국내 전통발효식품으로부터 protease 활성이 높은 Aspergillus oryzae SCF-6, SCF-37, 그리고 JJSF-1 균주를 선발하여 된장을 각각 제조하고 60일간 숙성하면서 품질을 비교 평가하였다. 60일 숙성 동안 수분 염도 및 pH는 시료 간에 큰 차이가 없었다. 된장의 숙성지표가 되는 아미노산성 질소의 함량은 숙성 경과에 따라 증가하여 60일 숙성 후 SCF-6을 활용하여 제조한 된장이 971.6 mg%로 다른 시료보다 높았으며, 유리아미노산 함량도 상대적으로 높은 8,064.9 mg%이었다. SCF-6과 37로 제조한 된장은 60일 숙성 후 GABA 함량이 각각 61.3과 53.7 mg%로 측정되었다. 색도는 숙성 경과에 따라 명도와 황색도는 점차 감소한 반면 적색도는 점차 증가하였다. 아플라톡신은 모든 된장에서 불검출 되었고, 바이오제닉 아민 중 histamine 함량은 2.55-5.60 mg/kg 그리고 tyramine은 3.70-5.87 mg/kg으로 매우 낮게 측정되었다. 본 결과로 A. oryzae SCF-6은 장류 제조의 종균으로 적합한 것으로 판단된다.
국내 전통발효식품으로부터 protease 활성이 높은 Aspergillus oryzae SCF-6, SCF-37, 그리고 JJSF-1 균주를 선발하여 된장을 각각 제조하고 60일간 숙성하면서 품질을 비교 평가하였다. 60일 숙성 동안 수분 염도 및 pH는 시료 간에 큰 차이가 없었다. 된장의 숙성지표가 되는 아미노산성 질소의 함량은 숙성 경과에 따라 증가하여 60일 숙성 후 SCF-6을 활용하여 제조한 된장이 971.6 mg%로 다른 시료보다 높았으며, 유리아미노산 함량도 상대적으로 높은 8,064.9 mg%이었다. SCF-6과 37로 제조한 된장은 60일 숙성 후 GABA 함량이 각각 61.3과 53.7 mg%로 측정되었다. 색도는 숙성 경과에 따라 명도와 황색도는 점차 감소한 반면 적색도는 점차 증가하였다. 아플라톡신은 모든 된장에서 불검출 되었고, 바이오제닉 아민 중 histamine 함량은 2.55-5.60 mg/kg 그리고 tyramine은 3.70-5.87 mg/kg으로 매우 낮게 측정되었다. 본 결과로 A. oryzae SCF-6은 장류 제조의 종균으로 적합한 것으로 판단된다.
This study was conducted to evaluate the possible utility of 3 Aspergillus oryzae strains (designated as SCF-6, SCF-37, and JJSH-1), isolated from Korean traditional fermented materials, as starter cultures in the soybean paste industry. Doenjang (fermented soybean paste) was made with the A. oryzae...
This study was conducted to evaluate the possible utility of 3 Aspergillus oryzae strains (designated as SCF-6, SCF-37, and JJSH-1), isolated from Korean traditional fermented materials, as starter cultures in the soybean paste industry. Doenjang (fermented soybean paste) was made with the A. oryzae strains described above, and its quality attributes were analyzed during a 60-day aging period. No significant differences in pH, moisture, or salt content were detected among the doenjang varieties made with the 3 Aspergillus strains. The concentration of amino-nitrogen, an indicator of doenjang aging, increased in each sample during the aging period. After the 60-day aging period, the contents of amino-nitrogen and free amino acid in doenjang made with SCF-6 showed the highest concentrations among the tested doenjang products: 971.6 and 8,064.9 mg%, respectively. Measurements of the color of doenjang showed that lightness and yellowness decreased during the aging period, but redness increased. After the 60-day aging period, the ${\gamma}$-aminobutyric-n-acid (GABA) concentrations in doenjang made with SCF-6 and SCF-37 were 61.3 and 53.7 mg%, respectively. In doenjang samples, aflatoxin was not detected and the concentrations of biogenic amines (histamine and tyramine) were 2.55-5.60 mg/kg and 3.70-5.87 mg/kg, respectively. These results indicated that A. oryzae SCF-6 isolated from traditional fermented foods could be useful as a starter culture in the soybean paste industry.
