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Taste Components of the Hydrolysate of Snow Crab Chionoecetes japonicus Cooker Effluent as Precursors of Crab Flavorings

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서 론

홍게(Chionoecetes japonicus)는 동해안 연안의 수심 200- 2,000 m에 분포하고 털게, 꽃게, 왕게 등에 비하여 조직감이 부드러우면서 맛이 진하고 담백하다(Cha et al., 2006). 붉은 대게로도 불리우며 대게와는 달리 혹서기인 7-8월을 제외하 고는 연중 조업이 가능한 중요한 식품자원이다. 또한 갑각의 조직이 유연해 근육의 분리가 용이하여 소비자들로부터 각광 받고 있으며(Kang et al., 2007), 가공될 때에는 주로 자숙공 정을 거친 후 게 살만을 채육하여 통조림으로 가공되어 판매 되는 것이 보통이므로 가공부산물로 자숙액이 필연적으로 발 생한다. 그러나 홍게의 가공부산물로 발생한 자숙액은 부가 가치가 높은 가공방법이 현재까지 정립되지 않아 단순 농축하 여 국내용 조미액 등으로 소비되거나 폐기되어 해양오염의 원 인이 되고 있으며 농축에 따른 에너지 비용부담이 크고 응용 상품의 경제성이 낮은 실정이다(Ahn et al., 2006).

한편, 수산식품의 경우 비린내 또는 이취와 같은 불쾌취로 인하여 소비자의 기호성이나 상품성에 제약이 따르는 경우가 많으므로, 식품에 자연적으로 존재하는 성분을 전구물질로 하여 다양한 형태의 열반응으로 식품향을 제조하는 reaction

flavoring 기술(Yoo, 2001) 을 적용한다면 반응환경의 조절을 통해 목적하는 향은 강하게 발현시키고 불쾌취는 masking 킬 수 있을 것이다.

본 연구는 홍게의 가공부산물인 자숙액으로부터 천연 유래 의 게 향료를 개발하고자 하는 일련의 연구로서, 전보에서는 등전점 침전법으로 홍게 자숙액으로부터 얻어진 침전물에 상 업용 효소를 이용하여 최적 조건의 가수분해물을 얻었다. 이 러한 가수분해물을 부가가치가 높은 천연 게향료의 base로 활 용하고자 본 고에서는 이들 가수분해물의 정미성분 등을 비교 분석하였기에 그 결과를 보고하고자 한다.

재료 및 방법 재료

홍게 자숙액으로부터 침전물의 수거와 침전물의 가수분해 물 제조는 전보(Baek et al., 2011)의 방법에 따랐다. 즉, 홍 게 자숙액(다리, 몸통)을 등전점 이동침전법(pH 7.45, 수율 0.21-0.36%; pH 10.0, 수율 0.16%, pH 3.0, 수율 0.21-0.48%) 을 이용해 얻은 후 혼합하여 홍게 자숙침전물(Precipitate of snow crab cooker effluent; PSCCE)로 하였으며, 이렇게 얻 어진 침전물에 상업용 단백질 가수분해 효소(Flavourzyme® 232

천연 게향 전구물질로서의 홍게(

Chionoecetes japonicus

) 자숙가수분해물의 정미적 특성

백정화 . 정은정 . 전선영 . 차용준*

Taste Components of the Hydrolysate of Snow Crab Chionoecetes japonicus Cooker Effluent as Precursors of Crab Flavorings

Department of Food and Nutrition, Changwon National University, Changwon 641-773, Korea

Snow crab Chionoecetes japonicus cooker effluent (SCCE) is a processing byproduct that is produced in large quantities during snow crab processing. However, it is typically discarded due to the lack of a suitable application or used only as a seasoning following simple concentration. We performed a series of studies to make crab-like flavorings (CFs) from SCCE using response surface methodology and reaction flavor technology. To develop material for CFs, taste com- pounds in the precipitate of SCCE (PSCCE) and the enzymatic hydrolysate of PSCCE (EHSCCE) were analyzed. The content of free amino acids in EHSCCE was 21.6 times higher than that in PSCCE. The major compounds in PSCCE were arginine, glycine, taurine, alanine and sarcosine in that order; leucine, phenylalanine, arginine, valine and lysine were the major compounds in EHSCCE. Six nucleotides and related compounds were identified in EHSCCE. Hypoxan- thine (40.3 μg/100 g) was the most abundant, followed by 5’-GMP (22.9 μg/100 g), ADP (22.5 μg/100 g), AMP (21.0 μg/100 g), inosine (3.6 μg/100 g) and 5’-IMP (2.3 μg/100 g).

