KR101387415B1 - 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 천연 조미 소재로서 사용 가능하도록 하기 위하여 명태 가공부산물을 초음파 처리하고, 단백질 가수분해효소에 의해 1단계 추출한 후에 무즙을 첨가하여 단백질 가수분해효소로 2단계 추출하고, 견운모와 과산화수소로 후처리 한 다음, 여과하고 건조하여 명태 가공부산물의 가수분해 추출물을 제조하는 방법으로서, 본 발명에 따르면 저분자량의 단백질과 콜라겐의 추출수율이 향상되며, 식품 소재로 사용할 경우 흡수 및 소화가 향상되며, 단백질 보충의 효과가 있으며, 콜라겐을 함유하고 있어서 피부 미용을 개선하며, 쓴맛이 개선되어 명태 고유의 진하고 시원한 맛과 냄새를 강하게 나타내는 것이 가능하여 기호성을 높일 수 있다.

Description

명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법{method of manufacturing natural material for seasonings with byproduct of pollack}

본 발명은 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 명태 가공 후 버려지는 머리 부위를 단백질 가수분해 효소에 의해 가수분해 추출하여 얻어진 인체에서 흡수와 소화가 우수한 천연 조미 소재의 제조방법에 관한 것이다.

명태는 단백질이 많은 고단백 영양식품으로 명태의 단백질이 우리 몸속에서 뼈, 근육을 만드는데 도움을 주며, 메티오닌, 리신, 트립토판 등 필수아미노산이 풍부해 해장용으로 쓰이며, 그 국물은 일산화탄소 중독까지 중화시키는 기능이 있는 것으로 알려져 있다.

또한, 콜레스테롤이 거의 없으며, 영양가가 높아 신체 각 기관이 신진대사를 활성화하여 머리를 맑게 하는 등과 같이 맛과 영양 이외에 각종 해독 효과를 갖추고 있다고 알려져 있다.

우리나라의 경우 명태를 냉동과 해동의 반복을 장시간 거듭하여 황태를 제조하는데 있어서, 명태의 머리부위와 같은 가공부산물이 연간 200 톤 정도 발생하는 것으로 추정되며, 이러한 명태 가공부산물은 사료 및 퇴비로 일부 사용되고 있지만 대부분은 폐기되고 있어 수산자원 낭비 및 환경오염을 유발하고 있다.

따라서 명태 가공부산물을 활용하기 위하여 명태 가공부산물의 유용성분을 추출하여, 고부가가치 소재 및 식품으로 개발이 요구되고 있다.

명태와 관련된 종래 기술로는 대한민국등록특허공보 제0763938호에 명태 프레임 단백질로부터 분리한 펩타이드가 기재되어 있는데, 상기 공보에 의하면 명태 프레임을 해동한 후, 명태 육을 가수분해하고 추출액을 원심분리하여 한외여과막 장치를 이용하여 분획하고 동결건조한 후 얻어진 펩타이드가 항고혈압 및 항산화 효능을 가지는 것이 기재되어 있다.

그러나 상기 공보에는 본 발명과 같이 천연 조미 소재와 같은 식품 소재로서의 사용되어 나타나는 효과 및 맛에 대한 상세한 기재가 없으며, 상기 얻어진 추출물이 상업적으로 이용되기 위해서는 추출수율의 증대가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 저분자량 단백질 및 콜라겐과 아미노산을 함유하여 천연 조미 소재로 사용 가능하도록 하기 위하여, 명태 가공부산물을 가수분해 추출하여 얻은 가수분해 추출물의 추출수율을 증대시키면서도, 상기 추출물이 인체에서 흡수와 소화가 용이하고 기호성이 향상되는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 명태 가공부산물을 세척한 후에 건조하고 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 명태 가공부산물 100 중량부에 물 400~600 중량부를 투입하고 초음파 조사하여 상기 분쇄된 명태 가공부산물을 전처리하는 단계; 상기 전처리된 명태 가공부산물에 단백질 가수분해 효소 0.1~0.5 중량부를 투입하여 가수분해하면서 추출하는 1단계 가수분해 추출하는 단계; 상기 1단계 가수분해 추출된 명태 가공부산물에 무즙 12~20 중량부 및 플라보자임 효소 0.1~0.5 중량부를 더 투입하여 가수분해하면서 추출하여 추출액을 얻는 2단계 가수분해 추출하는 단계; 상기 2단계 가수분해 추출하는 단계에서 얻어진 추출액에 견운모 및 과산화수소를 투입하여 상기 추출액을 후처리 하는 단계; 상기 후처리 하는 단계에서 얻어진 추출액을 여과하여 여과액을 얻는 단계; 및 상기 여과액을 건조하여 상기 가수분해 추출된 추출물을 분말로 얻는 단계를 포함한 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 단백질 가수분해 효소를 이용하여 명태 가공부산물을 2단계 추출함으로써, 명태 가공부산물의 단백질의 가수분해도가 증대되어 추출수율의 향상이 가능하다.

