[논문]헤이즐넛 첨가에 따른 청국장의 품질 특성 변화

김종덕; 이영현; 이난희; 김대현; 최웅규

doi:10.9799/ksfan.2018.31.6.926

헤이즐넛 첨가에 따른 청국장의 품질 특성 변화
Changes in the Quality Characteristics of Cheonggukjang prepared with Hazelnut 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.31 no.6, 2018년, pp.926 - 932

김종덕 (서울과학기술대학교 식품공학과 대학원) , 이영현 (서울과학기술대학교 식품공학과) , 이난희 (대구한의대학교 한방식품조리영양학부) , 김대현 (경상북도 축산기술연구소) , 최웅규 (한국교통대학교 식품공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This research was conducted to investigate the changes in quality characteristics of cheonggukjang fermented with the addition of hazelnut (10, 20, 30 and 40%) including; water content, pH, hydrophilic and lipophilic substances, color, viscosity and angiotensin converting enzyme inhibition activity. There was no significant change in pH with the addition of hazelnut. The water content significantly decreased with the addition of hazelnut. Hazelnut was also found to brighten the color of cheonggukjang. L-value and b-value increased with the addition of cheonggjuang. There was an insignificant change in the a-value. There was a slight decrease in the content of hydrophilic with addition of hazelnuts. Where there was more than 20% addition of hazelnut to soybean, the viscous substance content in cheonggukjang decreased significantly. Angiotensin converting enzyme inhibitory activity increased proportionally to the amount of hazelnut added. It was identified that the addition of 40% of hazelnut made its angiotensin converting enzyme inhibitory activity 10% point higher than that of control. These results suggests that the addition of hazelnut makes it possible to produce cheongkukjang of excellent angiotensin converting enzyme inhibitory activity.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Changes in moisture content and pH of cheonggukjang by addition of hazelnut.
표 Table 1. Changes in surface color of cheonggukjang by addition of hazelnut
그림 Fig. 2. The photograph of cheonggukjang by addition of hazelnut.
그림 Fig. 3. Changes in hydrophilic and lipophilic substances of cheonggukjang by addition of hazelnut.
그림 Fig. 4. Changes in the viscous substances of cheonggukjang by addition of hazelnut.
그림 Fig. 5. Changes in ACE inhibition rate of cheonggukjang by addition of hazelnut.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 ACE 저해활성과 항산화성이 뛰어난 헤이즐넛을 활용하여 청국장을 제조할 경우, 기능성이 향상된 청국장의 제조가 가능하다고 판단되어 청국장의 고부가 가치화와 제품다양화에 기여하기 위하여 헤이즐넛을 첨가하여 청국장을 제조한 후 품질 특성을 확인하였다.
본 연구에서는 청국장의 제품 다양화와 고부가 가치화를 위하여 청국장 제조에 적합한 견과류인 헤이즐넛의 함량을 10~40%로 달리하여 청국장을 제조한 후 이화학적 특성과 ACE 저해활성을 확인하였다. pH의 변화를 조사한 결과, 헤이즐넛 첨가에 따른 변화는 유의적이지 않은 것으로 나타났다.

