[논문]장류 미생물을 이용한 식용곤충 발효 조미페이스트 제조 및 품질특성

조혜령; 조주형; 정장호

doi:10.9721/kjfst.2018.50.3.297

장류 미생물을 이용한 식용곤충 발효 조미페이스트 제조 및 품질특성
Characteristics of seasoning pastes fermented by Aspergillus oryzae and Bacillus subtilis using edible insects 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.3, 2018년, pp.297 - 307

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

초록
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본 연구에서는 식품의약품안전처에서 식품 원료로 사용 허용이 된 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae, Mealworm), 쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 번데기(Bombyx mori pupa, Silkworm pupa) 등 단백질이 풍부한 식용곤충 원료를 이용하여 된장 형태의 조미료를 제조하였다. 또한 된장 제조 시 발효에 관여하는 대표적인 미생물인 A. oryzae와 B. subtilis 균주를 사용하여 메주분말과 입국을 제조한 후 선행연구에 따른 저염 된장의 발효방식을 이용하여 곤충의 페이스트형 발효조미료를 개발하고자 하였다. 식용곤충을 이용하여 제조한 페이스트형 발효조미료의 수분은 47.58-49.58%로 나타났고 염도는 11.34-11.99%의 값을 보였다. pH는 발효가 진행되면서 천천히 감소하였으며 TMP가 가장 낮은 값으로 나타났다. 적정산도는 모든 시료에서 발효기간이 지남에 따라 계속 증가하는 경향을 보였다. 색도의 L값은 번데기 가장 높게 나타났으며, a값은 귀뚜라미와 번데기 비슷하게 나타났다. b값은 번데기 가장 높은 값을 보였다. 환원당의 경우 발효 기간에 따라 증가하다가 다시 감소하였으며, TMP의 환원당 함량을 가장 낮게 나타났다. 아미노질소는 모든 시료에서 발효 시간에 지남에 따라 증가하는 경향을 나타났으며, TMP가 가장 높은 값을 보였다. 총 질소는 큰 변화를 나타내지 않으며, 전반적으로 SBP에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료가 높게 분석되었다. DPPH라디칼 제거능은 콩에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료에서 높게 나타났으며, SPP가 80.95%로 가장 높은 값을 나타내었다. 유리 아미노산 함량은 발효가 진행되면서 전반적으로 2배 이상 증가하였다. 또한 맛의 기호성과 상관성이 높은 아미노산으로는 글루탐산, 아스파트산, 라이신, 페닐알라닌, 아르지닌, 세린 등으로 분석되었다. 전반적인 향, 맛, 전체적 기호도의 경우 곤충소재 페이스트형 발효조미료는 콩 된장보다 낮은 값을 나타내었는데, 이는 소비자들이 콩으로 만든 된장에 익숙해져 있는 상태로, 곤충소재에서 나타나는 특유의 맛이 전체적인 기호도에 영향을 미친 것으로 파악되었다. 곤충에 대한 관능적 차이는 있었으나 콩된장과 번데기로 만든 페이스트형 발효조미료는 유의적으로 비슷한 선호도를 보였다. 이를 통해 다양한 식용곤충 중에서 적절한 곤충을 선별하고 장류 미생물을 이용할 경우 차별화 된 페이스트형 발효조미료의 제조가 가능할 것으로 판단하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this study was to develop a seasoning paste fermented by Aspergillus oryzae and Bacillus subtilis using three edible insects: Tenebrio molitor larvae, Gryllus bimaculatus, and Bombyx mori pupa. No significant changes in pH and titratable acidity were observed between the insect pastes and soybean control during a 5-week fermentation process. The amino nitrogen was 0.35-0.50% (w/w) in the early stage of the fermentation and increased to 0.72-0.78%. The total nitrogen was 2.36-3.62% (w/w) in the early stage and was preserved during the fermentation period. Free amino acids of the insect pastes were similar to those in soybean paste. In general, the fermented insect pastes showed a lower flavor and color than soybean paste but B. mori pupa-fermented paste did not show any significant difference in preference from soybean. Glutamate, aspartate, lysine, phenylalanine, arginine, and serine were found to affect taste preference. It was possible to ferment edible insect protein to produce a fermented seasoning paste like Korean doenjang.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 식품의약품안전처에서 식품 원료로 사용 허용이 된 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae, Mealworm), 쌍별 귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 번데기(Bombyx mori pupa, Silkworm pupa) 등 단백질이 풍부한 식용곤충 원료를 이용하여 된장형태의 조미료를 제조하였다. 또한 된장 제조 시 발효에 관여하는 대표적인 미생물인 A. oryzae와 B. subtilis 균주를 사용하여 메주분말과 입국을 제조한 후 선행연구에 따른 저염 된장의 발효 방식을 이용하여 곤충의 페이스트형 발효조미료를 개발하고자 하였다. 식용곤충을 이용하여 제조한 페이스트형 발효조미료의 수분은 47.

