흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 품질특성

흰점박이꽃무지 유충은 제주특별자치도 조천읍에 위치 한 제주곤충보감영농조합법인에서 구매하여 사용하였으며 원료육은 닭가슴살 부위를 ㈜한라씨에프엔에서 냉동된 상 태에서 구입하였고, 등지방은 시중 정육점에서 구매하였 다. 첨가물은 소금(Chungjungone, Seoul, Korea)과 아질산 염(ES Food, Gunpo, Korea)을 혼합(299:1 w/w)한 N itrite Phosphate Salt (NPS), 감자전분(Tureban, Ilsan, Korea), 백후추(ES Food), 인산염(ES Food) 제품을 사용하였으며, 본 실험에서 사용한 분석용 시약은 H₂SO₄ (Sulfuric acid 98%, Daejung Chemical Co., Siheung, Korea), NaOH (Sodium hydroxide standard solution 0.01 N, Daejung Chemical Co.), K₂CO₃ (OCI Company Co, Ltd, Korea), Gallic aicd (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA), Folin & Ciocalteu’s phenol reagent (Sigma-Aldrich Co.), 2,2-Diphenyl-1-picryl- hydrazyl (Alfa Aesar Chem. Co., Ward Hill, MA, USA)를 사용했으며 Brunswik 시액은 Methyl Red (Daejung Chemical Co.) 0.1 g, Methylene blue (Daejung Chemical Co.) 0.1 g을 95% Etanol (Daejung Chemical Co.) 100 mL에 각각 녹인 후 2:1로 섞어서 사용 하였다.

흰점박이꽃무지 유충 분말의 제조방법은 Kim (2021)의 방법에 따라 제조하였다(Fig. 1). 즉, 흰점박이꽃무지 유충 을 95°C에서 1분간 데친 후 -20°C에서 저장하여 사용하였 으며 순환식 전기건조기(PS-100C, Shiniltech, Gimhae, Korea)를 이용하여 60°C로 12시간 동안 열풍건조하였다. 건조 후 후드믹서(SHMF-3500G, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄한 뒤 n-hexane (Daejung Chemicals Co.)을 이용하여 진탕배양기(SI-600R, JEIO TECH, Daejeon, Korea)로 6시 간 교반하였다. 위 과정을 3번 반복한 뒤 n-hexane을 휘발 시킨 탈지 분말을 100 mesh (150 μm) 체로 걸러 사용하 였다. 흰점박이꽃무지 유충 분말의 L* 값은 52.96, a* 값 은 2.95, b* 값은 4.73이었으며, pH는 7.78, 수분은 10.02%, 조단백질은 43.34%, 조지방은 0.29%, 조회분은 6.46%, 탄수화물은 39.98%이었다.

Fig. 1. Protaetia brevitarsis larvae powder manufacturing pprocess.

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소시지는 일반적으로 이용되는 유화형 소시지 제조방법 에 준하여 Table 1과 같은 배합비로 Fig. 2의 순서대로 제 조하였다. 닭가슴살을 0.3 mm plate를 장착한 grinder (Kenwood MG 510, Havant, UK)에 1회 분쇄하고 염지 및 부재료를 혼합하여 흰점박이꽃무지 유충 분말(0%, 1%, 2%, 3%)을 첨가한 뒤 4°C에서 20분간 숙성하였다. 돼지 등지방을 grinder (Kenwood MG 510)에 1회 분쇄하고 냉 장에서 숙성한 닭가슴살 반죽과 분쇄된 지방 및 얼음을 혼 합하여 분쇄기에 2회 분쇄 및 유화한 후 충진하였다. 충진 된 소시지 유화물은 85°C로 조절된 항온수조(DWB-22, Material Scientific Co., Seoul, Korea)에서 심부온도 85°C 까지 가열한 뒤 상온에서 30분간 냉각하였다.

Table 1. Formula for emulsion-type chicken breast sausage added with Protaetia brevitarsis larvae powder

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Fig. 2. The manufacturing process of sausage with Protaetia brevitarsis larvae powder.

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수분함량은 할로겐 적외선 수분측정기(MA 50.R. WH, RADWAG, Mazowsze, Poland)로 측정하였고 조단백은 (Micro-Kjeldahl법), 조지방은(Soxhlet 지방추출법), 조회분 은 550°C 직접 회화법으로 측정하였다. 각 실험은 3회 반 복 실시하였다.

pH는 시료 5 g을 채취하여 증류수 20 mL를 취한 후 초 고속 균질기(Ultran Turrax T25, IKA, Braun, Germany)를 사용하여 7,600 rpm에서 1분간 균질하여 pH-meter (Five- Easy^TM Plus, Mettler Todedo, Schwerzenbach, Switzerland) 로 3회 반복 측정하였다.