Key words: Taste components, Hydrolysate of snow crab cooker effluents, Crab-like flavorant

Jeong-Hwa Baek, Eun-Jeong Jeong, Seon-Young Jeon and Yong-Jun Cha*

창원대학교 식품영양학과

*Corresponding author: [email protected]

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500 MG; Protamex®, Novozymes, Krogshoejvej, Denmark) 를 각각1:1(w/w)로 혼합하여 55, pH 7.45 조건에서 기질농 21.82%, 기질에 대한 효소 비율 0.50%, 반응시간 3.74 간 동안 가수분해 한 것을 홍게 자숙가수분해물(Enzymatic hydrolysate of snow crab cooker effluents; EHSCCE)로 하 였다.

무기질 분석

홍게 자숙가수분해물의 무기질은 식품공전(KFDA, 2009) 에 따라 건식회화법으로 전처리하였으며, 분석은 ICP (In- ductively coupled plasma spectrometer, Perkin-Elmer 7000 DV, Massachusetts, USA)로 정량 분석하였다.

구성아미노산 분석

시료 약 0.5 gcaptube에 넣어 6 N HCl 5 mL를 첨가한 후 115℃의 dry oven에서 24시간동안 가수분해하였다. 가수분 해액을 glass wool로 거른 후 분별깔대기를 이용하여 ether 지방과 색소를 씻어내어 그 하층액을 받아내었다(2회 반복).

다음으로 진공회전증발농축기(Eyela N-N, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Japan)에서 2 mL 정도로 농축, citric buffer (pH 2.2)로 정용(25 mL)한 후 0.45 μm filter (Membrane filter, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)로 여과해 분석 시 료로 사용하였고, 아미노산자동분석기(S433-H, Sykam Co., Eresing, Germany)로 분석하였다.

유리아미노산 분석

유리아미노산은 Lee et al. (1981)의 방법을 변형한 Cha and Cadwallader (1998) 의 방법으로 분석하였다. 즉, 막자사발 에서 시료 약 2 g10% trichloroacetic 용액 30 mL10 분 동안 교반하여 제단백 시킨 후, 총 부피를 50 mL로 하여 3,000 rpm에서 10분간 원심분리시켰다. 상층액 30 mL를 취 하여 분별깔대기에서 ether를 이용하여 세척 및 지방과 색소 를 제거한 후 남은 하층을 진공회전증발농축기(Eyela N-N, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Japan)에서 감압농축 한 후, citric buffer (pH 2.2)로 정용(25 mL) 하여 0.45 μm filter (Mem- brane filter, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan) 로 여과 한 것을 시료로 아미노산자동분석기(S430, Sykam Co., Eres- ing, Germany)로 분석하였다.

핵산관련물질 분석

핵산관련물질은 Lee et al. (1984)의 방법에 따라, 10 g 시료에 10% perchloric acid (PCA)용액 40 mL를 가하여, 교반 및 원심분리(1,400×g, 10)한 후 정용(100 mL)하였 다. 다음으로 5 N KOH pH 6.5로 조절하여 0.45 μm filter (Membrane filter, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)

여과한 용액을 4℃ 냉장고에서 실험 전까지 12시간 이상 보 관하였다가 HPLC 분석 직전에 다시 재여과하였다. HPLC 분석조건은 다음과 같다. HPLC column, HP ZORBAX column (XDB-C18, Hewlett-Packard Co., Palo Alto, CA, USA); mobile phase, 1% trimethylamine phosphoric acid buffer (pH 6.5); flow rate 1.0 mL/min; detection, UV-vis 254 nm; sample loading amount, 5 μL. 그리고 핵산관련물 질의 동정은 표준품(Sigma Co., St. Louis, USA)를 이용하였 으며 표준곡선을 이용하여 정량분석 하였다.