본 발명에 따르면 명태 가공부산물의 단백질 가수분해 추출물이 저분자 단백질, 저분자 콜라겐 및 필수아미노산을 함유하고 있어서, 상기 추출물을 천연 조미 소재로 사용할 경우 인체에서 흡수 및 소화가 향상되며, 단백질 보충의 효과로 인체에서 영양소의 균형을 이루게 할 수 있어 건강에 좋다.

본 발명에 따르면 명태 가공부산물의 단백질 가수분해 추출물은 2단계 가수분해와 탈색 및 탈취에 의해 쓴맛이 개선되고 악취가 제거되어 착색이 방지되어 기호성을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면 명태 가공부산물을 이용함으로써 수산자원의 활용도를 높이고, 명태 가공부산물의 폐기량을 감소시켜 환경오염을 방지할 수 있다.

본 발명의 명태 가공부산물은, 명태의 살점 부분을 적당한 크기로 찢어내어 황태로 가공하기 위해 남은 잔유물로서, 명태의 머리, 외피 및 뼈 부위가 대부분으로, 상기 부위에는 단백질 이외에도 콜라겐과 칼슘이 다량으로 존재한다.

콜라겐은 섬유상 단백질로서 인간과 동물의 신체적인 구조에 주로 관여하고, 힘줄, 연골, 혈관, 뼈, 피부 등에 널리 존재한다.

콜라겐 분자는 일반적으로 분자량이 약 300000이며, 분자량 100000의 폴리펩티드가 3가닥 묶여 나선을 형성하고, 길이 3000 Å, 직경 15 Å의 가늘고 길며 딱딱한 막대상이다.

콜라겐은 피부 노화와 밀접한 관계가 있으며, 세포를 튼튼하게 결합해 주고 신진대사를 활발하게 하여 피부에 윤기와 아름다움을 주면서 주근깨와 주름이 생기는 것을 억제하며, 고령화 및 자외선 조사에 의한 광 노화에 의해 콜라겐이 감소하면 피부가 노화되어 잔주름이 생기며, 또한 면역기능을 높여주어 콜라겐을 섭취하면 질병을 예방하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

그러나 명태 가공부산물은 외피(가죽), 뼈, 비늘, 육 및 피 등이 서로 혼재되어 있어, 상기 명태 가공부산물에 존재하는 콜라겐은 어유 등의 산화 현상에 의해 물고기 특유의 비린 맛과 냄새가 있어 불쾌한 느낌을 준다.

따라서, 명태 가공부산물을 소재로 한 조미재료를 국 요리에 첨가할 경우 고분자량 콜라겐에 의한 고 점도로 상기 조미재료가 물에 잘 녹지 않고 국물이 혼탁해지고 비린 맛과 냄새가 나는 문제점이 있다.

또한, 상기 질병을 예방하는 효과를 나타내기 위해서 인체에서 흡수 및 소화가 용이하도록 저분자량 콜라겐이 요구되고 있다.

또한, 명태 가공부산물로 상기 저분자량 콜라겐을 추출하는 것은 장시간이 소요되며 이에 따라 추출에 의한 추출물이 갈변되어 착색이 되는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명은 명태 가공부산물을 세척하고 건조하고 분쇄한 후에, 물을 투입하고 초음파 조사하고, 단백질 가수분해 효소로 1단계 가수분해 추출한 후에, 무즙 및 플라보자임 효소를 더 투입하여 2단계 가수분해 추출하여 얻어진 추출액에 견운모와 과산화수소를 가하고 가열하여 효소의 활성을 억제하고 탈색, 탈취 및 저분자량화한 다음, 추출액을 여과하고 건조함으로써 저분자 단백질, 저분자 콜라겐 및 필수아미노산을 최대로 추출하여 영양과 소화율이 우수하고 비린 맛, 냄새 및 색깔이 제거된 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법이다.