제안 방법

50 mM 인산수소포타슘 (potassium phosphate dibasic) 완충용액(pH 7.5)에 용해시킨 0.65% 카세인 용액을 유리 바이알에 5mL를 넣고 5분 동안 평형을 유지한 후 효소액 각각 0, 0.5, 1mL 넣어 37°C에서 30분 동안 반응 시키고, Trischloroacetic acid (TCA) 용액 5mL를 첨가하여 다 시 각각 1, 0.5, 0mL의 효소액을 넣어 효소액량이 총 1mL까지 넣은 다음 37°C에서 30분 동안 온도 평형을 이루었다.
27mL를 가한 뒤 혼합한다음 암소에서 30분간 반응시킨 다음 얻어진 반응액은 540nm에서 흡광도를 측정했다. Ascorbic acid를 사용하여 표준 검량 곡선을 작성하였으며, 수율을 고려하여 비타민 C 당량 산화방지능력 (mg VCEAC/g total dried weight)으로 환산하여 나타내었다.
DPPH 라디칼 제거 활성은 Blois방법(1958)을 일부 변형하여 측정하였다. 시료 0.
각 시료 간에 아미노산 성분의 상관성을 확인하고, 관능적 맛의 기호성에 영향을 미치는 정도를 파악하기 위해 PLSR 분석을 통하여 Fig. 2와 같이 나타내었다. PLSR 분석 결과 총 설명력은 90.
본 실험에서는 각각의 시료는 물과 된장의 비율을 20:1로 2분 끓여 된장국을 제조한 후 종이컵에 20mL씩 담아서 제공하였다. 각 시료 된장국의 평가 항목은 색, 향, 맛 및전체적 기호도에 대해 7점 기호척도(1: 매우 싫음 5: 좋지도 싫지도 않음 7: 매우 좋음)로 측정하였다. 시료의 평가순서는 먼저코로 향을 맡고 입으로 맛을 보아 전체적인 기호도를 확인하였고, 각 시료의 평가 사이에 입을 헹굴 수 있는 물을 준비하여 관능 평가를 실시하도록 하였다.
각 시료는 5 µL 주입하여, 칼럼(Eclipse AAA, 4.5×150 mm, 5 µm, Agilent)을 통과시켜 아미노산을 분석하였으며, 이동 상은 A 용매로 40 mM NaH 2 PO 4 (pH 7.8)와 B 용매로 ACN:MeOH: Water (45:45:10) 사용하였으며 기울기 조건은 이동상 B가 1.9분까지 0%로 유지하다가, 18.1분까지 57%, 18.6분까지 100%로 맞추고 22.3분까지 유지하다가 23.2까지 0%로 맞추어 26분까지 유지하였다.
곤충 3종과 콩을 이용한 된장형 발효조미료의 제조를 위한 각 메주분말 (27.2%), 쌀입국(18%), 소금(10%)과 증류수(44.8%)를 비율별로 스토마커(속도 8, 2분)를 이용하여 혼합한 후 유리용기에 담아 30°C에서 5주 동안 발효 숙성시켰다.
곤충 메주분말은 시료를 분말형태로 분쇄한 다음 물과 1:3로 10분 동안 균질화한 후에 지방분리를 위해 20분 동안 초음파처리(ultrasonic generator, 5510R-MT, Branson Ultrasonic Corp., Danbury, USA)하고, 8000 rpm에서 15분간 원심분리(HMR-220IV, Hanil Industrial Co., Seoul, Korea)하여 지방층과 액상을 제거하고 고형물을 취하여 고압 멸균 솥(121°C, 15분)에서 가열처리시켰다.
따라서, 본 연구는 식용곤충의 식품화 전략방안으로 식품의약품안전처 허용 식품원료이면서 단백질이 풍부한 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae), 쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 누에 번데기(Bombyx mori pupa)를 대표적인 장류발효 미생물인 A. oryzae와 B. subtilis 균주를 이용하여 된장 발효방식의 페이스트형 조미료 개발이 가능한 지를 확인하고 또한, 개발된 발효조미료의 이화학 및 관능적 특성을 분석하였다.
멸균된 시료를 25°C가 될 때까지 방냉하고 B. subtilis와 A. oryzae를 접종하였으며, 제조된 곤충 메주분말은 30°C에서 48시간을 발효시킨 다음 25°C에서 24시간 동안 수분 함량이 10% 되도록 송풍 건조하여 사용하였다.
기호도 검사는 세종대학교 조리외식경영학과 대학원생 40명을 대상으로 실시하였다. 본 실험에서는 각각의 시료는 물과 된장의 비율을 20:1로 2분 끓여 된장국을 제조한 후 종이컵에 20mL씩 담아서 제공하였다. 각 시료 된장국의 평가 항목은 색, 향, 맛 및전체적 기호도에 대해 7점 기호척도(1: 매우 싫음 5: 좋지도 싫지도 않음 7: 매우 좋음)로 측정하였다.
8%)를 비율별로 스토마커(속도 8, 2분)를 이용하여 혼합한 후 유리용기에 담아 30°C에서 5주 동안 발효 숙성시켰다. 본 연구의 시료는 된장의 제조 방식을 따랐으나 콩이 함유되어 있지 않으므로 곤충을 이용한 페이스트형 발효조미료의 경우는 쌍별귀뚜라미 페이스트형 발효조 미료(GBP), 번데기 페이스트형 발효조미료(SPP), 갈색거저리 유충 페이스트형 발효조미료(TMP)로 명명하였고, 콩으로 제조한 대조구의 경우는 콩된장(SBP)으로 구분하였다.
DPPH 라디칼 제거 활성은 Blois방법(1958)을 일부 변형하여 측정하였다. 시료 0.5g의 증류수 9.5g를 가하여 10g로 한 후 바이오쉐이커(bio-shaker, BR-40LF, TIETEC Co., Saitama-ken, Japan) 를 이용하여 상온에서 160rpm으로 흔들어서 1시간 동안 추출한 뒤 여과하였다. 마이크로플레이트 판독기(EL 808, Bio-Tek Instruments Inc.
시료 추출액 1mL에 DNS 시약 3mL를 혼합한 후 5분 동안 중탕가열하고 냉각시킨 다음 540nm에서 마이크로플레이트 판독기(EL 808, Bio-Tek Instruments Inc., USA)를 이용하여 흡광도를 측정하였으며, 포도당 표준곡선을 통해 환원당 값을 구하였다.
시료를 25°C까지 방냉하고 B. subtilis와 A. oryzae를 접종하였다.
각 시료 된장국의 평가 항목은 색, 향, 맛 및전체적 기호도에 대해 7점 기호척도(1: 매우 싫음 5: 좋지도 싫지도 않음 7: 매우 좋음)로 측정하였다. 시료의 평가순서는 먼저코로 향을 맡고 입으로 맛을 보아 전체적인 기호도를 확인하였고, 각 시료의 평가 사이에 입을 헹굴 수 있는 물을 준비하여 관능 평가를 실시하도록 하였다.
식용곤충을 이용하여 제조한 페이스트형 발효조미료를 5주간 30°C에서 숙성한 시료를 사용하였고, 이를 사용한 된장국 형태를 만들어 관능검사에 사용하였다.
실험은 3회 반복실험을 기본으로 하여 각각 측정 평균값 간의 유의성은 p<0.05 수준으로 Tukey HSD test의 다중범위시험법을 사용해 검증하고자 하였다.
쌀 입국(코지)의 제조를 위해 쌀을 세척한 후 쌀과 물은 3:2 비율로 고압 멸균 솥(autoclave, KT44-22, hanyang scientific equipment Co., Ltd, Seoul, Korea) (121°C, 15분)에서 증자시켰다.
pH의 경우 시료 10g을 멸균팩에 넣고 증류수를 가하여 100g 까지 정용하고, 균질화 후 여과하여 실험에 사용하였다. 여과된 시료 25mL를 채취해 pH meter (TOA HM-7E, TOA Electronic Ltd, Osaka, Japan)를 이용하여 측정하였으며, 적정산도의 경우 0.1 N NaOH용액을 이용하여 pH 8.3까지 적정 된 소비량을 젖산함량으로 환산하여 계산하였다.
이때, 파장은 440nm와 570nm로 설정하였으며, 칼럼온도는 40 °C로 설정하였다. 유속은 2.0mL/min으로 설정하여 분석하였고, detector는 FLD (Ex: 340nm, Em: 450nm)으로 아미노산을 분석하였다.
제조된 콩 메주분말은 30°C에서 48시간을 발효시킨 다음 25°C에서 24시간 동안 수분이 10%가 되도록 송풍 건조하여 사용하였다.
증자된 쌀에 0.65%의 A. oryzae를 접종하여 30°C에서 24시간을 배양하여 균사가 고루 퍼지도록 하였으며, 25 ° C에서 12시간 동안 수분 함량이 10%가 되도록 송풍 건조하여 입국을 분말형태로 분쇄하여 사용하였다.
추출액을 7000 rpm에서 20분 동안 원심분리한 후 0.45 µm nylon syringe filter (Whatman, USA)로 여과하여 아미노산을 분석하였다.
색도를 측정하기 위해 제조된 시료 7g을 채취하여 색차계 (Chroma Meter, CR-300, MINOTA, Japan)를 사용해 측정하였다. 측정값은 명도를 나타내는 L값(Lightness), 적색도를 나타내는 a 값(redness), 황색도를 나타내는 b값(yellowness)과 처리군 별로 3 회반복 측정하여 확인하였다. 이때 사용한 표준 백색판(standard plate)의 색도는 L (98.

