KR20140054490A - 고구마를 이용한 고구마 된장의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고구마를 이용한 고구마 된장의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 고구마 페이스트와 대두분말을 혼합하여 펠렛을 제조하고 여기에 황국균 또는 백국균을 접종 및 배양하여 고구마국을 제조한 다음 고구마국과 증자 대두 및 소금을 혼합하고 숙성하여 고구마 된장을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 효소 활성, 항산화 활성 등의 기능성이 우수하고, 아미노산 등의 영양성분이 풍부하며, 풍미 특히 감칠맛이 우수한 고구마 된장을 제조할 수 있다.

Description

고구마를 이용한 고구마 된장의 제조방법{Method for manufacturing sweet potato Doenjang using colored sweet potato}
본 발명은 고구마를 이용한 고구마 된장의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 고구마 페이스트와 대두분말을 혼합하여 펠렛을 제조하고 여기에 황국균 또는 백국균을 접종 및 배양하여 고구마국을 제조한 다음 고구마국과 증자 대두 및 소금을 혼합하고 숙성하여 고구마 된장을 제조하는 방법에 관한 것이다.
된장은 대두를 이용하여 발효 숙성시킨 식품으로 단백질과 아미노산 함량이 높고, 특유의 맛과 향을 지니고 있어 단백질 섭취원이자 조미료로서 중요한 역할을 차지하고 있다. 이러한 된장 품질은 주원료인 콩, 소금, 물 등과 발효 숙성과정 중에 관여하는 각종 미생물, 자연환경 등에 기인한다. 된장의 주요 효능은 콩에 존재하는 이소플라본, 트립신 저해제, 폴리페놀 성분, 글로블린, 펩타이드 등에 의한 기능성뿐만 아니라 발효 숙성과정 중에 생산되는 리놀렌산, 펩타이드 등의 다양한 성분에 기인하고 있다. 특히 된장의 효능으로는 항암효과, 항돌연변이 효과, 항고혈압 효과, 항산화 효과 등이 알려져 있다.
최근 된장시장은 전통된장뿐만 아니라 다양한 재료를 첨가하여 기능성과 맛을 향상시킨 기능성 된장이 각광을 받고 있다. 굴, 작두콩, 마 등을 첨가하여 된장의 기능성과 품질을 향상시키고자 하는 시도가 있었으나, 대부분의 기능성 된장은 발효 숙성 시 기능성 소재를 단순히 첨가한 것으로 첨가량 또한 매우 적었다.
한편, 중남미가 원산지인 고구마(Ipomoea batatas L.)는 우수한 탄수화물 공급원으로서 쌀, 보리 등 곡류와 함께 우리나라의 주요 식량자원이며, 바이오에탄올, 소주, 발효식품, 의약품, 화학약품 등의 원료로 이용되어 왔다. 경제발전과 더불어 소비가 지속적으로 감소되었으나, 최근에 안토시아닌, 폴리페놀, β-카로틴, 식이섬유, 얄라핀, 강글리오시드, 칼륨 등의 공급원으로서 생체조절 기능성이 밝혀지면서 기호식품과 건강기능식품 소재로 새롭게 인식되어 고구마 소비가 증가하고 있다. 고구마의 주요 기능성으로서는 항돌연변이 효과, 항산화 효과, 항균작용, 항고혈압 및 간보호 효과 등이 알려져 있다.
현재 고구마는 국내에 40종 이상의 품종이 알려져 있으며, 그 중 육색이 자색과 황색 내지 주황색인 유색 고구마(자미, 신자미, 보라미, 신황미, 연황미, 주황미 등)에는 건강 기능성이 주목되고 있는 안토시아닌과 β-카로틴 등의 색소 및 비타민 성분이 풍부하게 함유되어 있다.
본 발명자는 이러한 고구마의 수요 확대와 함께 기능성 효과, 영양성분 함량 및 맛이 보다 개선된 기능성 된장을 개발하고자 예의 연구 노력하였고, 이의 결과 고구마 페이스트와 대두분말을 혼합하여 펠렛을 제조하고 황국균 또는 백국균을 접종 및 배양하여 고구마국을 제조한 다음 이 고구마국을 이용하여 된장을 제조할 경우, 각종 효소 활성, 항산화 활성과 같은 기능성 및 맛이 우수한 된장을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 주된 목적은 고구마를 이용하여 기능성 효과, 영양성분의 함량 및 맛이 우수한 된장을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이 제조방법을 이용한 고구마 된장을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 고구마 페이스트 및 대두분말을 혼합 및 성형하여 펠렛을 제조하는 단계; 상기 펠렛에 황국균(아스퍼질러스 오리제, Aspergillus oryzae) 또는 백국균(아스퍼질러스 카와치, Aspergillus kawachi)을 접종하고 배양하여 고구마국을 제조하는 단계; 및 상기 고구마국, 증자 대두 및 소금을 혼합하고 숙성시켜 된장을 제조하는 단계;를 포함하는 고구마 된장 제조방법을 제공한다.