명태 가공부산물의 단백질 가수분해 추출을 용이하게 하기 위하여, 명태 가공부산물을 물로 세척하여 이물을 제거한 후에, 열풍건조기를 이용하여 건조함으로써 수분의 함량을 감소시키고, 분쇄기로 분쇄하여 100~300 메시의 크기로 분말화한다.

상기 분말화된 명태 가공부산물을 단백질 가수분해 추출하기 위하여 초음파 조사에 의한 전처리를 한다.

명태 가공부산물에서 머리 부위는 외피(가죽), 뼈, 비늘, 육 및 피 등이 서로 혼재되어 있어 균일한 추출이 이루어지고 추출수율을 증가시키기 위하여 고온에서 5시간 이상의 장시간 추출이 요구되고 있다.

본 발명에서는 단백질 가수분해 효소를 사용하여 가수분해 추출하는 온도에서 단시간에 가수분해 추출수율을 증가시키기 위하여, 가수분해 추출하기 전에 명태 가공부산물에 초음파 조사를 하여 명태 가공부산물의 세포벽을 깨는 물리적 전처리를 한다.

상기 초음파 조사는 700~1000 Hz에서 1~10 분간 실시하는 것이 바람직한데, 상기 초음파 조사가 700 Hz 또는 1 분 미만이면 상기 세포벽을 깨는 효과가 미미하며, 상기 초음파 조사가 1000 Hz 또는 10 분을 초과하면 상기 세포벽을 깨는 효과의 증대가 미미하여 바람직하지 못하다.

또한, 상기 초음파 조사에 의하여 상기 명태 가공부산물의 세균 및 박테리아의 살균이 가능해진다.

상기 전처리된 명태 가공부산물은 단백질 가수분해 효소에 의해 가수분해 및 추출이 용이하게 되어 추출수율이 증대될 수 있다.

본 발명은 종래의 단백질 산가수분해 대신에 단백질 가수분해 효소를 사용함으로써 천연물의 사용을 지향한다.

상기 단백질 가수분해 효소는, 명태 가공부산물에 함유되어 있는 고분자 단백질을 분해하여 저분자 단백질, 저분자 콜라겐 및 아미노산으로 변환시킴으로써, 상기 변환된 성분의 인체에서 흡수와 소화율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 명태 가공부산물의 추출에 사용되는 단백질 분해효소는 알칼라아제(Alcalase), 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라아제(Neutrase) 및 프로타멕스(Protamex) 중에서 선택될 수 있으며, 본 발명은 상기 명태 가공부산물의 가수분해도를 증가시키기 위하여 알칼라아제, 뉴트라아제 또는 프로타멕스 중의 어느 하나로 1단계 가수분해한 후, 상기 추출된 추출물에서 추출수율을 증대하고 쓴맛을 개선하기 위하여 플라보자임을 이용해 2단계로 가수분해하여 제조한다.

상기 쓴맛이 개선되는 것은 플라보자임에 의해 단백질 가수분해 추출에서, 아스파틱애씨드와 페닐알라닌으로 구성된 단맛을 내는 아스파탐을 비롯한 쓴맛을 내지 않는 아미노산을 생성하기 때문이다.

이때 상기 효소의 사용량은 명태 가공부산물 100 중량부에 대해 0.1 내지 0.5 중량부인 것이 바람직한데, 상기 사용량이 0.1 중량부 미만이면 단백질 가수분해가 저하되어 추출수율이 감소하고 쓰고 비린 맛과 냄새가 나타나며, 상기 사용량이 0.5 중량부를 초과하면 추출수율의 증가가 미미하고 경제성이 저하되어 바람직하지 못하다.

상기 1단계 및 2단계 가수분해시 온도 50~60 ℃, pH 6.5~7.5로 조정하여 단백질 가수분해효소의 활성을 높이는 것이 바람직하며, 상기 1단계 가수분해는 30~90 분 동안, 상기 2단계 가수분해는 90~150 분 동안 실시하는 것이 바람직하다.

상기 가수분해 실시 조건에서 벗어나게 되면 단백질 가수분해 효소의 활성이 저하되어 추출수율이 감소하므로 바람직하지 못하다.

