47(12), 1294～1300(2018) https://doi.org/10.3746/jkfn.2018.47.12.1294
간장박 가수분해물로부터 풍미소스류 제조를 위한 반응향의 최적화
차용준․왕문봉 창원대학교 식품영양학과
Optimal Conditions of Reaction Flavor for Making Savory Sauce from Hydrolysates of Soy Sauce Residue
Yong-Jun Cha and Wenfeng Wang
Department of Food and Nutrition, Changwon National University
ABSTRACT This study examined the optimal reaction flavor (RF) conditions for making savory sauce from the hydro- lysate of soy sauce residue (SSR) as a by-product of soy sauce. Using three variables (proline, methionine, and glycine), a response surface methodology (RSM) based on a five level central composite design was applied to evaluate the odor and taste values obtained by QDA (quantitative descriptive analysis) as dependent variables. A model equation obtained from the RSM revealed an R-squared value of 0.85 for odor with a 0.007 lack of fit (P<0.05). The optimal RF conditions for making savory sauce were as follows: addition of 0.33% glutamic acid, 0.50% fructose, 0.99%
proline, 0.42% methionine, and 0.41% (w/v) glycine to the mixture hydrolysate (enzyme : acid hydrolysis＝1:1 ratio) of SSR with RF (120 min at 93°C). The odor score obtained under optimal conditions was 5.62, which was higher than the predicted value.
Key words: soy sauce residue, hydrolysate, response surface methodology, reaction flavor, savory sauce
Received 26 October 2018; Accepted 16 November 2018 Corresponding author: Yong-Jun Cha, Department of Food and Nutrition, Changwon National University, Changwon, Gyeongnam 51140, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-55-213-3513
서 론
우리나라에서 생산되는 양조간장은 대두, 탈지대두 또는 곡류 등에 누룩균과 같은 발효제(starter culture)를 배양하 고 식염수 등을 섞어 발효, 숙성시킨 후 그 여액을 가공한 것으로 정의하고 있다(1). 한국인의 식탁에서 없어서는 안 될 조미료인 양조간장은 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으 로도 즐겨 애용하고 있으며, 매년 그 생산량이 증가하여 2014년도에는 64,500톤으로 보고되었다(2). 양조간장 제 조의 압착공정에서 발생하는 가공부산물인 간장박은 간장 자체의 savory 향으로 알려진 4-hydroxy-2,5-dimethyl- 3(2H)-furanone(캐러멜향) 등과 같은 퓨란류를 함유하고 있어 관능적으로는 좋으나(3), 식염 함량이 높아 국내 장류 공장에서는 적절한 처리방법이 없어 사료나 기타 용도로 폐 기되고 있다.
간장박에 대한 연구로는 간장박으로부터 초음파탐침(ul- trasonic probe)을 이용한 효소적 가수분해의 효율을 높이 려는 연구(4), 효소분해간장의 제조에 활용된 연구(5), 간장 박의 아미노산 성분의 특성(6) 및 향기성분에 관해 연구(3)
로서 간장박 자체의 단백질 함량이 높아 식품학적인 가치가 충분하다고 하였다. 한편 생간장 원액에서 유리되는 간장박 을 13~15%라고 한다면(3) 대략 9,000톤 정도의 간장박이 국내 장류공장에서 미이용되기에 국가적으로는 자원량의 큰 손실이라 생각된다. 따라서 간장박의 유효이용을 통한 부가가치성 제품으로 개발된다면 우리나라 장류 산업뿐만 아니라 가공부산물의 재활용화로 환경적인 문제해결에서도 크게 기여할 것이라 생각된다.