대상 데이터

본 실험에 사용한 건조된 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae, Mealworm)，쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 누에 번데기(Bombyx mori pupa, Silkworm pupa)는 양주시 농업기술센터에서 제공 받았다. B. subtilis (KACC No. 17798; 국립농업과학원미 생물은행[Korean Agricultural Culture Collection], 한국)와 A. oryzae ((주)충무발효, 한국)에서 제공 받은 균주를 사용하였다. 콩 (국산백태, (주)여주농산, 한국), 쌀(국산백미, (주)지리산쌀, 한국), 소금 (정제소금; 염화나트륨 99% 이상, (주)한주, 한국)은 서울시 광진구 화양동 소재 지역시장에서 구매하여 사용하였다.
기호도 검사는 세종대학교 조리외식경영학과 대학원생 40명을 대상으로 실시하였다. 본 실험에서는 각각의 시료는 물과 된장의 비율을 20:1로 2분 끓여 된장국을 제조한 후 종이컵에 20mL씩 담아서 제공하였다.
본 실험에 사용한 건조된 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae, Mealworm)，쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 누에 번데기(Bombyx mori pupa, Silkworm pupa)는 양주시 농업기술센터에서 제공 받았다. B.
본 연구에서는 식품의약품안전처에서 식품 원료로 사용 허용이 된 갈색거저리 유충(Tenebrio molitor larvae, Mealworm), 쌍별 귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 번데기(Bombyx mori pupa, Silkworm pupa) 등 단백질이 풍부한 식용곤충 원료를 이용하여 된장형태의 조미료를 제조하였다. 또한 된장 제조 시 발효에 관여하는 대표적인 미생물인 A.
색도를 측정하기 위해 제조된 시료 7g을 채취하여 색차계 (Chroma Meter, CR-300, MINOTA, Japan)를 사용해 측정하였다. 측정값은 명도를 나타내는 L값(Lightness), 적색도를 나타내는 a 값(redness), 황색도를 나타내는 b값(yellowness)과 처리군 별로 3 회반복 측정하여 확인하였다.
oryzae ((주)충무발효, 한국)에서 제공 받은 균주를 사용하였다. 콩 (국산백태, (주)여주농산, 한국), 쌀(국산백미, (주)지리산쌀, 한국), 소금 (정제소금; 염화나트륨 99% 이상, (주)한주, 한국)은 서울시 광진구 화양동 소재 지역시장에서 구매하여 사용하였다.