결과 및 고찰 무기질 조성

홍게 자숙가수분해물의 무기질 함량을 측정한 결과는 Table 1과 같다. Na1,049.1 mg/kg으로 가장 높았고, 다음으로 K166.6 mg/kg, P114.5 mg/kg, Ca Mg이 각각 83.9 mg/kg 75.9 mg/kg 순으로 나타났다. Oh et al. (2007) 수산가공 부산물인 자숙액을 식품가공소재로 활용하기 위 한 목적으로 참치, 굴 및 문어 자숙액의 무기질 분석에서 K>P>Mg>Ca순으로 함량을 나타내었다고 하였으며, Kang et al. (2007)이 보고한 붉은 대게 자숙액을 효소 처리한 가수 분해물에서의 무기질 함량도 K>P>Mg>Ca순으로 보고하였 다. 본 연구에서는 자숙액에 존재하는 고형물만을 등전점 고 속원심분리법(7,500×g)으로 얻었기 때문에 자숙중에 홍게육 의 원활한 분리를 위하여 첨가되는 소금의 영향으로 Na이 가 장 많이 검출되었으며, 나머지는 일반적 경향을 나타낸 것으 로 사료된다. Hayashi et al. (1981) omission test를 통하여 합성 홍게육 추출물의 정미성분의 주체는 아미노산, 핵산관 련물질 및 무기질 성분들이라고 하였으며, 특히 Cl-, Na+, K+, Table 1. Contents of minerals in enzymatic hydrolysate from precipitate of snow crab Chionoecetes japonicus cooker ef- fluent (EHSCCE)

(mg/kg)

Minerals EHSCCE

Na 1,049.1±102.5

K 166.6±4.4

P 114.5±3.3

Ca 83.9±5.9

Mg 75.9±4.4

Fe 2.5±0.1

Cu 1.6±0.0

Mn 0.3±0.1

1 Mean value±S.D. (n=3).

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PO43-등이 주된 무기질 성분이라고 하였다.

구성아미노산 조성

홍게 자숙가수분해물의 원료인 홍게 자숙액 침전물의 구 성아미노산 조성은 Table 2와 같다.구성아미노산의 함량은 24,598.8 mg/100 g 이었는데, 이중 glutamic acid가 전체 구 성아미노산의 13.6% (3,338.6 mg/100 g)로 가장 많은 함량 을 차지하고 있었다. 다음으로 aspartic acid (12.9%), leucine (7.9%), arginine (6.5%), lysine (6.4%), phenylalanine (6.1%) valine (6.1%)의 순서였다. Kim et al. (2005)은 붉은 대게 육의 주요 구성아미노산으로는 glutamic acid (14.4%), aspartic acid (10.6%), lysine (8.6%), leucine (8.3%) arginine (7.3%) 이었 으며, 식감에 지장없는 범위로 대게 껍질을 마쇄하여 대게 육 과 혼합한 페이스트 제품의 구성아미노산에서도 glutamic acid (14.7%), aspartic acid (10.8%), lysine (8.5%), leucine (8.2%) arginine (6.9%)으로 그 종류와 조성에서 차이가 없다고 하였

는데, 동해안에서 어획되어 가공용으로 활용되는 홍게 육이 나 자숙수의 구성아미노산의 조성이나 패턴은 매우 유사한 것으로 나타나, 가공부산물인 자숙수로부터의 향미제와 같 은 부가가치용 정미성소재의 가공은 매우 의미가 있다고 사 료되었다.

유리아미노산 조성

홍게 자숙액 침전물과 이를 상업용 단백질분해효소로 처리 한 가수분해물의 유리아미노산 함량은 Table 3과 같다. 홍 게 자숙액 침전물에서는 총 28종의 유리아미노산이 검출되 었으며, 총 458.7 mg/100 g (건물량 797.1 mg/100 g)이었 다. 그 중 arginine (19.5%) 함량이 가장 많았으며 그 다음으 glycine (15.5%), taurine (8.2%), alanine (6.4%), sarcosine (6.3%) 등의 순으로 존재하였다. Konosu et al. (1978)은 삶은 게의 다리육, 간장, 난소에 대한 유리아미노산 분석에서 어 느 부분에서나 비교적 많은 함량을 나타낸 것은 glycine, argi- nine, proline taurine이었다고 보고하였으며, 특히 glycine proline은 게 요리에 있어 맛을 내는 성분으로 매우 중요한 역할을 한다고 하였다.

또한 홍게 자숙액 효소가수분해물에서는 총 31종의 유리아 미노산이 검출되었다. 이 중에서 leucine이 건물량 기준으로 3,069.0 mg/100 g으로 가장 높은 함량(17.82%)을 차지하였 고, 그 다음으로 phenylalanine (9.8%), arginine (8.8%), va- line (7.2%), lysine (5.4%) 순이었다. 총 유리아미노산 함량 의 변화를 건물량 기준으로 보았을 때, 홍게 자숙액 침전물에 서는 797.1 mg/100g 이었던 것이 가수분해 후에는 17,217.1 mg/100g 으로 21.6배 증가하였다. 특히 갑각류와 패류의 감 칠맛(umami taste)의 주체로 보고된(Kato et al., 1989) glu- tamic acidaspartic acid는 각각 40.9배와 74.0배로 증가 하였고, Hayashi et al. (1981)이 보고한 홍게의 주된 맛 성분 alanine12.5배, arginine 9.8배로 그 함량이 증가하였 다. 가수분해로 인하여 쓴맛성분의 소수성 아미노산계열인 valine (49.9), methionine (30.7), isoleucine (43.2), phenylalanine (42.0) histidine (111.3) 등이 크게 증 가하였지만, 전보(Baek et al., 2011)에서 이들 가수분해물의 관능검사 결과, 맛에서는 우수한 것으로 나타나 오히려 게향 특유의 맛에 기여할 것으로 사료되었다.

