묘사분석을 통한 멸치 단백질 효소가수분해물의 관능적 특성

멸치 단백질 효소가수분해물(eHAP)의 제조에 사용한 멸 치(Engraulis japonicus)는 제주도 지역에서 2015년 3월 초 에 어획하여 동결된 상태로 보관되어 있는 것을 동해수산 (Pohang, Korea)으로부터 구입하였으며, 가수분해에 사용한 alcalase와 flavourzyme 효소는 대종상사(Seoul, Korea)로부 터 제공을 받아 사용하였다. 냉동된 멸치를 상온에서 해동 한 후 2배의 물을 가하여 homogenizer (IKA T25, IKAWerke GmbH, Staufen, Germany)로 균질화하고, 혼합효소 (alcalase:flavourzyme = 1:5)를 멸치 중량 대비 2% 첨가하 여 고압 액화기(TFS-20, Dimapuretech Co., Incheon, Korea) 에서 75 MPa, 50°C 처리 조건으로 12시간 동안 가수분해 하였다. 제조된 가수분해물은 80°C에서 20분 동안 불활성 화하고, 냉장 온도에서 12시간 이상 숙성한 후 연속식 원 심분리기(Tubular centrifuge A-V10675G, Tomoe engineering Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 17,000 rpm에서 상등액을 분리하였으며, 상등액을 정사각형 용기(11 cm × 11 cm)에 250 g씩 정량으로 담아 -35°C Deep freezer (Dic 200A. Operon Co. Ltd., Kimpo, Korea)에 급냉하고 24시 간동안 동결한 후 동결건조기(Alpha 2-4 LDplus, Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH, Osterode am Harz, Germany)를 이용하여 건조하였으며, 건조된 가수분해물을 분쇄한 후 시료로 사용하였다. 제조된 멸치단백질 효소가 수분해물의 소금함량은 6.77%이었다. 실험에 사용된 생수 (Kwang Dong Pharm. Co., Jeju, Korea)와 비교 물질로 사 용한 재료들은 시중의 대형마트에서 구입하였으며, model broth의 제조에 사용한 NaCl (Samchun Pure Chemical Co., Pyeongtaek, Korea), monosodium L-glutamate monohydrate (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA), maltodextrin (MD-1520, Eden Town F&B Co., Incheon, korea), yeast extract (ICFOOD Co., Daejeon, Korea)는 식품첨가물용을 구입하여 사용하였다.

전주대학교 한식조리학과에 재학중인 남녀학생 중 훈련 된 패널을 대상으로 하여 NaCl (Samchun Pure Chemical Co., Pyeongtaek, Korea)을 25 mmol/L에서 80 mmol/L까지 5mmole 농도 간격으로 제조하여 12개의 시료를 순위검사 법(ranking test)으로 평가하는 훈련을 6개월 동안 진행한 후 정답률이 80%이상인 패널 13명을 선발하여 eHAP의 농도별 짠맛 강도 평가를 실시하였다. 시료는 난수표에서 선택된 세 자리수의 난수를 부착하여 제공하였으며, 시료 와 시료사이에 입을 헹굴 수 있도록 가온한 생수와 식빵을 제공하였다. 평가를 시작하기 전과 시료를 맛 본 후 입안 을 헹구도록 하였으며, 하나의 시료를 비교 평가한 후 5분 정도의 휴식 시간을 두어 혀의 둔화 현상을 최소화하도록 하였다. 묘사분석과 향미프로필 패널은 짠맛 순위 검사 훈 련을 받은 패널들 중 짠맛과 단맛, 쓴맛, 신맛, 감칠맛에 대한 감지검사에서 5가지의 맛을 모두 느낀 패널을 대상으 로 기본 맛에 대한 순위 평가 훈련을 진행하였으며, 임의 로 설정한 농도 간격 간에 차이를 인지할 수 있는 패널 12명을 최종적으로 선발하였다.