반응향(reaction flavor) 기술은 식품 가공 및 조리식품에 서 관능적인 요소를 개선하기 위하여 많이 활용되어 온 방법 으로 전구물질인 아미노산과 당 성분의 Maillard reaction 및 Strecker degradation 반응을 통하여 생성되는 반응향 성분들의 메커니즘을 구명한 연구가 많이 보고되었다(7- 10). Hwang 등(10)은 pyrazine 화합물의 생성에 미치는 아미노산류의 반응 활성을 상호 비교하였고, Oh 등(9)은 반 응성이 강한 proline, glycine 및 glucose 간의 반응향 생성 모델실험을 통하여 생성되는 향기성분을 규명하여 반응향 의 기초자료로 활용되었다. 또한 함황아미노산인 cysteine 및 methionine과 amino-sugar 모델을 이용한 연구를 통하 여 함황화합물을 포함한 savory 향을 가지는 화합물의 생성 에 대한 연구도 보고되었다(11-13). 한편 이러한 반응향 모 델실험을 적용하여 식품가공에 적용한 연구도 보고되었는 데, Kim과 Beak(7)은 소고기향(burnt beef flavor)을 생성 하였고, Kim 등(8)은 boiled-type shrimp 향을 생성하여
Table 1. Coded level of independent variables in experimental design
Coded units
Independent variables1,2) Proline Methionine Glycine
−2
−1 0 1 2
0.67 0.83 1.00 1.17 1.33
0.17 0.25 0.33 0.42 0.50
0.33 0.67 1.00 1.33 1.67
1)The content (w/v) was g% of each additive per 100 mL of enzyme and acid hydrolysates of soy sauce residue (1:1 ratio, v/v).
2)First, 0.33% (w/v) of glutamic acid and 0.5% (w/v) of fructose were added to 100 mL of hydrolysates (enzyme hydrolysate : acid hydrolysate＝1:1 ratio) in advance.
소스류를 개발하는 데 적용하였다. 또한 수산가공부산물에 반응향을 적용한 연구로서 Ahn 등(14)은 홍게 가공부산물 인 자숙수로부터 향미제를 개발하는 데 반응향을 적용하였 으며, Beak 등(15)은 반응향으로 개발된 crab-like 향미제 의 저장 중 품질 특성을 보고하였다.
그러나 간장 가공부산물인 간장박의 단백질 또는 가수분 해물 등의 유효자원으로부터 부가가치가 높은 제품으로 전 환하고자 하는 시도는 거의 보고되지 않았다. 따라서 본 연 구에서는 전보(16)의 최적 조건에서 제조된 간장박 효소가 수분해물로부터 savory 향을 가지는 풍미소스를 제조하기 위하여 반응표면분석법을 적용하여 반응향의 최적 생성조 건을 구명하여 부가성의 소스류를 제조하기 위한 기초자료 로 활용하고자 하였다.
재료 및 방법
재료
간장박은 경남 창녕군 소재 성심마스타푸드로부터 2016 년 2월부터 수시로 제공받았으며, 시료는 폴리에틸렌필름 (두께 0.03 mm)으로 이중 포장하여 저온실(5~8°C)에 저장 하여 두고, 필요시마다 분쇄하여 실험에 사용하였다. 상업용 단백질 가수분해효소인 FlavourzymeTM 500 MG, Prota- mex® 및 AlcalaseTM 2.4 L은 Novozymes(Copenhagen, Denmark)의 제품으로 바이오시스(Busan, Korea)에서 제 공받았다. 반응향 실험에 사용된 proline(L-proline, Aji- nomoto Co., Inc., Tokyo, Japan), methionine(DL-me- thionine, Dongeun Co., Pyeongtek, Korea), glycine (KBF Co., Ltd., Gimhae, Korea), glutamic acid(DL-me- thionine, Dongeun Co.)는 각 제조사로부터 제공받았으며, fructose(ADM, Chicago, IL, USA)는 창원 소재 식품첨가 물상을 통하여 구입하였다.
일반성분, 아미노질소 및 염도
간장박의 일반성분은 AOAC법(17)에 따라 수분은 상압 가열건조법, 조단백질은 Semi micro-Kjeldahl법, 조지방 은 Soxhlet법, 조회분은 건식회화법으로 분석하였다. 아미 노질소는 Formol법(18)으로 분석하였다. 그리고 염도의 측 정은 시료 5 g을 증류수 30 mL에 넣어 10분간 잘 교반한 다음 여과한 여액을 취하여 염도계(YM-30D, Takemura Electric Work, Tokyo, Japan)로 측정하였다.
반응향 적용을 위한 간장박 base의 제조
반응향의 적용을 위한 기질은 간장박을 각각 효소 및 산으 로 가수분해한 가수분해물을 혼합하여 사용하였으며, 최적 배합조건은 관능검사를 통하여 결정하였다. 이때 간장박 효 소가수분해물의 제조조건은 전보(16)의 방법에 따랐다. 즉 간장박 8.79%(w/v)에 0.4%(v/v)의 AlcalaseTM 2.4 L을 첨 가하여(pH 7.0으로 조정) 2시간 동안 가수분해 후, 0.43%
(w/v)의 혼합효소(FlavourzymeTM 500 MG : Protamex®
＝1:1)를 첨가하여 50oC에서 4.43시간 반응시킨 후 90oC에 서 10분간 살균하여 여과한 여액을 효소가수분해물로 하였 으며, 산가수분해물은 100 mL의 6 N HCl에 간장박 40 g (w/v) 비율로 넣고 60oC로 조정된 이중자켓 반응조(500 mL 용량, 자체 제작)에서 48시간 동안 교반하면서 분해하였 으며, 6 N NaOH로 중화한 다음 여과하여 산가수분해물을 얻었다(19).
