메밀속성장 및 시판된장의 품질특성

본 실험에서 사용한 메밀속성장은 Choi et al. (2011)의 방법으로 제조하여 판매되는 메밀속성장을 소세골농장에서 구입하였다. 시판된장(factory-style doenjang, FSD) 제품 4 종을 전북 전주 소재의 대형마트에서 구입하여 사용하였다. 본 실험에 사용된 모든 추출용매 및 시약은 analytical 및 HPLC 등급을 사용하였다.

시료의 수분함량은 AOAC법(AOAC, 2005)에 따라 상압 가열건조기(VS-1202D2N, VISION Scientific Co. Ltd., Bucheon, Korea)를 이용한 105℃ 상압가열 건조법을 이용 하여 분석하였다.

총당은 Dubois et al. (1956)의 방법에 따라 실시하였다. 시료 1 g을 증류수를 이용하여 100 mL로 정용하여 사용 하였다. 희석된 용액 2 mL를 test tube에 넣고 5%(v/v) phenol (Daejung Chemicals & Metals Co. Ltd., Siheung, Korea) 용액 1mL와 95% 황산(Daejung Chemicals & Metals Co. Ltd., Siheung, Korea) 5 mL를 가한 후 30분 동안 상온 에 방치하였다. 분광광도계(UV-2550, SHIMADZU, Kyoto, Japan)를 이용하여 470 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준 물질은 glucose (Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA) 를 0-500 mg/mL로 희석하여 검량선을 작성 후 총당 함량 을 산출하였다.

시료를 5 g씩 petri-dish에 담고 색차계(Color i7, X-rite Inc., Grand Rapids, MI, USA)로 L (lightness), a (redness), b (yellowness) 값을 측정하여 나타내었다. 이 때 사용한 표준 백색판 값은 각각 L=94.22, a=-0.21, b=2.76 이었다.

시료 5 g을 증류수로 10배(w/v) 희석하여 균질기(Ultraturrax T25, IKA Laboretechnik Co., Staufen, Germany)로 균질화한 후 여과지로 여과한 액의 염도를 디지털 염도계 (PAL-ES3, Atago Co. Ltd., Tokyo, Japan)로 측정하여 % 로 나타내었다.

아미노태질소 측정은 Choi et al. (2011)의 방법을 변형 하여 측정하였다. 시료 5 g에 증류수를 넣어 25 mL로 정용 하고 진탕항온수조(Wisebath WSB-30, DAIHAN Scientific, Seoul, Korea)에서 150 rpm, 30분 진탕 추출하여 원심분리 (10,000 rpm, 10분) 후 여과(Whatman No. 2)한 여액을 실 험에 사용하였다. 시료 5 mL, 중성 formalin 용액(Daejung chemicals & Metals Co. Ltd., Siheung, Korea) 10 mL, 증류 수 10 mL을 넣은 비커에 0.5 N NaOH (Daejung chemicals & Metals Co. Ltd., Siheung, Korea)로 pH 8.4 될 때까지의 적정량(A)와 시료 5 mL, 증류수 20 mL을 넣은 비커에 0.5 N NaOH (Daejung Chemicals & Metals Co. Ltd., Siheung, Korea)로 pH 8.4 될 때까지의 적정량(B)를 이용하 여 아미노태질소 함량을 산출하였다.

$\text{아미노태질소}\left(\text{mg\%}\right)\text{=}\left(\left(\text{A-B}\right)\text{×0.0007×F×D×100}\right)\text{/S}$

아미노산 측정을 위해 AccQ-Tag법(Noh et al., 2008)을 사용하였으며 아미노산 유도체화를 위해 Waters AccQ-Tag Ultra Derivatization kit (Waters, Milford, MA, USA)를 사 용하였다. 분석은 Waters ACQUITY UPLC system (Waters, Milford, MA, USA)과 2.1×100 mm AccQ-Tag Ultra column (Waters, Milford, MA, USA)을 이용하였고 이동상용매는 AccQ-Tag Ultra Eluent A & B (Waters, Milford, MA, USA), 샘플 20°C, column 55°C, 검출기 260 nm, 유속은 0.7 mL/ min로 kit에서 제시한 gradient를 이용하여 측정하였다. 표 준 아미노산은 amino acid standard H (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, IL, USA)를 이용하여 아미노산을 확인하였다.

