KR101891977B1 - 간장박을 이용한 향미 개선 조미료 및 이의 제조방법 - Google Patents
간장박을 이용한 향미 개선 조미료 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 간장박을 이용한 향미 개선 조미료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 조미료 조성물 및 이의 제조방법에 따르면 간장 제조과정에서 버려지는 간장박을 재활용하므로 새로운 식량자원으로의 이용이 가능하고 제조원가를 절감시킬 수 있으며, 향미가 우수한 조미료를 제조할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 간장박을 이용한 향미 개선 조미료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
장류에 속하는 간장은 고추장, 된장과 함께 대한민국을 대표하는 발효식품으로 오랜 역사 속에서 발전해 왔으며, 한국인의 식단에서 큰 비중을 차지하고 있다. 특히 다른 반찬류의 맛을 좌우하는 양념으로도 광범위하게 쓰이는 한국적인 맛의 기본이 된다고 할 수 있다.
2012년 조사자료 (닐슨컴퍼니코리아)에 의하면, 급격한 도시화로 인하여 장을 담가서 먹는 가정이 비율이 현저하게 줄어들게 되었고, 국민들의 79%정도가 가까운 슈퍼마켓이나 마트에서 다양한 종류의 장을 구입한다. 장류의 특성상 발효기간이 전문화된 노하우 설비 없이는 일정한 맛을 구현해내기 힘들기 때문에, 전문인력과 대형설비를 통하여 생산되는 공업화 장류가 필요하다. 특히 미래 식품시장의 동향 및 소비자 트랜드를 겨낭한 신제품이나 기능성을 부여한 차세대 제품개발에 대한 투자가 요구되고 있다.
한편, 현재 우리나라의 간장류의 품질을 규정하는 식품공전 (식품의약품안전처)의 기준규격을 살펴보면, 발효 또는 중화가 끝난 간장원액은 여과하여 간장박(soy sauce residue) 등을 제거하여야 한다고 규정하고 있다. 국내 장류공장에서 적절한 처리방법이 없으므로, 상기와 같은 식품공전 규격에 따라 제거되는 간장박의 생산량을 단순 계산한다면, 미 이용되는 간장박은 대략 8,000톤 정도가 된다. 따라서 천연발효를 통하여 생성된 간장박이 고부가가치화상품으로 재탄생된다면 간장 가격의 원가절감, 자원 재활용을 통한 식품바이오산업의 연구활성화 기여와 가공 부산물의 재활용이 가능하여 환경적인 측면에서도 매우 유용할 것으로 기대된다.
이에 본 발명자들은 간장의 제조공정에서 얻어지는 부산물인 간장박을 이용하여 좋은 향미를 갖는 조미료 조성물을 제조할 수 있는 최적의 조건을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 간장박 가수분해물, 아미노산 및 당을 포함하는, 조미료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계를 포함하는, 조미료용 간장박 가수분해물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계를 포함하는, 조미료 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 간장박 가수분해물, 아미노산 및 당을 포함하는, 조미료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계를 포함하는, 조미료용 간장박 가수분해물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계를 포함하는 조미료 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 조미료 조성물 및 이의 제조방법에 따르면 간장 제조과정에서 버려지는 간장박을 재활용하므로 새로운 식량자원으로의 이용이 가능하고 제조원가를 절감시킬 수 있으며, 향미가 우수한 조미료를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 간장박에 다양한 단백질분해효소의 조합을 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다(Alc: Alcalase, Fla: Flavourzyme, Pro: Protamex).
도 2는 간장박에 다양한 단백질분해효소의 조합을 시간에 따라 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다(Alc: Alcalase, Fla: Flavourzyme, Pro: Protamex).
도 3은 간장박에 Alcalase를 처리한 후 Flavourzyme과 Protamex의 혼합물을 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%(w/v)로 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 간장박에 Alcalase를 처리한 후 Flavourzyme과 Protamex의 혼합물을 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간으로 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 관능검사(향)에 영향을 미치는 두 독립변수간의 반응표면분석도를 나타낸 도이다.
도 6은 관능검사(맛)에 영향을 미치는 두 독립변수간의 반응표면분석도를 나타낸 도이다.
도 7은 반응향을 적용시킨 조미료와 반응향을 적용시키지 않은 대조구 사이의 휘발성 향기성분을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 간장박에 다양한 단백질분해효소의 조합을 시간에 따라 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다(Alc: Alcalase, Fla: Flavourzyme, Pro: Protamex).
도 3은 간장박에 Alcalase를 처리한 후 Flavourzyme과 Protamex의 혼합물을 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%(w/v)로 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 간장박에 Alcalase를 처리한 후 Flavourzyme과 Protamex의 혼합물을 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간으로 처리한 경우의 가수분해율을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 관능검사(향)에 영향을 미치는 두 독립변수간의 반응표면분석도를 나타낸 도이다.
도 6은 관능검사(맛)에 영향을 미치는 두 독립변수간의 반응표면분석도를 나타낸 도이다.
도 7은 반응향을 적용시킨 조미료와 반응향을 적용시키지 않은 대조구 사이의 휘발성 향기성분을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 간장박 가수분해물, 아미노산 및 당을 포함하는, 조미료 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 용어 “간장박(soy sauce residue)”은 콩을 원료로 하는 간장을 제조하는 과정에서 발생하는 부산물을 지칭하는 것으로, 보통 가축의 사료로 많이 사용된다.
본 발명에서, 용어 “간장박 가수분해물”은 간장박이 물의 개입에 의해 분해되어 생성된 산물을 지칭한다. 바람직하게는 단백질분해효소 또는 산에 의해 가수분해된 산물인 간장박 효소가수분해물 및 간장박 산가수분해물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 간장박 가수분해물은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
이하, 간장박 가수분해물의 제조 단계에 대해 구체적으로 설명한다.
(a) 단계는 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계이다.
간장박 용액은 조단백질 함량과 아미노질소 함량이 매우 높고 염도가 높아 조미료에 사용하기 적합한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예에서는 간장박 용액에 단백질분해효소인 알칼라아제를 첨가하여 pH 7, 50℃에서 2시간 동안 1차 가수분해반응을 수행하였다. 상기 조건에서 가수분해반응을 수행하는 경우, 다른 조건에서 수행하는 경우보다 간장박의 가수분해율이 증가되는 효과가 있다.
(b) 단계는 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계이다.
본 발명에서, 용어 “간장박 효소가수분해물”은 간장박 용액에 효소, 바람직하게는 단백질분해효소를 처리하여 얻은 가수분해산물을 의미한다.