시료의 색도는 가로방향으로 2등분 하여 단면의 중심 부 분을 색차계(TCR200, PCE Americas Inc., Jupiter, FL, USA)를 사용하여 명도(L * : lightness), 적색도(a*: redness), 그리고 황색도(b*: yellowness)를 3회 반복하여 평균값을 취하였다. 이때 백색 표준색은 L* 값 90.93, a* 값 2.83, b* 값 12.78인 백색 표준판을 사용하였다.

50 mL 시험관에 충진된 소시지를 항온수조(DWB-22, Material Scientific Co.)에서 심부온도 85°C까지 가열한 후 상온에서 30분간 냉각시켜 시험관의 액체를 제거한 다음 무게를 측정하였다. 가열감량은 아래의 식에 의하여 산출 하였다.

보수력(Water Holding Capacity, WHC)은 Wierbicki & Deatherage (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 15 mL 시험관에 건조된 거즈와 약 1 g의 시료를 넣은 후, 원심분 리기(LaboGene 1248R, GYROZEN, Daegeon, Korea)에 넣 어 10°C에서 3,000 rpm으로 10분간 원심분리 후 시료를 제거한 시험관 무게를 측정하여 아래의 식에 대입하여 보 수력을 산출하였다.

휘발성 염기 질소 화합물(Volatile basic nitrogen, VBN) 은 Conway 용기를 이용해 Kim et al. (2013)의 미량확산 법을 변형하여 소시지의 신선도 변화를 측정하였다. 잘게 다진 소시지 10 g에 증류수 60mL를 가하여 초고속 균질 기(Ultran Turrax T25, IKA, Braun, Germany)를 사용하여 7,600 rpm에서 1분간 균질화 시킨 후 여과하였다. 여과액 1mL를 Conway 용기 외실 왼쪽에 넣고, 내실에는 0.01N H₂SO₄ 1mL를 넣고 외실 오른쪽에 K₂CO₃ 포화용액 1 mL를 취하여 뚜껑을 덮고 여과액과 K₂CO₃ 포화용액을 잘 섞이게 한 뒤 25°C에서 60분 동안 배양기(SI-600R, JEIO TECH, Daejeon, Korea)에 반응을 촉진했다. 반응이 촉진 된 Conway의 뚜껑을 열어 Brunswik 시액 10 μL을 내실에 넣고, 0.01 N NaOH 용액으로 적정한 후 소모되는 양을 측정하여 산출하였다. 공실험은 시료 대신 증류수를 가하 여 측정하였으며 아래의 식에 의해 산출하였다.

시료의 총 페놀 함량은 Folin & Denis (1912)의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 200 μL와 증류수 900 μL를 혼합한 후, 2M Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 100 μL를 가하여 상온의 암소에서 5분간 반응시켰다. 그 후 20% Na₂CO₃ 300 μL를 혼합하고 증류수로 2 mL 정용하여 상온 의 암소에서 1시간 반응 후, Microplate reader (Epoch^TM, Bio Tek Instruments, Inc, Winooski, USA)를 사용하여 760 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 gallic acid 용액으로 작성하였으며, 시료의 총 페놀 함량은 100 g 중의 mg gallic acid equivalents (GAE)로 나타내었다.

항산화 활성을 관찰하기 위해 Mensor et al. (2001)의 방 법을 변형하여 측정하였다. 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 시약을 이용하여 0.3 mM DPPH solution (in ethanol)을 제조하고 0.3 mM DPPH solution 0.8 mL와 시 료 2mL를 혼합한 뒤 상온의 암소에서 30분간 반응시킨 후, Microplate reader (Epoch^TM, Bio Tek Instruments, Inc, Winooski, VT, USA)를 사용하여 517 nm의 파장에서 흡광 도를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능을 아래의 식으로 환산하여 나타내었으며 이때 증류수를 negative control로 하여 10 ppm ascorbic acid와 비교하였다.

소시지의 물성은 Texture analyzer (CT3 10K, Ametek brookfield, Middleborough, MA, USA)을 이용하여 측정하 였다. 시료를 직경 25mm×두께 20mm 크기로 성형하여 경도(hardnees), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess)을 측정하였다. 이 때 사용한 probe는 원통형으로 지름 25.4 mm, 높이 35mm TA11/1000을 사용하였고 측정조건은 deformation 50%, trigger Load 3 g, test speed 2 mm/s, return speed 2 mm/s, pretest speed 2 mm/s, fixture TA-BT-KIT의 조건에서 5회 씩 3회 반복 측정하여 평균값으로 산출하였다.