본 발명의 고구마 된장 제조방법에 있어서, 주원료 중 하나인 고구마로 모든 품종의 고구마를 사용할 수 있으나, 특히 육색이 황색 내지 주황색인 고구마 품종 및 육색이 자색인 고구마 품종 중에서 선택된 품종의 고구마를 사용하는 것이 바람직하다. 육색이 황색 내지 주황색인 고구마에는 베타-카로틴(β-carotene) 색소 성분이 다량 함유되으며, 여기에는 신황미, 연황미, 주황미, 호박고구마 등의 고구마 품종이 포함된다. 육색이 자색인 고구마에는 안토시아닌(anthocyanin) 성분이 다량 함유되어 있으며, 여기에는 자미, 신자미, 보라미 등의 고구마 품종이 포함된다. 베타-카로틴과 안토시아닌은 건강 기능성이 주목되고 있는 성분이다. 이러한 성분이 포함된 고구마를 본 발명의 된장 제조방법에 적용하면 보다 기능성 및 품질이 우수한 고구마 된장을 제조할 수 있다. 이러한 황색 내지 주황색 고구마 또는 자색 고구마는 각각을 별도로 혹은 혼합하여 적용할 수 있다.
상기 고구마 페이스트는 고구마를 가압 증자한 다음 껍질을 제거하고 으깨어 제조할 수 있으며, 이때 가압 증자는 110 ~ 130℃에서 20 ~ 40분간 실시하는 것이 적당하다.
상기 대두분말은 대두를 물에 침지하고 물기를 제거한 다음 분쇄기로 분쇄하여 제조할 수 있으며, 가압 증자한 것을 본 발명의 된장 제조에 사용하는 것이 바람직하다. 이때 침지는 6 ~ 24시간, 물기 제거는 30분 ~ 2시간 정도 실시하는 것이 적당하며, 가압 증자는 110 ~ 130℃에서 20 ~ 40분간 실시하는 것이 적당하다. 가압 증자 이후 냉각시켜 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서는 고구마 페이스트와 대두분말의 혼합 비율을 중량 기준으로 45 : 55 내지 55 : 45의 비율로 하는 것이 바람직하다. 고구마 페이스트는 상대적으로 수분함량이 많은 반면 대두분말은 수분함량이 낮기 때문에, 고구마 페이스트의 비율이 높아지면 수분함량이 높아져 펠렛 형성이 어려워지고, 반대로 대두분말의 비율이 높아지면 펠렛이 부서지는 경향을 나타낸다. 이 비율을 50 : 50으로 하면, 수분함량을 약 40 ~ 42%로 조절할 수 있다.
고구마 페이스트와 대두분말의 펠렛에 황국균 또는 백국균을 접종하여 배양하면 고구마국을 제조할 수 있다. 고체 또는 액체배지에서 전배양한 국균의 배양물을 펠렛에 첨가하는 방법으로 접종할 수 있으며, 이때 전배양한 배양물을 펠렛 중량에 대해 2 ~ 4%(w/w)로 첨가하는 것이 적당하다. 증자한 쌀을 배지성분으로 사용하여 황국균과 백국균을 전배양하면, 상기 접종을 위한 배양물을 준비할 수 있다.
본 발명에서 고구마국 제조 시 배양조건은 30 ~ 37℃, 습도 80 ~ 90%로 하는 것이 바람직하며, 배양시간은 36 ~ 72시간으로 하는 것이 바람직하다. 특히 배양시간에 따라 고구마국의 알파-아밀라아제, 글루코아밀라아제, 프로테아제의 활성이 달라지기 때문에 이들의 효소활성을 고려하여 상기 배양시간에 따르는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 44 ~ 52시간, 가장 바람직하게는 약 48시간 배양하는 것이 좋다.
이와 같이 제조된 고구마국과 증자 대두 및 소금을 혼합하여 숙성하면 된장을 제조할 수 있다. 이때 소금은 된장의 잡균 오염 방지, 유통기한, 나트륨 함량 등을 고려하여 8 ~ 12중량%로 혼합하는 것이 바람직하며, 나머지 고구마국과 증자 대두의 비율을 적절히 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면 신황미 또는 신자미 품종의 고구마를 사용하는 경우 혼합 비율을 고구마국 20 ~ 50중량%, 증자 대두 40 ~ 70중량%, 소금 8 ~ 12중량%로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 고구마국 40 ~ 50%, 증자 대두 40 ~ 50%, 소금 8 ~ 12중량%로 하는 것이 좋다. 혼합 비율에 따라 효소 활성, 산도, 환원당 함량, 아미노태 질소 함량, 아미노산 함량, 항산화 활성, 기호도가 달라지는데, 이들을 종합적으로 고려하여 상기 혼합 비율에 따르는 것이 바람직하다. 상기 혼합 비율에 따를 경우 특히 항산화 활성 및 기호도가 우수한 고구마 된장을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 고구마 된장을 제공한다.
본 발명에 따르면, 효소 활성, 항산화 활성 등의 기능성이 우수하고, 아미노산 등의 영양성분이 풍부하며, 풍미 특히 감칠맛이 우수한 고구마 된장을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 고구마 된장 제조방법의 일실시예에 따른 블록도이다.
도 2는 본 발명 고구마 된장의 아미노태 질소 함량 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명 고구마 된장의 베타카로틴 및 안토시아닌 함량 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예 .