반응표면분석법에 의한 최적 반응향 생성 조건 결정 간장박 가수분해물로부터 소스류 조미소재에 알맞은 향 이 생성되도록 반응조건을 실시하였다. 예비실험을 통하여 얻어진 반응 전구물질인 아미노산류 및 당류를 간장박 가수 분해액에 일정량 첨가하여 93°C에서 120분간 진탕하면서 반응향을 유도하였고, 이들 반응향 생성물은 관능검사를 통 하여 가장 적합한 농도를 선택하였다.
반응표면분석을 위한 독립변수로는 3종의 유리아미노산 (proline, methionine, glycine)을 두고, 종속변수로는 odor 와 taste를 두었다. 실험영역은 예비실험을 통하여 얻어진 가장 좋은 첨가량을 중심점(0)으로 하였고, 각 농도에 맞게 끔 간격을 두고 +2에서 -2까지 설정하여 코드화하였다 (Table 1). 이때 전처리로서 간장박 가수분해물에 0.33%
(w/v) glutamic acid와 0.5%(w/v) fructose를 미리 첨가하 였다. 그리고 코드화한 디자인(Table 1)으로부터 Table 2 와 같이 중심합성계획법을 작성하였다. 즉 fractional point 8개(No. 1~8), star point 6개(No. 9~14), 그리고 central point 4개(No. 15~18)로 총 18개의 실험을 무작위로 수행 하였으며, 종속변수는 관능검사 패널에 의해 묘사분석(QDA, quantitative descriptive analysis)된 항목(odor, taste)의 결과값으로 표시하였다.
관능검사
간장박 가수분해물의 관능검사는 사전에 실험방법 및 내 용을 창원대학교 생명윤리위원회의 승인(IRB 승인번호:
104027-201607-HR-016)을 받은 후, 창원대학교 식품영
Table 2. Responses surface methodology of dependent variables for making savory sauce base from enzyme and acid hydroly- sates of soy sauce residue
Design point
Independent variables1)-3) Dependent variables4,5) Proline Methionine Glycine Odor Taste 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
−1 1
−1 1
−1 1
−1 1 2
−2 0 0 0 0 0 0 0 0
−1
−1 1 1
−1
−1 1 1 0 0 2
−2 0 0 0 0 0 0
−1
−1
−1
−1 1 1 1 1 0 0 0 0 2
−2 0 0 0 0
5.00 4.63 5.18 5.19 5.30 5.15 4.67 5.15 5.07 4.89 5.07 4.89 5.33 5.59 5.26 5.22 5.28 5.28
4.13 4.12 4.21 4.19 4.28 4.34 3.93 4.13 4.36 4.08 4.15 4.15 4.37 4.06 4.39 4.37 4.40 4.40
1)The coded levels of independent variables are same as in Table
2)The reactants for RSM were composed ahead by adding 0.33% 1.
(w/v) of glutamic acid and 0.5% (w/v) of fructose to enzyme and acid hydrolysates of soy sauce residue.
3)This experiment was conducted at 93°C for 120 min in a shak- ing water bath.
4)Dependent variables were performed by quantitative descrip- tive analysis (QDA) of 10 panelists.
5)Odor: savory odor value, Taste: sum of the smoke and the nutty taste values divided by two (mean value, n=3).
Table 3. Proximate composition, amino-N and salinity of soy sauce residue (SSR), enzyme (EH), and acid hydrolysate (AH) of SSR
Sample Moisture (%) Crude protein (%) Crude lipid (%) Crude ash (%) Amino-N (mg%) Salinity (%) SSR1)
EH2) AH
32.91±0.35 96.94±0.02 80.17±0.01
23.09±0.19 0.50±0.29 3.49±0.55
7.68±0.08 0.23±0.07 0.28±0.02
8.85±0.04 0.91±0.06 17.80±0.07
788.00±18.17 88.37±0.49 393.75±11.48
10.00±0.00 0.97±0.01 16.75±0.21
1)Quoted from Cha et al. (3).
