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SPME-GC/MS 이용 식용곤충 페이스트형 발효조미료의 향기성분분석
Analysis of volatile compounds in fermented seasoning pastes using edible insects by SPME-GC/MS 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.2, 2018년, pp.152 - 164  

조주형 (세종대학교 조리외식경영학과) ,  조혜령 (세종대학교 조리외식경영학과) ,  정장호 (세종대학교 조리외식경영학과)

초록
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본 연구는 고단백질 식품원료인 식용곤충(Tenebrio molitor larva, Gryllus bimaculatus, Bombyx mori pupa)을 이용하여 대두 된장 가공방식을 접목시킨 페이스트형 발효조미료를 제조하였다. 이들 페이스트형 발효조미료의 휘발성 향기화합물들이 파악하기 위해 HS-SPME법에 의해 휘발성 화합물들을 추출한 후 성분들의 정성분석 및 특성을 확인하였다. 식용곤충 3종과 대두를 발효시킨 대두 된장(SBP)까지 총 4 종의 페이스트형 발효조미료 시료에서 정성된 휘발성 화합물은 총 121종이었으며 에스터류 11종, 알코올류 18종, 알데하이드류 23종, 산 5종, 피라진류 10종, 피리딘류 2종, 방향족 탄화수소류 7종, 케톤류 10종, 알케인류 19종, 아마이드류 9종, 퓨란류 4종 그리고 그 밖의 화합물 3종으로 검출되었다. 각 시료에 따른 휘발성 화합물의 경우 쌍별 귀뚜라미 페이스트형 발효조미료(GBP)의 경우 54종의 화합물, 번데기 페이스트형 발효조미료(SPP)의 경우 36종의 화합물, 갈색거저리 유충 페이스트형 발효조미료(TMP)의 경우 48종의 화합물이 검출 되었고, 대두 된장의 경우 총 55종의 화합물이 분석되었다. 또한 대두 된장과 식용곤충 페이스트형 발효조미료의 휘발성 향기성분의 차이와 소비자의 관능적 향의 선호성에 관한 연관성을 확인하기 위하여 부분 최소제곱 회귀분석(PLSR)을 실시하였다. SBP 시료의 경우 벤즈알데하이드, 헥산알, 노말펜탄알 등 알데하이드 화합물 계열이 향미 선호도에 긍정적인 역할을 하여 관능적 향미가 우수한 것으로 나타났으며, SPP 시료 역시 관능적 향미 선호도가 긍정적으로 나타났는데, 이 경우는 피라진 계열의 상관성이 높게 분석되었다. 반면 GBP의 경우 관능적 향미 선호도가 가장 낮았다. 이는 노말뷰틸아민, 다이메틸아세트알데하이드 등 암모니아 냄새를 내는 물질인 아마이드 계열의 관련성이 높게 확인되었고, TMP의 경우에도 이차뷰틸아민과 같은 암모니아 냄새가 나는 물질과 다른 시료와 다르게 일반적으로 생선과 같은 안좋은 불쾌한 향을 내는 물질로 알려져 있는 피리딘 계열이 존재하여 관능적 향미선호도가 부정적으로 나타났다. 본 연구에서 2,6-다이메틸피라진(py3), 트라이메틸피라진(py5)의 경우 전체적으로 모든 시료에서 높은 비중으로 분석이 되었고, 테트라메틸피라진(py8)의 경우 SPP와 SBP, TMP의 시료에서 가장 높은 비중을 차지하는 향기성분 중 하나로 확인이 되었는데, 이는 전통된장의 주요 향기성분으로 알려져 있어 식용곤충 페이스트 발효조미료의 경우 전통된장과 비슷한 향미 특성을 갖는 것으로 파악되었다. 이를 통해 장류 미생물을 이용하여 식용곤충을 된장 제조방식의 페이스트형 발효조미료를 제조할 경우 대두 된장 특유의 향미를 포함할 수 있지만, 원재료의 차이로 인해 각 시료간의 향미 특성 차이가 분명히 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 각 시료의 전체적인 관능 선호도 특성에 향기성분의 상관성이 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 장류 미생물을 통해 다양한 휘발성 향미물질을 포함하는 식용곤충 페이스트형 발효조미료 제조 가능성을 확인 할 수 있었으며 원료와 제조법의 조합을 통해 더 많은 응용이 가능할 수 있을 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Fermented seasoning pastes were prepared by Aspergillus oryzae and Bacillus subtilis using three edible insects, Tenebrio molitor larvae (TMP), Gryllus bimaculatus (GBP), and Bombyx mori pupa (SPP), with soybean (SBP) as a negative control. Volatile compounds were extracted by the headspace solid-ph...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 된장 가공방식을 이용하여 생산된 식용곤충 소재 발효물의 향미성분 특성파악을 위해 2016년 식품의약품안전처에서 식품원료로 등록된 식용곤충 갈색거저리유충(Tenebrio molitor larvae), 쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 번데기(Bombyx mori pupa; silkworm pupa)를 된장 가공방식으로 발효한 식용곤충 페이스트 형태의 발효조미료(된장형) 3종과 같은 제조법으로 만든 대두 된장을 대조군으로 이용해 SPME 방법으로 4종 시료들의 휘발성 화합물 추출 후 gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS)를 이용하여 각 시료의 휘발성 향기성분들을 분석 및 동정하였다. 또한 이를 통한 향미의 관능적 기호성에 미치는 영향을 파악하여 곤충 소재의 발효 식품 가능성을 제시하고자 하였다.