본 실시예에 사용된 신황미(황색 고구마)와 신자미(자색 고구마)는 익산시 삼기면에 위치한 고구마 재배농가로부터 구입하였다. 대두는 전북 군산에서 재배된 메주콩을 사용하였으며, 소금은 1년 이상 저장하여 간수를 제거한 천연소금을 사용하였다. 또한 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) KCCM 11372(황국균)와 아스퍼질러스 카와치(Aspergillus kawachii) KCCM 32819(백국균)는 한국미생물보존센터(KCCM, Seoul, Korea)로부터 구입하여 사용하였으며, 기타 분석용 시약은 1급 이상의 제품을 구입하여 사용하였다.
1-1. 고구마국 제조
고구마를 선별, 수세하고 120℃에서 30분 동안 가압 증자한 다음 껍질을 제거하고 으깨어 고구마 페이스트를 제조하였으며, 이를 -20℃에 보관하면서 사용하였다. 또한 선별, 수세한 대두를 12시간 이상 침지하고 1시간 동안 물기를 제거한 다음, 고속분쇄기(RT-08, Rong Tsong Precision Technoloy Co, Taiwan)로 분쇄하여 생대두 분말을 제조하였다. 이 생대두 분말의 대두취 제거와 증자를 위해 121℃에서 30분 동안 증자한 다음 냉각하여 고구마국(sweet potato koji) 제조용 대두분말로 사용하였다. 고구마 페이스트와 대두 분말을 60 : 40, 50 : 50, 40 : 60의 비율로 혼합한 후 초퍼기를 이용하여 0.5㎝ 정도의 펠렛으로 성형하였다.
고구마 페이스트와 대두분말의 혼합비율에 따라 원기둥 모형의 펠렛 형성에 큰 차이를 나타내었다. 특히 수분함량이 많은 고구마 페이스트와 수분함량이 비교적 낮은 대두분말을 60 : 40으로 혼합하였을 경우에는 수분함량이 높아(46 ~ 48%) 펠렛이 잘 형성되지 않았으며, 40 : 60으로 혼합하였을 경우에는 수분함량이 낮아(34 ~ 36%) 부서지는 경향을 보였다. 50 : 50으로 혼합할 경우 수분함량이 40 ~ 42%로 약 0.5 ~ 1㎝ 길이의 펠렛이 가장 잘 형성되었으며, 균 증식에 있어서도 가장 좋은 활착력과 증식상태를 나타내었다. 이에 따라 고구마 페이스트와 대두분말을 50 : 50으로 혼합하여 제조한 펠렛을 고구마국 제조에 사용하였다.
증자한 쌀에 전배양한 황국균 또는 백국균 종국을 상기 펠렛에 3%(w/w)로 접종한 다음 국 상자에 넣고 35℃, 습도 85% 이상에서 72시간 배양하여 고구마 황국과 고구마 백국을 제조하였다. 고구마국을 제조하면서 배양 0, 36, 48, 60, 72시간째에 시료를 채취하였다.
1-2. 고구마 된장 제조
고구마 국 20중량%, 증자 대두 70중량%, 소금 10중량%의 비율과 고구마 국 45중량%, 증자 대두 45중량%, 소금 10중량%의 비율로 혼합하여 고구마 된장을 제조하였다. 이때 증자 대두는 121℃에서 1시간 동안 가압 증자한 것을 사용하였다. 제조된 된장을 약 25℃에서 60일 이상 숙성시키면서 0, 15, 30, 45, 60일째에 시료를 채취하였다.
1-3. 효소활성 측정
상기 1-1의 고구마국과 1-2의 된장 10g을 각각 증류수 100㎖에 희석하여 20℃, 210rpm에서 30분 동안 진탕 추출하고, 여과지 No. 2(ADVANTEC, Japan)로 여과하여 조효소액을 제조하였다. 조효소액의 알파-아밀라아제(α-amylase) 활성, 글루코아밀라아제(glucoamylase) 활성, 프로테아제(protease) 활성을 각각 Rhee(Rhee CH, Kim WC, Rhee IK, Park HD. 2008. Effects of inoculation of Bacillus subtilis cells on the fermentation of korea traditional soy paste. J Kor Chem Soc 15:598-605), Lee(Lee HT, Kim JH, Lee SS. 2009. Comparison of biological activity between soybean pastes adding sword bean and general soybean pastes. J Fd Hyg Safety 24:94-101), Rhee(2008)의 방법에 따라 측정하였다(표 1 및 2 참조).
1-4. 아미노태 질소 함량 측정
2개의 삼각플라스크에 상기 1-3의 조효소액 25㎖를 각각 첨가하고, A 실험구에는 중성 포르말린 용액 20㎖와 물 20㎖를, B 실험구에는 물 40㎖를 첨가한 다음, 0.5% 페놀프탈레인 용액 2 ~ 3방울을 가하고 0.1N NaOH 용액으로 적정하여 아미노태 질소 함량을 측정하였다(Rho JD, Choi SY, Lee SJ. 2008. Quality characteristics of soy-bean pastes prepared using different type of microorganism and mixing ratios. J Kor Food Cookery Sci 24:243-250). 아미노태 질소 함량(㎎%)은 [{(A－B)×1.4×C}/S]×100으로 계산하였고, 이때 시료구의 0.1N NaOH 적정량(㎖)을 A, 공시험의 0.1N NaOH 적정량(㎖)을 B, 0.1N NaOH의 factor를 C, 시료량(g)을 S로 하였다(도 2 참조).
