서 론
콩은 단백질 단백질 40%, 탄수화물 30%, 지질 20%를 가지고 있는 영양가가 매우 높고, 세계적으로 가장 많이 소비되는 작물 중 하나이다. 분리대두단백(isolated soybean protein)은 콩에서 단백질만 분리하여 지방을 제거한 식물 성 단백질로서 이취, 이미가 없고 단백질 함량이 매우 높 아 단백질원으로서 활용도가 매우 높다(Hong et al., 2008;Cheong et al., 2019). 콩 단백질을 구성하고 있는 아미노 산은 glutamic acid, aspartic acid, glycine, alanine, serine, threonine 등 정미성 아미노산을 가지고 있으며, 그 중에서 도 25%가 glutamic acid인 것으로 알려져 있다(Jeong et al., 2006). 대두단백질은 그 자체로는 맛을 내지 않지만, 단백질이 분해되면 정미성 아미노산이 다량 생성되면서 감 칠맛을 내는 성질을 갖게 된다(Kim, 2005). 특히 일반적인 단백질 분해 효소를 사용하여 분해하는 것보다 각종 미생 물을 접종하여 발효를 진행하게 되면 미생물이 분비하는 단백질 분해 효소에 의해 콩 단백질이 분리되어 아미노산, 펩타이드 등의 정미성분에 의해 복합적인 맛과 향을 내며 국내에서는 주로 간장, 된장 등의 조미료 원료로 사용되고 있다(Kim, 2013). 간장은 콩을 발효시켜 만든 발효 식품으 로, Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae 등에 의해 단백질 이 분해되는 과정에서 펩타이드, 아미노산, 유리당, 유기산 이 생성되어 감칠맛, 단맛 등을 주게 된다. Park et al. (2015a)과 Park et al. (2015b)은 간장 내 이러한 감칠맛을 활용하여 식품에 간장을 사용할 경우 적은 소금함량에도 불구하고 충분히 짠맛을 낼 수 있다고 보고하기도 하였다.
소금(sodium chloride, NaCl)은 인체의 생리작용에 있어 서 필수적인 물질로서 식품에서 짠맛 뿐만 아니라 미생물 의 생육을 억제하여 식품의 보존성을 부여하는 등의 다양 한 기능을 가지고 있으나 소금의 다량 섭취에 의한 고혈압, 뇌졸중, 심장질환 등의 성인병 유발 등에 대한 건강상의 문제도 함께 지적되고 있어, 국내에서는 나트륨의 섭취를 줄이고자 하는 끊임없는 노력을 하고 있다(Park et al., 2000;Brown et al., 2009;Joe, 2010; KCDC, 2010). 과량 의 나트륨 섭취가 문제가 되면서 정부와 식품업계, 외식업 계에서는 가공식품과 음식에서 나트륨을 사용을 줄이고자 노력하고 있으나 나트륨의 사용이 음식이나 가공식품의 맛 과 직접적으로 연관되어 쉽지 않은 현실이다(Breslin & Beauchamp. 1997;Brown et al., 2009). 나트륨의 사용을 줄기이 위한 노력으로 KCl이나 CaCl2, MgCl2와 같은 대체 염의 사용(Gurdia et al., 2006), 감칠맛을 활용한 짠맛의 인지 향상(Lee, 2009), 향을 활용하는 방법(Djordjevis et al., 2004) 등이 있다.
국내에서 식물성 단백질에 대한 연구로는 대두 단백질의 효소가수분해 및 그의 특성(Kim, 2010;Hwang et al, 2015;Kim & Shin 2019), 가수분해물 펩타이드의 연구, 식물성 단백질을 이용한 조미 물질 제조(Shin et al., 2007) 등이 있으나 대두단백질 효소가수분해물의 짠맛 증진 효과 에 대한 연구는 거의 없다.
본 연구는 분리대두단백질의 효소가수분해물을 이용하여 조리 적용시 어느 정도의 짠맛 증진효과를 나타내는지 샐 러드 드레싱에 적용하여 알아보고자 하였다.