제안 방법

색도측정을 위해서 paste 상으로 만든 청국장의 투명한 랩에 싸서 색차계(Chromameter CR 300, Minolta, Japan)로 Hunter의 L, a, b값을 측정하였다. 표준판은 L값; 97.
헤이즐넛을 첨가한 청국장의 제조 및 발효는 Choi 등(2007b)의 방법을 약간 변형하여 실시하였다. 즉, 선별된 대두를 깨끗이 세척한 후 약 20℃의 흐르는 증류수에 6시간 동안 수침시킨 다음, 1시간 동안 표면에 있는 수분을 제거한 후 121℃에서 40분 동안 고압솥에서 증자하였다. 증자된 대두는 50℃ 내외로 자연 냉각한 후 한국미생물보존센터(Seoul, Korea)에서 분양받은 Bacillus subtils KCCM 11316(이하 B.
헤이즐넛은 수침 공정 시 대두의 무게에 대하여 각각 10, 20, 30 및 40%(w/w)가 되게 첨가하였다. 청국장 추출물을 제조하기 위하여 각 시료를 100 g씩 취한 후 50% ethanol 1,000mL를 가하여 60℃에서 6시간 동안 환류냉각추출한 후 여과(No. 2, ADVANTEC, Tokyo, Japan)하였다. 여과된 추출물은 Rotary Evaporator(N-1000, EYELA, Tokyo, Japan)로 농축한 후 동결건조하여 보관하면서 시료로 사용하였다.
헤이즐넛 첨가 청국장의 ACE 저해활성은 Cushman & Cheung(1971)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다.
0 log cfu가 되게 접종하고, 40℃의 항온실에서 48시간 동안 발효시켜 실험의 재료로 사용하였다. 헤이즐넛은 수침 공정 시 대두의 무게에 대하여 각각 10, 20, 30 및 40%(w/w)가 되게 첨가하였다. 청국장 추출물을 제조하기 위하여 각 시료를 100 g씩 취한 후 50% ethanol 1,000mL를 가하여 60℃에서 6시간 동안 환류냉각추출한 후 여과(No.

대상 데이터

본 실험에는 2017년 생산된 대두(Glycine max)를 진천농협(Jincheon, Korea)에서 구입해 사용하였으며, 헤이즐넛은 (주)선명농수산(Jincheon, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 그 외 본 실험에는 모두 특급시약을 사용하였다.
즉, 선별된 대두를 깨끗이 세척한 후 약 20℃의 흐르는 증류수에 6시간 동안 수침시킨 다음, 1시간 동안 표면에 있는 수분을 제거한 후 121℃에서 40분 동안 고압솥에서 증자하였다. 증자된 대두는 50℃ 내외로 자연 냉각한 후 한국미생물보존센터(Seoul, Korea)에서 분양받은 Bacillus subtils KCCM 11316(이하 B. subtilis)을 대두 1 g 당 6.0 log cfu가 되게 접종하고, 40℃의 항온실에서 48시간 동안 발효시켜 실험의 재료로 사용하였다. 헤이즐넛은 수침 공정 시 대두의 무게에 대하여 각각 10, 20, 30 및 40%(w/w)가 되게 첨가하였다.
색도측정을 위해서 paste 상으로 만든 청국장의 투명한 랩에 싸서 색차계(Chromameter CR 300, Minolta, Japan)로 Hunter의 L, a, b값을 측정하였다. 표준판은 L값; 97.51, a값; －0.18, 및 b값; +1.67인 백색판을 사용하였다. 색차(ΔE, color differ- ence)는 아래의 색차 계산식에 명도(L), 적색도(a), 황색도(b) 값을 대입하여 산출하였다.

데이터처리

통계결과의 유의성 검증을 위해서 SPSS(statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package(version 12)를 활용하여 일원분산분석을 실시하였으며, Duncan's multiple range test로 p<0.05수준에서 검증하였다.

이론/모형

pH는 분쇄한 헤이즐넛 첨가 청국장에 동량의 증류수를 가하고 1시간 동안 실온에서 교반한 다음 12,000 × g에서 30분 동안 원심분리(VS-6000CF, Visionn science, Seoul, Korea)하여 얻어진 상등액을 pH meter(Orion 3 star, Thermo, Waltham, MA, USA)로 측정하였다. 수분함량은 상압가열건조법(DE/IR-60, Visionn science, Seoul, Korea)으로 측정하였다.