1-5. 아미노산 함량 측정
상기 1-2의 된장 시료 1g에 메탄올, 클로로포름 및 물(12:5:3)의 혼합액 9㎖를 가하여 혼합하고 원심분리(13,000×g, 4℃, 15분)한 다음 상등액과 침전물을 얻어 아미노산 추출용 시료로 사용하였다. 원심분리한 상등액 200㎕와 침전물 200㎎에 상기 메탄올, 클로로포름 및 물의 혼합액 800㎕를 각각 가하여 혼합하고, 원심분리(13,000×g, 15분, 4℃)하여 1차 상등액을 얻었으며, 침전물에 다시 클로로포름 200㎕와 물 400㎕를 가하여 혼합하고 원심분리하여 2차 상등액을 얻었다. 1, 2차 상등액을 합하여 동결건조한 다음, 소량의 물로 용해하고 0.45㎛ PVDF 필터(Millipore, USA)로 여과하여 분석용 시료로 사용하였다. 아미노산의 형광 유도체화를 위해 AccQFluor Reagent(Waters, USA)를 사용하였고, 3.9×150㎜ AccQTagTM(Waters, USA) 칼럼을 장착한 HPLC(Waters, USA)로 아미노산을 분석하였다. GABA 표준물질은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)의 제품을 구입하여 사용하였으며, autochro WIN program(Young-Lin, Korea)을 이용해 GABA 함량을 계산하였다(Baum G, Simcha LY, Fridmann Y, Arazi T, Katsnelson H, Zik M. 1996. Calmodulin binding to glutamate decarboxylase is required for regulation and GABA metabolism and normal development in plants. EMBO J 15:2988-2996)(표 4 참조).
1-6. 베타-카로틴 함량 측정
상기 1-2의 고구마 된장 20g을 메탄올 60㎖로 추출한 후 Whatman No. 1 여과지로 여과하고, 잔사는 아세톤-n-헥산(1:1) 70㎖의 용매로 잔사에 색이 없어질 때까지 반복 추출하였다. 얻어진 여과액을 합하여 감압농축하고 농축액에 n-헥산 30㎖를 가하여 용해한 다음 증류수 100㎖로 3회 세척하고 분리된 상등액을 얻었으며, 이 액에 과포화 KOH/메탄올 용액을 첨가하고 30분 동안 검화한 후 증류수 100㎖로 3회 세척하였다. 여기에 무수 Na2SO4를 첨가하여 탈수하고 200㎖로 정용하여 조 카로틴 용액을 제조하였으며, 448㎚에서 OD를 측정하였다(Kim SJ, Rhim JW, Jung ST. 1997. Carotenoid contents of yellow sweet potatoes. Korean J Food Sci Technol 29: 218-222). 검량선은 β-카로틴 표준품을 n-헥산에 용해하여 작성하였다(도 3 참조).
1-7. 안토시아닌 함량 측정
상기 1-2의 자색고구마 된장 0.2g을 0.1% HCl/메탄올 용액 3㎖로 1회 90분, 2, 3회는 30분 동안 3회 반복 추출하여 추출액을 얻었고 원심분리하여 상등액을 회수, 안토시아닌 측정 시료로 사용하였다. 시료 50㎕에 A 용액(0.2M KCl에 0.2M HCl를 가하여 pH 1.0으로 조정) 950㎕, B 용액(0.2M potassium phosphate에 0.1M 구연산을 가하여 pH 4.5로 조정) 950㎕를 혼합하고 520nm와 700nm에서 OD를 측정하여 안토시아닌 함량을 측정하였다(Lee JM, Durst RW, Wrolstad RE. 2005. Determination of total monomeric anthocyanin pigment content of fruit juices, beverages, natural colorants, and wines by the pH diffe-rential method: collaborative study. J AOAC Int 88:1269- 1278). 안토시아닌 함량(㎎%)은 A×449.2×DF×12×500/(26900×1)으로 계산하였으며, 이때 pH 1에서의 OD 520nmOD 700nm 값에서 pH 4.5에서의 OD 520nmOD 700nm 값을 뺀 값을 A, 시아니딘-3-글루코시드(cyanidin-3-glucoside)의 1 mol 당 분자량(g)을 449.2, 희석배수 20을 DF, 시료추출액 총 부피를 12, 시료 100g 당 안토시아닌 함량으로 환산하기 위해 시료 중량인 0.2g으로 나눈 값을 500으로 하였다(도 3 참조).
1-8. 총 페놀, 환원당, 산도 측정
총 페놀 함량은 10배 희석한 상기 1-3의 된장 추출액 250㎕에 Folin-Ciocalteu's phenol reagent 1㎖, 2% Na2CO3 2㎖를 넣어 혼합하고 23℃에서 20분 동안 반응시킨 다음 750nm에서 OD를 측정하였으며(Slinkard K, Singleton VL. 1977. Total phenol analysis: auto-mation and comparison with manual methods. Am J Enol Vitic 28:49-55), 검량선은 갈산(gallic acid)를 증류수에 용해하고 750nm에서 OD를 측정하여 작성하였다(표 5 참조). 환원당은 DNS법(Miller GL. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for deter-mination of reducing sugar. Anal Chem 31:426-431)으로 측정하였으며, 산도는 0.1N NaOH를 가하여 pH 9.3이 될 때까지 소비된 0.1N NaOH의 적정량을 구연산 %로 환산하였다(표 3 참조).