실험은 최소 3회 이상의 반복실험을 실시하였으며 결과 는 평균±표준편차로 표현하였다. 통계분석은 Minitab 18 (Minitab Inc., State College, PA, USA)에 의해 수행하였다. 각 시료의 유의성(p<0.05) 검정을 위하여 분산분석(ANOVA) 을 실시하였고, 사후검정으로는 Tukey의 다중범위시험을 실시하였다.

흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가 함량에 따라 제조한 소 시지의 일반성분을 Table 2에 나타냈다. 수분함량은 59.93%-63.40% 사이로 시료간의 유의적인 차이는 나타나 지 않았으며, 회분과 조지방 또한 유의적인 차이가 없었다 (p>0.05). 조단백질 함량은 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가 량에 따라 증가하는 경향을 보였지만 통계적 유의성은 인 정되지 않았다(p>0.05). Kim & Jung (2013)은 식용곤충의 영양학적 가치가 육류보다 높다고 평가하였으며 단백질 소 화율 또한 식물성 단백질의 경우보다 높다고 평가하였다. Choi et al. (2017)은 갈색거저리를 프랑크푸르터에 첨가하 였을 때 첨가구와 대조구가 전반적으로 유사하였다고 보고 하였다. 본 실험에서도 흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가 한 닭가슴살 소시지가 대조구와 유사한 분석결과를 나타내 어 대체제로서 적합하다고 판단된다.

Table 2. Effect of Protaetia brevitarsis larvae powder on the proximate composition of chicken meat emulsion-type sausage

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흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가량을 달리하여 제조한 소 시지의 색도와 외관의 변화를 Table 3와 Fig. 3에 나타내 었다. 소시지 대조구의 L*값이 가장 높게 나타났으며 흰점 박이꽃무지 유충 분말 첨가량에 따라 감소하는 경향을 보 이며 3% 첨가구에서 가장 낮은 L*값을 나타냈다(p<0.05). a*값은 3% 첨가구에서 가장 높은 값을 보였으며 대조구와 1% 첨가구 간의 유의적 차이는 보이지 않았다(p>0.05). 소 시지의 a*값은 3% 첨가구에서 높은 값을 나타냈다(p<0.05). 소시지의 b*값은 L*값과 반대로 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보여 3% 첨가구에서 가장 높은 값을 나타내면서 흰점박이꽃무지 유충 분말의 첨가량에 따라 L*값은 감소하 고 b*값은 증가하는 경향을 나타내었는데, 이러한 결과로는 식품의 색상이 부수적으로 첨가되는 첨가물에 의한 결과이 며 흰점박이꽃무지 유충 분말의 색이 제품의 육색에 발현된 것으로 판단된다. 소시지의 외관은 Fig. 3의 나타냈는데 대 조구는 백색육과 같은 흰색에 가까운 것에 비해 흰점박이꽃 무지 유충 분말 첨가량을 달리한 소시지는 첨가량이 증가함 에 따라 어두워지면서 갈색을 띠는 경향을 보였다. 이 결과 는 Lee (2019)의 흰점박이꽃무지 유충 가루를 첨가한 머핀 에서 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가량이 증가함에 따라 머 핀의 색이 갈색을 띤다고 보고한 결과와 일치하였다.

Table 3. Effect of Protaetia brevitarsis larvae powder on the color of chicken meat emulsion-type sausage

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Fig. 3. Effect of Protaetia brevitarsis larvae powder on the appearance of chicken meat emulsion-type sausage.

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흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가량을 달리하여 제조한 소 시지의 pH, 가열감량, 보수력, VBN의 변화를 Table 4에 나타내었다. 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가에 따른 소시 지의 pH는 원료육과 첨가물의 배합 비율에 따라 차이가 있었으며, 신선도, 보수력, 육색, 조직감 등 품질 변화에 영 향을 미친다는 Kim et al. (2007)의 보고가 있다. 본 실험 에서 대조구의 pH가 6.56이고 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). Kim et al. (2016)은 갈색거저리 유충과 누에 번데기 가루가 에멀 젼 타입 소시지의 pH를 약간 증가시켰다고 보고하였는데, 닭가슴살의 pH가 곤충 가루의 pH보다 더 낮기 때문에 곤 충 가루가 에멀젼 타입 소시지의 pH에 직접적인 영향을 미친다고 보고한 결과와 유사했다. 또한 Jang et al. (2008) 은 누에분말 자체의 높은 pH 때문에 누에분말을 첨가한 미트로프의 pH가 대조구 보다 높다고 하였으며 이러한 결 과와 유사하게 흰점박이꽃무지 유충 분말의 pH가 원료육 의 pH보다 높아 흰점박이꽃무지 유충 첨가량에 따라 pH 가 증가하는 경향을 보이며 흰점박이꽃무지 유충 분말이 시료에 직접적인 영향을 끼친 것으로 보인다.

