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ISSN : 1226-4768(Print)
ISSN : 2288-1247(Online)
Food Engineering Progress Vol.21 No.2 pp.138-142
DOI : https://doi.org/10.13050/foodengprog.2017.21.2.138

A Study of Salty Enhanceability of Enzymatically Hydrolyzed Isolated Soy Protein

Jin Seon Kim, Jung-Kue Shin1,2*
Maeil Food Co.
1Food Industry Research Institute, JeonJu University
2Department of Korean Cuisine, JeonJu University
Corresponding author: Jung-Kue Shin, Department of Korean Cuisine, College of Culture and Tourism, JeonJu University, 303 Cheonjam-ro, Wansan-gu, JeonJu, 55069, Korea+82-63-220-3081; +82-63-220-3264sorilove@jj.ac.kr
May 12, 2017 May 15, 2017 May 15, 2017

Abstract

This study investigated the possible use of enzymatically hydrolyzed isolated soy protein (eHISP) to enhance the intensity of salty taste. The sodium chloride content of eHISP is 69.5 g/L. Yellowness (b) increased, and lightness (L) and redness (a) decreased with increasing eHISP concentration in sample solution. Also, perceived salty intensity of eHISP solution increased in sample solution with increasing added amount of eHISP with same NaCl concentration. The intensity of the salty taste was enhanced by 2-39% as the eHISP was added. The results suggest that it may be possible to reduce the content of sodium chloride in foods by enhancing the salty taste with eHISP.


분리 대두 단백 효소가수분해물의 강도평가를 통한 짠맛증진효과 연구

김 진선, 신 정규1,2*
매일식품(주)
1전주대학교 식품산업연구소
2전주대학교 한식조리학과

초록


    Korea Institute of Planning and Evalution for Technology of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries

    서 론

    소금(NaCl, sodium chloride)은 짠맛을 내는 대표적인 조 미료로 백색의 결정체로 이루어져 있으며, 주성분은 소듐 (Na)과 염소(Cl)로 구성되어 있다(Na & Ha, 2009). 이 중 소듐은 인체의 생명 유지를 위한 필수적인 성분으로, 자연 으로부터 공급을 받아 체내의 삼투압 및 수분 평형에 관여 하며, 신경자극 전달과 근육의 수축, 영양소 이동 등의 중 요한 기능을 한다(Kim, 2016). 그러나 소듐은 과다 섭취 시 삼투압 현상으로 인하여 혈관 내 수분함량이 증가되면 서 혈액량이 증가하게 되고, 혈압이 상승하여 고혈압을 유 발하게 되며, 심혈관 질환과 신장 질환의 주요 위험 요인 으로 심근경색, 뇌졸중, 골다공증 등을 유발한다(Kearney et al., 2005; McNeely et al., 2008). 뿐만 아니라 소듐의 과잉 섭취는 갈증을 유발하여 탄산음료 등의 섭취를 증가 시켜 비만, 골다공증, 신장결석 등의 질병을 초래하기도 한 다(Jo & Jeong, 2015). 이에 따라 WHO (World Health Organization)에서는 성인의 1일 최대 소듐 섭취량을 2,000 mg이하로 권장하고 있다(WHO, 2012). 현재 국내의 1일 평균 소듐 섭취량은 2010년 4,785 mg에서 2015년 3,871 mg으로 5년사이 19% 감소하였으나, 여전히 1일 소듐 권 장 섭취량보다 높은 수준으로 나타났다(KCDC, 2016). 이 러한 소듐의 과량 섭취는 다량의 소금을 사용하는 김치류, 장류, 젓갈류, 장아찌류 등의 소비가 높고, 식생활의 변화, 핵가족화, 여성의 사회 진출 등으로 외식 및 가공식품 소 비가 증가하면서 이를 통한 소듐 섭취가 증가하는 것이 원 인으로 지목되고 있다(Brown et al, 2009; Lee, 2015). 이 러한 과다한 소듐 섭취를 개선하기 위하여 소듐 저감을 위 한 다양한 소재가 개발되고 있으며, 대체염, 향미증진제, 짠맛 증진제 등의 연구가 이루어지고 있다(Lee et al., 1981; Braschi et al., 2009; Shin & Lee, 2010; Lim, 2011; Schindler et al., 2011).