데이터처리

05 수준으로 Tukey HSD test의 다중범위시험법을 사용해 검증하고자 하였다. 또한, 각 시료의 분포와 아미노산의 상관성을 검증하기 위해 XLSTAT ver. 2013.5.05 (addinsoft, NewYork, NY, USA)을 이용하여 부분최소제곱회귀법(partial least square regression analysis, PLSR)을 실시하였다.

이론/모형

메주분말의 단백질 가수분해효소 활성은 Park과 Oh(1995)의 방법으로 측정하였다. 먼저 시료를 10배 희석하고 여과(Whatman No.
총 질소는 AOAC법(1990)에 의거하여 Kjeldahl 질소정량법을 이용하여 측정하였다. 시료의 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법(Chae 등, 2002)으로 측정하였고 질소분해율(NDR)은 총질소 중아미노태 질소의 백분율로 계산하였다.
아미노산 분석을 위한 액체 크로마토그래피 조건은 HPLC제조사(Agilent, Santa Clara, CA, USA) 방법에 따라 진행하였다(Mengerink 등, 2002). 시료 2g을 취해 100mL의 증류수를 가하여 60분 동안 진탕하고 초음파처리(60 min)을 한 후에 5-설포살리실산 (5-Sulfosalicylic acid)을 2g 첨가하여 60분 동안 진탕 추출하였다.
총 질소는 AOAC법(1990)에 의거하여 Kjeldahl 질소정량법을 이용하여 측정하였다. 시료의 아미노태 질소 함량은 Formol 적정법(Chae 등, 2002)으로 측정하였고 질소분해율(NDR)은 총질소 중아미노태 질소의 백분율로 계산하였다.
페이스트형 발효조미료의 수분함량은 105°C상압 가열건조법으로 분석하였으면, 염도 함량은 시료 2g을 멸균팩에 넣고 증류 수를 가하여 100g까지 정용한 다음 균질화 후 여과한 용액에서 10mL를 취하여 Mohr법(Sheen과 Kahler, 1938)으로 측정하였다.
페이스트형 발효조미료의 제조는 Lee와 Kim(2012)의 연구를 참고하였으며, 재료 구성은 Table 1과 같이 제조하였다. 곤충 3종과 콩을 이용한 된장형 발효조미료의 제조를 위한 각 메주분말 (27.
환원당은 다이나이트로살리실산(dinitrosalicylic acid, DNS) 방법 (Chae 등, 2002)에 의하여 측정하였다. 시료 추출액 1mL에 DNS 시약 3mL를 혼합한 후 5분 동안 중탕가열하고 냉각시킨 다음 540nm에서 마이크로플레이트 판독기(EL 808, Bio-Tek Instruments Inc.