Rutin 및 quercetin은 Cho & Lee (2015)의 방법을 변형 하여 측정하였다. 시료 5 g에 70% 에탄올(Avantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, USA) 20 mL을 가하고 60°C에서 1시간 초음파 추출 후 원심분리기를 이 용하여 10,000 rpm, 10분간 원심분리 하였다. Whatman No. 2 여과지를 이용하여 여과한 여액을 25 mL 메스플라스 크에 정용하여 HPLC System (Agilent Technologies 1200 series, Agilent, Waldbronn, Germany)을 이용하여 분석 하였다. Column은 Capcell Pak C18 column (UG120 S-5, Shiseido Co. Ltd., Tokyo, Japan)을 30°C에서 분석하였고, 검출기는 UV 350 nm, 이동상은 선형 농도구배법으로 메탄 올/초산(95:5, v/v, A 용매, Avantor Performance Materials Inc., Center Valley, PA, USA) : 증류수(B 용매)를 0.5 mL/ min 속도로 흘려주었으며 시료는 5 μL를 주입하였다. 선형 농도구배법은 2단 선형 농도구배법을 이용하였고, 1단 선 형 농도구배법은 A 용매를 초기 10%에서 40분까지 70% 로 증가시켰고, 2단 선형 농도구배법은 40분 이후 A 용매 를 5분 동안 100%가 되도록 증가시켰다. 표준물질로는 rutin 및 quercetin (Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA)을 사용하였다.

DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 의한 전자공여능 (electron donation ability) 측정은 Kim et al. (2015)의 방 법을 변형하여 측정하였다. 시료를 80% 에탄올(Avantor Performance Materials, Inc., Center Valley, PA, USA)에 1 g/20 mL로 희석한 용액을 시료로 하여 시료 0.2 mL에 0.15 mM DPPH (Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA) 용 액 1 mL를 가하고 실온에서 30분간 반응시킨 후 분광광도 계(UV-2550, SHIMADZU, Kyoto, Japan)를 이용하여 525 nm에서 흡광도 감소치를 측정하였다. 이때 전자공여능은 시료 처리구와 무 처리구의 흡광도 차이를 계산하였다.

$\begin{array}{l}\text{Electron donating ability (\%)}\\ \text{=}\left(\text{1-}\left(\text{Abs. of sample/Abs. of control}\right)\right)\text{×100}\end{array}$

Total polyphenol 함량은 Kim et al. (2015)의 방법을 변 형하여 측정하였다. 시료 추출물 0.2 mL에 1 N Folin- Ciocalteu’s (Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA) 0.2 mL 가한 후 암실 및 실온에서 3분간 반응하였다. 반응 후 2% Na₂CO₃ (Daejung Chemicals & Metals Co. Ltd., Siheung, Korea) 2 mL 가하고 암실 및 실온에서 30분간 반응시킨 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질은 gallic acid (Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA)를 0- 500 mg/mL로 희석하여 검량선을 작성 후 total polyphenol 함량을 산출하였다.

모든 실험은 3회 이상 반복 측정하여 평균과 표준편차로 나타내었으며, SPSS 통계 프로그램(Version 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 통계처리 하였고, 사 후검정은 Duncan의 다중비교검정(Duncan’s multiple range test)을 이용하여 각 처리구 간의 유의적인 차이를 p<0.05 수준에서 분석하였다.