정량적 묘사분석 언어개발을 위한 시료는 생수에 eHAP 를 각각 1.0%, 2.0% (w/v)로 제조하여 제공하였다. 시료는 70 mL 일회용 종이컵(소주컵)에 20 mL씩 정량을 담아 색, 향, 짠맛, 단맛, 신맛, 쓴맛, 떫은맛, 감칠맛에 대한 언어개 발 및 평가시료에 따른 해당 기준물질들의 강도를 측정하 고 패널들이 스스로 인지하도록 하였다. 평가 항목 중 색의 경우 DIC COLOR GUIDE (3.2 Version, DIC Co., Japan) 를 활용하여 관련된 색상을 기준으로 하여 강도를 평가하 였다. 모든 시료는 1회용 멸균 스포이드(Sterile Disposable Transfer Pipette 1.5 mL, Office ahn, Gwangju, Korea)를 사용하여 1 mL 정량을 먹을 수 있도록 하였으며, 같이 제 공되는 식빵과 물을 이용하여 입을 헹구도록 하였다. 또한, 한 가지 시료의 평가가 끝난 후에는 30초 이상 휴식을 취 하도록 하였고, 평가는 일주일에 1시간 30분씩 2회로 진행 되었으며, 10회 이상 반복하여 진행하였다.

eHAP의 활성탄 처리 전, 후 시료의 관능적 특성 차이를 알아보기 위하여 묘사분석 방법 중 향미프로필 방법을 활 용하였으며, 색과 향, 맛에 대한 관능적 특성을 스펙트럼 묘사분석 방법으로 표현하였다. 기준시료(R)는 50 mmol/L NaCl Model Broth를 사용하여 평가 시 기준을 제공하였고, 시료는 생수에 eHAP의 함량을 각각 1.0%, 2.0% (w/v)농 도로 제조하였다. 또한, 시료의 먹는 양에 대한 평가 오차 를 줄이기 위하여 시료는 70 mL 일회용 종이겁(소주컵)에 20 mL씩 제공하여 스포이드로 1 mL 정량을 스푼에 떨어뜨 려 먹어본 후 평가하도록 하였다.

개발된 eHAP 관능적 특성언어와 활성탄 처리 전, 후의 eHAP 시료에 대한 상관관계를 알아보기 위해 주성분 분석 을 실시하였다(XLSTAT, Ver.2015, Addinsoft, Paris, France).

통계분석은 묘사분석 시 개발된 언어와 시료 간의 차이 를 알아보기 위해 분산분석(ANOVA) 중 일원배치분산분석 을 수행하였으며, 유의성을 검정하기 위하여 Duncan 다중 범위검정(Duncan’s multiple range test)을 수행하였다. 통 계 분석의 유의 수준은 p<0.05였으며, SPSS Version 21.0 package program (SPSS INC., Chicago, IL, USA)을 사용 하였다.

훈련된 묘사분석 패널들을 활용하여 eHAP의 특성에 대 한 관능적 언어를 개발한 결과를 Table 2에 나타내었다. 개발된 언어를 살펴보면 외관은 노란색-갈색 계열의 색으 로 개발되었으며, 개발된 언어의 강도 기준은 DIC-F27 (0 점)에서 DIC-2532 (12점)까지로 하여 평가 하였다. 시료에 대한 강도는 활성탄 처리 전 2%가 9점, 1%가 8점이었고, 활성탄 처리 후 2%가 2점, 1%가 1점이었다. 향/이취에 대 해서는 패널들이 향으로 평가한 말린 가쓰오부시 향 10점, MSG향 8점, 패널들이 이취로 평가한 까나리액젓 향 5점 으로 총 3가지의 언어와 기준물질에 대한 강도가 개발되었 고, 짠맛은 말린 오징어 짠맛 7점, 마른 멸치 짠맛 11점, 바닷물 짠맛 9.5점, 간수 짠맛 8점, 말린 가쓰오부시 짠맛 7점으로 총 5가지, 단맛은 쇠고기무국 단맛 7점, 미소된장 단맛 6.5점, 생새우 단맛 8점, 건새우 단맛 9점으로 총 4가 지, 신맛은 홍차 신맛 3점, 미소된장 신맛 9점, 진간장 신 맛 6.5점, 국간장 신맛 7점으로 총 4가지, 쓴맛은 간수 쓴 맛 6점, 말린 오징어 7점으로 총 2가지, 떫은맛의 경우 누 룽지 떫은맛이 5점으로 총 1가지, 감칠맛에 대해서는 말린 오징어 감칠맛이 7점, 다시마 감칠맛이 8점, 누룽지 감칠 맛이 6점, 미역국의 감칠맛이 5점으로 총 4가지로 각각의 특성에 대한 언어와 기준 강도가 개발되었다.