2)Quoted from Cha and Wang (19).
양학과 학부생, 대학원생 및 교직원으로 구성된 30명을 대 상으로 임의의 3자리로 표시한 유리용기에 담아 제시된 시 료에 대하여 9점 평점법(1점: 대단히 싫음, 5점: 좋지도 싫지 도 않음, 9점: 대단히 좋음)으로 odor, taste 및 color에 대한 기호도 검사를 수행하였다. 한 개의 시료를 평가한 후에 반 드시 물로 입안을 행군 후 다음 시료를 평가하도록 하였다.
그리고 반응표면분석법에서 종속변수 값인 odor와 taste는 묘사분석(QDA)의 결과값으로 결정하였다. 즉 10명의 훈련 된 묘사분석 패널은 창원대학교 식품영양학과의 대학원생 및 학부 3년생 이상으로 관능품질평가에 대한 지식을 알고 있으며, 조미 소스류에 대해 6개월 이상의 반복교육을 통하 여 간장의 향미에 익숙하여 전문 분별력을 가진 자를 선정하
였다. 묘사분석된 odor와 taste는 각각 6개씩으로 표현되었 으며, 강도는 9점 척도법(특성강도가 가장 강할 때: 9, 가장 약할 때: 1)으로 표기하였다.
통계처리
중심합성계획법에 따른 반응표면분석은 SAS ver. 19(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 사용하였고, 3차원 반응 표면도를 SAS/GRAPH의 G3GRID와 G3D 절차를 사용하여 zero level에서 두 독립변수 간의 상관성을 검토하였다. 모 든 실험의 결과는 SPSS ver. 12(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 분산분석(ANOVA)으로 5% 유의수준에 서 수행하였다.
결과 및 고찰
간장박, 간장박 효소 및 산가수분해물의 일반성분, 아미노 질소 및 염도
원료인 간장박의 일반성분은 Table 3과 같다. 간장박의 조단백질은 23.09%, 아미노질소는 788.00 mg%였으나(3), 효소가수분해물은 조단백질 0.50%, 아미노질소는 88.37 mg%로서(16), 건물량으로 환산한다면 간장박의 아미노질 소 1,174.54 mg%에서 2,887.90 mg%로 2.46배 정도 단백 질에서 저분자물질로 전환되어 단백질분해효소의 반응효과 가 있었다. 그러나 액상 소스류 형태로 유통할 경우 식품품 질 면에서 조단백질의 함량이 매우 낮아 추가적 첨가가 필요 하였다. 한편 산가수분해물의 조단백질 함량은 3.49%, 아미 노질소 함량 393.75 mg% 및 염도는 16.75%로서 단백질원 으로 활용할 가치가 충분히 있었다. 따라서 본 실험에서는 산으로 분해한 간장박 가수분해물을 효소가수분해물에 일 정량 첨가하고자 하였다.
반응향 적용을 위한 간장박 base의 배합비 결정 상업용 단백질분해효소(AlcalaseTM 2.4 L, FlavourzymeTM 500 MG+Protamex®)에 의해 제조된 간장박 효소가수분해 물에 6 N HCl로 가수분해한 산가수분해물을 일정 배합비로 첨가하였을 때의 관능검사 결과값을 Table 4에 나타내었다.
산 및 효소가수분해물을 1:1로 혼합하였을 때 odor에서는 5.50으로 가장 높은 점수를 얻었고 그룹 간에도 유의하였다 (P<0.05). Taste에서는 산가수분해물 50%를 첨가할 경우 4.97로서 가장 높았고, 다음으로 30%에서 4.93이었으나 상
Table 4. Results of sensory evaluation by mixing ratio of acid hydrolysate of soy sauce residue (SSR) to enzyme hydrolysate of SSR
AH1): EH2) Score3)
Odor Taste Color
0% : 100%
30% : 70%
50% : 50%
70% : 30%
4.60±0.81a4) 4.67±1.12a 5.50±1.25b 4.63±1.16a
4.43±0.97a 4.93±0.87b 4.97±1.07b 4.33±0.96a
4.43±1.01 4.97±1.19 5.00±0.91 4.63±1.25
1)AH: acid hydrolysate of soy sauce residue.
2)EH: enzyme hydrolysate of soy sauce residue.
3)Sensory evaluation was executed by 9-point hedonic scale.