Hayashi et al. (1981)이 보고한 합성 게육 엑기스의 조성은, 천연 홍게 육 자숙추출물과 비교할 때 매우 유사하였으며 다 만 짠맛의 강도가 낮고 부드러웠다고 하였다. 또한 이 추출물 로 아미노산에 대한 omission test를 실시하였을 때, glycine 을 제거하였을 때에는 단맛과 감칠맛이 감소하였고, arginine 을 제거하였을 때에는 게의 맛이 줄어들고 전체적인 맛이 단 조로워졌다고 하였다. 본 실험에서 천연 게향의 base가 될 홍 게 자숙가수분해물의 유리아미노산 조성과 비교하여 보면, taurine, proline, glycine, agrinine을 제외한 다른 아미노산류 Table 2. Total amino acid contents of precipitate of snow

crab Chionoecetes japonicus cooker effluent (PSCCE) (mg/100 g)

Amino acids PSCCE

Aspartic acid 3,183.8±95.51 (12.9)2

Threonine 1,171.7±26.7 (4.8)

Serine 956.8 ±16.8 (3.9)

Glutamic acid 3,338.6±97.3 (13.6)

Proline 972.7±28.5 (4.0)

Glycine 1,140.0±30.0 (4.6)

Alanine 1,287.7±43.8 (5.2)

Cystine 33.0±13.1 (0.1)

Valine 1,502.0±45.3 (6.1)

Methionine 502.1±38.8 (2.0)

Isoleucine 1,161.0±33.2 (4.7)

Leucine 1,949.7±55.7 (7.9)

Tyrosine 540.2±63.5 (2.2)

Phenylalanine 1,505.3±14.9 (6.1)

Histidine 1,205.9±36.8 (4.9)

Lysine 1,566.4±39.9 (6.4)

Ammonia 980.4±21.5 (4.0)

Arginine 1,599.5±79.7 (6.5)

Total 24,596.8±773.7 (100.0)

1 Mean value ±S.D. (n=3).

2 Values in parentheses indicated percentage of total amino acid content.

(4)

Table 3. Free amino acid contents of the precipitate of snow crab Chionoecetes japonicus cooker effluent (PSCCE) and its enzymatic hydrolysate (EHSCCE) (mg/100g)

Free amino acids PSCCE EHSCCE

Phosphoserine 1.8±0.01 (3.1)2 4.1±0.0 (132.7)

Taurine 37.8±0.4 (65.6) 5.8±0.1 (187.1)

Urea 3.6±0.0 (6.3) -2

Aspartic acid 2.0±0.0 (3.4) 7.8±0.0 (251.6)

Threonine 2.8±0.4 (4.9) 19.4±0.2 (628.7)

Serine 1.3±0.2 (2.3) 14.3±0.1 (465.1)

Asparagine 0.8±0.0 (1.3) 13.8±0.3 (448.9)

Glutamic acid 6.1±0.4 (10.7) 13.5±0.1 (438.1)

Sarcosine 29.0±0.3 (50.4) 10.1±0.3 (327.2)

α-aminoadipic acid -3 0.5±0.0 (14.6)

Proline 10.1±0.1 (17.5) 9.3±0.0 (300.6)

Glycine 71.1±2.2 (123.6) 13.6±0.0 (441.1)

Alanine 29.3±1.1 (51.0) 19.6±0.1 (637.2)

α-aminobutyric acid 0.7±0.0 (1.2) 0.8±0.0 (27.0)

Valine 14.4±0.5 (25.0) 38.5±0.3 (1,248.4)

Cystine 0.4±0.1 (0.7) 0.6±0.0 (19.7)

Methionine 12.4±0.5 (21.5) 20.3±0.3 (660.3)

Cysthathionine 0.8±0.0 (1.3) -

Isoleucine 15.6±0.6 (27.1) 36.1±0.4 (1,171.1)

Leucine 17.4±0.5 (30.3) 94.5±0.9 (3,069.0)

Tyrosine 17.3±0.2 (30.1) 26.0±0.2 (845.6)