This study was conducted to evaluate the possible utility of 3 Aspergillus oryzae strains (designated as SCF-6, SCF-37, and JJSH-1), isolated from Korean traditional fermented materials, as starter cultures in the soybean paste industry. Doenjang (fermented soybean paste) was made with the A. oryzae strains described above, and its quality attributes were analyzed during a 60-day aging period. No significant differences in pH, moisture, or salt content were detected among the doenjang varieties made with the 3 Aspergillus strains. The concentration of amino-nitrogen, an indicator of doenjang aging, increased in each sample during the aging period. After the 60-day aging period, the contents of amino-nitrogen and free amino acid in doenjang made with SCF-6 showed the highest concentrations among the tested doenjang products: 971.6 and 8,064.9 mg%, respectively. Measurements of the color of doenjang showed that lightness and yellowness decreased during the aging period, but redness increased. After the 60-day aging period, the ${\gamma}$-aminobutyric-n-acid (GABA) concentrations in doenjang made with SCF-6 and SCF-37 were 61.3 and 53.7 mg%, respectively. In doenjang samples, aflatoxin was not detected and the concentrations of biogenic amines (histamine and tyramine) were 2.55-5.60 mg/kg and 3.70-5.87 mg/kg, respectively. These results indicated that A. oryzae SCF-6 isolated from traditional fermented foods could be useful as a starter culture in the soybean paste industry.
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문제 정의
본 연구에서는 국내 발효식품에서 분리된 곰팡이 중 단백질 분해 역가가 높은 황국곰팡이의 장류 산업의 가능성을 확인하고자 Aspergillus oryzae SCF-6, 37 그리고 JJSH-1을 메주 접종균으로 활용하여 된장을 제조하고 그 품질을 비교 평가하였다. A.
본 연구에서는 전라북도에서 시판되고 있는 전통적인 방식으로 제조된 메주 및 누룩을 구입하여 분리된 곰팡이 중 단백질 분해 역가가 높은 황국곰팡이를 확보하였다. 이를 메주 접종균으로 하여 된장을 제조하고 그 품질를 비교 평가함으로써 국내에서 분리한 황국균의 장류 산업에 대한 활용 가능성을 파악하고자 하였다.
제안 방법
코지를 제조하기 위하여 백미를 수세하고 6시간 침지시킨 후 2시간 물 빼기를 하고, 121℃에서 30분간 증자한 후 실온에서 냉각시켰다. PDA 배지에서 7일간 배양된 Aspergillus oryzae SCF-6, SCF-37 그리고 JJSH-1을 각각 멸균된 NaCl 0.85% 수용액에 현탁하였다. 이후 현탁액을 104 spores/g 되도록 백미에 각각 접종하고 항온 항습기(Jeiotech Co.
국내 전통발효식품으로부터 protease 활성이 높은 Aspergillus oryzae SCF-6, SCF-37, 그리고 JJSF-1 균주를 선발하여 된장을 각각 제조하고 60일간 숙성하면서 품질을 비교 평가하였다. 60일 숙성 동안 수분 염도 및 pH는 시료 간에 큰 차이가 없었다.
아미노산성 질소는 Formol 적정법을 사용하여 정량하였다[1, 9]. 된장의 표면색도 측정은 색차계(Colorimeter, Model CR-300, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(L 값), 적색도(a 값, +: 적색, -: 녹색), 황색도(b 값, -: 황색, +: 청색)로 나타내었으며 3회 반복 측정하였다. 이때 사용한 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 95.