성능/효과

본 연구에서는 청국장의 제품 다양화와 고부가 가치화를 위하여 청국장 제조에 적합한 견과류인 헤이즐넛의 함량을 10~40%로 달리하여 청국장을 제조한 후 이화학적 특성과 ACE 저해활성을 확인하였다. pH의 변화를 조사한 결과, 헤이즐넛 첨가에 따른 변화는 유의적이지 않은 것으로 나타났다. 수분함량은 헤이즐넛의 첨가에 따라 유의적으로 감소하였으며(p<0.
2에 나타내었다. 그 결과, 색차계를 이용한 측정값에서는 차이를 보인 반면 헤이즐넛의 첨가에 따른 색도의 변화를 육안으로 관찰하기는 어려운 수준인 것으로 확인되었다. Choi 등(2015)은 발아시킨 콩을 훈연한 후 청국장을 제조하여 색도를 확인한 결과, L, b 및 ΔE값이 일반 청국장보다 유의적으로 높았음을 보고한 바 있다.
즉, 헤이즐넛의 첨가량이 증가할수록 ACE 저해활성도 비례하여 높아지는 것으로 확인되었다. 대조군의 ACE 저해활성 55.7%였으며, 헤이즐넛 10% 첨가군에서는 59.4%, 40% 첨가군에서는 66.2%로 상승하였다. 이 결과는 헤이즐넛을 40% 첨가한 청국장의 ACE 저해활성은 대조군에 비해 10.
대조군의 pH는 8.0이었으며, 모든 실험구에서 8.0±0.3 범위 내에 있는 것으로 확인되었다.
9% 정도인 콩(Choi 등 1998)에 비해 높아 수침공정에서 수분을 많이 흡수하지 못하였기 때문인 것으로 판단되며, 향후 헤이즐넛의 수침온도와 시간에 따른 수분흡수량을 확인하는 실험이 수행되어야 할 것으로 사료된다. 본 실험결과, 헤이즐넛 첨가에 따라 수분함량의 감소는 확인되었지만, 헤이즐넛 30% 첨가 시까지는 수분함량에 유의적인 변화가 없음도 확인할 수 있었다. Park 등(2016)은 호두 첨가량에 따른 청국장의 수분함량 변화를 확인한 결과, 호두 첨가량이 증가함에 따라 수분함량이 감소되어 본 실험 결과와 유사한 패턴을 보임을 보고한 바 있다.
청국장 점질물의 주체인 polyglutamate는 쓴맛과의 역상관성이 높아 점질물 함량이 증가함에 따라 쓴 맛은 감소하므로(Lee 등 2005) 점질물 함량은 청국장의 관능적 특성과 관련한 주요 지표가 될 수 있다. 본 실험에서는 대조군의 점질물 함량이 1.3%로 나타났으며, 10%의 헤이즐넛 첨가(1.3%)에 의해서는 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 20% 이상 첨가할 경우 1.2%로 대조군에 비해 유의한 감소를 나타내었다. 이후 헤이즐넛의 첨가량이 많아짐에 따라 점질물 함량이 비례적으로 감소하는 것으로 확인되었다.
본 연구 결과, 헤이즐넛 20% 이상 첨가군에서는 점질물함량이 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 그 이유는 헤이즐넛의 당 함량이 대두에 비해 적게 함유되었기 때문인 것으로 추정된다.
수분함량은 헤이즐넛의 첨가에 따라 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 색도는 헤이즐넛 첨가에 따라 밝아지는 것으로 나타났다(p<0.05).
수용성 갈색물질의 함량은 헤이즐넛 첨가에 따라 약간 감소하는 것으로 확인되었다(p<0.05).
05). 종합적으로 청국장 제조 시 대두에 헤이즐넛을 10% 이상 첨가하여 발효할 경우, ACE 저해활성이 우수한 청국장의 제조가 가능할 것으로 판단되었으며, 이는 청국장의 원료 다양화와 품질고급화에 기여할 것으로 판단된다. 아울러 헤이즐넛 첨가에 따른 청국장의 지방산과 아미노산 등 이화학적 성분의 변화 및 관능적 특성에 관한 연구가 추가로 진행되어야 할 것으로 사료된다.
05). 즉, 대조군의 수분함량은 59.7%였으나, 헤이즐넛 첨가량이 증가함에 따라 함량이 낮아져 40% 첨가군에서는 56.7%로 대조군 대비 약 3.0% point 감소함을 확인할 수 있었다. 이는 헤이즐넛의 지방함량이 60% 이상(Hong & Shin 1978)으로 15.
5에 나타내었다. 즉, 헤이즐넛의 첨가량이 증가할수록 ACE 저해활성도 비례하여 높아지는 것으로 확인되었다. 대조군의 ACE 저해활성 55.
3에서와 같다. 지용성 갈색물질은 수용성 갈색물질에 비해 매우 적은 양이 생성되는 것으로 확인되었으며, 헤이즐넛 첨가에 따른 변화는 미약한 것으로 나타났다. 수용성 갈색물질의 갈색도는 헤이즐넛 첨가에 따라 유의적인 감소 패턴을 나타내었다(p<0.
헤이즐넛의 첨가량이 증가함에 따라 ACE 저해활성도 유의적으로 높아져 40% 첨가 시 대조군에 비해 10% point 이상 높은 것으로 확인되었다(p<0.05).