상기와 같은 본 발명의 명태 가공부산물의 가수분해 추출물의 제조방법은 단백질 가수분해 효소로 1단계 가수분해 추출한 후 플라보자임 효소로 2단계 가수분해 추출하는 2단계 과정을 거쳐 황색의 추출액을 얻음으로써, 명태 가공부산물에 함유된 단백질이 저분자화하여 보다 많이 분해되어 추출될 수 있으며 콜라겐의 함량도 증대될 수 있다.

콜라겐은 비타민C와 같이 섭취하면 좋은데, 이는 비타민C가 콜라겐의 형성과 유지에 많은 도움을 주기 때문이다.

비타민 C는 콜라겐 합성에 중요한 요소로서, 콜라겐 사이의 결합을 형성하여 결합의 안정성과 강도를 증가시키는 역할을 담당하므로, 이러한 결합이 없을 때 콜라겐은 생성되더라도 분해효소(collagenase)에 의해 쉽게 분해되어 제 기능을 하지 못하게 될 수 있다.

무는 쌍떡잎식물 양귀비목 십자화과의 한해살이 또는 두해살이 풀로서, 뿌리에는 포도당, 자당, 과당의 당분 및 각종의 유기산과 아미노산이 함유되어 있고, 녹말을 분해하여 소화흡수를 촉진하는 아밀라아제, 발암물질을 분해·해독하고 위벽을 보호하는 오게시타제 등의 효소 및 비타민 C가 다량 함유되어 있다.

무에 함유된 비타민 C는 콜라겐의 형성과 유지를 하며, 또한 무에 가장 많이 함유된 아밀라아제 효소는 소화 흡수력을 도와주는 효과를 제공한다.

본 발명에서는 잎을 제거한 무의 뿌리를 깨끗이 세척한 다음 물기를 제거하고 이를 압착하여 추출된 무즙을 상기 2단계 가수분해 추출 단계에 첨가함으로써, 무즙에 함유된 비타민 C가 상기 추출 단계에서 형성되는 콜라겐을 유지하도록 하며, 무즙 속의 천연 당 성분에 의해 당도를 높이고, 섭취시 입안에서 느껴지는 맛을 시원하게 한다.

이때 상기 무즙의 사용량은 명태 가공부산물 100 중량부에 대해 12~20 중량부인 것이 바람직한데 상기 사용량이 12 중량부 미만이면 콜라겐의 추출량과 달고 시원한 맛이 감소하며, 상기 사용량이 20 중량부를 초과하면 무의 매운맛 성분인 이소티오시안산염(isothiocyanate)의 함량이 증가하여 미각에 자극을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다.

상기 단백질 가수분해 추출을 완료하기 위하여 상기 추출에 의해 황색을 나타내는 추출액의 온도를 90~95 ℃의 고온으로 높여 효소의 활성을 종료시키고, 동시에 견운모 및 과산화수소를 투입하여 상기 고온에서 30~180 분간 처리함으로써, 상기 황색을 나타내는 추출액에서 본 발명의 상기 단백질 가수분해 추출에서 동반되어 발생하는 황색의 색깔, 냄새, 회분, 중금속, 유지(油脂)를 제거하고 아직 남아있는 고분자량의 단백질 및 콜라겐을 저분자량화 하여 맑고 투명한 추출액을 얻을 수 있다.

이때, 견운모 및 과산화수소를 투입하여 처리하는 것은 상기 고온에서 수행하는 것이 상기 제거와 맑고 투명한 추출액을 얻을 수 있어 바람직하다.

상기 맑고 투명한 추출액을 이용하여 후술하는 본 발명의 방법으로 얻어진 추출물 분말은 황색으로 착색되어 있지 않고 비린 맛과 냄새가 없어 음식의 천연 조미 소재로서 이용가치가 높아진다.

견운모(絹雲母, sericite)는 무기물질로서 질이 치밀하거나 비늘 모양 백운모의 총칭으로 화학성분은 백운모와 거의 같으나, 일반적으로 칼륨은 백운모 보다 적고 수분은 다소 많다. 견운모는, 독성물을 흡착하여 제거하는 기능이 있는데 물과 함께 있는 상태에서 다른 물질을 흡착하는 성질이 강하고, 탈취효과가 있으며, 자연상태에서 다량의 원적외선 및 음이온을 방출하는 것으로 알려져 있다.