수분은 적외선 수분측정기(FD-720, Kett, Japan)를 이용하여 0.1% 이하의 유의차를 항량으로 측정하였으며, 염도는 시료 10 g을 90 ml의 증류수를 넣어 믹서기로 균질화 한 후, 염도계(TM-30D, Takemura, Japan)로 측정하였고, pH는 시료 10 g을 동량의 증류수로 희석하여 직접 pH meter(Mettler Toledo, Switzerland)로 측정하였다[19]. 아미노산성 질소는 Formol 적정법을 사용하여 정량하였다[1, 9].
용출액은 질소로 건조시키고 잔류물에 트리플루오로초산 0.2 ml를 가하여 암소에서 15분간 방치한 후 80% 아세토니트릴 용액 0.8%를가하여 혼합하고 0.45 μm 멤브레인 필터로 여과하여 식품공전법[9]에서 제시한 대로 아플라톡신 표준용액을 조제하고, HPLC/FLD을 활용하여 아플라톡신 B1, B2, G1, 그리고 G2를 각각 분석하였다(Table 1).
이 농축물을 0.02 N HCl 20 ml에 녹이고 10배 희석하여 0.22 μm syringe filter로 여과 후 아미노산 자동분석기(Hitach L-8900, Japan)에 주입하여 분석하였다.
증자된 대두 1.29 kg에 제국된 낱알메주 0.98 kg을 첨가하고 소금 1.18 kg을 완전히 용해하여 최종 염 농도가 13 ± 0.5% 그리고 총 무게가 5 kg 되도록 첨가하였다.
증자된 대두 2.8 kg을 제국상자(45 cm × 30 cm× 5 cm)에 담고 증자된 대두 무게에 0.5%가 되도록 미리 제조된 코지를 접종하여 항온항습기(30℃, 상대습도 80%)에서 48시간 제국하였다.
1 N 염산을 가해 최종 부피가 50 ml이 되도록 하였다. 포화탄산나트륨용액과 1% 염화단실아세톤용액으로 유도체화 된 표준용액 및 시료를 HPLC로 분석하였다(Table 2).
대상 데이터
본 실험에 사용한 균주는 전라북도 순창지역 다른 전통 메주에서 각각 분리한 Aspergillus oryzae SCF-6과 A. oryzae SCF-37[21] 그리고 전주 전통주 회사에서 제조한 누룩으로부터 Lim 등[21]의 방법 대로 본 연구에서 분리한 A. oryzae JJSF-1를 사용하였다. 본 연구에 사용된 A.
USA) 배지에 접종하여 30℃에서 7일간 배양하여 다음 실험에 사용할 때까지 4℃에 보관하였다. 본 실험에 사용한 쌀과 대두는 순창에서 생산된 제품을 구입해 사용하였다.
oryzae JJSF-1를 사용하였다. 본 연구에 사용된 A. oryzae 균주는 PDA(Difco Co. USA) 배지에 접종하여 30℃에서 7일간 배양하여 다음 실험에 사용할 때까지 4℃에 보관하였다. 본 실험에 사용한 쌀과 대두는 순창에서 생산된 제품을 구입해 사용하였다.
본 연구에서는 전라북도에서 시판되고 있는 전통적인 방식으로 제조된 메주 및 누룩을 구입하여 분리된 곰팡이 중 단백질 분해 역가가 높은 황국곰팡이를 확보하였다. 이를 메주 접종균으로 하여 된장을 제조하고 그 품질를 비교 평가함으로써 국내에서 분리한 황국균의 장류 산업에 대한 활용 가능성을 파악하고자 하였다.
이론/모형
바이오제닉 아민 분석은 García-García 등[3]의 방법을 사용하였다.