성능/효과

2)a-dMeans in a row by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Tukey HSD test.
2)a-dMeans in a row by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Tukey HSD test.
3)a-d Means in a row by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Tukey HSD test.
총 질소는 큰 변화를 나타내지 않으며, 전반적으로 SBP에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료가 높게 분석되었다. DPPH라디칼 제거능은 콩에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료에서 높게 나타났으며, SPP가 80.95%로 가장 높은 값을 나타내었다. 유리 아미노산 함량은 발효가 진행되면서 전반적으로 2배 이상 증가하였다.
2와 같이 나타내었다. PLSR 분석 결과 총 설명력은 90.01%로 매우 높은 설명력을 나타내었으며, PLSR1의 경우 64.89%, PLSR2의 경우는 25.12%의 설명력을 나타내고 있다. PLSR1의 설명에 따르면 글루탐산, 아스파트산, 라이신, 페닐알라닌, 아르지닌, 세린의 아미노산 성분이 SBP와 높은 상관성을 가지며, 이는 맛의 기호성과도 관련이 높을 것으로 분석되었다.
맛의 기호성은 세린의 아미노산 성분과 상관성이 높으며, SBP의 시료와 상관성이 높게 분석되었다. PLSR1의 설명력에 따르면 곤충소재 페이스트형 발효조미료는 맛의 기호성과 전반적으로 상관성이 낮은 것으로 분석되었으나, PLSR2의 설명력에 따르면 SBP와 SPP가 높고, GBP와 TMP가 낮은 상관성을 보이는 것으로 확인이 되었다. 된장의 유리 아미노산은 제조 시 종균의 사용여부와 종류, 원료배합, 발효기간 및 조건에 따라 유리 아미노산의 조성과 함량이 다르게 나타나는 것으로 보고하였는데(Jung 과 Roh, 2004), 본 연구의 경우 원료의 차이로 인하여 유리 아미노산의 조성과 함량이 매우 다르게 나타나는 것으로 확인 할 수 있었다.
12%의 설명력을 나타내고 있다. PLSR1의 설명에 따르면 글루탐산, 아스파트산, 라이신, 페닐알라닌, 아르지닌, 세린의 아미노산 성분이 SBP와 높은 상관성을 가지며, 이는 맛의 기호성과도 관련이 높을 것으로 분석되었다. 메싸이오닌의 경우 SPP와 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.
001), SPP를 제외하고 모든 시료에서 발효 5주 경과 후에는 증가하는 경향을 나타냈다. SBP는 31.73%로 가장 낮은 결과로 나타났으며, TMP는 41.08%, GBP는 63.42%로 조사되었으며, SPP는 발효기간에 따라 큰 변화가 없지만 80.95%로 가장 높은값을 보였다. Deori 등(2014)의 메주분말 함량별 된장 품질을 조사한 연구에서 나타난 된장의 DPPH 라디칼 제거능 활성은 가장 높은값은 37.
SBP의 적정산도는 0.54-1.58%로 나타났고 식용곤충 시료로 제조한 페이스트형 발효조미료는 전반적으로 SBP보다 높게 나타났다(p<0.001).
58%로 조사되었다. TMP는 발효 시간에 따라 47.38%에서 49.58%로 증가하였는데 이는 시료의 보관 중 상대습도의 유지에 따른 오차로 보이며 기간에 따라서도 통계적 유의한 차이는 보이지 않았다. 본 연구에서 제시된 시료들의 수분 값은 전통식품인증규격(NAPS, 2010)에서 된장의 수분 품질규격인 55.
pH는 콩 메주분말(Soybean Meju; SM)이 7.24로 가장 높게 나타났고, 갈색거저리유충 메주분말(Tenebrio Meju; TM)은 7.16 이였으며, 쌍별귀뚜라미 메주분말(Gryllus Meju; GM)은 6.83, 번데기 메주분말(Pupa Meju; PM)은 6.58으로 측정되어 시료 간의 유의적인 차이를 나타냈다(p<0.001).
pH의 경우 모든 시료는 발효 기간이 지남에 따라 전반적으로 낮아져서 약 pH 5.69-6.51 수준으로 나타났고 시료간의 유의적 차이가 나타났으며(p<0.001), 모든 시료의 발효 기간별 통계적으로는 유의하게 감소하는 경향을 보였다(pSPP>GBP>SBP의 순으로 나타났다.
모든 시료는 발효 초반에 환원당 함량이 증가한 경향을 보였지만 발효 3주차 이후부터 환원당 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 된장 발효 시 입국(koji) 등 전분질 원료의 분해에 의해 환원당이 생성되는데 생성속도가 미생물에 의해 이용되는 속도보다 높으면 총 함량이 증가하여 발효 중반까지는 이러한 현상에 의해 환원당 함량이 증가한 것으로 판단하였다. 발효 후기에는 전분질 원료가 소진되는 반면 미생물 생육과 메일라드 반응에 의한 갈변이 진행되면서 생성된 당을 소비하므로 당의 소비속도가 생성속도를 상회하여 총량은 감소하는 것으로 판단하였다(Kim 등, 2000).
특히, SPP의 DPPH 라디칼 제거능 활성이 가장 높은 것으로 나타났는데, 선행연구(Deori 등, 2014; Yang 등, 2013)에 따르면 번데기의 경우 자유 라디칼을 제거할 수 있는 높은 항산화성을 보인다는 결과로 보아 번데기 원물의 항산화성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서 곤충시료를 이용하여 페이스트 형태의 발효조미료를 제조할 경우에도 항산화능을 가진 발효조미료 제조가 가능할 것으로 판단되었다.
유리 아미노산 함량은 발효가 진행되면서 전반적으로 2배 이상 증가하였다. 또한 맛의 기호성과 상관성이 높은 아미노산으로는 글루탐산, 아스파트산, 라이신, 페닐알라닌, 아르지닌, 세린 등으로 분석되었다. 전반적인 향, 맛, 전체적 기호도의 경우 곤충소재 페이스트형 발효조미료는 콩 된장보다 낮은 값을 나타내었는데, 이는 소비자들이 콩으로 만든 된장에 익숙해져 있는 상태로, 곤충소재에서 나타나는 특유의 맛이 전체적인 기호 도에 영향을 미친 것으로 파악되었다.
메싸이오닌의 경우 SPP와 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다. 또한 트레오닌은 GBP와 상관성이 높으며, 알라닌의 경우는 TMP 와 상관성이 높고, 발린은 GBP와 TMP와 상관성이 높게 분석되었다. 맛의 기호성은 세린의 아미노산 성분과 상관성이 높으며, SBP의 시료와 상관성이 높게 분석되었다.