1-9. DPPH 라디컬 소거활성
고구마 된장의 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhygrazyl) 라디컬 소거활성은 0.15mM DPPH 용액 1㎖에 농도별 조효소액 0.1㎖ 씩을 혼합하여 37℃에서 30분 동안 반응시킨 후 517nm에서 OD(UV-1601, Shimazu, Japan)를 측정하였다. 이때 OD가 50% 감소할 때 나타나는 시료의 농도(EC50)를 표시하였으며, 각 시료는 3회 반복 실험을 실시하여 평균값을 구하였다(Blios MS. 1958. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 181:1199-1200)(표 5 참조).
1-10. 관능평가
고구마 된장의 관능평가는 식품을 전공하는 우석대학교 학생 및 대학원생으로 구성된 20명을 대상으로 짠맛, 단맛, 감칠맛, 기호도를 매우 좋다 5점, 좋다 4점, 보통이다 3점, 나쁘다 2점, 아주 나쁘다 1점의 5점 척도법으로 평가하였다(표 6 참조).
1-11. 통계처리
모든 실험 분석은 3회 반복 실험하여 일원분산분석법으로 분석하였으며, 모든 통계 자료는 SPSS 18.0(Staticsical Package for Social Science, SPSS Inc., Chicage, IL, USA) 프로그램을 이용하여 평균값±표준편차로 표현하였다. 유의성이 있는 경우에 Duncan의 다중 범위 검정(Duncan's multiple range test)으로 시료간의 유의성(p<0.05)을 검증하였다.
1-12. 결과
1-12-1. 고구마국 효소 활성
고구마국의 효소 활성 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
신황미와 신자미 국의 α-amylase 효소활성은 대부분 배양 48시간째에 최대에 도달하거나 그 이후 약간 증가하는 경향을 보였으며, 백국균보다 황국균을 접종하여 제조한 신황미 국과 신자미 국에서 다소 높은 효소활성을 나타내었다. 신자미 백국은 다른 국에 비해 낮은 α-amylase 활성을 나타내었고, 배양 72시간째에도 α-amylase 효소활성이 신황미 백국에 비해 현저하게 낮았다. Glucoamlase 효소활성은 배양 48시간 이후에도 서서히 증가하는 경향이었으며, 신황미 황국이 배양 72시간째에 다른 국에 비해 높은 효소활성을 나타내었다. Protease 효소활성은 배양 60시간째에 최대 활성을 나타내었고, 백국보다 황국에서 효소 활성이 높았다. 이상의 결과로부터 3종류 효소의 활성을 고려하여 48시간 배양한 고구마국을 된장 담금용 국으로 사용하였다. 또한 고구마 백국 제조 시 오염 빈도가 매우 높아 대량 제조에 어려움이 있었기에 본 실시예에서는 황국을 사용하여 고구마 된장을 제조하였다.
고구마국1 ) 효소 종류 효소 활성(unit/g)
배양시간(시간)
0 36 48 60 72
신황미 황국2 ) α-Amylase 0.2±0.04) 33.9±0.4 35.3±0.1 35.1±0.3 35.1±0.4
Glucoamylase 18±4 106±8 128±10 148±19 152±10
Protease 0.0±0.0 0.8±0.0 1.1±0.0 1.2±0.0 1.2±0.0
백국3 ) α-Amylase 1.1±0.0 29.1±0.1 32.3±0.4 35.3±0.5 34.0±0.2
Glucoamylase 18±3 98±11 119±18 112±11 125±8
Protease 0.0±0.0 0.2±0.0 0.3±0.0 0.4±0.0 0.5±0.0
신자미 황국 α-Amylase 0.5±0.0 32.1±0.1 35.0±0.0 35.4±0.2 35.1±0.4
Glucoamylase 18±3 85±8 121±11 120±14 129±14
Protease 0.0±0.0 0.2±0.0 0.7±0.0 0.9±0.0 0.9±0.0
백국 α-Amylase 0.4±0.0 9.3±0.0 15.0±0.0 16.8±0.1 22.6±0.1
Glucoamylase 18±1 70±7 97±5 106±11 128±9
Protease 0.0±0.0 0.2±0.0 0.3±0.0 0.4±0.0 0.4±0.0
1) 고구마 페이스트와 대두분말을 50 : 50의 비율로 혼합하고, 아스퍼질러스 오리제 또는 아스퍼질러스 카와치를 접종하여 35℃에서 72시간 배양한 국, 2) 황국 : 아스퍼질러스 오리제 KCCM 11372, 3) 백국 : 아스퍼질러스 카와치 KCCM 32819, 4) 평균±표준편차.
1-12-2. 고구마 된장 효소 활성
고구마 된장의 효소 활성 측정 결과를 표 2에 나타내었다.