후속연구

청국장의 색도는 마이야르 반응에 의한 갈색화가 주원인으로 발효가 지속될수록 색도가 진해지며, 호두를 청국장에 첨가할 경우 대조군에 비해 색도가 어두워지는 것으로 보고되어 있다(Park 등 2015b). 본 연구에서는 기존의 연구결과와는 달리 헤이즐넛 첨가에 따라 색이 밝아지는 것으로 나타나 호두 첨가와는 반대의 결과를 보였으며, 청국장의 시각적 기호도 향상을 위해 관능검사와 연계한 추가연구가 지속되어야 할 것으로 사료된다.
종합적으로 청국장 제조 시 대두에 헤이즐넛을 10% 이상 첨가하여 발효할 경우, ACE 저해활성이 우수한 청국장의 제조가 가능할 것으로 판단되었으며, 이는 청국장의 원료 다양화와 품질고급화에 기여할 것으로 판단된다. 아울러 헤이즐넛 첨가에 따른 청국장의 지방산과 아미노산 등 이화학적 성분의 변화 및 관능적 특성에 관한 연구가 추가로 진행되어야 할 것으로 사료된다.
이는 헤이즐넛의 지방함량이 60% 이상(Hong & Shin 1978)으로 15.9% 정도인 콩(Choi 등 1998)에 비해 높아 수침공정에서 수분을 많이 흡수하지 못하였기 때문인 것으로 판단되며, 향후 헤이즐넛의 수침온도와 시간에 따른 수분흡수량을 확인하는 실험이 수행되어야 할 것으로 사료된다.
2를 나타내었다. 청국장 발효과정 중 갈색물질은 발효가 진행됨에 따라 비례하여 증가하는 것(Choi 등 1998)으로 알려져 있으나, 생성원인과 구조 및 기능성에 대한 연구는 현재까지 활발히 수행되지 못하고 있는 실정이며, 간장과 된장 발효과정 중에서의 갈색물질의 생성은 주로 아미노-카보닐 반응에 의한 멜라노이딘의 생성과 일부 캬라멜반응에 기인하는 것(Choi 등 1998)으로, 향후 청국장의 갈색물질 생성과 구조 및 기능성에 관한 추가 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.
5를 나타내었으며, 호두 첨가량 증가에 따른 pH의 차이는 유의적이지 않았다고 보고한 바 있다. 향후 헤이즐넛의 첨가 형태를 다양화하고 발효온도와 시간의 변화에 따른 pH 변화를 확인함으로써 헤이즐넛의 첨가가 B. subtilis의 활성과 청국장의 발효에 미치는 영향을 확인할 필요가 있을 것으로 사료된다.
아울러 헤이즐넛을 10% 첨가할 경우에는 대조군과 비교해 점질물 함량에 유의적인 차이가 없어 점질물에 의한 생리활성 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 향후 헤이즐넛의 첨가에 따른 점질물의 구성성분과 기능적 특성 변화 여부에 대한 추가연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