1% 이하의 유의차를 항량으로 측정하였으며, 염도는 시료 10 g을 90 ml의 증류수를 넣어 믹서기로 균질화 한 후, 염도계(TM-30D, Takemura, Japan)로 측정하였고, pH는 시료 10 g을 동량의 증류수로 희석하여 직접 pH meter(Mettler Toledo, Switzerland)로 측정하였다[19]. 아미노산성 질소는 Formol 적정법을 사용하여 정량하였다[1, 9]. 된장의 표면색도 측정은 색차계(Colorimeter, Model CR-300, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(L 값), 적색도(a 값, +: 적색, -: 녹색), 황색도(b 값, -: 황색, +: 청색)로 나타내었으며 3회 반복 측정하였다.
아플라톡신 분석은 식품 공전법[9]을 활용하여 측정하였다. 시료 25 g에 추출용액(NaCl 1 g을 물 30 ml에 녹인 후 메탄올 70 ml을 가하여 혼합한 용액) 100 ml를 첨가하여 균질화한 후, 여과지(No 2, Whatman, Buckinghamshire, UK)로 여과하고 그 여액 10 ml에 증류수 30 ml를 가하여 희석하였다.
유리아미노산은 식품공전에 준하여 측정하였다[17]. 시료 3 g을 취하여 70% 에탄올 30 ml을 가하고 1시간 동안 균질화한 후, 원심분리(15,000 × g, 15 min)하였다.
성능/효과
9 mg%이었다. SCF-6과 37로 제조한 된장은 60일 숙성 후 GABA 함량이 각각 61.3과 53.7 mg%로 측정되었다. 색도는 숙성 경과에 따라 명도와 황색도는 점차 감소한 반면 적색도는 점차 증가하였다.
된장 제조시 protease 활성은 191.6−275.7 U/g이었으며 비교적 초기의 protease 활성이 높은 SCF-6과 37로 각각 제조된 된장은 숙성 15일까지 급격히 증가한 후 숙성 60일까지 일정한 수준을 유지한 반면 비교적 초기의 낮은 protease 활성(191.6 U/g)을 보인 JJSF-1으로 제조된 된장은 숙성 30일까지 증가 후, 일정한 수준을 유지하였다.
60일 숙성 동안 수분 염도 및 pH는 시료 간에 큰 차이가 없었다. 된장의 숙성지표가 되는 아미노산성 질소의 함량은 숙성 경과에 따라 증가하여 60일 숙성 후 SCF-6을 활용하여 제조한 된장이 971.6 mg%로 다른 시료보다 높았으며, 유리아미노산 함량도 상대적으로 높은 8,064.9 mg%이었다. SCF-6과 37로 제조한 된장은 60일 숙성 후 GABA 함량이 각각 61.
또한 전국에서 수거한 전통 된장의 유리아미노산은 707.4− 4403.5 mg% 범위였으며, 전통된장의 평균 유리아미노산 총 량인 2908.9 mg%[24]보다도 많은 유리아미노산이 함유되어 있는 것으로 나타났다.
황색도는 숙성이 진행하면서 감소하였다. 명도와 황색도는 단백질분해효소 역가와 상관관계가 있음을 보여주고 있는데 단백질 분해효소 역가가 높을수록 명도와 황색도가 더욱 낮아짐을 알 수 있었다. 이러한 결과는 단백질분해효소 작용으로 생성된 유리아미노산과 생성된 유리당이 aminocarbonyl 반응을 통해 melanoidin을 형성하게 되며, 된장의 색은 이러한 melanoidin의 의한 것으로 알려졌다.
시료 된장의 색도인 L 값(명도), a 값(적색도), b 값(황색도)의 변화는 Table 4와 같다. 모든 시료에서 된장 숙성 경과 동안 명도는 감소하였다. 최종 숙성 시료의 명도는 29.
87 mg/kg으로 매우 낮게 측정되었다. 본 결과로 A. oryzae SCF-6은 장류 제조의 종균으로 적합한 것으로 판단된다.