메밀속성장 및 시판된장 4종에 대한 수분 함량은 Table 1과 같다. 메밀속성장은 59.41±0.06%, 시판된장 4종은 50.85-53.70%로 메밀속성장이 된장보다 수분이 많은 장임 을 확인할 수 있었으며 시판된장 4종은 Jung & Roh (2004)의 논문과 유사한 함량을 보였다. Park et al. (1995) 의 연구 결과 된장의 수분함량은 담금 직후 40%대였으나, 숙성 3개월 후 50%대로 증가되었다고 보고하였고 이는 숙 성 과정 중의 액화 amylase 등의 효소에 의해 수용성 물 질이 증가되었기 때문이라고 하였다. 또한, Jung et al. (1994)의 보고에 따르면 된장의 최종 수분 함량은 제조원 료 자체의 수분 함량과 숙성기간 중의 상대 습도의 변화, 숙성 과정 중 고형분의 분해정도 차이에 의해 달라진다고 하였다.

총당 함량의 결과는 Table 1에 나타내었다. 메밀속성장 은 15.27±0.13%로 가장 높은 총당 함량을 나타내었으며 시판된장 4종은 7.53-11.40%로 측정되었다. Lee et al. (2000)과 Kim et al. (2004)의 연구결과에 의하면 일반된장 의 총당 함량은 6.0-12.73%로 보고하였으며, 본 연구 결과 와 유사하게 나타났다. 메밀 분말의 총당 함량은 70% 이 상(Lee et al., 1991)으로 메밀속성장은 메주 제조 시 메밀 분말을 혼합하기 때문에 시판된장에 비해 메밀속성장의 총 당 함량이 높은 것으로 추정된다.

된장의 색은 소비자의 품질 평가 기준 중 중요한 요인으 로 고려된다(Lee & Han, 2009). 메밀속성장 및 시판된장 4종에 대한 색도의 결과는 Table 2와 같다. 메밀속성장의 L, a 및 b 값은 28.34±0.14, 5.46±0.10 및 8.05±0.06으로 측정되었다. 시판된장 4종의 L 값은 25.96-34.18, a 값은 5.15-7.83, b 값은 6.56-12.23으로 나타났다. 메밀속성장은 시판된장에 비해 명도(L)와 적색도(a), 황색도(b)가 전반적 으로 낮게 측정되었으며 이는 메밀속성장이 시판 된장에 비해 어두운 적황색을 가진 것으로 판단된다. 메밀속성장 및 된장의 색도는 제조 시 원료의 종류, 원료배합, 발효기 간 및 유통과정에 따라 차이가 있는 것으로 추정된다.

식품에 첨가된 식염은 적당한 맛을 내는 동시에 수분활 성도와 삼투압을 조절하여 식품 중의 미생물 생장을 선택 적 억제시킴으로써 식품의 외관 및 저장성에 영향을 준다. 발효식품에 첨가되는 염은 부패 미생물의 생육을 억제하고 내염성의 발효미생물이 선택적으로 생장할 수 있도록 조절 해주는 역할을 한다(Lee, 2014). 염도의 측정 결과는 Fig. 1에 나타내었다. 메밀속성장의 염도는 7.44±0.10%, 시판된 장이 8.82-9.81%로 나타나 메밀속성장이 시판 된장에 비해 염도가 낮은 것으로 나타났다. 이는 메밀속성장은 단기 발 효 장이기 때문에 제조 시 일반 장류에 비해 염분을 적게 넣어 제조하기 때문이다. Jung & Roh (2004)의 연구결과 에 따르면 시판된장의 염도는 13.80-18.20%로 측정되었는 데 본 연구의 결과, 시판된장의 염도가 8.82-9.81%를 나타 내었기에 과거에 비해 시판된장의 염도도 낮아 진 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 지난 10여 년간 국민건강 측면에서 소금 섭취량을 낮추는 것이 권장되어 왔고 이를 반영하여 시판 장류의 저염화가 진행되었다는 Kim et al. (2016)의 보고와 비슷한 경향으로 생각된다. 또한, 메밀 속 성장은 기존 된장보다 염도가 낮은 메밀 속성장이 저염식 을 추구하는 소비 트렌드에 부합할 수 있으나 염도가 낮기 때문에 저장시 부패 등에 관한 추가 연구는 필요할 것으로 생각된다.