재료 및 방법
실험에 사용된 생수(Kwang Dong Pharm. Co., Jeju, Korea)는 시중 대형마트에서 구입하여 사용하였으며, 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. 분리대두단백 효소가수분해물(enzymatically hydrolyzed isolated soybean protein, eHISP)은 분리대두단백질(Suihua Jinlong Vegetable il Co. Ltd., Heilongjiang, China)을 사용 하였으며, 이를 증류수에 넣고 고속균질기(HG-15A, Daihan Scientific Co., Wonju, Korea)를 이용하여 10% 농도로 분 산시킨 후 회분식 아임계수 장치에 넣어 2 MPa, 230oC 조 건에서 가수분해 시켰다(Hwang et al., 2015). 제조된 가 수분해물은 고압멸균기에 넣어 121oC에서 30분간 살균처 리를 진행 후 Bacillus subtilis TP-6 배양액과 Aspergillus oryzae 유래 Flavorzyme (Novozyme, Bagsyaerd, Denmark) 을 사용하여 효소 가수분해를 진행하였다. 이 중 B. subtilis TP-6는 10% 밀 글루텐 현탁액에 yeast extract와 탄소원 으로 포도당(glucose)과 자일로오스(xylose)를 각각 1% 첨 가 후 24시간 배양하였고 이를 다시 밀 글루텐 배지에 배양하여 효소원으로 사용하였다. 발효과정은 100 MPa, 50oC의 처리 조건에서 분리대두단백 가수분해물과 효소를 넣어 24시간 동안 발효를 진행하였으며, 발효가 끝난 후 연속식 원심분리기(Tubular centrifuge A-V10675G, Tomoe Engineering Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 12,000 rpm에서 20분간 원심분리하여 상등액을 회수하였다. 회수 된 상등액은 활성탄(No. 2524, Shinki Chemical Co. Ltd., Yangsan, Korea)을 사용하여 탈색을 시킨 후 0.45 μm PTFE 막여과기(Sartourius, Gottingen, Germany)로 여과하였다. 여과된 물질은 동결건조기에서 5일간 건조 후 분쇄하였으 며, 분말화된 상태로 ㈜바이오벤(Bucheon, Korea)에서 제 공받아 사용하였다.
샐러드드레싱의 재료 배합은 Kremer et al. (2009), Park et al. (2015), Youn (2015)을 참고하여 제조하였으며, 시료 의 재료 배합비는 Table 1과 같다. 샐러드드레싱의 NaCl 농도는 2.0%였으며, eHISP를 첨가하지 않은 대조구와 eHISP를 0.1%, 0.5%, 1.0%, 1.5% 첨가한 시료를 비교평가 하였다. eHISP의 첨가량은 eHISP의 강도평가 결과 0.1% 첨가구에서 짠맛의 증진효과가 나타나 이를 최저농도로 선 정하였으며, 0.1%-2.0% 범위를 기준으로 임의의 농도를 선정하여 예비실험을 진행하였으며, 색, 향, 감칠맛 등의 강도를 고려하여 최종적으로 0.1%, 0.5%, 1.0%, 1.5%를 최종 농도로 결정하였다. 샐러드드레싱의 제조방법은 올리 브오일과 발사믹 식초, 후추를 Warning blender (HGB25E, Warning Laboratory Science, Torrington, CT, USA)에 넣고 low 단계에서 30초, high 단계에서 40초간 교반한 후 대조 구에 사용된 NaCl과 비교평가 시료인 NaCl 및 eHISP를 농도별로 첨가한 시료를 각각 high 단계에서 10초간 교반하 였다. 시료는 평가 1시간 전에 만들어 상온에서 보관 후 백 색의 일회용 용기(PS 소스컵 φ70 mm×H 30 mm, Daeheung Industrial Co., Jeonju, Korea)에 5 mL씩 담아 뚜껑을 덮어 제공하였다. 양상추는 하단부를 제거한 후 부드러운 잎 부 분만을 사용하여 가로 4 cm, 세로 4 cm로 잘라 0oC 이하의 흐르는 물에서 2회 세척 후 야채탈수기(Meyer mini salad spinner, Motor Millons Electric Industries Co., Seoul, Korea)에 넣어 3분간 탈수시킨 다음 냉장보관하였다. 평가 5분 전 냉장보관한 양상추와 샐러드드레싱을 섞어서 제공 하였으며, 포크를 사용하여 시료를 먹을 수 있도록 하였다. 이 때 각 시료 용기에는 난수표에서 무작위로 추출한 세 자리 숫자를 부착하여 시료를 구분하도록 하였다. 시료와 시료 사이에 입을 헹굴 수 있도록 38±2ºC로 가온한 생수 와 테두리를 제거한 20 g의 식빵을 함께 제공하였다.