간장박 용액에 알칼라아제를 첨가하여 1차 가수분해반응을 수행한 후 프로타멕스 및 플라보르자임의 혼합물을 첨가하여 2차 가수분해반응을 수행하는 경우, 간장박의 가수분해율이 유의적으로 증가하고 쓴 맛이 감소할 수 있다.
상기 프로타멕스 및 플라보르자임의 혼합물은 1차 가수분해물에 0.4%(w/v) 내지 0.5%( w/v) 농도로, 바람직하게는 0.4%(v/w) 농도로 첨가하여, 3-5시간 동안 반응시키는 것이 바람직하다.
(c) 단계는 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하는 단계이다.
본 발명에서, 용어 “간장박 산가수분해물”은 간장박 용액에 산, 바람직하게는 염산과 같은 강산을 처리하여 얻은 가수분해산물을 의미한다.
(b) 단계에서 제조한 간장박 효소가수분해물은 수분 함량이 높아 총질소량이 상대적으로 낮으므로, 상기 간장박 효소가수분해물에 간장박 산가수분해물을 처리함으로써 단백질 및 아미노산의 함량을 증대시킬 수 있다.
간장박 효소가수분해물: 간장박 산가수분해물의 비율은 1:1(v/v), 3:7(v/v) 또는 7:3(v/v)이나, 바람직하게는 1:1(v/v)이다. 간장박 효소가수분해물과 간장박 산가수분해물을 동량 혼합하는 경우, 향과 맛이 관능 평가에서 유의적으로 우수하게 나타날 수 있어 조미료에 더욱 적합한 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명에서, 상기 아미노산은 글루타민산, 프롤린, 메티오닌, 및 글리신일 수 있고, 상기 아미노산을 동시에 또는 순차적으로 첨가할 수 있다.
본 발명에서, 상기 당은 과당일 수 있고, 상기 아미노산과 동시에 또는 따로 첨가될 수 있다.
본 발명의 조미료 조성물의 제형은 크게 제한되지 않으며, 제조하고자 하는 조미료의 용도에 따라 분말상, 액상, 고상 등의 제형으로 모두 사용될 수 있다.
본 발명의 조미료 조성물은 아미노산 및 펩티드 함량이 높으며 향미가 우수한 특징이 있으므로, 화학조미료를 전혀 사용하지 않고도 맛과 향, 영양적인 면이 우수하여 가정 또는 외식 사업에서 다양한 요리에 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임 (Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계를 포함하는, 조미료용 간장박 가수분해물의 제조방법을 제공한다.
간장박 가수분해물에 대한 구체적인 설명은 상기와 같으며, 중복 기재를 피하기 위하여 생략한다.
또한, 본 발명은 (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계; (b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및 (c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계를 포함하는, 조미료 조성물의 제조방법을 제공한다.
간장박 가수분해물에 대한 구체적인 설명은 상기와 같으며, 중복 기재를 피하기 위하여 생략한다.
본 발명의 조미료 조성물의 제조방법 은 (d) 상기 간장박 가수분해물에 0.3-0.5%(w/v) 글루타민산 및 0.4-0.6%(w/v)과당을 첨가하는 단계; 및 (e) 상기 (d)로부터 얻은 산물에 100mL당 0.8-1.0%(w/v) 프롤린, 0.3-0.5%(w/v) 메티오닌, 및 0.3-0.5%(w/v) 글리신을 첨가하여 90-95℃에서 100-150분 동안 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
간장박 가수분해물에 글루타민산과 과당을 첨가함으로써 부족한 펩티드와 아미노산을 보충할 수 있다. 또한, 간장박 가수분해물에 프롤린, 메티오닌, 글리신을 첨가함으로써 반응향 기술이 적용되어 좋은 향미를 갖는 조미료를 제조할 수 있다.
본 명세서에서 달리 정의되지 않은 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1:
간장박
분석
간장박은 창녕군소재의 성심마스타푸드로부터 제공받았고, 간장박의 성분 분석은 식품공전의 간장 분석법에 따랐다.
구체적으로, 수분은 상압가열건조법, 조단백질은 Semi micro-Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 조회분은 건식회화법으로 분석하였다. 총 질소함량은 조단백질을 6.25로 나눠서 계산하였으며, 아미노질소는 Formol법으로 분석하였다. 또한, 간장박의 pH 및 염도의 측정을 측정하기 위해서, 분쇄한 간장박 5g을 증류수 30mL에 넣어 10분간 잘 교반한 다음, 여과한 여액을 취하여 pH meter (Corning Pinacle 530, USA)로 pH를 측정하고, 염도계(YM-30D, Takemura Electric Work, Japan)로 염도를 측정하였다. 간장박의 성분 측정 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
| 시료 | 수분(g/100g) | 조단백질(g/100g) | 조지방(g/100g) | 조회분(g/100g) |
| 간장박 | 32.19±0.91 | 23.09±0.19 | 7.68±0.08 | 8.85±0.04 |
(평균값±표준편차(n=3))
| 시료 | 총질소 (g%) | 아미노질소 (mg%) | pH | 염도 (%) |
| 간장박 | 3.69±0.03 | 788.00±18.17 | 4.51±0.01 | 10.00±0.00 |
(평균값±표준편차(n=3))
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 간장박 내 조단백질 함량이 매우 높고, 정미에 관여하는 아미노질소의 함량도 매우 높은 것을 확인하였다. 간장 제조공정에서 압착과정을 통하여 얻어지는 간장박의 특성상 염도가 매우 높으므로, 이를 조미료의 소재로 활용하는 것이 효과적임을 확인하였다.
실시예
2:
간장박의
가수분해를 위한 최적의 효소 및 최적의 가수분해 조건 확립
간장박의 가수분해를 위한 최적의 효소 및 최적의 가수분해 조건을 확립하기 위해서, 단백질 가수분해도를 측정하였다.
구체적으로, 이중자켓으로 된 반응조(500 mL, 자체제작)에 분쇄한 간장박 15 g과 증류수 200 mL를 넣고 교반 반응시켰다. 반응은 각 단백질분해효소의 조건에 맞도록 pH, 온도 및 반응시간을 조정하였다. 단백질분해효소는 Novozymes (Denmark)의 한국지사로부터 Flavourzyme® 500 MG, Alcalase® 2.4 L 및 Protamex®의 3종을 제공받아 사용하였다. 단백질 가수분해도의 정도는 아미노질소 함량(Formol법)을 통해 분석하였으며, 이러한 아미노질소 함량을 상대적으로 비교분석하기 위하여 단백질 가수분해율로 환산하여, 다음의 식(김 등, 2002)에 의하여 계산하였다.
