAP는 0.78 AE mg/mL로, JMJ 간장이 2.41 AE mg/mL로 가장 높았고 GPC 간장이 0.21 mg/mL로 가장 낮았다.
- ORAC는 AAPH에 의해 발생한 과산화 라디칼이 항산화물질과의 반응에 따른 형광(fluorescence)의 감소율을 측정하는 방법으로(38), 친수성 물질과 소수성 물질 모두 반응 하기 때문에 다른 항산화 방법보다 폭 넓게 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다(39). 총 17종 전통 간장의 평균 ORAC는 46.02 TE mg/mL로, JMJ 간장에서 115.69 TE mg/mL로 가장 높았고 GPC 간장이 8.42 TE mg/mL로 가장 낮았다.
- 총 고형분 함량은 간장에서 수분을 제외한 값으로 JMJ 간장은 36.86%로 가장 높았고, GHY 간장이 19.95%로 가장 낮았다. 우리나라 전통 간장 17종류의 총 고형분 함량의 평균은 30.
- 70o Brix의 범위를 보였다. 총 질소 함량은 무주(JMJ) 간장이 12.60%로 가장 높았고, 평창(GPC) 간장이 2.23%로 가장 낮았다. 아미노태 질소는 JMJ 간장에서 139.
- 한국 전통 간장 17종의 이화학적 분석과 다양한 항산화 활성 간의 상관관계는 Table 5와 같다. 총 질소와 protease, 아미노태 질소는 서로 강한 상관관계를 가지고 있으며, 특히 protease 활성과 아미노태 질소의 상관관계는 0.933으로 유의적으로 높은 상관성을 보였다. You 등(31)은 아미노태 질소는 간장의 발효균에 의해 생성되는 protease가 콩 단백질을 아미노산이나 peptide로 분해되는 정도를 나타낸다고 하였다.
- 35 U/mL로 가장 낮은 활성을 나타냈다. 총 폴리페놀 함량은 JMJ 간장에서 11.20 GAE mg/mL로 가장 많이 포함되었고, GPC 간장에서 2.37 GAE mg/mL로 가장 적게 포함되었다. DPPH 라디칼 소거 활성은 JMJ 간장에서 63.
- 941로 강한 상관성을 보여 protease에 의해 생성된 amino 화합물과 간장 내 carbonyl 화합물을 기질로 하는 Maillard 반응을 통해 간장의 갈색도가 정해진다(5)는 연구 결과와 유사하였다. 총 폴리페놀 화합물은 DPPH 라디칼 소거 활성, FRAP, ORAC와 각각 0.973, 0.972 0.829의 상관성을 나타내었다. ORAC의 상관성은 DPPH 라디칼 소거 활성과 FRAP보다는 비교적 약간 낮은 상관관계 값을 보였는데, 이들은 작용 기전이 다르기 때문인 것으로 추측된다.
- 총 폴리페놀은 주로 식물계에서 많이 발견되는 항산화 물질로 phenolic acid류, 단순 phenol류, flavonoid류가 있다(4,21). 총 폴리페놀은 JMJ 간장에서 11.20 GAE mg/mL로 가장 많았고, GPC 간장에서 2.37 GAE mg/mL로 가장 적었다(Table 4).
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