4)Means with different letters (a,b) within a column are signifi- cantly different (P<0.05).
Table 5. The results of quantitative descriptive analysis (QDA) on the central composite design of 18 experiments by applica- tion reaction flavor1)-3)
Run No
Odor Taste
Savory Smoke Nutty
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
5.00±0.22 4.63±0.34 5.18±0.17 5.19±0.39 5.30±0.42 5.15±0.39 4.67±1.23 5.15±0.61 5.07±0.57 4.89±0.29 5.07±0.25 4.89±0.73 5.33±0.29 5.59±0.17 5.26±0.50 5.22±0.06 5.28±0.61 5.28±0.28
4.74±0.13 4.45±0.30 4.67±0.11 4.85±0.17 4.78±0.45 5.04±0.17 4.56±0.12 4.63±0.86 4.82±0.28 4.41±0.42 4.82±0.35 4.67±0.51 4.92±0.42 4.78±0.38 4.82±0.28 4.78±0.38 4.56±0.29 4.91±0.45
3.52±0.07 3.78±0.30 3.74±0.42 3.52±0.32 3.78±0.19 3.63±0.36 3.30±0.50 3.63±0.17 3.89±0.48 3.74±0.52 3.48±0.17 3.63±0.23 3.81±0.34 3.33±0.29 3.96±0.44 3.96±0.61 4.24±0.85 3.89±0.62
1)Reaction flavor was conducted at 93°C for 120 min in a shak- ing water bath.
2)Raw material for reaction flavor was composed of enzymatic and acid hydrolysates (1:1 ratio, v/v) of soy sauce residue.
3)QDA was executed with 9-point hedonic scale by 10 panel members.
호 간에 유의차는 없었다. 그러나 color에서는 산가수분해 로 인하여 모두가 짙은 갈색을 띠므로 상호 간에 차이가 낮 았고, 시료 상호 간에도 유의하지 않았다(P>0.05). Kim 등 (5)은 멸치액젓과 간장박을 이용한 효수분해간장 제조 시 기질로서 멸치액젓 잔사만을 사용한 것보다는 간장박을 첨 가한 것이 관능적(맛과 향)으로 유의하게 우수하다고 하였 는데, 본 연구에서도 산 및 효소가수분해물의 단독보다는 혼용이 더 우수하게 나타났다. 따라서 산 및 효소가수분해물 을 1:1로 혼합하여 반응향의 기질로 사용하고자 하였다.
중심합성계획법에 따른 종속변수(odor, taste)의 묘사분석 결과값
Table 1에 코드화한 디자인으로부터 Table 2와 같이 중 심합성계획법으로 작성하였다. 즉 fractional point 8개(No.
1~8), star point 6개(No. 9~14), 그리고 central point 4개 (No. 15~18)로 총 18개의 실험을 무작위로 수행하였으며, 종속변수는 관능검사 패널에 의해 묘사분석(QDA)된 항목 의 결과값으로 표시하였다.
Table 5는 중심합성계획법에 의한 종속변수 값인 odor와 taste에 대한 10명의 훈련된 패널을 통하여 묘사분석에서 odor(savory)와 taste(smoke 및 nutty)의 결과값을 나타내 었다. Odor에서는 짠내(salty), 풍미향(savory), 간장향(soy sauce-like), 삶은 콩향(boiled soybean-like), 달콤한 향 (sweet), 젓갈향(fermented-fish like) 등 6개의 odor가 표 현되었고, taste에서는 감칠맛(savory), 훈연맛(smoke), 간 장맛(soy sauce-like), 쓴맛(bitter), 단맛(sweet), 고소한 맛(nutty) 등 6개의 taste가 표현되었다. Feng 등(20)은 Koji 발효에 의한 간장의 향은 숙성 초기에는 콩 및 알코올 향이 강하였으나 숙성 36시간 이후부터는 맥아향과 함께 간장향이 증가하였다고 하였다. 또한 Cha 등(3)은 간장박에 서 과일향을 가지는 4종의 ester류와 과일, 꽃 및 버섯향을 가지는 3종의 알코올류, 초콜릿, 아몬드 및 엿기름 향을 가 지는 4종의 알데히드류와 연기향, 나무향, 아몬드향 및 캐러 멜향을 가지는 방향족화합물류 및 퓨란류가 지배적이었다 고 하였다. 본 연구에서는 반응향 유도를 통하여 savory odor 및 taste, sweet odor 및 taste, 그리고 nutty 및 smoke
taste 등이 생성된 것으로 생각된다. Odor(savory)에서는 4.63~5.59의 범위를 나타내었고, smoke taste에서는 4.41
~5.04의 범위를, nutty taste에서는 3.30~4.24의 범위를 나타내었다. 그러나 본 연구에서는 반응향을 적용시키는 것 이 목적이므로 odor에서는 다른 향에 비해 높은 값을 나타 낸 savory를 선택하였으며, taste는 차후 최종 제품에서 첨 가물로 조절이 가능하므로 savory 대신에 smoke 및 nutty taste 결과값을 합하여 2로 나눈 값을 taste의 종속변수 값 으로 선택하였다.