본 연구결과에서 아미노산성 질소 함량은 재래식 된장 제조 시 아미노산성 질소 함량이 377.2−834.08 mg%이었고[26], 국내 시판 장류의 아미노산성 질소함량은 207.6−443.6 mg%이었다는 보고[29]에 비해 비교적 높았으며, 아미노산성 질소함량이 된장의 숙성기간이 경과함에 따라 계속 증가한다는 경향과 유사하다[11].
본 연구에서 제조 초기에는 286.7−442.1 mg%에서 숙성이 진행됨에 따라 증가하여 숙성 60일째에는 SCF-6을 활용하여 제조한 된장이 971.6 mg%로 높았으며 SCF-37(954.3 mg%) 그리고 JJSF-1(773.8 mg%) 순으로 나타났으나 45일째까지는 SCF-37로 제조한 된장의 아미노산성 질소함량이 SCF-6의 것보다 높게 유지되었다.
γ-Amino-n-butyric acid(GABA)는 식품 중에 널리 분포하고 있으며, 인체에서 중추신경계 전달물질로 작용하며, 혈압상승억제, 혈중 cholesterol 및 중성지방의 억제, 뇌의 혈류개선 등 많은 약리적 효과가 알려져 의약품 원료로 사용되고 있다[22, 25]. 숙성 60일째 GABA 함량은 SCF-6과 37에서 각각 61.3과 53.7 mg%로 측정된 반면 JJSF-1에서는 불검출되었다. SCF-6과 37에서 측정된 GABA의 함량은 Jo 등[7]이 보고한 1년 숙성 된장의 GABA 함량 43.
숙성이 끝난 된장을 대상으로 아플라톡신과 바이오제닉 아민 중 histamine과 tyramine의 함량을 우선 분석한 결과, 모든 시료에서 아플라톡신은 불검출 되었고, histamine 함량은 2.55−5.60 mg/kg 그리고 tyramine은 3.70−5.87 mg/kg으로 측정되었다(Table 5).
시료의 수분함량은 평균 51.2%로서 50.6−53.6%의 범위에서 나타났으며 숙성기간 동안 큰 변화 없이 비슷한 수준을 유지하였다.
아미노산 분석결과, 모든 시료에서 glutamic acid > arginine > leucine > histidine 순으로 나타났다.
아미노산성 질소의 함량은 모든 시료에서 초기보다 2−2.7배 가량 증가하였다(Fig. 2).
아플라톡신은 모든 된장에서 불검출 되었고, 바이오제닉 아민 중 histamine 함량은 2.55−5.60 mg/kg 그리고 tyramine은 3.70−5.87 mg/kg으로 매우 낮게 측정되었다.
염도의 경우 담금 직후에는 12.4−13.5%로 시료 간에 큰 차이가 없었으며 숙성 60일에는 12.3−13.8%로 염도가 다소 높아지는 것은 숙성기간 중 숙성 환경에 의해 일부 수분의 증발이 일어난 것으로 생각되나 염도의 변화는 크지 않았으며, 배합 시 목표염도로 계산했던 13%로 측정되었다.
일반적으로 된장의 맛은 유리아미노산에 의해 좌우되며, 담금 원료, 숙성 온도, 숙성 기간에 따라 차이가 날 수 있고, aspartic acid, cystine, glutamic acid는 된장의 구수한 맛을 내는 성분으로 알려졌으며, leucine과 isoleucine은 쓴 맛에 영향을 줄 수 있다고 알려졌다[24]. 유리아미노산 총 함량은 SCF-6, SCF-37와 JJSF-1은 각각 8,064.9, 7,744.5 그리고 6,693.9 mg% 측정되었는데, 단백질분해효소 역가가 높을수록 유리아미노산 함량이 높게 나타났다. 이러한 결과는 A.