상기 견운모의 투입량은 1.5~5.0 w/v%가 되도록 하는 것이 바람직한데, 1.5 w/v% 미만이면 상기 황색의 색깔, 냄새, 회분, 중금속 및 유지의 제거효과가 충분하지 못하고, 5.0 w/v%를 초과하면 상기 제거효과의 상승이 미미하여 바람직하지 못하다.

과산화수소는 산화제이고 자유기(free radical)를 생성할 수 있다. 이 생성된 자유기는 반응성이 커서 단백질을 분해하여 저분자량화 한다.

상기 과산화수소는, 가수분해 추출 전 또는 후의 언제라도 사용 가능하지만, 단백질 가수분해 추출을 한 후에 투입하여 사용하는 것이, 가수분해된 단백질 및 콜라겐의 저분자량화 정제도와 수율을 향상시킬 수 있으며, 산화에 의해 단백질 가수분해 효소의 작용을 종료시킬 수 있어 바람직하다.

또한, 과산화수소의 사용은 상기 추출액을 약산성의 분위기로 만들어 과산화수소와 함께 사용되는 견운모의 흡착을 더욱 활성화한다.

상기 과산화수소의 투입량은 3~6 w/v%가 되도록 하는 것이 전술한 효과를 나타낼 수 있어 바람직하다.

그 다음에, 상기 맑고 투명한 추출액을 디스크원심분리기에서 6000~10000 rpm의 운전조건으로 여과하고 이어서 연속원심분리기에서 12000~17000 rpm의 운전조건으로 여과하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 여과하여 얻어진 여과액을 건조하여 분말화함으로써 명태 가공부산물의 단백질 가수분해 추출물 분말을 얻는다.

이때 상기 건조는 분무건조기에서 송풍온도 160~190 ℃, 배풍온도 90~110 ℃의 운전조건으로 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 명태 가공부산물의 가수분해 추출물은 천연 조미 소재로서 그 자체로 천연조미료로 사용되거나 조미료를 제조하기 위한 구성 성분으로 사용될 수 있다.

본 발명에 의해 제조된 상기 천연 조미 소재는, 무국, 콩나물국, 아욱국, 된장국 또는 미역국에 명태의 진하고 시원한 맛을 낼 수 있는 국물용 천연조미료로서 사용될 수 있으며, 상기 열거된 국에 한정되어 사용되는 것은 아니다.

또한 본 발명에 의해 제조된 상기 천연 조미 소재를 사용한 조미료는 상기 천연 조미 소재 2~10 중량%, 북어추출농축분말 70~80 중량%, 정제소금 12~22 중량%, 백설탕 1~5 중량%, 말토덱스트린 0.2~0.7 중량% 및 간장분말 0.2~0.7 중량%으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에서는 명태 가공부산물의 가수분해 추출물을 천연조미료 또는 조미료 구성 성분으로 사용하는 방법을 제시하였으나, 이밖에 식품 첨가물, 식품 및 기능성 식품의 소재로서 사용하는 것도 가능하다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

[실시예]

강원도 대관령 지역 황태덕장의 명태 가공부산물을 수거하여 물로 세척한 후에 열풍건조기를 이용하여 건조하고 고속분쇄기로 분쇄하여 200 메시의 크기로 분말화하였다.

상기 분말 100 kg에 증류수 500 L를 투입하고 초음파분쇄기를 이용하여 700 Hz에서 5분간 초음파를 조사하였다.

그 다음에 추출기(U-2000, 유일이엔티, 대한민국)에서 상기 초음파 조사된 분말에 단백질 가수분해 효소로 뉴트라아제 0.8L(Novo사) 100 g을 넣고 온도 55 ℃, pH 7.0의 조건에서 60 분 동안 1단계 가수분해 추출하였다.

이후 잎을 제거한 무의 뿌리를 깨끗이 세척한 다음 물기를 제거하고 이를 압착 및 고형물을 제거하여 추출한 무즙 15 kg과 플라보자임 500MG(Novo사) 100 g을 넣고 다시 120 분 동안 2단계 가수분해하면서 추출하여 황색의 추출액을 얻었다.