Table 4. Effect of Protaetia brevitarsis larvae powder on the pH, water holding capacity, cooking loss and VBN of chicken meat emulsion-type sausage

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가열감량은 식육을 가열하여 조리했을 때 발생하는 수분 의 손실 정도를 알아보는 척도로 사용되며 일반적인 식육의 가열 감량에 영향을 미치는 요인은 원료의 신선도 및 pH, 최종 가열 온도, 가열 속도, 가열 시간, 식육의 크기, 모양 등으로 알려져 있다(Park et al., 2010). 흰점박이꽃무지 유 충 분말을 첨가하지 않은 대조구의 가열감량 값은 2.54% 인 반면 흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가한 처리구들의 가열감량 값은 0.96%-0.74%로 유의적으로 낮은 값을 보였 다(p<0.05). Choi et al. (2019)은 돈육패티에서 원료육 대 체로 갈색거저리 유충을 첨가했을 때 갈색거저리 유충이 돈육을 대체하는 비율이 높아질수록 가열감량이 감소한다 고 보고하였으며, Kim et al. (2008)은 누에분말을 0.4% 첨가하였을 때 돈육패티의 가열감량 저하에 효과적인 영향 을 끼친다고 보고하였다. 이처럼 흰점박이꽃무지 유충 분 말 또한 갈색거저리 유충과 누에분말과 같이 육가공품 제 조시 가열감량 저하에 효과적일 것이라 사료된다.

흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가하지 않은 대조구의 보 수력은 83.27%를 나타냈으며 흰점박이꽃무지 유충 분말 1% 첨가구는 86.48%, 2% 첨가구는 88.80%, 3% 첨가구는 89.00%를 나타냈다. 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 보수력이 증가하였으나(p<0.05), 첨가량에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 보수력은 고기를 세절, 압착 및 열처리 등 물리적 처리를 할 때 고기가 함유하고 있는 수분을 잃지 않고 계속 보유 할 수 있는 능력이다(Choi et al., 2016). 식품의 보수력을 결정하는 중요한 요소는 pH로 식육의 pH가 근원섬유 단 백질의 등전점에 가까워질수록 근원섬유 단백질과 물 분자 간 결합력 및 단백질간 공간이 좁아져 보수력이 감소한다 (Lee et al., 2015). Yang et al. (2015)은 시판하는 닭가슴 살의 보수력을 측정한 결과 pH가 높은 제품이 높은 보수 력을 나타냈다고 보고하였으며 Kim et al. (2018a)은 산란 성계육에 삼인산 나트륨을 첨가한 뒤 치킨너겟을 제조했을 때 삼인산 나트륨이 너깃의 pH를 상승시켜 수율이 증가하 였다고 보고하였다. 흰점박이꽃무지 유충 분말의 pH 또한 원료육에 비해 높아 pH가 증가하여 식육의 등전점에서 알 칼리성으로 이동하여 보수력을 증진시킨 것으로 판단된다.

육류를 저장하면서 발생하는 근육 내의 단백질 분해효소 가 아미노산으로 분해되고 이 아미노산들이 다시 저분자의 무기태질소로 분해되면서 휘발성 물질을 생성하는 것으로 이 휘발성 물질에는 유리아미노산, 헥산, 아민류, 암모니아, 크레아틴 등을 포함하며 VBN 함량은 많은 식품들의 신선 도를 예측하는 수단으로 사용되고 있다(Kim et al., 2018b). 흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가한 소시지의 VBN 함량 은 2% 첨가구가 7.58mg%, 3% 첨가구가 10.61 mg%로 대조구와 유의적인 차이를 보였으며(p<0.05) 1% 첨가구는 4.77 mg%의 값을 나타내어 대조구의 값인 3.27mg%와 유 의적인 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 식품공전 (2002)에 따르면 원료육 및 포장육의 경우 VBN 허용함량은 20mg% 이하로 제한되어 있으며 5-10%일 때는 신선한 상태로 규 정하고 있다. 대조구와 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가구 모두 식품공전 VBN 허용함량 범위 이내에 들어와 섭취에 따른 문제점은 없을 것이라 생각되나 흰점박이꽃무지 유충 분말의 신선도는 최종제품에 영향을 미칠 수 있으므로 저 장방법이 중요하여 가공전에 반드시 확인이 필요하다.