분리대두단백 효소가수분해물을 물에 용해 시킨 후 Whatman filter paper (Whatman No. 2, GE Healthcare Bio- Science, Puttsburgh, PA, USA)로 여과하고 HPLC급 증류 수(HoneyWell Burdick & Jackson Chemicals, Muskegon, MI, USA)로 희석한 후 syringe filter (PTFE 0.2 μm, Tokyo Roshi Kasha Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 dionex ion chromatography (ICS-900, Thermo Scientific Inc., Waltham, MA, USA)로 분석하였다. 이렇게 분석한 분리대두단백 효 소가수분해물의 나트륨 함량은 환산하여 소금함량을 계산하 고 시료의 제조에 참고하였다. 나트륨 함량의 표준 곡선은 표준용액(Dionex Six Cation-II Standard, Thermo Scientific Inc.)을 사용하여 작성하였다.
샐러드드레싱의 pH는 15 mL conical tube (Centrifuge tube FA352096, BD Falcon, Reynosa, Tamaulipas, Mexico) 에 각 시료별로 10 mL씩 담아 pH meter (Docu-pH meter, Sartorius, Göttingen, Germany)로 상온에서 3회 반복 측정하 였다. 각 시료의 색도는 지름 3.5 cm 원형 평판 접시에 시료 를 5 mL씩 담아 색차계(CM-5, Minolta Co., Osaka, Japan) 을 이용하여 L값(명도, lightness), a값(적색도, redness), b 값(황색도, yellowness)을 총 3회 반복 측정하였고, 이를 평 균값을 나타내었다. 이 때, 표준 백색판의 값은 L = 96.50, a = -0.10, b = -0.33이었다.
전주대학교 한식조리학과에 재학중인 남녀학생 중 훈련 된 35명의 패널을 대상으로 하여 대조구와 각 비교시료 2 개를 비교하여 15 cm 선척도에 표시하는 방식(2-alternative forced choice, 2-AFC)으로 짠맛의 강도를 평가(Kim, 2001;Kim, 2016)하도록 하였으며, 기호도는 좋아하는 정도(매우 좋음-매우 나쁨)를 15 cm 선척도로 평가하도록 하였다. 평 가를 시작하기 전과 시료를 맛 본 후 입을 헹구도록 하였 으며, 하나의 시료 비교 평가를 한 후 5분 정도의 휴식시 간을 두어 혀의 둔화 현상을 최소화하였다.
NaCl 첨가구와 농도별 eHISP 첨가구 간에 짠맛의 차이 가 있는지 알아보기 위하여 비모수적 대응2-표본 검정방법 인 윌콕슨 부호 순위 검정(Wilcoxon signed rank test)을 수행하여 시료 간의 유의적인 차이를 검증하였다(p<0.05). 시료의 이화학적 특성과 전반적인 기호도 차이를 알아보기 위하여 분산분석(ANOVA) 및 Duncan의 다중범위검정 (Duncan’s multiple range test)을 수행하였다(p<0.05). 모든 통계 분석은 SPSS package program (ver. 21.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하였다.