    콩은 단백질이 32-36% 정도 함유되어 있는 대표적인 식 물성 단백질로, 이 단백질을 구성하고 있는 아미노산의 25%는 glutamic acid로 이루어져 있으며, 이 외에도 aspartic acid, glycine, alanine, serine 등의 정미성 아미노 산으로 구성되어져 있다(Jeong et al., 2006; Choi & Rho, 2013). 대두단백질은 그 자체가 맛을 내는 성분을 가지고 있지는 않지만, 단백질이 분해되어 아미노산이나 펩타이드 형태가 되면 각종 감칠맛을 내는 성질을 갖게된다(Kim, 2005). 이러한 성질로 우리나라에서는 콩을 발효를 통해 단백질을 분해하여 복합적인 맛과 향을 내는 간장과 된장 등을 제조하여 조미료의 원료로 사용하여 왔다(Kim, 2013).

    국내에서 대두 등을 이용한 식물성 단백질에 대한 연구 는 대두 단백질의 효소가수분해 및 그의 특성(Park, 1993; Chae et al, 1997; Kim, 2010), 가수분해물의 펩타이드에 대한 연구(Lee, 2001; Joo, 2002), 식물성 단백질을 이용한 조미 및 풍미물질 제조(Lee et al, 2007; Shin et al., 2007) 등 제조, 가공 및 기능성 등에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 대두 단백질 효소가수분해물의 맛에 대한 구체적인 특성이나 짠맛 증진에 대한 연구는 이루어지지 않고 있다.

    본 연구는 분리 대두 단백질을 이용한 효소 가수분해물 (eHISP, enzymatically hydrolyzed isolated soy protein)의 상대적 짠맛 강도를 평가하여 짠맛 증질 물질로서의 활용 가능성을 알아보고자 하였다.

    재료 및 방법

    실험재료

    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. 분리 대두 단백 효소가수분해물(enzymatically hydrolyzed isolated soy protein, eHISP)은 Hwang et al. (2015)의 방 법으로 제조된 시료를 ㈜바이오벤(Bucheon, Korea)으로부 터 제공받아 사용하였다.

    평가 시료의 제조

    강도 평가를 위한 시료의 eHISP 첨가량은 0.1%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, eHISP 시료 내 NaCl 농도를 계산한 후 최종 NaCl 농도 30 mmol/L, 40 mmol/L, 50 mmol/L로 평가시료 를 제조하였다. 평가 시료의 짠맛 강도를 확인하기 위한 비 교 시료는 NaCl 농도 20 mmol/L-80 mmol/L까지 5 mmol/L 의 간격으로 제조한 12개의 시료를 비교하도록 하였다. 짠 맛 강도 평가시료의 제조방법은 Table 1와 같다.

    소듐 함량의 분석

    소듐 분석을 위한 분석 시료는 제조된 소량의 시료를 HPLC급 증류수(Honeywell Brudick & Jackson Chemicals, Muskegon, MI, USA)로 희석한 후 syringe filter (PTFE 0.2 μm, Tokyo Roshi Kaisha Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하였 으며, 사용된 컬럼은 본 컬럼(Dionex IonPac CG12A RFIC Analytical, Thermo Scientific Inc., Waltham, MA, USA)과 가드 컬럼(Dionex IonPac CG12A RFIC Guar, Thermo Scientific Inc.)이었으며, dionex ion chromatography (ICS- 900, Thermo Scientific Inc.)를 이용하여 분석하였다. 표준 곡선은 표준용액(Dionex Six Cation-II Standard, Thermo Scientific Inc.)을 이용하여 작성하였다.