일반적인 육제품의 조직감은 육제품이 가지고 있는 지 방이나 수분량, 원료육의 상태, 첨가물의 종류나 형태에 따라 결정된다(Choi et al., 2003). 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가 소시지의 기계적 조직감으로서 경도(hardness), 탄성(springiness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness) 및 응집성(cohesiveness)의 변화는 Table 5에 나타내었다. 흰 점박이꽃무지 유충 분말을 첨가하지 않은 대조구의 경도 는 3,289.29 g이고 1% 첨가구는 5,021.31 g, 2% 첨가구는 5,745.89 g, 3% 첨가구는 5,103.38 g으로 흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가함으로 경도는 증가하였지만(p<0.05) 첨 가량에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았다(p>0.05). 탄성 과 응집성에서는 첨가와 첨가량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 검성과 씹힘성은 2% 첨가구와 3% 첨가구에서 유의적으로 높은 값을 나타냈다(p<0.05). Lee (2019)는 흰점박이꽃무지 유충 분말을 머핀에 첨가하였는 데 탄성과 응집성에서는 유의적인 차이를 보이지 않았으며 , 씹힘성은 흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가하지 않은 머 핀이 가장 낮은 값을 나타내었다고 보고하였다.

Table 5. Effect of Protaetia brevitarsis larvae powder on the texture properties of chicken meat emulsion-type sausage

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흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가에 의해 나타나는 소시지 의 항산화 효능을 알아보기 위해 흰점박이꽃무지 유충 분 말 첨가량을 달리한 소시지의 총 폴리페놀 함량을 Fig. 4 에 나타내었다.

Fig. 4. Total phenolics content and DPPH radical scavenging activity of emulsion-type chicken meat sausage according to the amount of Protaetia brevitarsis larvae powder.

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총 페놀 함량 측정은 항산화 연구에 널리 이용되는 방법 이며, 페놀 화합물은 식물계에 존재하는 2차 대사산물로 항산화 활성의 간접적 지표로 활용될 수 있다. 흰점박이꽃 무지 유충 분말 첨가 소시지의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 첨가량에 따라 대조구는 15.02 mg GAE/100 g, 1% 첨가구는 23.35 mg GAE/100 g, 2% 첨가구는 27.37 mg GAE/100 g, 3% 첨가구는 31.39mg GAE/100 g으로 측정 되어 흰점박이꽃무지 유충 분말을 첨가하지 않은 대조구에 비하여 흰점박이꽃무지 유충 분말의 첨가량에 따라 총 페 놀 함량이 증가하는 경향을 보였다.

흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가 소시지의 DPPH 라디칼 소거능의 측정결과는 Fig. 4에 나타내었다. DPPH 라디칼 소거능 활성은 DPPH가 짙은 자주색을 띠는 비교적 안정 한 자유라디칼로 수소 원자나 전자를 공여할 수 있는 능력 을 평가하는 것으로 DPPH가 안정한 자유라디칼로 환원되 면서 환원반응을 측정해 라디칼 특유의 보라색이 옅은 노 란색으로 변하는 원리이며 항산화 활성 측정에 주로 이용된 다. 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가 소시지의 DPPH 라디 칼 소거능을 측정한 결과 10 ppm Ascorbic acid는 55.07% 활성을, 대조구는 40.05% 활성을, 1% 첨가구는 45.01%, 2% 첨가구는 46.59%, 3% 첨가구는 57.30%의 활성을 보 이면서 흰점박이꽃무지 유충 분말 첨가량에 따라 DPPH 라디칼 소거능의 활성이 증가하는 경향을 보였으며, 또한 10 ppm ascorbic acid와 비교했을 때 흰점박이꽃무지 유충 분말 3% 첨가구가 비슷한 활성을 보였다. Kim et al. (2018b)의 와송분말 첨가 소시지에서 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능이 첨가량에 따라 유의적으로 증가하 였다고 보고하였으며 Park & Kim (2019)은 아피오스 분 말을 소시지에 첨가했을 때 아피오스 분말 첨가량에 따라 총 폴리페놀 함량 및 DPPH 라디칼 소거능이 증가했다고 보고하여 이러한 실험결과와 유사했다. Lee et al. (2005)은 폴리페놀 함량과 free radical 소거활성의 관계가 비례관계 에 있다고 보고하여 흰점박이꽃무지 유충 분말 소시지의 항산화 활성 또한 유사한 결과를 보였다.