가수분해율 (%) = (NH - NS)/(NT - NS) x 100
여기서, NT : 간장박(기질)의 총질소량(mg%), NH : 가수분해물의 아미노질소 함량(mg%), NS : 가수분해 전 기질의 아미노질소 함량(mg%).
다양한 조건의 단백질분해효소에 의한 간장박의 가수분해율 측정 결과를 도 1 내지 도 4에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, Alcalase®로 가수분해한 후에 Flavourzyme® 500 MG나 Protamex®를 추가적으로 첨가하여 1차 알칼라아제 분해산물을 2단계 가수분해시키는 것이 가수분해율을 증대시킬 수 있으며, 관능검사를 통하여 이러한 가수분해율이 증가함으로써 동시에 관능적으로 쓴맛을 낮출 수 있음을 확인하였다.
도 2에 나타낸 바와 같이, Alcalase®를 첨가하여 2시간 동안 가수분해시킨 다음 Flavourzyme® 500 MG나 Protamex®, 또는 이의 조합을 첨가하여 3시간 동안 복합처리에 의해 가수분해시키는 경우 아미노질소 함량이 높게 나타났으므로 가수분해율이 증가함을 확인하였다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 50℃, pH 7.0 조건에서 먼저 Alcalase® 2.4L (0.4%, v/v)를 첨가한 후에 가수분해효소의 혼합물(Protamex®:Flavourzyme® 500 MG=1:1(w/w)) 을 각각 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%(효소/기질 농도(w/v))로 첨가하여 첨가 농도에 따른 가수분해율을 확인한 결과, 상기 가수분해효소의 혼합물을 0.4%(w/w) 이상 첨가하는 것이 바람직한 가수분해 조건임을 확인하였다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 50℃, pH 7.0 조건에서 2시간 동안 먼저 Alcalase® 2.4L (0.4%, v/v)를 첨가한 후에 가수분해효소의 혼합물(Protamex®:Flavourzyme® 500 MG=1:1(w/w))을 처리하고 각각 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간 동안 반응시켜 반응 시간에 따른 가수분해율을 확인한 결과, 3시간 이상의 반응 시간이 적당하며 3시간 이상 처리시 가수분해율에는 유의적 차이가 없음을 확인하였다.
따라서, 분쇄한 간장박 용액(간장박 15g/증류수 200 mL)에 0.4%(v/v) 농도의 Alcalase® 2.4L를 첨가하여 2시간 동안 pH 7.0, 50℃에서 반응시킨 다음, Protamex®:Flavourzyme® 500 MG(1:1(w/w))의 혼합물을 0.4%(w/v) 이상의 농도로 첨가하여 3시간 이상 가수분해시키는 것이 최적의 조건임을 확인하였다.
실시예
3: 반응표면분석법(response surface methodology)을 통한
간장박의
가수분해를 위한 최적의 효소 및 최적의 가수분해 조건 확립
간장박의 가수분해를 위한 최적의 가수분해 조건을 확립하기 위하여 반응표면분석법을 수행하였다.
구체적으로, 하기 표 3의 방법에 따라 기질(간장박)은 7.5%(w/v)를 중심점(0)으로 두고, 간격을 1.5%(w/v)로 하여 +2에서 -2까지 10.5에서 4.5%(w/v)로 설정하여 코드화하였다. 그리고 E/S(기질에 대한 효소농도, 효소/기질)는 먼저 기질을 pH를 7.0으로 조정하여 Alcalase® 2.4L를 설정한 기질 농도에 대해 0.4%(v/v)를 첨가하여 2시간 동안 가수분해 반응을 시킨 다음, 그 가수분해물에 pH 조정 없이 그대로 E/S농도를 적용하였다. 여기서 E/S의 기질에 대한 효소는 Flavourzyme® 500 MG와 Protamex®를 1:1 비율(w/w)로 섞은 혼합효소를 사용하였다. 농도에 있어 중심점은 상기 실시예 2에서 최적조건으로 선정된 농도 중 0.4%(w/v)를 선택하였고, +2에서 -2까지 0.6에서 0.2%(w/v)로 설정하였다. 다음으로 반응시간은 중심점을 4시간으로 하고, 2시간부터 6시간의 조건으로 디자인하였다.
| 코드단위 | 독립변수 | ||
| 기질(%, w/v) | 효소/기질농도1 )(%,w/v) | 반응시간 (hr) | |
| -2 | 4.5 | 0.2 | 2 |
| -1 | 6.0 | 0.3 | 3 |
| 0 | 7.5 | 0.4 | 4 |
| 1 | 9.0 | 0.5 | 5 |
| 2 | 10.5 | 0.6 | 6 |
1)효소/기질농도: (Flavozyme 500 MG:Protamex=1:1, w/w)/기질농도
상기 표 3과 같이 코드화한 디자인으로부터 하기 표 4에 나타낸 중심합성계획으로 작성하였다. 즉, fractional point 8개(No. 1-8), star point 6개(No. 9-14), 그리고 central point 5개(No. 15-19)로 총 19개의 실험을 무작위로 수행하였으며, 종속변수는 가수분해율(HR, %)로 하였다. 분석 결과를 표 4에 함께 나타내었다.