Fig. 1. Salinity content of buckwheat soksungjang and factorystyle doenjang. BS; Buckwheat Soksungjang, FSD; Factory-style doenjang. Each value is the mean±SD (n=3). Means with different letters (a-c) above the bars are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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아미노태질소는 된장의 정미성분으로 숙성 과정 중 콩 단백질이 protease에 의해 아미노산으로 가수분해 되어 구 수한 맛이 생성된다. 아미노태질소는 발효기간이 경과함에 따라 지속적으로 증가하고 된장의 저장 및 품질 변화 및 숙성도 지표로 사용된다(Jun & Song, 2012). 아미노태질소 함량은 Table 1에 나타내었으며 메밀속성장이 352.56± 12.72 mg%, 시판된장이 200.15-663.77 mg%로 나타났다. 시판 된장 중 FSD4 된장은 아미노태질소 함량이 높게 나 타났는데 유리아미노산 함량, 색도 등 전반적으로 FSD1-3 시료와는 다른 특성을 나타냈다. 이는 원료인 메주에서 오 는 차이로, 메주의 숙성 정도나 종국의 차이에서 기인한 것으로 추측된다. Park et al. (2000)의 결과에 따르면 시판 된장의 아미노태질소 함량은 207.6-443.5 mg% 범위로 보 고되어있으며. 메밀생황장의 경우 아미노태소질소 함량이 된장과 유사하여 단기발효 하여도 가식 가능한 수준까지 숙성되는 것을 확인 할 수 있었다.

메밀속성장 및 시판된장 4종에 대한 유리아미노산 함량 은 Table 3과 같다. 메밀속성장의 총 유리아미노산 함량은 85.09±3.67 μmol/mL로 나타났고, 시판된장 FSD1-3은 59.24- 81.16 μmol/mL, FSD4는 165.26 μmol/mL로 나타났다. 메밀 속성장의 유리아미노산 중 glutamic acid가 가장 많은 함량 을 나타냈고 다음으로 alanine, leucine 순으로 측정되었다. 시판제품 FSD1의 유리아미노산은 glutamic acid가 가장 높 았고 leucine, proline 순이었다. FSD2도 glutamic acid가 가장 높게 나타났으며 다음으로 leucine, glycerine 순이었 고, FSD3은 메밀속성장과 동일한 순으로 나타났다. FSD4 의 유리아미노산은 leucine이 가장 높게 나타났고 glutamic acid, phenylalanine 순으로 나타나 된장의 종류에 따라 함 유된 아미노산 조성에는 차이가 있었으나 전반적으로 glutamic acid와 leucine의 함량이 높은 것으로 나타났다. Jung & Roh (2004)의 연구 결과 된장의 유리아미노산은 제조 시 종균의 사용여부와 종류, 원료배합, 발효기간 및 조건에 따라 유리아미노산의 조성과 함량이 다르게 나타날 수 있다고 보고하였다. 일반적으로 유리아미노산은 맛 성 분에 따라 sweet amino acid (Gly, Ala, Ser, Thr, Pro), MSG like amino acid (Asp, Glu), bitter amino acid (Val, Met, Ile, Leu, Tyr, Phe, His, Arg), sulfurous amino acid (Cys)와 단맛 혹은 쓴맛을 나타내는 lysine 등으로 구분을 한다(Kim & Rhee, 1990). 메밀속성장에서 MSG like amino acid인 아스파라긴산과 글루탐산은 25.6%(21.78 μmol/mL)로 시판 된장 FSD1-4의 16-22%에 비해 감칠맛 을 내는 아미노산의 비율이 높았다.