α-Amylase 효소활성은 숙성 초기에는 고구마의 품종과 국의 혼합비율에 따라 차이가 있었으나, 숙성이 경과됨에 따라 증가하여 같은 수준의 효소활성을 나타내었다. 한편, glucoamylase 효소활성은 숙성 초기에는 높은 값을 나타내었으나, 숙성이 경과됨에 따라 지속적으로 감소하는 경향이었고, 신자미 된장에서 효소활성이 빠르게 감소하였다. 특히 신자미 황국 20% 혼합구에서 gluco-amylase 효소활성이 가장 낮았으며, 고구마 황국의 첨가량이 많은 45% 첨가구에서 높은 효소활성을 나타내었다. Protease 효소활성은 숙성이 경과함에 따라 증가하는 경향이었고, 고구마 품종 간의 차이는 거의 없었다. 이러한 결과는 저염 된장 제조 시 α-amylase 효소활성이 숙성이 경과됨에 따라 약간 감소하는 경향을 나타내었으며, protease 효소활성은 숙성 초기 완만한 증가를 보이다가 2 ~ 3주 후부터 큰 변화가 없었고, 숙성 7 ~ 10주 후 다시 증가, 최대 활성을 나타내다가 숙성 13주 이후에 약간 낮아지는 경향을 나타냈다는 Mok 등(Mok CK, Song KT, Lee JY, Park YS, Lim SB. 2005. Changes in microorganisms and enzyme activity of low salt soybean paste(doenjang) during fermentation. Food Engineering Progress 9:112-117-)의 보고와 유사하였다. 또한 Bacillus subtilis를 접종하여 만든 메주로 사용하여 제조한 전통 된장의 숙성 시 숙성 경과에 따라 protease 활성이 지속적으로 증가하고 60일에 가장 높은 7.75 unit/㎖를 나타내었다는 Rhee 등(Rhee CH, Kim WC, Rhee IK, Park HD. 2008. Effects of inoculation of Bacillus subtilis cells on the fermentation of korea traditional soy paste. J Kor Chem Soc 15:598-605)의 보고와도 유사한 결과를 나타내었다.
고구마국 효소 종류 효소 활성(unit/g)
숙성 기간(일)
0 15 30 45 60
신황미 황국
20%1) 		α-Amylase 51±1.92) 72±3.3 82±4.2 85±2.8 84±5.1
Glucoamylase 302±19 285±17 206±15 126±13 128±15
Protease 0.4±0.0 0.6±0.0 1.0±0.0 1.1±0.1 1.2±0.2
황국
45%		 α-Amylase 64±2.5 80±3.7 81±3.4 84±4.8 85±6.5
Glucoamylase 316±8.3 275±9.1 202±8.4 133±6.7 147±7.4
Protease 0.4±0.0 0.6±0.0 0.9±0.0 1.3±0.1 1.6±0.2
신자미 황국
20%		 α-Amylase 46±1.4 73±2.4 81±3.3 85±4.0 84±3.2
Glucoamylase 216±16 188±13 154±17 103±12 89±11
Protease 0.3±0.0 0.5±0.0 1.2±0.1 1.3±0.1 1.5±0.2
황국
45%		 α-Amylase 73±1.1 81±1.0 82±2.1 85±3.2 84±4.4
Glucoamylase 308±18 284 ±10 209±14 106±11 105±5
Protease 0.5±0.0 0.7±0.0 1.3±0.0 1.4±0.2 1.7±0.1
고구마 페이스트(20%, 45%), 증자 대두(70%, 45%) 및 소금 10%를 혼합하고 25℃에서 60일간 숙성시킨 고구마 된장, 1) 황국 : 아스퍼질러스 오리제 KCCM 11372, 2) 평균±표준편차.
1-12-3. 고구마 된장의 산도 및 환원당
고구마 된장의 산도 및 환원당 측정 결과를 표 3에 나타내었다.
된장의 산도는 발효가 진행됨에 따라 점차적으로 증가하며, 환원당은 발효초기 빠르게 증가하나 발효 20일부터 큰 변화를 나타내지 않았고, 발효 45일 이후에는 점차 감소하였다는 Rho 등(Rho JD, Choi SY, Lee SJ. 2008. Quality characteristics of soy-bean pastes prepared using different type of microorganism and mixing ratios. J Kor Food Cookery Sci 24:243-250)의 보고와는 다른 숙성 경향을 나타내었다. 환원당의 지속적인 증가는 다량 첨가된 고구마 중의 전분이 국에 함유된 당화효소에 의해 서서히 분해되어 환원당이 생성되는 것에 기인하는 것으로 사료된다.
숙성 기간(일)
0 15 30 45 60
신황미
황국1 ) 		20% Acidity2 ) 0.5±0.04) a5 ) 0.8±0.1b 1.9±0.2c 1.9±0.1c 1.9±0.0c
Reducing sugar3 ) 0.4±0.0a 0.7±0.1b 0.7±0.1b 1.1±0.0c 1.3±0.2c
45% Acidity 0.4±0.0a 0.6±0.0b 1.8±0.0c 1.9±0.1c 1.9±0.2c
Reducing sugar 0.3±0.0a 0.6±0.0b 0.7±0.0c 1.1±0.0d 1.4±0.1e
신자미
황국		 20% Acidity 0.4±0.0a 0.8±0.0b 1.8±0.2c 1.7±0.1c 1.7±0.0c
Reducing sugar 0.3±0.0a 0.6±0.0b 0.6±0.0b 0.7±0.0c 0.9±0.0d
45% Acidity 0.4±0.0a 0.9±0.0b 1.7±0.1c 1.7±0.0c 1.7±0.1c
Reducing sugar 0.3±0.0a 0.7±0.0b 0.7±0.0b 1.1±0.0c 1.4±0.1d
1) 황국 : 아스퍼질러스 오리제 KCCM 11372, 2),3) %, 4) 평균±표준편차, 5) 같은 행에 다른 알파벳은 유의적인 차이가 있다는 것을 의미함(p<0.05).