상기 2단계 가수분해가 완료된 이후에 얻어진 상기 황색의 추출액에 견운모의 함량이 3 w/v%가 되고 과산화수소의 함량이 4 w/v%가 되도록 투입하고 상기 추출기를 온도 90 ℃로 가열하고 120분간 유지하여 상기 효소가 불활성화되고 맑고 투명한 추출액을 얻었다.

상기 추출액을 디스크원심분리기(ADS-1001PS, Saito, 일본)에서 8000 rpm의 운전조건으로 여과하고 이어서 연속원심분리기(centrifugel15000, 고스고, 대한민국)에서 15,000 rpm의 운전조건으로 여과하여 여과된 추출액을 얻었다.

상기 여과된 추출액을 송풍온도 180 ℃, 배풍온도 100 ℃로 운전되는 분무건조기(ODA-37, 서강엔지니어링, 대한민국)에 투입하고 건조하여 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말을 28.42 kg을 얻었다.

[비교예 1]

상기 실시예에서 초음파를 조사하지 않고 견운모 및 과산화수소를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말을 얻었다.

[비교예 2]

상기 실시예에서 효소를 사용하지 않고 180분 동안 추출하고 견운모 및 과산화수소를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 명태 가공부산물의 추출물 분말을 얻었다.

[비교예 3~6]

상기 실시예에서 견운모 및 과산화수소를 첨가하지 않고, 단백질 가수분해 효소로 알칼라아제(비교예 3), 플라보자임(비교예 4), 뉴트라아제(비교예 5) 또는 프로타멕스(비교예 6)를 각각 사용하여 180 분 동안 1단계만으로 추출한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 비교예 3~6의 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말을 얻었다.

[비교예 7]

상기 실시예에서 무즙을 첨가하지 않고 견운모 및 과산화수소를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말을 얻었다.

[비교예 8]

상기 실시예에서 견운모 및 과산화수소를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말을 얻었다.

[시험예 1] 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말 평가

상기 실시예 및 비교예 1 내지 8의 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말에 대하여 가수분해도, 추출수율, 맛, 냄새, 단백질 소화율, 콜라겐 함량, 아미노산스코어 및 단백질 함량을 측정하여 하기에 나타내었다.

가. 가수분해도

본 발명에 의한 명태 가공부산물의 가수분해도는 Edward et al(1978)법에 의해 평가하였다.

상기 가수분해도는, Edward와 Ship의 방법에 따라 가수분해물 30 mL에 20 %(w/v) trichloroacetic acid(TCA) 용액을 동량으로 혼합한 후, 원심분리(3,000 rpm, 10 min)하여 불용성 물질을 침전시켜 제거한 다음, 분리된 상징액의 가용성 단백질을 세미마이크로킬달(semimicro Kjeldahl)법으로 정량하여, 총 단백질에 대한 가용성 단백질의 백분율로 표시하여 하기 표 1에 나타내었다.

가수분해도(%) = (10 % TCA 가용성 단백질량/총단백질량) x 100

나. 추출수율

명태 가공부산물의 양에 대한 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말의 양을 백분율로 하여 하기 표 1에 나타내었다.

다. 맛, 냄새

상기 실시예에서 얻어진 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말에 대하여 일반 성인 20 명을 대상으로 관능평가를 하여 하기 표 1에 나타내었다.

명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말의 가수분해도, 추출수율, 맛 및 냄새의 평가

	가수분해도 (%)	추출수율 (%)	맛	냄새
실시예	83.07	33.01	쓴맛 없음	비린 냄새 없음
비교예 1	51.24	19.20	쓴맛 없음	비린 냄새 있음
비교예 2	31.81	12.10	쓴맛 있음	비린 냄새 있음
비교예 3	52.38	24.20	쓴맛 있음	비린 냄새 없음
비교예 4	38.63	12.50	쓴맛 있음	비린 냄새 없음
비교예 5	50.00	17.20	쓴맛 있음	비린 냄새 없음
비교예 6	42.85	25.40	쓴맛 있음	비린 냄새 없음
비교예 7	78.75	27.41	쓴맛 있음	비린 냄새 없음
비교예 8	81.07	28.42	쓴맛 없음	비린 냄새 없음

상기 표 1에서 초음파 조사를 하지 않을 경우(비교예 1), 단백질 가수분해 효소를 사용하지 않을 경우(비교예 2) 및 1단계 가수분해만 실시할 경우(비교예 3 내지 6)에 가수분해도 및 추출수율이 저하되는 것을 확인하였다.