반응표면분석법에 의한 최적 반응향 생성 조건 결정 Table 2의 중심합성계획에 따라 얻어진 종속변수인 odor 및 taste 결과값을 다중회귀분석한 결과는 Table 6과 같다.
5% 수준에서 유의성(P<0.05)이 있는 것은 1차항(linear)에 서는 없었고, 이차항(quadratic)의 odor에서는 proline 및 methionine이, taste에서는 proline, methionine, glycine 모두가 유의하였다(P<0.05). 그리고 교차항(crossprod- uct)에서는 [Pro]×[Met] 및 [Met]×[Gly]이 odor에서 유 의하였고, [Met]×[Gly]은 taste에서 유일하게 유의하였다 (P<0.05). 적합결여검증(lack of fit)에서 odor와 taste 모두 0.007 및 0.003으로 나타나 0.05보다 낮아 설계된 반응모 형이 완전하지 않은 것으로 나타났다. 하지만 결정계수(R2) 가 odor에서는 0.852로, taste에서는 0.801로 나타나 1에 가까우며, 전체 모델(total model)에서 odor와 taste의 유의 확률이 각각 0.016 및 0.043으로 P<0.05보다 낮아 가정된
Table 6. Model coefficients estimated by multiple linear re- gression for dependent variables (odor and taste) for making sea- soning sauce from enzyme and acid hydrolysates of soy sauce residue
Factor Coefficient
Odor Taste
Constant Linear [Pro]
[Met]
[Gly]
Quadratic [Pro]2 [Met]2 [Gly]2 Crossproduct [Pro]×[Met]
[Pro]×[Gly]
[Met]×[Gly]
5.224**
0.021 0.029
−0.016
−0.079*
−0.079* 0.041 0.126* 0.086
−0.171*
4.369**
0.049
−0.026 0.041
−0.048*
−0.065*
−0.049* 0.016 0.036
−0.089* Model
Linear Quadratic Crossproduct R-square Total model Lack of fit
0.717 0.013 0.009 0.852 0.016 0.007
0.097 0.034 0.098 0.801 0.043 0.003
*P<0.05, **P<0.01.
A B C
Fig. 1. Response surface plot for the effect of two independent variables on the score of odor. A, glycine (Gly) and methionine (Met); B, glycine (Gly) and proline (Pro); C, methionine (Met) and proline (Pro).
A B C
Fig. 2. Response surface plot for the effect of two independent variables on the score of taste. A, glycine (Gly) and methionine (Met); B, glycine (Gly) and proline (P); C, proline (P) and methionine (Met).
반응모형이 자료에 잘 적합하다고 생각되었다(21). Kim 등 (5)의 효소분해간장의 최적화 조건 및 Ahn 등(14)의 게향 제조를 위한 최적 조건을 위한 반응표면분석에서도 적합결 여검증이 0.05보다 낮게 나타났으나 전체적인 모형(total regression)이 0.05보다 낮았고(P<0.05), R2이 0.85 이상 으로 가정된 반응모형이 자료에 완전하지 않지만 적합한 것 으로 판단하였다. 또한 양파 껍질로부터 플라보노이드의 최 적 추출조건을 반응표면분석법으로 결정한 Jeon 등(22)의 보고에서도 본 실험의 결과값과 같은 경향을 보였다.