Phenylalanine 23.1±0.3 (40.1) 51.9±0.6 (1,685.9)

β-alanine - 0.6±0.0 (18.9)

β-aminoisobutyric acid - 9.6±0.1 (311.3)

γ-amino-n-butyric acid - 0.6±0.0 (20.9)

Histidine 2.9±0.1 (5.1) 17.5±0.1 (567.6)

1-Methylhistidine 0.7±0.0 (1.2) -

3-Methylhistidine - 0.8±0.0 (26.4)

Carnosine - 4.2±0.0 (137.4)

Tryptophan 11.6±0.7 (20.2) 7.8±0.1 (252.9) Ornitine 9.8±0.4 (17.1) 3.6±0.0 (116.6) Lysine 28.9±0.6 (50.1) 28.5±0.3 (923.8) Ammonia 17.8±2.1 (30.8) 9.9±0.9 (320.2) Arginine 89.3±0.8 (155.2) 46.9±0.5 (1,521.4) Total 458.7±11.9 (797.1) 530.3±3.5 (17,217.1)

1 Mean value ±S.D. (n=3).

2 Values in parentheses indicated dry basis.

3 Not detected.

(5)

는 가수분해를 통하여 모두 조성비에서는 만족할 만한 함량 을 갖추었다고 생각된다. 따라서 합성게육 엑기스에 부족한 이들 4종의 아미노산을 적당한 농도로 첨가하고, glucose ribose등과 같은 반응성 단당류를 첨가하여 reaction flavor- ing 기술을 적용한다면 좀 더 강하고 특징적인 게 향의 발현 에 도움이 될 것으로 사료되었다.

핵산관련물질 조성

홍게 자숙액 침전물의 가수분해물의 핵산관련물질을 분석 한 결과, 총 6종의 물질이 검출되었으며 그 결과는 Table 4 와 같다. ATP는 검출되지 않았으며, Hypoxanthine40.3 μg/100 g 으로 가장 많은 함량을 차지하였고, 5′-GMP (22.9 μg/100 g), ADP (22.5 μg/100 g) 순으로 나타났다. Ahn et al.

(2006)은 붉은 대게 가공자숙액(5° Brix)에서 5′-IMP가 가장 많았고, Hypoxanthine, 5′-AMP의 순으로 나타났다고 하였 으며, Cha et al. (2006)의 붉은 대게 농축자숙액(30° Brix) 에서는 AMP, Inosine, IMP의 순으로 나타났다고 보고하였 다. 자숙액 침전물만을 사용하여 가수분해한 본 연구와는 결 과와는 다른 경향을 나타내었다. 이는 유사한 시료라도 가공 처리 방법 및 처리시간에 따라 많은 차이가 나는 것을 알 수 있었다.

한편 Hayashi et al. (1981)은 합성 게육 엑기스 조성의 omission test결과 핵산관련물질 중에서 IMPGMP가 자숙 게육의 특징적인 맛성분에 가장 기여도 높다고 하였다. 따라 서 본 실험의 홍게 자숙가수분해물은 자숙 게육의 정미성분에 크게 영향을 미치는 유리아미노산, 무기염류 및 핵산관련물 질이 충분히 함유되어 있어, 부족한 함량의 taurine, proline,

glycine, agrinine 등과 같은 유리아미노산과 단당류를 첨가하 reaction flavoring 기술을 적용한다면 특징적인 게 향 발현 의 소재로 개발할 수 있으리라 사료되었다

사 사

본 연구는 2010년 한국연구재단 일반연구자 지원사업 (2010-0010900)의 지원을 받아 수행된 연구의 일부이며 이 에 감사드립니다.

참고문헌

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Lee EH, Koo JG, Ahn CB, Cha YJ and Oh KS. 1984. A rapid Table 4. ATP related compounds of enzymatic hydrolysate

from precipitate of snow crab Chionoecetes japonicus cook- er effluents (EHSCCE)

Compounds Contents (μg/100 g)

ATP -1

ADP 22.5±1.12

AMP 21.0±1.2

5′-GMP 22.9±0.8

5′-IMP 2.3±0.1

Inosine (HxR) 3.6±0.6

Hypoxanthine (Hx) 40.3±0.2

Total 112.6

1 Not detected.

2 Mean value ± S.D. (n=3).

(6)

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2012410일 접수 201259일 수정 201261일 수리

수치

Table 3. Free amino acid contents of the precipitate of snow crab Chionoecetes japonicus cooker effluent (PSCCE) and its  enzymatic hydrolysate (EHSCCE)                                              (mg/100g)

참조

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