    색도측정

    강도평가 시료의 색도는 지름 3 cm의 원형 평판접시 (petri dish)에 10 mL씩 담아 색차계(CM-5, Minolta Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 L값(명도, lightness), a값(적색도, redness), b값(황색도, yellowness)을 측정하였으며, 3회 반 복 측정하여 평균값으로 사용하였다. 이 때, 표준 백판값은 L=96.50, a=-0.10, b=-0.35 이었다.

    시료의 강도 평가

    전주대학교 한식조리학과에 재학중인 남녀학생 중 훈련 된 패널을 대상으로 하여 NaCl (Samchun Pure Chemical Co., Pyeongtaek, Korea)을 25 mmol/L에서 80 mmol/L까지 5mmole 농도 간격으로 제조하여 12개의 시료를 순위검사 법(ranking test)으로 평가하는 훈련을 6개월 동안 진행한 후 정답률이 80% 이상인 패널 13명을 선발하여 eHISP의 농도별 짠맛 강도 평가를 실시하였다. 시료는 난수표에서 선택된 세 자리수의 난수를 부착하여 제공하였으며, 시료 와 시료사이에 입을 헹굴 수 있도록 가온한 생수와 식빵을 제공하였다. 평가를 시작하기 전과 시료를 맛 본 후 입안 을 헹구도록 하였으며, 하나의 시료를 비교 평가한 후 5분 정도의 휴식 시간을 두어 혀의 둔화 현상을 최소화하도록 하였다.

    시료의 짠맛 강도는 25 mmol/L에서 80 mmol/L까지 5 mmol/L 간격으로 제조된 비교시료를 무작위로 맛을 보고 15 cm line 위에 짠맛 강도를 표기하게 한 후 eHISP가 첨 가된 평가시료의 짠맛강도를 표기하도록 하였으며, 그 점 수를 mmol/L NaCl 값으로 환산하였다.

    통계분석

    강도평가 시료의 같은 mmole 시료 간 짠맛 강도의 차이 와 색도의 차이를 알아보기 위하여 분산분석(ANOVA) 중 일원배치분산분석을 수행하였으며, 유의성을 검정하기 위 하여 Duncan 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)을 수행하였다. 모든 통계 분석의 유의 수준은 p<0.05였으며, SPSS Version 21.0 package program (SPSS INC., Chicago, IL, USA)을 사용하였다.

    결과 및 고찰

    시료의 소듐 함량 및 색도

    이온크로마토그래피를 이용하여 eHISP의 소듐 함량을 측정하고 환산한 결과 시료의 NaCl 함량은 69.5 g/L이었으 며, eHISP의 농도에 따른 색도는 Table 2에 나타내었다. eHISP 첨가량이 증가할수록 시료의 명도와 적색도 값은 감소하는 경향을 보였으며, 황색도 값은 eHISP 첨가량에 따라 비례적으로 증가하는 경향을 보였다. 일반적으로 시 료의 색이 진한 경우 색이 연한 경우에 비해 맛을 진하게 느끼는 경향이 있다(Kim, 2012; McGough, 2012). Yoon (2015)은 멸치 단백질 효소가수분해물을 이용한 짠맛 증진 효과에서 첨가량이 증가할수록 황색도가 증가하고 색이 진 해지는 경향을 보였으며 이러한 경향이 짠맛 증진에 영향 을 미쳤다라고 하였다. 본 연구에서도 eHISP의 첨가량이 증가함에 따라서 육안으로 큰 차이를 보이지는 않았으나 황색도가 증가하는 경향을 보였으며, 짠맛 강도에 영향이 있을 것으로 판단되었다. 명도와 적색도는 eHIS의 첨가량 이 증가할수록 낮은 값을 나타내었는데 이는 황색도가 증 가하면서 영향을 받은 것으로 보이며, 육안으로 구분할 정 도의 차이를 보이지는 않았다.