Fig. 1은 반응표면분석에서 odor에 미치는 두 독립변수 간의 모형(A~C)을 표시하였다. Methionine과 proline에서 는 proline의 농도 감소가 odor에 크게 기여하였고, proline 과 glycine 간에는 proline 및 glycine의 농도가 증가할수록 오히려 odor 값이 증가하였다. Methionine과 glycine에서 는 methionine의 함량이 0.5 이하에서 glycine의 함량이 1.0 이하로 낮을수록 odor 값에 기여도 높았다. Fig. 2의 taste에 대한 기여도(A~C)에서는 methionine의 함량(0.6 이내) 증가에 상관없이 proline 증가가 taste에 기여도가 높 았고, glycine은 함량이 증가할수록(1.0 이내) taste에 기여 도가 높았다. 그러나 proline과 glycine에서는 역상관성을 보여 proline의 농도 증가와 glycine이 감소할 때 오히려 taste에 기여도가 높았다.
본 실험은 반응향 생성을 목적으로 하였기에 이러한 odor 을 위한 모델식은 odor score＝5.224+0.021[Pro]+0.029 [Met]－0.016[Gly]－0.079[Pro]2－0.079[Met]2+0.041 [Gly]2+0.126[Pro][Met]+0.086[Pro][Gly]－0.171 [Met][Gly]이었다. 이의 반응모형을 정준분석(canonical analysis)으로 분석한 세 고유값(eigenvalues)의 부호가 양 수와 음수로 존재하고 있어 정상점(stationary point)은 안 장점(saddle point)을 나타내고 있었으며, 이때의 예측치는 5.23으로 나타났다. 이러한 예측치는 최고점이라 할 수 없으 므로 최대의 값을 얻기 위하여 능선분석(ridge analysis)을 실시하였다. 그 결과 본 실험에서 설정한 영역 내의 최대 반경 1.0에서의 값을 구하였다. 얻어진 결과값을 종합적으 로 정리하면 기질(간장박 효소 및 산가수분해물 혼합물)에 먼저 0.33%(w/v)의 glutamic acid 및 0.5%의 fructose를 첨가한 후, 다음으로 proline 0.99%(w/v), methionine 0.42
%(w/v) 및 glycine 0.41%(w/v)를 넣고 93°C에서 120분간 반응시키는 것이 가장 바람직하였고, 이때의 관능검사 실측 치 odor의 점수는 5.62로 가장 높은 값을 나타내었다.
요 약
간장박 가수분해물로부터 풍미소스류를 제조하고자 반응향 을 적용하여 최적 조건을 반응표면분석법으로 구하였다. 기 질은 산 및 효소가수분해물을 1:1로 혼합하였을 때 odor와 taste에서 각각 5.50 및 4.97로서 가장 높은 점수를 얻었고 그룹 간에는 유의하였다(P<0.05). 중심합성계획법에 의한 묘사분석 결과 odor에서는 savory odor, taste에서는 smoke 및 nutty taste의 평균값을 종속변수 값으로 선정하였다. 반 응표면분석법을 통하여 얻어진 odor의 모델식은 5.224+
0.021[Pro]+0.029[Met]－0.016[Gly]－0.079[Pro]2－ 0.079[Met]2+0.041[Gly]2+0.126[Pro][Met]+0.086 [Pro][Gly]－0.171[Met][Gly]이었다. 적합결여검증에서 odor와 taste 모두 0.007 및 0.003으로 나타나 0.05보다 낮았지만, 결정계수가 odor에서는 0.85, taste에서는 0.80 으로 나타났고, 전체 모델에서 odor와 taste가 각각 0.016 및 0.043으로 P<0.05보다 낮아 반응모형이 적합하다고 생 각되었다. 이러한 조건을 만족하는 최적 반응향 조건은 기질 (간장박 효소 및 산가수분해물 혼합물)에 먼저 0.33%(w/v) 의 glutamic acid 및 0.5%의 fructose를 첨가한 후, 다음으 로 proline 0.99%(w/v), methionine 0.42%(w/v) 및 gly- cine 0.41%(w/v)를 넣고 93°C에서 120분간 반응시키는 것 이 가장 바람직하였고, 이때의 관능검사 odor 값은 예측치 5.23보다 실측값은 5.62로 가장 높은 값이었다.
감사의 글
본 논문은 중소기업청에서 지원하는 2015년도 산학연협력 기술개발사업(과제번호: C0364364)의 연구수행으로 인한
결과물이며 이에 감사드립니다.
REFERENCES
1. Korean Ministry of Food and Drug Safety. 2017. Food Stand- ard Codex. Korean Ministry of Food and Drug Safety, Osong, Korea. p 206-207.
2. Korea Agro-Fisheries & Food Trade Corporation. 2015. Pro- cessing Food Part Report. http://www.atfis.or.kr/article/M00 1050000/view.do?articleId=2029&page=6&searchKey=&se archString=&searchCategory= (accessed Dec 2017). p 36-37.