이러한 결과는 A. oryzae 및 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 제조한 쌀 된장의 유리아미노산 총 함량인 3455.9−4047.0 mg%[20]보다 약 2배 정도 높은 것으로 나타났다.
최종 숙성 시료의 명도는 29.3−32.8수준으로 나타났고, JJSF-1 시료의 명도가 높았으며 SCF-6에서 낮은 명도를 나타내었다.
후속연구
따라서, 우리나라의 고유의 발효식품(메주, 된장, 누룩 등)들은 전래되어 오는 전통기술에 의하여 주로 제조되었으나, 점점 산업화 사회로 전환되면서 식품생산 공장을 위한 균일 품질 및 고품질 생산기술이 필요한 실정이다. 그리고 전통발효식품의 발효에 관여하는 미생물들은 우리나라의 귀중한 유전자원이며, 이러한 유전자원들이 소멸되기 전에 발굴하여 보존하기 위한 기술 개발이 이루어져야 한다.
8 mg%에 비해 다소 높은 수준이었다. 추후 된장숙성 동안의 GABA 함량 분석 및 GABA 함량을 증진 조건에 대한 연구가 필요하지만, A. oryzae SCF-6과 37을 활용하여 GABA 함량이 높은 기능성 된장의 개발이 가능할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
재래식 된장의 생리활성 효과로 알려진 것은 무엇이 있는가?
청국장, 간장 등과 함께 재래식 된장은 단백질과 아미노산 함량이 높고, 저장성이 뛰어나며, 특유의 맛과 향을 지니고 있어, 우리 조상들의 식생활에 널리 애용되어 왔다[8, 12, 16, 20, 33]. 재래식 된장은 필수아미노산, 지방산, 유기산, 미네랄, 비타민 등을 보충해 줄 수 있어 영양학적으로 우수하며[5], 항산화 효과[10], 혈전용해 효과[15], 항암효과[23], 고혈압 방지효과[31], 항돌연변이성[27] 등 각종 생리활성 효과에 대한 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만 품질의 균일화가 어려워 제조업체에 따라 관능품질의 차이가 많으며 소비자의 연령층이나 취향에 따라 선호도의 차이가 크다[21].
재래식 된장에 함유된 영양요소는?
청국장, 간장 등과 함께 재래식 된장은 단백질과 아미노산 함량이 높고, 저장성이 뛰어나며, 특유의 맛과 향을 지니고 있어, 우리 조상들의 식생활에 널리 애용되어 왔다[8, 12, 16, 20, 33]. 재래식 된장은 필수아미노산, 지방산, 유기산, 미네랄, 비타민 등을 보충해 줄 수 있어 영양학적으로 우수하며[5], 항산화 효과[10], 혈전용해 효과[15], 항암효과[23], 고혈압 방지효과[31], 항돌연변이성[27] 등 각종 생리활성 효과에 대한 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만 품질의 균일화가 어려워 제조업체에 따라 관능품질의 차이가 많으며 소비자의 연령층이나 취향에 따라 선호도의 차이가 크다[21].
메주를 이용한 전통된장 제조 방식의 문제점은 무엇인가?
그리고 개량식 된장의 맛과 풍미를 개선하고자 코지와 메주를 혼합 이용하여 전통 풍미를 지닌 개량된장을 제조하고 있으나, 업체별, 제품 종류별 품질차이가 있으며 품질 특성으로는 전통된장과 일본식 된장의 중간 형태를 띄고 있다[28]. 전통적인 방식으로 메주를 띄우는 동안 수 많은 종류의 세균과 곰팡이류가 자연적으로 착생하고 이러한 메주를 이용하여 된장을 제조할 경우, 숙성과정에서 다양한 미생물들의 대사작용에 의하여 그 된장 특유의 품질 특성이 나타나게 되는데, 제조 장소 및 시기에 따라 전통메주의 품질이 균일하지 못하고, 잡균의 오염과 같은 문제점이 나타나고 있다[2, 17].
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