| 디자인포인트 | 독립변수 | 종속변수 | ||
| 기질농도(%,w/w) | 효소/기질농도(%,w/v) | 반응시간(h) | 가수분해율(%) | |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 40.95±0.66 |
| 2 | 1 | -1 | -1 | 37.42±2.02 |
| 3 | -1 | 1 | -1 | 48.90±0.11 |
| 4 | 1 | 1 | -1 | 44.11±2.60 |
| 5 | -1 | -1 | 1 | 30.29±0.21 |
| 6 | 1 | -1 | 1 | 41.14±1.11 |
| 7 | -1 | 1 | 1 | 37.42±0.58 |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 48.11±1.60 |
| 9 | 2 | 0 | 0 | 52.45±1.23 |
| 10 | -2 | 0 | 0 | 36.40±1.10 |
| 11 | 0 | 2 | 0 | 39.36±0.46 |
| 12 | 0 | -2 | 0 | 31.24±1.01 |
| 13 | 0 | 0 | 2 | 43.53±0.46 |
| 14 | 0 | 0 | -2 | 36.59±2.47 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 37.03±0.72 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 35.24±0.52 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 37.17±0.46 |
| 18 | 0 | 0 | 0 | 36.54±0.76 |
| 19 | 0 | 0 | 0 | 41.08±0.44 |
상기 표 4의 결과에 대해 SAS 프로그램을 이용하여 통계분석을 수행하였으며, 분석 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
| 요인 | 계수 |
| Constant | 37.7889** |
| Linear | |
| [S] | 2.8325* |
| [E/S] | 2.8113* |
| [Time] | -0.0338 |
| Quadratic | |
| [S]2 | 1.8946* |
| [E/S]² | -0.3867 |
| [Time]² | 0.8033 |
| Crossproduct | |
| [S]×[E/S] | -0.1775 |
| [S]×[Time] | 3.7325* |
| [E/S]×[Time] | -0.0675 |
| Model | |
| Linear | 0.0115 |
| Quadratic | 0.0934 |
| Crossproduct | 0.0923 |
| R-Square | 0.8066 |
| Total Model | 0.0224 |
| Lack of fit | 0.1024 |
*p<0.05, **P<0.01
표 5에 나타낸 바와 같이, 5% 수준에서 유의성(p<0.05)이 있는 것은 1차항(linear)에서는 기질농도 [S] 와 기질에 대한 효소농도비 [E/S] 만 유의하였고, 이차항(quadratic)에서는 기질농도제곱승 [S]2이 유의하였다. 그리고 교차항(crossproduct)에서는 기질과 반응시간 [S] x [Time] 만이 유의하였다. 전체반응은 결정계수(R2)가 0.8066으로 나타나 신뢰성이 있었고, 적합결여 검증(lack of fit)이 0.1024 로서 0.05보다 높게 나타났으나, 전체모델(total model)이 0.022로서 유의확률(P<0.05) 보다 낮게 나타났으므로, 본 실험의 디자인이 적합한 것을 확인하였다.
상기 표 5의 통계분석 결과로부터, 하기의 식을 얻어 가수분해율을 예측할 수 있었다.
Hydrolysis ratio (가수분해율, %)= 37.7889 +2.8325[S] + 2.8113[E/S] + 1.8946[S]2 + 3.7325[S][Time]
이러한 반응모형을 정준형식(canonical form)으로 전환하면,
y = 43.6985 + 3.2956w1 2 -0.3856w2 2 - 0.5987w3 2
로서, 세 고유값(eigenvalues)이 음수 및 양수가 같이 존재하고 있어 위 반응모형에서 얻어진 정상점(stationary point)은 안장점(saddle point)을 나타낸다. 정준형식에 따르면 최대 가수분해율을 나타내는 점은 안장점(saddle point)이므로, 최대점이 될 수 없어 능선분석(ridge analysis)을 수행한 결과, 반경(radius) 1.0에서 예측치는 43.83±(1.59)2% 가수분해율을 나타내었다. 따라서 이 조건 값에서 실제 실험을 한 결과 41.86±1.30%의 값을 얻었다.
또한 이러한 조건을 만족하는 점은, 기질농도= 8.79%(w/v; 간장박 무게(g)/증류수(mL), [E/S] = 0.43 %(w/v, Flavourzyme® 500 MG:Protamex®=1:1(w/w)), 반응시간 [Time] = 4.43시간으로 나타났다. 즉, Alcalase® 2.4L를 기질농도[8.79%(w/v; 간장박 무게(g)/증류수(mL)]에 대하여 0.4%(v/v)를 첨가한 후 pH 7.0, 50℃에서 2시간 동안 1차 가수분해반응시킨 다음, 2차 가수분해반응으로 혼합효소(Flavourzyme® 500 MG:Protamex®=1:1(w/w) 비율을 기질에 대하여 0.43 %(w/v)로 첨가하여 4.43시간 동안 분해시키는 조건이다.
실시예
4:
간장박
산가수분해물의
제조 및
간장박
효소가수분해물에
대한 첨가량 결정
4.1
간장박
산가수분해물의
제조
상기에서 확인한 최적 조건을 적용한 간장박 효소가수분해물과 간장박의 일반성분을 실시예 1의 방법에 따라 분석한 결과를 표 6에 나타내었다.
| 시료 | 수분 (g/100g) |
조단백질 (g/100g) |
조지방 (g/100g) |
조회분 (g/100g) |
아미노질소 (mg/100g) |
염도 (g/100g) |
| 간장박 | 32.91±0.35 | 23.09±0.19 | 7.68±0.08 | 8.85±0.04 | 788.00±18.17 | 10.00±0.00 |
| 간장박 효소가수분해물 | 96.94±0.02 | 0.50±0.29 | 0.23±0.07 | 0.91±0.06 | 88.37±0.49 | 0.97±0.01 |
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 간장박 효소가수분해물의 아미노질소 ?t량이 건물량 기준으로 2,887.9 mg%로 간장박(1,174.5mg%)에 비해 2.46배 정도 높음을 확인하였다. 다만 간장박 효소가수분해물은 수분 함량이 높아 총질소량이 상대적으로 낮으므로 조미료에 사용하기에는 불충분하였다. 따라서 수분 함량을 줄이고 단백질(또는 펩티드) 및 아미노산의 함량을 증대시키기 위해 간장박 산가수분해물을 첨가하였다.
간장박 산가수분해물을 제조하기 위해, 간장박을 일반 강염산(35% HCl)을 이용하여 분해하는 방법 대신에 실험실 자체에서 얻어진 최적 조건(draft chamber 내에서 기질 40%(w/v)를 6N HCl 염산으로 60℃에서 48시간 동안 교반 반응조에서 반응)에서 수행하여 간장박 51%의 분해율(3-MCPD 분석치: 0.158 mg/kg으로서 식품규격상에 안정한 값임)을 가지는 것을 사용하였다. 이와 같이 제조한 간장박 산가수분해물의 일반성분을 분석한 결과를 표 7에 나타내었다.
| 시료 | 수분 (g/100g) |
조단백질 (g/100g) |
조지방 (g/100g) |
조회분 (g/100g) |
아미노질소 (mg/100g) |
염도 (g/100g) |
| 간장박 산가수분해물 | 80.17±0.01 | 3.49±0.55 | 0.28±0.02 | 17.80±0.07 | 393.75±11.48 | 16.75±0.21 |
4.2
간장박
효소가수분해물에
대한
간장박
산가수분해물의
첨가량 결정
간장박 효소가수분해물에 대한 간장박 산가수분해물의 최적 배합비를 도출하기 위해, 관능검사를 수행하였다.