  • 이러한 연구들에서 콩 단백질 이용 시 된장 가공, 부재료, 담금방식 등에 따라서도 그 발효산물들의 향미 특성이 다르게 나타나는 결과를 보였다. 이에 만일 콩 단백질을 곤충 단백질로 대체하고 전통 콩 발효 미생물로 처리할 경우 원료 자체의 변화로 새로운 형태의 제품향미 특성을 가질 것으로 판단하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
육류를 대체할 미래 단백질 자원으로 관심받고 있는 곤충의 특징은?  단백질의 대체 가능성이 있는 고단백 식품원료 중에는 최근 폭발적 세계 인구증가에 따른 동물 단백질 자원 수급불안을 해소할 수 있을 것으로 기대되고 있는 ‘식용곤충’이 있다(Premalatha 등, 2011). 곤충은 전반적으로 단백질이 50-60% 정도로 풍부하고, 쇠고기에 비해 생산성이 좋을 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 온실가스 발생률이 낮고, 지구온난화 지수가 육류 생산에 비해 현저히 낮은 비율을 보여 육류를 대체할 수 있는 미래 단백질 자원으로 관심받고 있다(Bukkens, 1997; Oonincx과 de Boer, 2012). 이러한 식용곤충은 육류, 어패류, 콩과 같은 단백질 식품의 대체 원료로 이용된다면 다양한 생산물이 개발 될 수 있다.
대두 발효 된장 및 식욕곤충 3종의 페이스트형 발효조미료 시료에서 정성된 휘발성 화합물의 종류는? 이들 페이스트형 발효조미료의 휘발성 향기화합물들이 파악하기 위해 HS-SPME법에 의해 휘발성 화합물들을 추출한 후 성분들의 정성분석 및 특성을 확인하였다. 식용곤충 3종과 대두를 발효시킨 대두 된장(SBP)까지 총 4 종의 페이스트형 발효조미료 시료에서 정성된 휘발성 화합물은 총 121종이었으며 에스터류 11종, 알코올류 18종, 알데하이드류 23종, 산 5종, 피라진류 10종, 피리딘류 2종, 방향족 탄화수소류 7종, 케톤류 10종, 알케인류 19종, 아마이드류 9종, 퓨란류 4종 그리고 그 밖의 화합물 3종으로 검출되었다. 각 시료에 따른 휘발성 화합물의 경우 쌍별 귀뚜라미 페이스트형 발효조미료(GBP)의 경우 54종의 화합물, 번데기 페이스트형 발효조미료(SPP)의 경우 36종의 화합물, 갈색거저리 유충 페이스트형 발효조미료(TMP)의 경우 48종의 화합물이 검출 되었고, 대두 된장의 경우 총 55종의 화합물이 분석되었다.
알데하이드 계열의 향기성분의 향미 특징은? 1사분면에 자리한 SBP시료의 경우 알데하이드 계열의 향기성분이 다량 분포하여 있는데, SBP에서만 나타난 아세트알데하이드(acetaldehyde, ad1), 노말펜탄알(ad3), 헥사날(ad5), 벤젠아세트알데하이드(benzeneacetaldehyde, ad17), 4-에틸벤즈알데하이드(4-ethylbenzaldehyde, ad19), 1H-피롤 카복스알데하이드(1H-pyrrolecarboxaldehyde, ad22) 등이 확인 되었으며, 그 외에도 노난알(nonanal, ad9), (2E)-2-octenal(ad10), 벤즈알데하이드(ad14) 등이 분석되었다. 이러한 알데하이드류의 경우 달콤하고 과일, 견과류, 카라멜 같은 향을 내어 관능적으로 향미가 좋은 측면을 보이는데(Fors, 1983), 선행연구에서 A. oryzae를 이용하여 발효시킨 된장에서 헥산알, 2-퓨란카복스알데하이드, 벤즈알데하이드, 5-메틸2-퓨퓨란카르보살데하이드(5-methyl-2-fufurancarboxaldehyde), 벤즈아세탈알데하이드(benzacetaldehyde), 2-phenyl2-butenal(2-페닐2-부테날), 5-methyl-2-phenyl-2-hexenal (5-메틸2-페닐2-헥세날) 등 7개의 알데하이드가 검출이 되어 5-메틸2-퓨퓨란카르보살데하이드를 제외하고 모두 본 시료에서 확인이 된 물질 들로 유사한 경향을 나타내었다(Lee과 Ahn, 2009).
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