Liu 등(2018)은 헤이즐넛으로부터 ACE 저해활성을 가지는 새로운 peptides을 확인하고, Ala-Val-Lys-Val-Leu, Tyr-Leu-Val-Arg 및 Thr-LeuVal-Gly-Arg의 아미노산 배열을 가지고 있음을 확인한 바 있어, 본 연구결과인 헤이즐넛 첨가에 따른 청국장의 ACE 저해 활성 상승을 뒷받침하고 있다. 헤이즐넛 첨가에 따라 청국장의 ACE 저해활성이 상승된 결과는 향후 헤이즐넛 청국장이 고혈압 억제 기능이 강화된 기능성 식품으로 활용이 가능하다는 것을 의미하며, 향후 헤이즐넛 첨가 청국장 유래 ACE저해 물질의 분리 정제에 관한 연구가 추가로 진행되어야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	청국장의 효능은?	대두를 주원료로 한 전통 발효식품 중 하나인 청국장은 단백질 함량이 높은 중요한 식물성 식품원료이며(Kim 등 2004), 된장과 간장에 비해 발효기간이 매우 짧을 뿐만 아니라, 발효과정에 소금이 사용되지 않아 나트륨으로부터 자유로운 전통발효식품이다(Shon 등 2000). 최근 청국장에 골다공증 예방효과(Kim JS 1996), 혈전형성 억제능(Heo 등 1998), 동맥경화 및 고혈압 예방효과(Kwon HJ 1999), 체중감소 및 혈압강하효과(Yang 등 2003) 등이 밝혀지고, 제품의 형태가 환, 분말, 과립, 음료 등으로 다양화됨에 따라 소비가 급격히 증가하고 있다.
	청국장이란?	대두를 주원료로 한 전통 발효식품 중 하나인 청국장은 단백질 함량이 높은 중요한 식물성 식품원료이며(Kim 등 2004), 된장과 간장에 비해 발효기간이 매우 짧을 뿐만 아니라, 발효과정에 소금이 사용되지 않아 나트륨으로부터 자유로운 전통발효식품이다(Shon 등 2000). 최근 청국장에 골다공증 예방효과(Kim JS 1996), 혈전형성 억제능(Heo 등 1998), 동맥경화 및 고혈압 예방효과(Kwon HJ 1999), 체중감소 및 혈압강하효과(Yang 등 2003) 등이 밝혀지고, 제품의 형태가 환, 분말, 과립, 음료 등으로 다양화됨에 따라 소비가 급격히 증가하고 있다.
	청국장의 품질을 고급화하기 위해 시도된 연구 사례는?	청국장의 소비가 확대됨에 따라 청국장의 품질을 고급화하기 위한 시도는 재료의 다양화와 제조방법 변화를 중심으로 활발하게 이루어지고 있다. 청국장 제조방법의 변화를 통해 품질향상을 시도한 것으로 원료 콩을 각각 암조건과 명조건하에서 싹 틔운 후 청국장을 제조하여 아미노산 함량 및 이화학적 성분의 조사를 실시한 바 있으며(Choi 등 2007b; Kim 등 2007), 청국장의 맛성분 함량과 기호도를 높이기 위하여 훈연공정을 도입한 시도도 보고되고 있다(Choi 등 2014; Ko 등 2014). 청국장의 재료 다양화를 위한 연구로 율무를 첨가하여 제조한 청국장이 흰쥐의 지질대사에 미치는 영향을 조사하여 보고한 바 있으며(Park 등 2011), 황기 첨가에 따른 청국장의 항산화 활성과 ACE 저해효과 상승을 확인한 사례도 보고되었다(Choi 등 2007a). 호두를 20% 첨가한 청국장의 항산화 활성과 관능적 특성이 모두 우수하다는 결과도 보고된바 있다(Park 등 2015a).

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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