관능검사 실험은 구체적으로, 창원대학교 생명윤리위원회에서 본 발명의 연구를 위해 사전승인(IRB승인번호: 104027-201607-HR-016)을 받은 후에 실시하였다. 먼저, 기호도 검사는 창원대학교 교직원 및 학생 30명을 대상으로 제공된 시료에 대하여 설문지에 향(odor), 맛(taste) 및 색(color)에 대하여 9점 평점법으로 평가하였다. 1점은 아주 좋지 않다, 5점은 보통이다, 9점은 아주 좋다로 표현하였다. 제공된 시료를 보고, 냄새를 맡고 또 0.1-0.5mL 이내로 맛을 보고 뱉어낸 다음, 제공된 미지근한 식음수로 입안을 헹구어 내고서 제공된 설문지에 향미 강도(9점평점법)를 표현하였다. 묘사분석(QDA)에서는 식품품질평가에 기본적인 지식을 가진 창원대학교 식품영양학과 대학원 및 학부생으로 6개월간 간장 및 소스류에 대한 훈련을 한 사람 10명을 대상으로, 제공된 시료에 대하여 기호도 검사와 마찬가지로 냄새(odor)와 맛(taste)에 대하여 특징적인 향미(flavor) 프로파일(profile)을 작성하고, 각 프로파일에 대하여 9점 평점법으로 평가하였다.
상기 방법에 따라 간장박 효소가수분해물과 간장박 산가수분해물을 각각 100:0(v/v), 70:30(v/v), 50:50(v/v), 30:70(v/v)으로 혼합한 후 실시한 관능검사 결과의 평균을 표 8에 나타내었다. 동일 컬럼 내에서 다른 알파벳(a-b)은 통계적으로 유의함(P<0.05)을 나타낸다.
| 간장박 효소가수분해물: 간장박 산가수분해물(v/v) |
점수 | ||
| 향 | 맛 | 색 | |
| 100% : 0% | 4.60±0.81a | 4.43±0.97a | 4.43±1.01 |
| 70% : 30% | 4.67±1.12a | 4.93±0.87b | 4.97±1.19 |
| 50% : 50% | 5.50±1.25b | 4.97±1.07b | 5.00±0.91 |
| 30% : 70% | 4.63±1.16a | 4.33±0.96a | 4.63±1.25 |
표 8에 나타낸 바와 같이, 간장박 효소가수분해물에 산가수분해물을 1:1비율로 첨가하는 것이 향 및 맛에서 가장 우수하였으며, 다른 조건의 배합비 상호간에도 유의함을 확인하였다(P<0.05). 다만 색은 산가수분해물로 인하여 모든 배합비에서 짙은 갈색을 띄므로 차이가 없었고, 시료 상호간에도 유의하지 않음을 확인하였다.
따라서 간장박 효소가수분해물:간장박 산가수분해물의 최적 배합비율을 1:1(v/v)로 결정하였다.
실시예
5: 반응표면분석법을 적용한 최적
반응향
(processed flavor) 생성 조건 결정
상기 실시예 4에서 확인한 최적 배합비율인 1:1(v/v)로 간장박 효소가수분해물과 간장박 산가수분해물을 혼합한 분해물이 최적의 반응향을 생성하기 위한 조건을 확립하기 위해서, 상기 혼합 분해산물에 글루타민산과 과당을 첨가한 후, 하기 표 9와 같은 조건으로 반응표면분석법을 수행하였다.
| 코드단위 | 독립변수1 ) | ||
| 프롤린 | 메티오닌 | 글리신 | |
| -2 | 0.67 | 0.17 | 0.33 |
| -1 | 0.83 | 0.25 | 0.67 |
| 0 | 1.00 | 0.33 | 1.00 |
| 1 | 1.17 | 0.42 | 1.33 |
| 2 | 1.33 | 0.50 | 1.67 |
1) 간장박 효소가수분해물 및 간장박 산가수분해물의 혼합물(1:1, v/v) 100 mL에 첨가된 각 아미노산 함량(g%, w/v)
표 9에 나타낸 바와 같이, 반응표면분석을 위한 독립변수는 3종의 유리 아미노산(프롤린, 메티오닌, 글리신)으로 하였고, 예비실험을 통해서 얻어진 가장 좋은 첨가량을 중심점(0)으로 하였고, 각 농도에 맞게끔 간격을 두고 +2에서 -2까지 설정하여 코드화하였다.
표 9에서 코드화한 디자인으로부터 하기 표 10과 같은 중심합성계획을 작성하였다.
| 디자인포인트 | 독립변수1 ,2,3) | 종속변수4 ,5) | |||
| 프롤린 | 메티오닌 | 글리신 | 향 | 맛 | |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 5.00 | 4.13 |
| 2 | 1 | -1 | -1 | 4.63 | 4.12 |
| 3 | -1 | 1 | -1 | 5.18 | 4.21 |
| 4 | 1 | 1 | -1 | 5.19 | 4.19 |
| 5 | -1 | -1 | 1 | 5.30 | 4.28 |
| 6 | 1 | -1 | 1 | 5.15 | 4.34 |
| 7 | -1 | 1 | 1 | 4.67 | 3.93 |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 5.15 | 4.13 |
| 9 | 2 | 0 | 0 | 5.07 | 4.36 |
| 10 | -2 | 0 | 0 | 4.89 | 4.08 |
| 11 | 0 | 2 | 0 | 5.07 | 4.15 |
| 12 | 0 | -2 | 0 | 4.89 | 4.15 |
| 13 | 0 | 0 | 2 | 5.33 | 4.37 |
| 14 | 0 | 0 | -2 | 5.59 | 4.06 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 5.26 | 4.39 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 5.22 | 4.37 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 5.28 | 4.40 |
| 18 | 0 | 0 | 0 | 5.28 | 4.40 |
1)독립변수의 코드화 수치는 표 9에 나타낸 것과 같다.
2)반응표면분석법을 위한 반응물은 먼저 간장박 효소 및 산가수분해물(1:1(v/v))에 100mL당 0.33% (w/v)의 글루타민산 및 0.5% (w/v) 과당을 첨가하였다.
3)본 실험은 93oC의 진탕 배양조에서 120 분간 수행되었다.
4)종속변수는 훈련된 10명의 패널에 의해 묘사분석법(QDA)으로 수행되었다.
5)향은 savory odor값으로, 맛은 스모크(smoke) 및 고소한 맛(nutty) 합의 평균값으로 나타내었다(n=3).
즉, fractional point 8개(No. 1-8), star point 6개(No. 9-14), 그리고 central point 4개(No. 15-18)로 총 18개의 실험을 무작위로 수행하였으며, 종속변수는 관능검사 패널에 의해 묘사분석(QDA)된 항목의 결과 값으로 표시하였다.