결과 및 고찰
소금과 eHISP를 사용하여 제조한 샐러드드레싱의 pH는 대조구의 경우 2.87±0.06, 실험구는 2.97±0.04 - 3.20±0.07 로 eHISP의 함량이 증가할수록 pH 값이 증가하는 경향을 보였으며, 대조구와 대부분의 첨가구 간에 유의적인 차이 를 나타내었는데(Table 1), 이는 첨가된 eHISP의 pH 값이 5.82±0.04으로 eHISP의 함량이 pH의 증가의 원인으로 판 단되며, 샐러드드레싱의 강도평가에서 eHISP의 첨가량이 많을수록 신맛의 강도가 낮아지면서 기호도가 높아지는 것 을 확인할 수 있었다(Kim & Shin, 2019). Kim & Shin (2019)의 eHISP의 묘사분석에 의한 관능적 특성을 보면 4 개의 신맛 특성을 보였으며, 강도에서 있어서는 짠맛, 쓴맛, 감칠맛에 비해서는 낮은 점수를 보였고, 단맛과는 비슷한 강도를 나타내었다. Kim (2012)은 시료의 색이 관능평가에 있어서 짠맛의 강도 차이 식별이나 맛의 평가에 있어서 영 향을 미친다고 하였으며, Youn et al. (2016)도 시료의 색 이 실제로 짠맛의 평가에 있어서 영향을 미치는 것으로 보 고하였다. 따라서 본 실험에서는 제조된 샐러드드레싱의 시료별 색도를 측정하였다. 샐러드드레싱의 색도에서 명도 의 경우 대조구가 가장 낮은 값을 보였으며, eHISP의 첨 가가 명도에 영향을 미쳐 대조구보다는 높은 명도값을 나 타내었으나 첨가량이 많아지면서 명도값이 감소하는 경향 을 보였다. eHISP 첨가구가 명도값이 높은 이유는 eHISP 의 색이 황갈색으로 eHISP가 첨가되면서 색이 밝아지다가 첨가량이 많아지면서 황색도가 높아지면서 명도값을 낮추 는 것으로 보인다. 적색도의 경우에서도 eHISP이 첨가량이 증가하면서 대조구에 비해 높은 값을 보이다가 첨가량이 많아지게 되면 오히려 낮아지는 경향을 보였다. 황색도의 경우에는 대조구가 가장 낮은 값을 보였으며, 첨가량이 증 가할수록 황색도가 점차 증가하는 경향을 보였으며, 1.5% 첨가구가 13.25±0.30으로 가장 높은 값을 보였다. 이는 eHISP 자체의 색이 황색계열의 색을 가지고 있어 나타나 는 경향으로 판단된다.
eHIPS를 이용하여 샐러드 드레싱의 짠맛 증진 효과를 알아보기 위하여 eHISP를 첨가하지 않고 소금만을 사용한 대조구와 eHISP의 첨가량을 달리한 실험구에 대해 짠맛 강도와 전반적 기호도에 대한 평가를 훈련된 패널을 대상 으로 진행하였다. NaCl 2.0%의 샐러드 드레싱 대조구(SC) 와 같은 NaCl농도에 eHISP를 0.1%, 0.5%, 1.0%, 1,5%의 비율로 첨가한 실험구를 이점 비교 관능평가(2-AFC)의 방 법으로 제공하여 짠맛 강도를 평가한 결과를 Fig. 1에 나 타내었다. 모든 시료의 소금 농도는 2.0%로 동일하였으나 eHISP가 첨가된 실험구들의 짠맛을 모두 강하게 인지하였 다. 0.1% 첨가구에서는 31%, 0.5% 첨가구는 29%, 1.0% 첨가구는 43%, 1.5% 첨가구에서는 52% 높게 짠맛을 인지 하는 것으로 나타나 eHISP 첨가량이 증가할수록 짠맛 증 진 효과는 큰 것으로 나타났으며, 대조구와 모든 eHISP 첨가구 사이에 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). Russel & Paul (2002)는 신맛이 쓴맛을 감소시키는 것과 동시에 짠 맛의 강도를 높일 수 있다고 하였는데, Kim & Shin (2019)에 의하면 eHISP가 강한 쓴맛을 가지고 있으면서 동시에 짠맛을 가지고 있는 것으로 보고하였다. 