콩된장 뿐 아니라 곤충소재 페이스트형 발효 조미료는 숙성 기간이 지남에 따라 명도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, SBP보다 곤충 페이스트형 발효조미료가 더 낮은 명도를 보였는데, 이는 곤충원물의 명도는 콩보다 낮기 때문인 것으로 판단되었다. 적색도(a값)의 경우 발효 기간이 지남에 따라 전반적으로 증가한 경향을 보였고 시료간의 유의적 차이가 확인되었다(p<0.
또한 트레오닌은 GBP와 상관성이 높으며, 알라닌의 경우는 TMP 와 상관성이 높고, 발린은 GBP와 TMP와 상관성이 높게 분석되었다. 맛의 기호성은 세린의 아미노산 성분과 상관성이 높으며, SBP의 시료와 상관성이 높게 분석되었다. PLSR1의 설명력에 따르면 곤충소재 페이스트형 발효조미료는 맛의 기호성과 전반적으로 상관성이 낮은 것으로 분석되었으나, PLSR2의 설명력에 따르면 SBP와 SPP가 높고, GBP와 TMP가 낮은 상관성을 보이는 것으로 확인이 되었다.
메주분말 적정산도의 경우 PM이 2.64%로 가장 높게 나타났으며 GM이 2.28%였고, TM이 1.56%, SM이 1.08% 로 확인되어, 메주분말 시료간에 통계적으로 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.001).
메주분말의 중성 단백질 가수분해효소 활성도는 PM이 671.65 unit/g으로 가장 높게 나타났고 SM은 200.95 unit/g으로 가장 낮은 값을 나타났으며, 시료 간의 통계적 유의적인 차이를 확인하였다(p<0.01).
62%와는 유사한 결과를 나타냈다. 모든 시료는 발효 초반에 환원당 함량이 증가한 경향을 보였지만 발효 3주차 이후부터 환원당 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 된장 발효 시 입국(koji) 등 전분질 원료의 분해에 의해 환원당이 생성되는데 생성속도가 미생물에 의해 이용되는 속도보다 높으면 총 함량이 증가하여 발효 중반까지는 이러한 현상에 의해 환원당 함량이 증가한 것으로 판단하였다.
쓴맛 성분인 루신은 SBP에서 제일 높은 값을 보였으며 곤충 중에서는 TMP가 가장 높은 값으로 나타났다. 모든 시료에서 구수한 맛 성분인 아스파트산, 글루탐산이 전체 유리/자유 아미노산 중 높은 비율을 차지하였다. 단맛에 영향을 주는 알라닌은 TMP에서 가장 많았다.
001). 발효 0일차에 SBP의환원당 함량이 낮게 나타났지만 그 이후로 1-3주까지 가장 높은 함량을 나타내었으며, TMP의 경우 0일차를 제외하고 발효기간에 시료들 중에서 가장 낮은 환원당의 값을 나타내었다. 마지막 5주차에 환원당의 함량은 11.
발효 기간에 따른 시료 간의 총질소 변화를 비교한 결과 발효 초기의 총 질소 함량이 2.26-3.62%로 나타났고, 시료 간의 유의적 차이를 보였다(p<0.001).
페이스트형 발효조미료의 발효가 완료된 5주차의 수분 및 염도의 함량을 측정한 결과 값은 Table 3과 같다. 본 실험에 SBP 의 수분 함량은 47.85%로 나타났고, 곤충으로 만든 페이스트형 발효조미료의 수분 함량은 47.58-49.58%로 조사되었다. TMP는 발효 시간에 따라 47.
44로 보고하였는데 이 평균 값에 비해 본 연구 시료인 SBP와 SPP는 높게 나타났으며 TMP는 유사한 결과를 보였고 GBP는 낮은 결과를 나타냈다. 본 실험에서 이용하는 시료들의 경우 곤충이 가지고 있는 고유의 색상으로 인해 콩과는 다른 식용곤충 발효조미료 색변화가 있는 것으로 판단하였다.
본 연구 시료들의 DPPH 라디칼 제거능은 발효 기간에 따라 각 시료들 간의 유의적 차이를 보였으며 (p<0.001), SPP를 제외하고 모든 시료에서 발효 5주 경과 후에는 증가하는 경향을 나타냈다.
본 실험의 곤충소재 페이스트형 발효조미료의 색도 값은 Table 4와 같다. 본 연구에서 사용한 원물 자체의 색도를 보면 대두의 명도가 64.24, 적색도가 1.01, 황색도가 14.25이며, 갈색거저리 유충의 명도가 44.52, 적색도가 4.43, 황색도가 12.89이고, 쌍별귀뚜라미의 명도가 42.68, 적색도가 3.12, 황색도가 6.99로 분석되었고, 마지막으로 번데기의 명도가 56.01, 적색도가 5.16, 황색도가 6.24로 확인이 되어 전반적으로 곤충의 명도가 콩에 비해 낮고 적색도가 높으며 황색도가 낮은 것으로 분석되어, 이러한 원물의 색도가 각 시료의 색상에 영향을 미치는 것으로 분석되었다(Data not shown). 일반적으로 된장의 경우 숙성기간이 지남에 따라 명도가 감소한다고 보고되어 있는데(Kim과 Rhyu, 2000), 본 연구에서도 L (L-lightness) 값의 경우 발효 기간이 지남에 따라 전반적으로 낮아지는 경향을 나타내었고 시료간에는 유의적 차이가 나타났다(p<0.
58%로 증가하였는데 이는 시료의 보관 중 상대습도의 유지에 따른 오차로 보이며 기간에 따라서도 통계적 유의한 차이는 보이지 않았다. 본 연구에서 제시된 시료들의 수분 값은 전통식품인증규격(NAPS, 2010)에서 된장의 수분 품질규격인 55.0% 이하로, 곤충 소재의 페이스트형 발효조미료의 경우 품질규격이 정해져 있지 않으나 본 연구에서 제시된 시료의 배합으로 제조할 경우 수분 55.0% 이하로 제조 가능하였다. 시료 제조 시 원료로 사용된 메주분말의 수분 함량 차이와 숙성 기간 중에 상대 습도의 변화, 숙성 과정 중 고형물의 분해 정도에 따라 최종 수분 함량이 달라지는 것으로 보고 되었으나(Jung 등, 1994), 본 연구에서는 발효 초기에 시료간의 유의적 차이가 없는 것으로 나타났고, 발효가 진행되면서 시료간 수분 함량에 큰 변화가 나타나지 않았다.
본 연구에서 페이스트형 발효조 미료의 환원당은 발효기간에 따라 발효 4주차를 제외하고 각 시료들 간의 유의적 차이를 보였다(p<0.001).
색에 대한 기호도는 유의적인 차이는 없었으며, 향, 맛, 전체적인 기호도에서 모두 SBP>SPP>TMP>GBP의 순으로 시료 간의 유의적인 차이를 나타났다(p<0.001).
시료 제조 시 원료로 사용된 메주분말의 수분 함량 차이와 숙성 기간 중에 상대 습도의 변화, 숙성 과정 중 고형물의 분해 정도에 따라 최종 수분 함량이 달라지는 것으로 보고 되었으나(Jung 등, 1994), 본 연구에서는 발효 초기에 시료간의 유의적 차이가 없는 것으로 나타났고, 발효가 진행되면서 시료간 수분 함량에 큰 변화가 나타나지 않았다. 소금은 짠맛을 부여하며 식품의 풍미를 증가시키고 보존성에 영향을 미치는 된장의 중요한 성분으로(Kim과 Yang, 2015), 최종 5주 발효 후 염도는 11.34-11.99%로 나타나 시료 간의 유의적 차이가 없었으며, 초기 시료 제조 시에 첨가된 염도는 발효 기간에 따라 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다. Lee와 Kim(2012)의 연구에 따르면 저식염 된장의 염도 함량은 10.