묘사분석 패널은 창원대학교 식품영양학과의 대학원생 및 학부생으로 관능품질평가에 대한 지식을 알고 있는 사람들로서(n=10), 간장 및 조미소스류에 대해 6개월 이상을 훈련한 사람들이다. 표 10에 나타낸 바와 같이, 간장박 가수분해물에 반응향을 유도한 다음 묘사분석을 한 결과, 향에서는 짠내(salty), 풍미 향(savory), 간장 향(soy sauce-like), 삶은콩 향(boiled soybean-like), 달콤한 향(sweet), 젓갈 향(fermented-fish like) 등 6개의 향이 표현되었으며, 맛에서는 감칠맛(savory), 훈연 맛(smoke), 간장 맛(soy sauce-like), 쓴 맛(bitter), 단 맛(sweet), 고소한 맛(nutty) 등 6개의 맛으로 표현되었다. 향에서는 9점 평점법으로 평가하였을 때 다른 향에 비해 높은 값을 나타낸 풍미 향(savory), 맛에서는 훈연 맛 및 고소한 맛 결과 값을 합하여 맛의 종속변수 값으로 선택하였다. 표 10에서 디자인 포인트 1-18까지 3번 반복 평가한 평균값을 종속변수(표 10)에 표시하였다.
상기 표 10의 결과를 SAS 프로그램을 이용하여 통계분석을 하였으며, 분석 결과를 표 11에 나타내었다.
| 요인 | 계수 | |
| 향 | 맛 | |
| Constant | 5.224** | 4.369** |
| Linear | ||
| [Pro] | -0.021 | 0.049 |
| [Met] | 0.029 | -0.026 |
| [Gly] | -0.016 | 0.041 |
| Quadratic | ||
| [Pro]2 | -0.079* | -0.048* |
| [Met]2 | -0.079* | -0.065* |
| [Gly]2 | 0.041 | -0.049* |
| Crossproduct | ||
| [Pro]×[Met] | 0.126 | 0.016 |
| [Pro]×[Gly] | 0.086 | 0.036 |
| [Met]×[Gly] | -0.171* | -0.089* |
| Model | ||
| Linear | 0.717 | 0.097 |
| Quadratic | 0.013 | 0.034 |
| Crossproduct | 0.009 | 0.098 |
| R-Square | 0.852 | 0.801 |
| Total regression (>F) | 0.016 | 0.043 |
| Lack of fit | 0.007 | 0.003 |
*p<0.05, **P<0.01.
표 11에 나타낸 바와 같이, 5% 수준에서 유의성(P<0.05)이 있는 것은 1차항(linear)에서는 없었고, 이차항(quadratic)의 향에서는 프롤린(proline)[Pro]2 및 메티오닌(methionine)[Met]2 농도의 제곱승이 유의하였다. 맛에서는 프롤린, 메티오닌, 글리신 모두가 유의하였다. 그리고 교차항(crossproduct)에서는 [Pro] x [Met] 및 [Met] x [Gly]이 냄새에서 유의하였고, [Met] x [Gly]이 맛에서 유의하였다(P<0.05). 적합결여 검증(lack of fit)에서 향과 맛 각각 0.007 및 0.002 로 나타나 P<0.05보다 낮았지만, 결정계수(R2)가 향에서는 0.85으로, 맛에서는 0.80으로 나타났고, 전체적 모델(total regression)에서는 향과 맛이 각각 0.016 및 0.043으로 P<0.05 보다 낮아 반응 모형이 적합하다고 사료된다.
또한, 반응표면분석에서 향에 미치는 두 독립변수간의 모형(A, B, C)을 도 5에 나타내었다. 글리신과 메티오닌간의 모형을 A에, 글리신과 프롤린간의 모형을 B에, 메티오닌과 프롤린간의 모형을 C에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 메티오닌과 프롤린에서는 프롤린의 농도 감소가 향에 크게 기여하고, 프롤린과 글리신의 증가가 향에 기여도가 높은 것을 확인하였다.
맛에 대한 기여도를 도 6에 나타내었다. 글리신과 메티오닌간의 모형을 A에, 글리신과 프롤린간의 모형을 B에, 메티오닌과 프롤린간의 모형을 C에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 메티오닌의 함량 증가에 관계없이 프롤린 증가가 맛에 기여도가 높았고 글리신은 함량이 증가할수록 맛에 기여도가 높았음을 확인하였다.
상기 내용을 종합한 결과, 반응향에 대한 모델식은 다음과 같다.
odor score = 5.224 - 0.021[Pro] + 0.029[Met] - 0.016[Gly] - 0.079[Pro]2 - 0.079[Met]2 +0.041[Gly]2 +0.126[Pro][Met] + 0.086[Pro][Gly] - 0.171[Met][Gly]
그리고 정상점(stationary point)에서의 반응향 예측치는 5.23로 나타났다. 보다 높은 값을 구하기 위하여 능선분석(ridge analysis)을 하였고, 얻어진 결과 값을 종합적으로 정리하면, 기질(간장박 효소가수분해물 및 산가수분해물 혼합물(1:1 비율(v/v))에 먼저 0.33%(w/v) 글루타민산(glutamic acid) 및 0.5% 과당(fructose)을 첨가한 다음, 100mL당 프롤린(proline) 0.99%(w/v), 메티오닌(methionone) 0.42%(w/v) 및 글리신(glycine) 0.41%(w/v)를 넣고 93℃에서 120분 동안 반응시키는 것이 가장 바람직하였고, 이 때의 관능검사 향의 점수는 5.62로 가장 높은 값을 나타내는 것을 확인하였다.
실시예
6: 휘발성 향기 성분의 분석
반응향을 적용시킨 조미료(RFT)와 반응향을 적용시키지 않은 대조구(Control) 간의 휘발성 향기성분을 분석하기 위해서 SPME(Solid phase microextraction)와 GC/MSD(Gas chromatography/Mass selective detector)를 수행하였다.