샐러드 드 레싱의 제조에 사용한 발사믹 식초의 신맛이 eHISP 특유 의 쓴맛을 감소시켜 eHISP가 가지고 있는 짠맛을 더욱 강 하게 느끼도록 한 것으로 판단된다. 또한 Kim & Shin (2019)의 묘사분석에서 eHISP가 쓴맛, 짠맛, 신맛 이외에도 강한 감칠맛을 나타내고 있어 이러한 여러 가지 맛들이 샐 러드 드레싱의 여러 첨가물과 함께 어우러져 짠맛 증진 효 과를 보인 것으로 보인다. 샐러드 드레싱의 전반적인 기호 도에 대한 결과를 Fig. 2에 나타내었는데 eHISP의 첨가량 의 증가할수록 기호도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 산도와 관련이 있는 것으로 보이는데, 실제로 샐러드 드레 싱에서 산도는 색을 유지하고, 향과 맛을 상승시키는 등 많은 영향을 미치기 때문에 드레싱에서 매우 중요한 요소 이다. 샐러드 드레싱의 pH를 보면 eHISP의 첨가량이 증가 할수록 증가하고 있으며, eHISP가 가장 많이 첨가된 실험 구를 제외하고 첨가량과 함께 기호도도 함께 상승하는 경 향을 보였다. Lee (2000)에 의하면 신맛과 기호도는 양의 상관관계를 나타난다고 하여 본 연구결과와 일치하는 결과 를 나타내었다. eHISP 1.5%의 첨가구에서는 기호도가 크게 낮아지는 경향을 보였는데 이는 쓴맛과 관련이 있는 것으 로 보인다. 일반적으로 단백질 소재를 가수분해하게 되면 아미노산 배열 중 아미노기를 가진 N-terminal과 아미노산 말단에 위치한 유리카르복실기를 갖는 C-terminal을 포함하 게 되어 쓴맛이 생성된다는 연구결과가 있으며(Lee, 2001), 이 쓴맛이 샐러드 드레싱 내 발사믹 식초의 신맛에 의해 어느 정도 가려질 수 있지만, 첨가량이 많아지게 되면 이러 한 가려짐 효과의 영향이 줄어들어 쓴맛이 강하게 느껴지 면서 기호도가 낮아진 것으로 판단된다.
요 약
본 연구에서는 분리대두단백 효소가수분해물(eHISP)의 짠맛 증진 효과를 알아보기 위하여 샐러드 드레싱 내 소금 의 양을 일정하게 하고 eHISP의 첨가량을 달리하여 짠맛 의 강도 평가와 전반적인 기호도의 차이를 비교하였다. eHISP의 첨가량이 1.5%일 때 대조구 대비 약 52%의 짠맛 증진효과를 보였으며, 0.1%, 0.5%, 1.0%에서도 각각 31%, 29%, 43%의 짠맛 증진 효과를 나타내어 eHISP의 첨가량 이 증가할수록 짠맛 증진효과가 증가하는 경향을 보였다. 대조구와 실험구간의 짠맛의 강도에 있어서도 유의적인 차 이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05). 전체적인 기호도에 있 어서는 eHISP의 첨가량이 1.0%까지는 증가하는 경향을 보 이다가 1.5%에서는 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 eHISP내에 존재하는 쓴맛의 유리아미노산의 양이 많아짐에 따른 것으로 판단된다. pH 값은 eHISP의 첨가량이 증가할 수록 증가하였으며, 명도와 적색도는 eHISP의 첨가량에 따 라 증가하다가 감소하였으며, 황색도는 첨가량에 따라 증가 하는 경향을 보였다. 샐러드 드레싱 제조시 eHISP의 첨가 가 짠맛과 기호도를 증진시키는 효과가 있어 다른 식품에 의 적용에 대한 연구도 추가적으로 필요할 것으로 보인다.