또한, 무즙을 사용하지 않을 경우(비교예 7) 쓴맛이 발생하며, 견운모 및 과산화수소를 사용하지 않을 경우(비교예 8) 가수분해도 및 추출수율을 다른 비교예보다는 향상되지만 실시예 보다는 저하됨을 확인하였다.

따라서, 상기 표 1로부터 본 발명에 따른 실시예의 평가가 가장 우수함을 확인하였다.

라. 단백질 소화율

명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말의 단백질 소화율 측정은 Yamashita. et.al.(1975. Arg. Food Chem.)의 방법을 이용한다.

0.5 g의 시료를 증류수 50 mL에 용해하고 0.1 N HCl과 0.1 N NaOH를 이용하여 pH를 7.0으로 조절하고, 이 용액에 단백질 소화효소인 pepsin 4 mg을 첨가하고 30 시간 동안 진탕시켰다. 그 다음에 이 용액 20 mL에 20 % TCA 용액 20 mL을 가하고 3,100 rpm속도로 10 분 동안 원심분리하여 상층액의 가용성 질소함량을 kjedahl법으로 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

단백질 소화율 = 10% TCA가용성 질소 / 총질소 X 100

명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말의 단백질 소화율 평가

구분	총 질소 (mgN/g)	가용성 질소 (mgN/g)	단백질 소화율 (%)
실시예	3.69	1.74	47.15
비교예 3	3.80	1.56	41.05
비교예 4	3.59	1.23	34.26

상기 표 2에 의하여 본 발명에 따른 실시예가 단백질 소화율이 우수함을 확인하였고, 단백질 소화율이 우수해진 것으로부터 인체에서 소화 및 흡수가 용이하도록 본 발명의 추출물이 저분자량화 되었음을 추론할 수 있다.

마. 콜라겐

명태 가공부산물과 명태 가공부산물의 가수분해 추출물의 콜라겐 함량은 hydroxyproline의 함량에 계수 7.25를 곱한 값으로 콜라겐 함량을 계산한다.

시료 0.5 g에 6 N HCl 10 mL를 첨가하여 110 ℃에서 22 시간 동안 가수분해한 후 여액을 진공농축기로 농축하여 HCl을 제거하였다. HCl을 제거한 후 0.02 N HCl 500 mL로 다시 희석하고 여과하여 아미노산분석기를 이용하여 hydroxyproline 함량을 분석한다.

상기 분석에 의한 콜라겐 함량은 명태 가공부산물이 2.96 % 이고 비교예 7이 16.23 %인 것과 비교하여 실시예가 37.12 %로서, 명태 가공부산물의 가수분해 추출물에서 콜라겐 함량이 증대하여, 본 발명에 따른 명태 가공부산물의 가수분해 추출물을 사용한 식품은 피부 미용에 좋은 효과를 나타낼 수 있다.

바. 아미노산스코어

아미노산스코어의 측정은, 제품에 함유되어 있는 단백질의 아미노산 종류 및 함량을 분석한 후, 하기 표 3의 기준 필수아미노산 조성표의 아미노산 함량과 단위를 맞추어 백분율로 환산한다. 상기 환산된 백분율 중 가장 적은 아미노산의 비율을 아미노산스코어라 한다.

아미노산스코어 환산을 위한 기준 필수아미노산 조성표 (단위: mg/g 조단백질)

구분	히스티딘	이소로이신	로이신	라이신	메티오닌+시스틴	페닐알라닌+티로신	트레오닌	트립토판	발린
조성	19	28	66	58	25	63	34	11	35

명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말의 아미노산 함량 (단위: mg/g 조단백질)

구분	히스티딘	이소로이신	로이신	라이신	메티오닌+시스틴	페닐알라닌+티로신	트레오닌	트립토판	발린
실시예	19.51	37.31	64.86	55.01	22.66	61.87	32.97	12.80	40.02
아미노산스코어	102.70	133.26	98.28	94.86	90.65	98.22	96.98	116.36	114.34

상기 표 4에 의해 실시예의 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말은 아미노산스코어가 90.65로서, 음식으로부터 공급받아야 하는 필수아미노산이 종류별로 많이 함유되어 있음을 알 수 있다. 따라서 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말을 이용하여 영양가 있는 단백질 보충용 소재로의 이용이 가능함을 확인할 수 있다.