1-12-4. 고구마 된장의 아미노태 질소 함량
고구마 된장의 아미노태 질소 함량 측정 결과를 도 2에 나타내었다.
신황미 황국 20%와 45%를 혼합한 신황미 된장 모두에서 숙성 15일 이후부터 유사한 아미노태 질소 함량을 나타내었으나, 신자미 된장에서는 45% 혼합구가 20% 혼합구보다 아미노태 질소 함량이 높았고, 신황미 된장보다 낮은 아미노태 질소 함량을 나타내었다. 이러한 아미노태 질소는 된장의 정미성분으로 된장의 발효기간에 따라 지속적으로 증가하는 된장의 숙성도를 평가하는 척도로서, 국내에서 생산되는 대두 된장은 250 ~ 430㎎%의 아미노태 질소 함량을 갖는다(Rho 등 2008). 본 실시예에서 제조된 고구마 된장의 아미노태 질소 함량은 262 ~ 320㎎%로 품질 기준을 만족시키고 있으나, 함량이 적은 편이었다.
1-12-5. 고구마 된장의 아미노산 함량
고구마 된장의 아미노산 함량 측정 결과를 표 4에 나타내었다.
신황미 황국 20% 혼합구의 총 아미노산 함량이 가장 낮았고, 신황미 황국 45% 혼합구에서 가장 높았다. 아미노산 중에서는 글루탐산, 히스티딘, 세린, 쓰레오닌이 각각 대조구보다 많이 함유되어 있었으나, 티로신, 알라닌, 프롤린 등은 대조구보다 적은 양을 함유하고 있었다. 혈압강하 기능성을 갖는 GABA의 함량은 대조구 보다 적었으며, 특히 신황미 된장에서 현저하게 적었다.
일반
전통된장1 ) 		아미노산 함량(㎎/100g)
신황미 황국 신자미 황국
20% 45% 20% 45%
GABA 18.41 4.87 4.82 15.52 17.73
Aspartic acid 21.06 23.90 32.23 29.72 29.82
Glutamic acid 37.49 57.44 90.98 61.15 80.17
Histidine 3.65 19.31 21.01 17.76 18.35
Arginine 31.68 34.36 44.96 35.25 37.72
Serine 17.58 26.74 36.13 34.34 34.98
Threonine 1.88 17.11 13.09 5.97 5.81
Phenylalanine 43.46 45.95 47.12 48.27 43.30
Tyrosine 24.91 14.07 19.27 18.50 22.30
Glycine 11.32 13.06 18.42 13.25 14.59
Alanine 39.17 20.94 31.23 26.90 28.30
Proline 48.68 25.34 39.99 22.92 25.39
Valine 4.62 6.70 7.89 5.24 6.89
Leucine 31.68 26.20 28.87 28.42 27.01
Isoleucine 46.58 39.79 41.78 42.80 38.39
Methionine 27.69 28.69 31.91 31.84 30.74
Total amino acid 409.86 404.47 509.70 437.85 461.49
1) H 회사 제품
1-12-6. 고구마 된장의 항산화 활성
고구마 된장의 DPPH 라디컬 소거 활성 및 폴리페놀 함량 측정 결과를 표 5에 나타내었고, 베타카로틴 및 안토시아닌 함량 측정 결과를 도 3에 나타내었다.
같은 고구마국을 사용한 경우 고구마국 45% 혼합구의 DPPH 라디칼 소거 활성(EC50)이 20% 혼합구 보다 낮아 더 강한 DPPH 라디칼 소거활성을 나타냈고, 신자미 된장의 항산화 활성이 신황미 된장 보다 높았다. 신황미 된장의 경우 숙성에 의해 항산화 활성이 크게 증가하는 경향을 보였으며, 신자미 된장의 경우에도 숙성 0일째에도 항산화활성이 높았으나, 숙성에 의해 활성이 약간 증가하는 경향을 나타내었다.
총 폴리페놀 함량은 고구마 된장 모든 구에서 숙성 30일째에 최고 함량에 도달하고 그 이후에는 감소하는 경향을 보였다. 시판 된장의 총 폴리페놀 함량은 93 ~ 158㎎/100g으로(Lee HT, Kim JH, Lee SS. 2009. Comparison of biological activity between soybean pastes adding sword bean and general soybean pastes. J Fd Hyg Safety 24:94-101) 고구마 된장의 폴리페놀 함량은 비교적 많았다.
한편, 신황미 황국 20%와 45%를 혼합하여 제조한 신황미 된장의 β-카로틴 함량이 숙성 기간에 따라 약간 증가하는 경향을 보여 발효숙성 중에 분해되지 않음을 알 수 있었다. 신자미 황국 20%와 45%를 혼합하여 제조한 신자미 된장의 안토시아닌 함량은 각각 크게 감소해 발효숙성 중에 쉽게 분해됨을 알 수 있었다.