3. Cha YJ, Wang W, Cha HR. 2016. Studies on volatile flavor compounds of soy sauce residue. J Korean Soc Food Sci Nutr 45: 1755-1761.
4. Chen X, Luo Y, Qi B, Luo J, Wan Y. 2017. Improving the hydrolysis efficiency of soy sauce residue using ultrasonic probe-assisted enzymolysis technology. Ultrason Sonochem 35: 351-358.
5. Kim H, Lee JS, Cha YJ. 2002. Processing of functional en- zyme-hydrolyzed sauce from anchovy sauce and soy sauce processing by-products. 1. Optimization of hydrolysis con- ditions by response surface methodology. J Korean Soc Food Sci Nutr 31: 653-657.
6. Gao XL, Zhao SW, Sun PF, Lu J. 2013. Isolation, identi- fication and amino acid composition of proteins in soy sauce residue. Modern Food Sci Technol 29: 2512-2516.
7. Kim KW, Beak HH. 2003. Development of a burnt beef fla- vor by reaction flavor technology. Korean J Food Sci Technol 35: 1045-1052.
8. Kim MC, Oh JH, Kim BY, Cho SM, Lee DS, Nan MH, Lee YB, Kim SB. 2010. Development of boiled-type shrimp fla- vor by Maillard reaction and sensory evaluation. J Food Sci Nutr 15: 304-308.
9. Oh YC, Hartman TG, Ho CT. 1992. Volatile compounds generated from the Maillard reaction of Pro-Gly, Gly-Pro, and a mixture of glycine and proline with glucose. J Agric Food Chem 40: 1878-1880.
10. Hwang HI, Hartman TG, Ho CT. 1995. Relative reactivites of amino acids in pyrazine formation. J Agric Food Chem 43: 179-184.
11. Yu TH, Ho CT. 1995. Volatile compounds generated from thermal reaction of methionine and methionine sulfoxide with or without glucose. J Agric Food Chem 43: 1641-1646.
12. Zheng Y, Brown S, Ledig WO, Mussinan C, Ho CT. 1997.
Formation of sulfur-containing flavor compounds from re- actions of furaneol and cysteine, glutathione, hydrogen sul- fide, and alanine/hydrogen sulfide. J Agric Food Chem 45:
894-897.
13. Tai CY, Ho CT. 1997. Influence of cysteine oxidation on thermal formation of Maillard aromas. J Agric Food Chem 45: 3586-3589.
14. Ahn JS, Jeong EJ, Cho WJ, Cha YJ. 2014. Optimal con- ditions of reaction flavor for synthesis of crab-like flavorant from snow crab cooker effluent. J Korean Soc Food Sci Nutr 43: 128-134.
15. Baek JH, Jeong EJ, Jeon SY, Cha YJ. 2012. Changes in the quality of crab-like flavorants during storage. Korean J Fish Aquat Sci 45: 104-113.
16. Cha YJ, Wang W. 2017. Optimal conditions of enzymatic hydrolysate of soy sauce residue for making savory sauce.
J Korean Soc Food Sci Nutr 46: 1517-1522.
17. AOAC. 1995. Official methods of analysis. 16th ed. Associ- ation of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA.
p 69-74.
18. The Korean Society of Food Science and Nutrition. 2000.
Food science part. In Handbook of Experiments in Food Science and Nutrition. Hyoil Press, Seoul, Korea. p 198-200.
19. Seol AY, Lee SJ, Park GE, Wang WF, Kwon SH, Kim HJ, Cha YJ. 2016. Processing and quality of acid hydrolysate of soy sauce residue. Abstract No P03-33 presented at An- nual Meeting of the Korean Society of Food Science and Nutrition. Jeju, Korea.
20. Feng Y, Cui C, Zhao H, Gao X, Zhao M, Sun W. 2013.
Effect of koji fermentation on generation of volatile com- pounds in soy sauce production. Int J Food Sci Technol 48: 609-619.
21. Sung NK. 1991. SAT/STAT-regression analysis. Freedom Academy Press, Seoul, Korea. p 201-238.
22. Jeon SY, Baek JH, Jeong EJ, Cha YJ. 2012. Optimal extrac- tion conditions of flavonoids from onion peels via response surface methodology. J Korean Soc Food Sci Nutr 41: 695- 699.