subtilis 균주를 사용하여 메주분말과 입국을 제조한 후 선행연구에 따른 저염 된장의 발효 방식을 이용하여 곤충의 페이스트형 발효조미료를 개발하고자 하였다. 식용곤충을 이용하여 제조한 페이스트형 발효조미료의 수분은 47.58-49.58%로 나타났고 염도는 11.34-11.99%의 값을 보였다. pH는 발효가 진행되면서 천천히 감소하였으며 TMP가 가장낮은 값으로 나타났다.
유리 아미노 산의 함량은 모든 시료에서 비교적 높은 아스차트산, 글루탐산, 알라닌, 루신, 라이신이 포함되었다. 쓴맛 성분인 루신은 SBP에서 제일 높은 값을 보였으며 곤충 중에서는 TMP가 가장 높은 값으로 나타났다. 모든 시료에서 구수한 맛 성분인 아스파트산, 글루탐산이 전체 유리/자유 아미노산 중 높은 비율을 차지하였다.
아미노 질소 함량의 경우에도 시료 간의 유의적인 차이를 나타냈는데(p<0.001), GM이 1.34%로 가장 높게 나타났고, TM은 1.19% 로 나타났으며, PM과 SM은 0.96, 0.94%로 비슷하게 측정되었다.
본 실험의 유리 아미노산 분석 결과는 Table 6과 같다. 아미노산의 함량 변화는 0일차의 비해 모든 시료의 유리 아미노산 함량이 증가하였으며, 5주차 콩된장(SBP)와 식용곤충 페이스트형 발효조미료인 TMP, GBP, SPP의 총 유리 아미노산 함량은 각각 51,948, 45,245, 39,058, 36,688 mg/kg 순으로 나타났다. SBP에 비해 곤충 시료의 유리 아미노산의 함량이 낮은 결과를 보였지만 Park 등(2000)의시판 전통된장의 분석에서 유리 아미노산의 총 함량은 평균 3.
환원당의 경우 발효 기간에 따라 증가하다가 다시 감소하였으며, TMP의 환원당 함량을 가장 낮게 나타났다. 아미노질소는 모든 시료에서 발효 시간에 지남에 따라 증가하는 경향을 나타났으며, TMP가 가장 높은 값을 보였다. 총 질소는 큰 변화를 나타내지 않으며, 전반적으로 SBP에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료가 높게 분석되었다.
81%으로 보고하여 본 연구와 비슷한 결과를 나타냈다. 유리 아미노 산의 함량은 모든 시료에서 비교적 높은 아스차트산, 글루탐산, 알라닌, 루신, 라이신이 포함되었다. 쓴맛 성분인 루신은 SBP에서 제일 높은 값을 보였으며 곤충 중에서는 TMP가 가장 높은 값으로 나타났다.
Rho 등 (2008)의 연구에 따르면 된장이 발효 숙성 중에 갈변이 일어나면서 명도가 낮아지고, 적색도가 높아지면서 황색도가 낮아지는데, 적색도가 높은 시료일수록 황색도가 낮은 값을 보인다고 보고하였다. 이처럼 본 연구에서도 숙성 후반에 SPP를 제외한 모든 시료에서 적색도가 높아지면서 황색도가 낮아지는 경향이 보였다. Park 등(2016)은 된장의 황색도가 7.
pH는 발효가 진행되면서 천천히 감소하였으며 TMP가 가장낮은 값으로 나타났다. 적정산도는 모든 시료에서 발효기간이 지남에 따라 계속 증가하는 경향을 보였다. 색도의 L값은 번데기 가장 높게 나타났으며, a값은 귀뚜라미와 번데기 비슷하게 나타났다.
001). 전반적으로 질소분해율은 모든 시료에서 점차 증가하였으며, 발효 5주차 SBP의 질소 분해율은 32.30%로 18.30-21.59%의 범위를 보인 곤충소재 페이스트형 발효조미료보다 상대적으로 높게 나타났다. 이는 발효균주에 의해 콩단백질의 분해가 높기도 하고 또한 질소분해율이 총질소 중아미노 질소함량의 비율로 계산되므로 총질소함량, 즉 콩 메주분말 총질소함량에 비해 식용곤충 메주분말의 총질소함량이 상대적으로 높기 때문에도 일부 영향을 받는다고 판단하였다.
또한 맛의 기호성과 상관성이 높은 아미노산으로는 글루탐산, 아스파트산, 라이신, 페닐알라닌, 아르지닌, 세린 등으로 분석되었다. 전반적인 향, 맛, 전체적 기호도의 경우 곤충소재 페이스트형 발효조미료는 콩 된장보다 낮은 값을 나타내었는데, 이는 소비자들이 콩으로 만든 된장에 익숙해져 있는 상태로, 곤충소재에서 나타나는 특유의 맛이 전체적인 기호 도에 영향을 미친 것으로 파악되었다. 곤충에 대한 관능적 차이는 있었으나 콩된장과 번데기로 만든 페이스트형 발효조미료는 유의적으로 비슷한 선호도를 보였다.
질소분해율을 분석한 결과는 GM이 13.36%로 가장 높았고, SM이 10.80%로 나타났으며, PM은 9.51% 그리고 TM이 8.85%로 나타나 시료 간의 유의적인 차이를 나타냈다 (p<0.001).
총 질소 함량은 TM이 13.49% 로 가장 높게 나타났고 GM과 PM은 10.06, 10.11%로 비슷하게 조사되었으며 SM이 8.73%를 나타나 시료 간의 유의적인 차이를 보였다(p<0.001).
아미노질소는 모든 시료에서 발효 시간에 지남에 따라 증가하는 경향을 나타났으며, TMP가 가장 높은 값을 보였다. 총 질소는 큰 변화를 나타내지 않으며, 전반적으로 SBP에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료가 높게 분석되었다. DPPH라디칼 제거능은 콩에 비해 곤충소재 페이스트형 발효조미료에서 높게 나타났으며, SPP가 80.
001). 콩된장 뿐 아니라 곤충소재 페이스트형 발효 조미료는 숙성 기간이 지남에 따라 명도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, SBP보다 곤충 페이스트형 발효조미료가 더 낮은 명도를 보였는데, 이는 곤충원물의 명도는 콩보다 낮기 때문인 것으로 판단되었다.
b값은 번데기 가장 높은 값을 보였다. 환원당의 경우 발효 기간에 따라 증가하다가 다시 감소하였으며, TMP의 환원당 함량을 가장 낮게 나타났다. 아미노질소는 모든 시료에서 발효 시간에 지남에 따라 증가하는 경향을 나타났으며, TMP가 가장 높은 값을 보였다.
황색도(b값)의 경우 발효 기간이 지남에 따라 0일차에 비해 TMP를 제외한 모든 시료에서 증가하는 경향이 확인되었으나, 전반적으로 황색도의 경우 2-3주차까지 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내었으며 시료간의 유의적 차이를 보였다(p<0.001).