Teow 등(Teow CC, Truong VD, McFeeters RF, Thompson RL, Pecota KV, Yenco GC. 2007. Antioxidant activities, phenolic and β-carotene contents of sweet potato genotypes with varying flesh colours. Food Chemistry 103:829-838)은 자색고구마의 안토시아닌 성분이 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내는 것으로 보고하였으며, 본 실시예에서도 안토시아닌을 함유하고 있는 신자미 된장이 신황미 된장보다 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나타냈다. 그러나 숙성 60일째에 안토시아닌 함량이 크게 감소했음에도 불구하고 신자미 된장에서 높은 항산화활성을 나타낸 것은 된장의 발효 숙성 중에 생성되는 안토시아닌 분해산물, 폴리페놀 성분 이외에 다른 항산화물질에 기인한 것으로 사료된다. 특히 신황미 된장에서도 숙성이 진행됨에 따라 항산화 활성이 높아진 결과는 폴리페놀 성분 이외에 다른 항산화물질이 발효숙성 중에 생성되고 있음을 시사하고 있다.
숙성 기간(일)
0 15 30 45 60
신황미
황국1 ) 		20% DPPH 라디컬 17.0±0.2a2 ) 6.7±0.1b 6.5±0.1c 7.0±0.1d 6.7±0.2bc
폴리페놀 64±4a 106±6b 137±13b 112±9b 112±8b
45% DPPH 라디컬 16.0±0.1a 4.5±0.2b 4.7±0.3b 4.5±0.1b 2.8±0.1c
폴리페놀 70±6a 128±16b 159±19b 130±13b 134±17b
신자미
황국		 20% DPPH 라디컬 3.0±0.1a 2.6±0.0b 2.6±0.2b 2.3±0.0c 2.4±0.0bc
폴리페놀 71±4a 127±21b 156±15b 140±15b 146±8b
45% DPPH 라디컬 2.0±0.0a 1.6±0.2b 1.6±0.0b 1.5±0.1b 0.9±0.0c
폴리페놀 105±11a 164±17b 196±20b 194±15b 179±10b
일반전통된장3 ) DPPH 라디컬4 ) 3.2±0.26)
폴리페놀5 ) 153±13
1) 황국 : 아스퍼질러스 오리제 KCCM 11372, 2) 같은 행에 다른 알파벳은 유의적인 차이가 있다는 것을 의미함(p<0.05), 3) H 회사의 제품, 4) EC50 : ㎎%, 6) 평균±표준편차.
1-12-7. 고구마 된장의 관능평가
고구마 된장의 관능평가 결과를 표 6에 나타내었다.
짠맛은 거의 비슷하였고, 단맛, 감칠맛, 기호도는 신황미 황국 45% 혼합구에서 가장 높았다. 신자미 특유의 쓴맛에 의해 신자미 된장은 비교적 낮은 관능성을 나타낸 것으로 판단된다.
신황미 황국 신자미 황국
20% 45% 20% 45%
짠맛 3.8(±0.8)1) a2 ) 3.8(±0.6)a 3.4(±0.4)a 3.6(±0.5)a
단맛 3.3(±0.4)a 4.0(±0.4)a 2.6(±0.6)b 3.4(±0.4)ab
감칠맛 3.5(±0.2)a 3.8(±0.3)b 2.6(±0.7)ac 3.1(±0.4)abc
기호도 3.2(±0.3)a 4.2(±0.5)bc 2.6(±0.7)a 3.2(±0.5)abc
1) 평균±표준편차, 2) 같은 행에 다른 알파벳은 유의적인 차이가 있다는 것을 의미함(p<0.05).

Claims (5)

  1. 고구마 페이스트 및 대두분말을 혼합 및 성형하여 펠렛을 제조하는 단계;
    상기 펠렛에 황국균 또는 백국균을 접종하고 배양하여 고구마국을 제조하는 단계; 및
    상기 고구마국, 증자 대두 및 소금을 혼합하고 숙성시켜 된장을 제조하는 단계;를 포함하는 고구마 된장 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고구마는 신황미, 연황미, 주황미, 호박고구마, 신자미, 자미 및 보라미 품종 중에서 선택된 품종의 고구마인 것을 특징으로 하는 고구마 된장 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 펠렛을 제조하는 단계에서 고구마 페이스트와 대두분말의 혼합 비율이 중량을 기준으로 45 : 55 내지 55 : 45인 것을 특징으로 하는 고구마 된장 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고구마국을 제조하는 단계에서 배양 시간이 36 내지 72시간인 것을 특징으로 하는 고구마 된장 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 된장을 제조하는 단계의 혼합 비율을 고구마국 40 ~ 50%, 증자 대두 40 ~ 50%, 소금 8 내지 12중량%로 하는 것을 특징으로 하는 고구마 된장 제조방법.
KR1020120119926A 2012-10-26 2012-10-26 고구마를 이용한 고구마 된장의 제조방법 KR20140054490A (ko)

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KR1020120119926A KR20140054490A (ko) 2012-10-26 2012-10-26 고구마를 이용한 고구마 된장의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160007884A (ko) 2014-07-07 2016-01-21 상월고구마영농조합법인 고구마와 산야초 추출액이 함유된 된장 및 간장의 제조방법

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