생수에 eHAP를 첨가하여 제공할 경우 eHAP 용액의 색 과 향이 관능적 특성에 영향을 미칠 수 있어 활성탄 처리 를 통해 탈색, 탈취를 한 후 활성탄 처리 전후의 eHAP 1%, 2% 첨가 용액에 대하여 개발된 24개의 관능적 언어 의 인지 강도를 평가한 향미프로필 결과를 Table 3에 나타 내었으며, 전체적인 외관, 향/이취, 짠맛, 단맛, 신맛, 쓴맛, 떫은맛, 감칠맛에 대한 강도 및 기호도 결과는 스펙트럼 묘사분석 방법을 이용하여 Fig. 1, Fig. 2에 나타내었다. eHAP 향미프로필 결과, 색과 향/이취, 짠맛(말린오징어, 말 린 멸치, 말린 가쓰오부시), 단맛, 쓴맛, 떫은맛, 감칠맛의 경우 활성탄 미처리구가 처리구보다 관능적 특성이 더 강 하게 인지되었으며, 활성탄 미처리구에서는 eHAP의 첨가 량이 높은 2% 첨가구에서 더 강하게 인지되었다. 색과 향 을 평가하는 경우 활성탄 처리를 하였을 때, 색과 향이 적 어지거나 제거되어 낮은 평가를 받은 것으로 보이며, 짠맛 (말린오징어, 말린 멸치, 말린 가쓰오부시)의 경우 eHAP 첨가용액의 색과 기준물질의 색이 갈변으로 인하여 비슷하 였으며, 일부 멸치의 휘발성 향미성분인 hexanal, heptanal, octanal, 2,4-hepadienal, 2-pentenal, 4-heptenal, 1-penten-3- ol과 해산물의 대표 휘발성 향미성분인 1-pentanol, 2-octen-1-ol 등(Yoo, 2001;Kang, 2003)으로 인하여 활성탄 미처 리구에서 더 높게 평가된 것으로 보인다. 단맛과 쓴맛, 떫 은맛, 감칠맛 또한 색과 향의 영향을 받아 eHAP 용액의 맛을 느끼는 성분의 양은 같은데도 불구하고 활성탄 미처 리구에서 더 특성이 강하게 부각된 것으로 보이며, 활성탄 미처리구 중에서는 eHAP 2% 첨가용액에서 특성이 더 강 하게 평가되었다.

Fig. 1. The mean attribute intensity values with flavor profile of different eHAP concentration.

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Fig. 2. The mean preference values with flavor profile of different eHAP concentration.

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바닷물 짠맛과 간수 짠맛의 경우, eHAP 첨가량이 높을 수록 특성이 강하게 인지되었는데 이는 기준물질 자체에서 색이 없거나 약했기 때문에 탈색을 한 경우에도 특성 인지 가 강하게 된 것으로 보이며, eHAP 2% 첨가구 중 활성탄 미처리구에서 더 높은 점수를 보였다.

신맛의 경우 eHAP 첨가량이 많을수록 높게 평가되었고, 첨가량이 많은 경우 활성탄 미처리구에서 더 높은 점수를 보였다. 이러한 결과는 본 실험에서 쓰인 생 멸치의 아미 노산 성분인 aspartic acid, glutamic acid, leucine, lysine (Arakaki & Suyama, 1966) 중 신맛 정미성분을 포함한 아 미노산인 aspartic acid의 영향일 것으로 생각된다. 마른 멸 치의 정미성분을 분석한 논문에서 보면 aspartic acid 함량 이 낮은 것을 볼 수 있는데(Schindler, 2011), 이러한 부분을 미루어 볼 때 시료의 원재료로 쓰인 멸치의 신맛은 생 멸 치를 사용하였을 경우에 나타나는 특징이라고 볼 수 있다. 또한 신맛을 평가할 때 낮은 농도로 희석하여 제공하였는데 이러한 희석용액에 대하여 맛이 깔끔하다는 의견이 있었다. 이는 음료의 농도 변화에 따른 색과 맛의 상관관계를 설명 한 연구에서 농도가 연해질수록 깔끔한 맛이 난다고 평가한 연구 결과와 yellow 색상의 강도가 강해질수록(농도가 진해 짐) 신맛이 강해진다는 연구 결과(Lee & Park, 2013;Kim & Kim, 2015)를 비추어 보았을 때 eHAP의 첨가량에 따른 신맛의 상승효과를 설명할 수 있을 것으로 보인다.