후속연구

곤충에 대한 관능적 차이는 있었으나 콩된장과 번데기로 만든 페이스트형 발효조미료는 유의적으로 비슷한 선호도를 보였다. 이를 통해 다양한 식용곤충 중에서 적절한 곤충을 선별하고 장류 미생물을 이용할 경우 차별화된 페이스트형 발효조미료의 제조가 가능할 것으로 판단하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식용곤충의 영양 기능은 어떠한가?	식용곤충(edible insect)이란, 식용을 목적으로 하는 곤충을 말하며 아시아, 아프리카, 남아메리카 및 호주 등 많은 지역에서 동물성 단백질, 필수아미노산, 미량영양소 섭취를 위해 흰개미, 메뚜기, 딱정벌레 등의 다양한 곤충을 식용으로 사용하고 있다 (Bukkens, 1997). 식용곤충은 종(species) 및 서식지에 따라 영양 분의 함량 차이가 있을 수 있으나 일반적으로 영양소로는 건조 중량 대비 조단백질 함량이 50-60% 정도로 높게 함유되어 있어 양질의 단백질 공급원으로서 중요성이 보고된 바 있다. 그 밖에 조지방은 8.
	식용곤충이란 무엇인가?	식용곤충(edible insect)이란, 식용을 목적으로 하는 곤충을 말하며 아시아, 아프리카, 남아메리카 및 호주 등 많은 지역에서 동물성 단백질, 필수아미노산, 미량영양소 섭취를 위해 흰개미, 메뚜기, 딱정벌레 등의 다양한 곤충을 식용으로 사용하고 있다 (Bukkens, 1997). 식용곤충은 종(species) 및 서식지에 따라 영양 분의 함량 차이가 있을 수 있으나 일반적으로 영양소로는 건조 중량 대비 조단백질 함량이 50-60% 정도로 높게 함유되어 있어 양질의 단백질 공급원으로서 중요성이 보고된 바 있다.
	단백질 식품 공급 한계성을 극복하기 위한 중요한 대안 식품이 필요한 이유는?	일반적으로 사람들이 식용하는소, 돼지, 닭 등의 사육에 소비되는 곡물사료의 양은 각각의 고기 1 kg을 생산하는데 8, 4 및 1 kg의 곡물이 소비가 된다고 보고되고 있어 육류생산의 효율성에 문제가 제기되고 있다(Godfray 등, 2010). 반면, 곤충은 냉온 동물로 체온을 유지하지 않아 적은 양의 사료와 물로도 충분히 성장할 수 있고 식물의 잎과 유기농 산품 부산물을 사용하여 사육할 수 있기 때문에, 가축보다 적은 비용으로 고단백질의 식량을 생산할 수 있다(Van Broekhoven 등, 2015; Van Huis, 2013). 그러나 곤충을 식품으로 섭취한다는 인식은 해외에서나 국내에서도 사회적으로 부정적 인식이 강하여 식량자원으로 받아들일 수 있는 태도변화와 식품섭취의 혐오 감을 없앨 수 있는 전략이 필요하다(Kang 등, 2017; Looy 등, 2014).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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