Rutin은 quercetin을 aglycone으로 하여 rutinose (rhamnose +glucose)로 구성된 수용성 flavonoid 화합물로 혈관계 질 환 치료제로 이용되는 것이 보고되어 있으며, 동물의 임상 학적 실험에서 rutin을 정맥 내 투여 시 콜레스테롤 저해하 는 효과가 있다(Lee et al., 2005). Rutin 및 quercetin 함량 은 Table 4에 나타내었다. 본 연구에서 분석한 모든 시료 에서 rutin은 측정되지 않았고 quercetin 함량은 메밀속성장 의 경우 0.78±0.01 mg%, 시판된장의 경우 0.29-1.16 mg% 로 나타났다. Lee et al. (2005)의 연구에 따르면 증자 및 제국과정 중의 메밀의 rutin 함량이 감소하는 결과를 보였 다. 또한, 메밀첨가 반제품 고추장 발효 시 rutin은 감소하 여 완전히 분해되었고 quercetin은 증가한 후 감소하였다고 보고하였으며 이는 미생물에 의한 효소들로 인해 quercetin 까지 분해된 것이라 하였다. 메밀 및 메밀식품에서의 rutin 함량의 분석 결과(Cho & Lee, 2015)에 따르면 rutin은 메 밀의 조리과정뿐만 아니라 제조과정 중에서도 quercetin으 로 분해되었다고 하였다. 선행연구 결과 모두 본 연구의 결과와 동일한 경향으로 나타났다. 추후 메밀속성장용 메 주와 메밀속성장의 숙성 및 저장기간에 따른 rutin 및 qeurcetin의 분석이 필요하다고 판단된다.

활성산소는 인체 내에서 질병과 노화를 일으키는 원인 물질로써 라디칼 소거능은 활성산소의 항산화력 및 노화억 제 작용의 척도로 평가될 수 있으며(Warner et al., 1987), DPPH 전자공여능은 시료의 flavonoids 및 polyphenol성 물 질 등에 대한 항산화 작용의 지표라고 할 수 있다(Hertog et al., 1993). Lee et al. (2009)의 보고에 따르면 대두를 이용한 식품의 항산화 효과는 대두 중에 함유된 항산화 물 질인 tocopherol 및 유리 phenolic acid와 장류제품의 숙성 과정 중 원료인 콩과 기타 곡류 등의 분해에 의해 생성된 여러 아미노산, 펩타이드 성분들 및 용출된 페놀 화합물 등에 의한 것이라 하였다. 메밀속성장 및 시판된장의 DPPH 전자공여능, total polyphenol 함량은 Table 5와 같 다. DPPH 전자공여능 측정 결과 메밀속성장은 62.21± 0.45%, 시판된장은 44.07, 45.09, 53.01, 68.50%로 나타났 다. Jung & Roh (2004)의 DPPH 전자공여능 연구 결과 녹차된장은 67.24%, 시판된장이 29.31, 41.37 및 53.45%로 측정된 결과와 유사한 경향으로 나타났고, 제품에 따라 두 류의 함량, 제조 방법 등의 차이에 따라 다르게 나타난 것 이라 하였다. 메밀속성장의 전자공여능이 대부분의 시판된 장에 비해 높게 나타난 것은 메밀에 우수한 항산화 물질들 이 포함되어 있어(Kwak et al., 2004) 메밀의 함량이 높은 메밀속성장의 DPPH 전자공여능이 높은 것으로 추정된다.

Total polyphenol 화합물들은 항암작용, 혈압강하작용, 항 산화작용, 진경작용, 간 보호 작용 등 여러 효과들이 밝혀 졌고, total flavonoid 화합물은 estrogen작용, 진경작용, 살 균작용, 진정작용, tyrosinase저해작용 및 항산화활성을 나 타낸다(Son, 2007). Total polyphenol은 식물계에 널리 분 포되어 있는 대사산물의 하나로서 다양한 구조를 갖는데, 특히 이 중 phenolic hydroxyl기가 항산화 등과 같은 생리 활성 기능을 나타낸다(Oh & Kim, 2007). Total polyphenol 측정 결과, 메밀속성장은 447.51±14.61 mg%, 시판된장은 328.26-407.51 mg%로 측정되었고 메밀속성장이 시판된장에 비해 total polyphenol 함량이 높게 나타났다. 본 연구 결과 메밀속성장 및 시판된장의 DPPH 전자공여능 경향과 total polyphenol 함량의 경향이 유사하게 나타났고, total polyphenol 함량의 경향과 항산화능의 경향이 유사하다는 보고 (Ryu et al., 2005; Lee et al., 2009)와 유사한 결과로 나타 났다.