    비교시료와 평가시료의 강도평가 및 평가시료의 짠맛증진효과

    비교시료 및 평가시료의 강도평가 및 평가시료의 짠맛증 진효과에 대한 결과를 Fig. 1과 Table 3에 나타내었다. 강 도평가를 위한 비교시료 12개를 제시하여 맛을 보게 한 후 eHISP를 첨가한 평가시료를 제시하여 비슷한 강도로 인지되는 범위를 15 cm line에 표기를 하도록 하였고 그 점수를 mmol/L NaCl 값으로 환산하였다. 비교시료의 강도 평가의 결과를 보면 평가점수는 패널들이 25 mmol/L에서 80 mmol/L까지 5 mmol/L 간격의 시료를 인지한 값으로 시 료 12개의 서로 다른 짠맛 강도를 정확하게 구분(r=0.998) 해 내고 있는 것을 알 수 있다. 점선은 12가지의 NaCl 용 액을 평가한 점수에 대하여 95% 신뢰구간을 나타낸 것이 며, eHISP 평가 점수에 대한 표준 편차를 표시하였다. eHISP 시료의 강도 평가 결과, NaCl 농도 30 mmol/L에서 eHISP 첨가량이 0.1%, 1.0%, 1.5%, 2.0%일 경우 각각 33.86 mmol/L, 43.00 mmol/L, 47.03 mmol/L, 51.11 mmol/L 로 15-22%의 짠맛 증진효과를 보였으며, NaCl 40 mmol/L 에서는 eHISP의 첨가량에 따라 각각 43.26 mmol/L, 49.49 mmol/L, 53.88 mmol/L, 60.25 mmol/L, 50 mmol/L에서는 각각 53.02 mmol/L, 59.74 mmol/L, 64.45 mmol/L, 70.13 mmol/L로 나타나 eHISP가 첨가량에 따라 2-39%의 짠맛 증진 효과가 있는 것으로 판단되었다.

    같은 소금 농도에서 eHISP의 첨가량의 첨가량에 따른 짠맛 증진 효과를 보면 모든 소금농도에서 eHISP의 첨가 량이 증가할수록 짠맛 증진 효과가 직선적으로 증가하는 것을 알 수 있다(Fig. 2). 소금 농도 30 mmol/L의 용액에 서는 eHISP 첨가량이 0.1%, 1.0%, 1.5%, 2.0%로 증가함 에 따라 짠맛강도는 원래 강도에 비해 각각 3.86 mmol/L, 13.00 mmol/L, 17.03 mmol/L, 21.11 mmol/L 높게 인지하였 으며, 40 mmol/L에서는 3.26-20.25 mmol/L, 50 mmol/L에서 는 3.02-20.13 mmol/L로 짠맛을 실제 농도보다 강하게 인 지하는 것으로 나타났다. eHISP의 첨가량이 동일한 경우에 는 소금 농도가 낮을수록 짠맛의 증진 효과가 더 높게 나 타나 eHISP의 첨가량이 2.0%일 경우 30 mmol/L에서는 21.11 mmol/L, 40 mmol/L에서는 20.25 mmol/L, 50 mmol/L 에서는 20.13 mmol/L의 짠맛 증진 효과를 보여 높은 농도 의 NaCl 용액에서는 상승효과가 조금 낮게 나타나는 것으 로 보인다.