구체적으로, 간장박의 효소가수분해물 및 산가수분해물의 휘발성 향기성분의 흡착을 위해 SPME 장치(Supelco™ Solid Phase Microextraction Fiber Holder, Supelco, Inc., Bellefonte, PA, USA)를 사용하였으며, 흡착용 fiber로 Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene (PDMS/DVB) fiber(65 μm coating thickness, Supelco, USA)를 사용하였다. 분석 직전에 SPME fiber는 220℃에서 30분 동안 GC injection port에서 활성화한 다음 사용하였다. 20 mL headspace glass vial (Supelco, Inc., USA)에 각 시료 5 g과 메탄올에 내부표준물질 hexyl acetate(Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 녹여 1 μL(91.11 ng)를 넣은 후에 aluminum crimp seal(20 mm, open center)과 polytetrafluoroethylene (PTFE)/sillicone septum(60 mils)으로 밀봉하였다. 다음 40℃에서 25분 동안 fiber를 vial내에서 노출시켜서 휘발성 화합물을 흡착하였다. 탈착은 220℃ GC injection port에서 10분간 fiber를 노출시켰으며, SPME법에 의한 휘발성 성분의 추출은 시료 당 3회 반복실험을 수행하였다.
휘발성 향기성분의 분석 및 동정은 Perkin Elmer clarus 600 T GC/MSD(Perkin Elmer Co., Fremont, CA, USA)를 사용하였고, column은 DB-WAX™ capillary column(60 m length × 0.25 mm I.D × 0.25 μm film thickness, J&W Scientific, Folsom, CA, USA)을 사용하였다. 향기성분을 흡착한 SPME fiber를 직접 GC에 주입하여 injection port에서 10분간 탈착시켰으며, splitless mode로 분석하였다. 운반기체인 He의 선상속도는 1.0 cm/sec, 오븐의 온도는 40℃에서 5분간 머문 후 200℃까지 3℃/min 속도로 승온한 다음 20분간 머물도록 조정하였다. MSD분석 조건은 capillary direct interface 온도, 220℃; ion source 온도, 204℃; ionization energy, 70 eV; mass range, 33-350 amu; electron multiplier voltage, 1500 V로 하였다.
각 화합물의 잠정적 동정은 표준품과의 retention index(RI) 비교 및 NIST(The national institute of standards and technology) standard MS library data(Perkin Elmer Co., Fremont, CA, USA)로 검색하였고, 동정된 휘발성 화합물의 정량은 내부표준물질(hexyl acetate)을 이용하여 상대적 함량(factor=1, ng/g)으로 계산하였다.
분석 결과, 총 82종의 휘발성 성분이 검출 동정 되었는데, 방향족화합물이 15종으로 가장 많았고, 알데히드화합물(12종), 산류(9종), 알콜류(11종), 에스테르류(9종), 퓨란류(9종), 질소 및 황함유화합물류(13종) 및 기타화합물류(4종)이 동정되었다. 반응향을 적용시킨 조미료(RFT)에서는 68종, 대조구에서는 59종이 동정되었다.
이중에서 퓨란(furan)류와 질소 및 황함유화합물(N and S-containing compound)류의 화합물을 표 12에 나타내었고, 각 화합물 그룹별의 비교는 도 7에 나타내었다. 화합물은 내부표준물질(hexyl acetate, 91.12 ng/g)에 대한 상대적 함량으로 표시하였고(factor=1), 단위는 ng/g이다.
| 화합물류 | RI1) | 반응향 적용 | 대조구 | t-value | ||
| 평균값2 ) | 편차3 ) | 평균값 | 편차 | |||
| 퓨란류 | 1011.29 | 140.87 | 1466.38 | 308.93 | -2.31* | |
| Furfural | 1472 | 896.53 | 133.83 | 1,355.13 | 291.70 | -2.37 |
| 1-(2-Furanyl)ethanone | 1510 | 27.39 | 34.46 | 5.77 | 1.00 | 1.66 |
| Furfuryl isothiocyanate | 1521 | 1.40 | 0.07 | --4) | - | 26.76* |
| 5-Methylfurfural | 1571 | 71.12 | 7.25 | 93.41 | 17.15 | 40.06* |
| 2-Acetyl-5-methylfuran | 1625 | 0.67 | 0.04 | 0.75 | 0.03 | -2.70 |
| 2-Furanmethanol | 1662 | 5.11 | 0.64 | 4.46 | 0.88 | 1.17 |
| 2-Methyl-5-[(methylthio)methyl]furan | 1791 | 6.47 | 0.44 | -- | -- | 25.87* |
| 3-Phenylfuran | 1870 | 0.99 | 0.05 | 4.12 | 0.70 | -7.70* |
| 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-3(2H) furanone | 2048 | 1.62 | 0.14 | 2.74 | 0.53 | -3.70* |
| 질소 및 황함유 화합물류 | 516.47 | 135.05 | 7.86 | 1.09 | 6.52* | |
| 2,5-Dimethylpyrazine | 1326 | 2.08 | 0.15 | 3.91 | 0.70 | -4.34* |
| Trimethylpyrazine | 1407 | 2.43 | 0.45 | 0.90 | 0.79 | 3.17* |
| Dimethyl disulfide | 1079 | 205.01 | 80.44 | -- | -- | 14.64* |
| 4-(Methylthio)-1-butanol | 1388 | 0.32 | 0.28 | -- | -- | 7.34* |
| Dimethyl trisulfide | 1393 | 241.53 | 48.85 | -- | -- | 17.74* |
| Methional | 1464 | 50.86 | 6.42 | 3.06 | 0.58 | 20.96* |
| (Methylthio)cyclopentane | 1516 | 0.68 | 0.06 | -- | -- | 25.32* |
| 1,3-bis(Methylthio)propane | 1578 | 1.88 | 0.44 | -- | -- | 22.00* |
| Benzyl methyl sulfide | 1679 | 3.18 | 0.28 | -- | -- | 20.08* |
| (Methylthio)cyclohexane | 1698 | 6.88 | 0.27 | -- | -- | 48.38* |
| 3-(Methylthio)-1-propanol | 1719 | 0.69 | 0.13 | -- | -- | 12.66* |
| 5-Methyl-2-thiophenecarboxaldehyde | 1725 | 0.72 | 0.05 | -- | -- | 30.57* |
| Benzyl methyl disulfide | 2032 | 0.19 | 0.08 | -- | -- | 5.28* |
1) Retention index on Supelcowax 10TMcolumn
2) 3번 반복실험(3 SPME extractions)의 평균값(ng/g)
3) 표준편차(n=3)
4) 검출안됨
* P<0.05 by t-test
표 12에 나타낸 바와 같이, 대조구의 퓨란화합물은 대조구가 반응향에서 보다 함량이 많았고, 그 대부분이 푸르푸랄(furfural)이었고, 다음으로 5-methylfurfural이었다. 이러한 푸르푸랄 화합물은 알몬드향을 가진 물질로 알려져 있으며, 간장박의 가수분해물로부터 유래된 것으로 추정된다(차 등, 2106). 이러한 퓨란류는 반응향 반응을 통하여 카르보닐화합물이나 방향족화합물로 전환된 것으로 사료된다. 대신에 반응향 반응을 통하여 황함유 화합물(S-containing compound)이 다량 생성되었다. 대표적으로 디메칠 디술파이드(dimethyl disulfide)(구운 마늘, 양파 또는 구운 고기향) 및 디메틸 트리술파이드(trimethyl trisulfide)(구운 양파 및 마늘 향, 구운고기 향)화합물이 가장 많았으며, 다음으로 메티오날(methional)(구운 감자 및 스낵 향) 순이었다. 이러한 화합물은 대조구에서는 미량의 메티오날을 제외하고는 전혀 검출되지 않았다. 이는 첨가된 메티오닌(methionine)이 반응향 과정에서 분해되어 메티오날로 생성되고, 메티오날은 다시 디메칠 및 트리메칠술파이드로 전환되었기 때문이라 생각된다. 또한 이들 화합물, 디메칠 디술파이드와 디메틸 트리술파이드는 양파 및 마늘 성분의 냄새로 알려져 있고, 농도에 따라서는 양파 및 각각 0.3 ng/g 및 0.01 ng/g의 매우 낮은 역치를 가지고 있어 냄새의 강도는 매우 클 것으로 사료된다.