사. 단백질

명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말의 조단백질 함량은 semi-micro kjeldahl법으로 측정한 결과 88.10 g/100g을 나타내어, 원료의 조단백질 함량인 63.3 %보다 높게 나타났다.

[시험예 2] 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재를 사용한 국의 관능평가

물 300 ml, 무 100 g, 마늘 2 g, 간장 1 ml 및 정제소금 1.5 g을 기본 처방으로 하고, 여기에 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 명태 가공부산물의 가수분해 추출물 분말인 천연 조미 소재 2 g을 각각 더 투입하여 무국을 만들었다.

상기 만들어진 무국에 대하여 국물의 상태를 관능평가하고, 국물의 색깔, 맛, 냄새 및 기호도에 대하여 강릉지역 일반 성인 20 명을 대상으로 5점 비교점으로 하여 채점하고 이를 평균한 값을 하기 표 5에 나타내었다.

	국물의 탁도	국물의 색도	맛	냄새	기호도	종합 평가
실시예	투명	무색	4.6	4.7	4.4	국물이 진하면서도 시원한 맛이 있음
비교예 6	약간 진함	옅은 황색	3.2	3.3	3.2	특이한 맛이 없음
비교예 8	약간 진함	옅은 황색	4.2	4.1	4.1	특이한 맛이 없음

맛, 냄새 및 기호도의 5점 비교 평가 기준

5: 매우 좋음, 4: 좋음, 3: 보통, 2: 나쁨, 1: 매우 나쁨

상기 표 5로부터 본 발명에 따른 실시예가 투명하고 무색의 국물을 구현하였고, 맛, 냄새 및 기호도가 우수함을 확인하였다.

Claims (10)

1. 명태 가공부산물을 세척한 후에 건조하고 분쇄하는 단계;
   상기 분쇄된 명태 가공부산물 100 중량부에 물 400~600 중량부를 투입하고 초음파 조사하여 상기 분쇄된 명태 가공부산물을 전처리하는 단계;
   상기 전처리된 명태 가공부산물에 단백질 가수분해 효소 0.1~0.5 중량부를 투입하여 가수분해하면서 추출하는 1단계 가수분해 추출 단계;
   상기 1단계 가수분해 추출 단계를 거친 명태 가공부산물에 무즙 12~20 중량부 및 플라보자임 효소 0.1~0.5 중량부를 더 투입하여 가수분해하면서 추출하여 추출액을 얻는 2단계 가수분해 추출 단계;
   상기 2단계 가수분해 추출 단계에서 얻어진 추출액에 견운모 및 과산화수소를 투입하여 상기 추출액을 후처리 하는 단계;
   상기 후처리 하는 단계에서 얻어진 추출액을 여과하여 여과액을 얻는 단계; 및
   상기 여과액을 건조하여 상기 가수분해 추출된 추출물을 분말로 얻는 단계를 포함한 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파 조사는 700~1000 Hz에서 1~10 분간 실시하는 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 단백질 가수분해 효소는 알칼라아제, 뉴트라아제 또는 프로타멕스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 무즙은 잎을 제거한 무의 뿌리를 세척한 다음 물기를 제거하고 압착하여 추출한 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 1단계 가수분해 추출은 온도 50~60 ℃ 및 pH 6.5~7.5에서 30~90 분 동안 실시하며, 상기 2단계 가수분해 추출은 온도 50~60 ℃ 및 pH 6.5~7.5에서 90~150 분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 후처리 하는 단계에서는 상기 2단계 가수분해 추출하는 단계에서 얻어진 추출액을 90~95 ℃로 30~180 분간 가열하는 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 견운모의 투입량은 1.5~5.0 w/v%이며, 상기 과산화수소의 투입량은 3~6 w/v%인 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 여과는 디스크원심분리기에서 6000~10000 rpm의 운전조건으로 여과하고 이어서 연속원심분리기에서 12000~17000 rpm의 운전조건으로 여과하는 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 건조는 분무건조기에서 송풍온도 160~190 ℃, 배풍온도 90~110 ℃의 운전조건으로 건조하는 것을 특징으로 하는 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재의 제조방법.
10. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 명태 가공부산물을 이용한 천연 조미 소재.