각 특성의 신맛을 제외한 전체적인 강도는 활성탄 미처 리구가 처리구보다 높게 나타났고, 처리에서는 eHAP 첨가 량이 늘어날수록 평가 점수가 높게 나타났다. 신맛의 경우 활성탄 처리 전후를 비교하였을 때, 활성탄 미처리구가 더 높은 평가 점수를 받았으며, 모든 eHAP 첨가구 시료를 비 교하였을 때 eHAP 2% 첨가용액에 대하여 평가 점수가 높게 나왔다. eHAP의 기호도는 각 특성의 강도가 강해질 수록 기호도가 낮아졌는데, 이는 색의 강도가 이취와 특유 의 감칠맛과 함께 비례하여 증가하기 때문으로 생각된다.

묘사분석을 통하여 24개의 언어를 개발하였으며, 이러한 관능적 특성은 용어와 시료가 다양하여 변수들 간의 관계 를 파악하기 어렵기 때문에 실험 결과 값을 중요한 변수로 함축시키기 위하여 4개의 시료와 묘사분석으로 정의된 24 개의 관능적 특성에 대한 주성분 분석을 실시하였다. 주성 분 분석은 결과를 통하여 얻어진 독립변수에 대한 값을 하 나의 주성분으로 함축시켜 독립변수와의 상관관계를 분석 하여 나타낸 것이다. 주성분 분석 결과는 Table 4, Fig. 3 과 같다. 4개의 시료와 24개의 관능적 특성에 대한 주성분 분석을 진행한 결과 F1과 F2에 대한 총 분산 값은 각각 72.13%, 22.01%이었다. F1의 경우 양의 값에 위치한 관능 적 특성은 색, 향, 짠맛과 쓴맛이었으며, 활성탄 처리 전, 후 시료의 관능적 특성 차이를 알 수 있었고, 이를 통해 활성탄 처리 시 기대했던 색과 이취가 감소한 것을 알 수 있었다. 활성탄 처리 전 시료와 같은 곳에 위치한 관능적 특성인 색과 향, 짠맛과 쓴맛, 떫은맛의 일부에서 상관관계 가 있었으며, 1사분면의 위치한 관능적 특성 중 색과 말린 가쓰오부시 향, 말린오징어 쓴맛, 마른 멸치 짠맛과의 관계 가 큰 것으로 나타났다. 활성탄 처리 후 시료의 경우 신맛 과 감칠맛, 단맛이 같은 음의 값에 존재하였으며, 그 중 신맛 전체와 누룽지 감칠맛, 다시마 감칠맛과의 상관관계 가 큰 것으로 생각된다. F2의 경우 시료와의 상관관계가 높고 낮음에 따라 요인이 설정되었으며, 시료와 관련성이 상대적으로 떨어지는 관능적 특성은 짠맛 전체와 말린 가 쓰오부시 향을 제외한 모든 향, 단맛 전체, 미역국 감칠맛 이었다. 말린 가쓰오부시 향과 말린 오징어 쓴맛, 누룽지 떫은맛은 F1과 F2에서 모두 양의 상관관계로 1사분면에 위치하였으며 같은 곳에 위치한 시료는 모두 활성탄 처리 를 하지 않은 시료였다. 이를 통해 활성탄 처리를 하지 않 았을 때 말린 가쓰오부시 향과 말린 오징어 쓴맛, 누룽지 떫은맛이 증가할 가능성이 높다고 분석되었으며, 활성탄 처리가 짠맛에 미치는 영향은 존재하지만 그 영향은 미미 할 것으로 생각된다. 또한 활성탄 처리 전 시료를 보았을 때, 쓴맛이 강해지는 것을 확인할 수 이었는데, 이는 조리 적용 시 시료의 농도가 높아질수록 쓴맛이 강해질 것으로 판단되어 향후 쓴맛을 적절히 줄일 수 있는 방법을 고려해 보아야 할 것으로 생각된다.

Fig. 3. Principal component loadings and scores of the sensory attributes and the eHAP solution samples in the principal component analysis (PCA) plot, respectively.

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