또한 도 7에 나타낸 바와 같이, 이들 질소 및 황 함유 화합물들 간에는 유의한 결과(P<0.05)가 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명을 통하여 얻어진 반응향 적용기술을 이용하여 조미료를 제조하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.
상기 실시예의 내용을 종합한 결과는 다음과 같다.
1. 단백질가수분해 효소를 이용한 간장박의 최적 가수분해조건 실험으로부터, 분쇄한 간장박 용액(간장박 15g/증류수 200 mL)에 0.4%(v/v) 농도의 Alcalase® 2.4L을 첨가하여 pH 7.0, 50℃에서 2시간 반응시킨 다음, Protamex®:Flavourzyme® 500 MG(1:1(w/w))를 0.4%(w/v)로 첨가하여 4시간동안 가수분해시키는 것이 최적의 조건이었다.
2. 이상의 조건 값을 기초로 반응표면분석법을 적용하여 실험디자인 및 실제 실험을 한 결과 41.86±1.30%의 가수분해율을 얻었다. 이러한 조건을 만족하는 점은 먼저 Alcalase® 2.4L을 기질농도[8.79%(w/v; 간장박 무게(g)/증류수(mL)]에 대하여 0.4%(v/v)를 첨가한 후 pH 7.0, 50℃에서 2시간 가수분해 반응시킨 다음, 2차 가수분해반응으로 혼합효소(Flavourzyme® 500 MG:Protamex®=1:1(w/w))를 기질에 대하여 0.43 %(w/v)로 첨가하여 4.43시간 동안 분해시키는 조건이었다.
3. 생성된 간장박 효소가수분해물은 아미노질소함량은 높으나, 총질소량이 상대적으로 낮아 간장박 산가수분해물을 첨가하고자 실험한 결과, 산가수분해물을 1:1(v/v) 비율로 첨가하는 것이 향 및 맛에서 가장 우수하였으며, 배합비 상호간에 유의하였다(P<0.05). 다만 색에서는 산가수분해물로 인하여 모든 시료가 짙은 갈색을 띄므로 차이가 없었고, 시료 상호간에도 유의하지 않았다. 따라서 간장박의 효소가수분해물 및 산가수분해물의 최적 배합비가 1:1(v/v)임을 확인하였다.
4. 간장박 효소가수분해물 및 산가수분해물 혼합물(1:1(v/v) 비율)의 최적 반응향 생성조건을 실험한 결과, 먼저 0.33%(w/v) 글루타민산(glutamic acid) 및 0.5% 과당(fructose)을 기질에 첨가한 다음, 100mL당 프롤린(proline) 0.99%(w/v), 메티오닌(methionone) 0.42%(w/v) 및 글리신(glycine) 0.41%(w/v)를 넣고 93℃에서 120분 동안 반응시키는 것이 반응향을 가지는 조미료의 제조방법으로 가장 우수함을 확인하였다.
5. 상기와 같은 조건에서 휘발성 향기성분을 대조구와 함께 비교한 결과 반응향을 가지는 조미료에서 대조구에는 존재하지 않는 황 함유 화합물(디메틸 디술파이드, 디메틸 트리술파이드 및 메티오날)의 함량이 다량 검출되었고, 이들 성분이 조미료 특징적인 향미인 것으로 확인하였다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한 첨부된 청구 범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.
Claims (8)
- 간장박 가수분해물, 아미노산 및 당을 포함하며,
상기 간장박 가수분해물은
(a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계;
(b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및
(c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하는 단계;
에 의해 제조되는 것인, 조미료 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 간장박 가수분해물은 간장박 효소가수분해물 및 간장박 산가수분해물을 포함하는, 조미료 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 아미노산은 글루타민산, 프롤린, 메티오닌, 및 글리신인, 조미료 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 당은 과당인, 조미료 조성물.
- (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계;
(b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및
(c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계;
를포함하는, 조미료용 간장박 가수분해물의 제조방법.
- (a) 간장박 용액에 0.4%(v/v) 알칼라아제(Acalase)를 첨가하여 pH 7-8, 45-55℃에서 2-3시간 동안 반응시키는 1차 가수분해 단계;
(b) 프로타멕스(Protamex) 및 플라보르자임(Flavorzyme)이 1:1(w/w)로 혼합된 혼합물을 1차 가수분해물에 0.4%(w/v)로 첨가하여 3-5시간 동안 반응시켜 간장박 효소가수분해물을 얻는 2차 가수분해 단계; 및
(c) 상기 간장박 효소가수분해물에 동일한 부피의 간장박 산가수분해물을 첨가하여 간장박 가수분해물을 얻는 단계;
를 포함하는, 조미료 조성물의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
(d) 상기 간장박 가수분해물에 0.3-0.5%(w/v) 글루타민산 및 0.4-0.6%(w/v)과당을 첨가하는 단계; 및
(e) 상기 (d)로부터 얻은 산물에 100mL당 0.8-1.0%(w/v) 프롤린, 0.3-0.5%(w/v) 메티오닌, 및 0.3-0.5%(w/v) 글리신을 첨가하여 90-95℃에서 100-150분 동안 반응시키는 단계;
를 더 포함하는, 조미료 조성물의 제조방법.
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