    Choi (2012)에 의하면 염 농도 0.5%를 기준으로 효소 가 수분해를 한 천연 조미료인 채소단백질 소재(enzymatically vegetable protein, EVP)를 각각 0.03%, 0.07%, 0.13%, 0.23%, 0.35% 첨가하여 짠맛 특성을 알아본 결과 EVP 첨 가량이 증가할수록 짠맛 특성강도도 비례하여 높아지는 결 과를 나타내었으며, 이러한 결과는 짠맛을 내는 소듐 등의 성분이 EVP와 결합하게 되면 감칠맛이 발현되며, 이는 동 일한 염 농도의 수용액에 MSG가 첨가되면 짠맛의 증진효 과가 있는 것과 같은 결과라고 보고하였다. 본 연구에서도 첨가된 eHISP의 증미성분이 NaCl과 결합하여 감칠맛을 발 현시켜 이것이 짠맛을 증진시킨 것으로 판단된다. 또한 Kim et al. (2007)에 의하면 대두단백 가수분해물의 경우 저분자량의 펩타이드가 다량 존재하는 것으로 보고하였 는데, 저분자량의 펩타이드나 아미노산 중에는 짠맛에 관 여하는 arginyl dipeptide, L-lysine과 L-arginine 그리고 histidine-HCL, Na-glutamic acid 및 aspartic acid가 다량 존재하고 있으며, 감칠맛에 관여하는 Na-gluatamic acid, Na-aspartic acid 및 glutamic acid 등이 존재하여 짠맛을 증진하는데 효과가 있는 것으로 판단된다. 또한 콩단백질 조성 중 높은 함량을 보이고 있는 glutamic acid와 aspartic acid 등의 감칫 맛 성분은 G-protein coupled receptor에 관 여하여 짠맛의 인지정도를 더 강하게 느끼는 효과가 있어 (Yokotsuka, 1986), 대두단백가수분해물이 짠맛을 증진하는 데 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.

    요 약

    소금의 과량 섭취가 성인병, 생활습관병 등 여러 건강상 에 문제가 있다는 보고에 의해 이를 해결하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 우리나라도 전통적인 식생활 습관 에 의해 많은 소금을 섭취하고 있어 이를 개선하기 위한 범국가적으로 노력하고 있다. 최근 콩단백질을 활용한 우 리나라의 발효 식품인 간장 등이 짠맛을 증진한다는 보고 가 있어 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연 구에서는 간장의 주원료인 콩단백질을 가수분해하여 얻어 진 효소가수분해(eHISP)의 짠맛 증진 효과에 대해 살펴보 았다. 동일한 소금농도의 용액에 eHISP의 첨가량을 달리하 였을 때 첨가량이 증가할수록 짠맛 증진효과도 증가하여, 50 mmol/L의 용액에 2%의 eHISP를 첨가하였을 경우 70.13%±5.45%의 짠맛 강도를 인지하였으며, 용액의 소금 농도가 낮을수록 eHISP의 첨가에 따른 짠맛 증진효과가 더 크게 나타났다. 이러한 짠맛 증진효과는 콩단백질의 주 요 아미노산 성분인 glutamic acid, aspartic acid와 효소가 수분해에 포함되어 있는 arginyl dipeptide와 같은 저분자량 의 펩타이드 등의 상호작용에 의한 것으로 보인다. 0.1%에 서 2%까지 eHISP의 첨가량을 달리하였을 경우 최소 2% 에서 최대 39%의 짠맛 증진 효과를 나타내어 분리대두단 백질의 효소가수분해물이 짠맛 증진물질로서 활용 가능성 이 있는 것으로 판단된다.

    감사의 글

    본 연구는 농림축산기술개발사업(고부가가치 식품기술개 발사업)의 연구비 지원에 의해 수행되었으며 이에 감사드 립니다.

    Figure

    FOODENGPROG-21-138_F1.gif
    Effect of eHISP on the salty intensity of sample solution containing various NaCl.

    The diagonal line indicate the perceived salt intensity of the NaCl reference solutions, and dashed lines display the 95% confidence interval. The error bars represent the standard deviation of the perceived salty intensity.

    FOODENGPROG-21-138_F2.gif
    Effect of eHISP on the salty intensity enhancement of sample solution containing various NaCl.

    The error bars represent the standard deviation of the perceived salty intensity. NaCl concentration ● 30 mmol/L, ◇ 40 mmol/L, ▲ 50 mmol/L.

    Table

    Preparation recipes of eHISP solution for salty intensity test
    Effect of eHISP on color value of model broth containing various NaCl
    1)Mean°SD
    Means are significantly different within the same column at p<0.05 by Duncan’s multiple range test
    Effect of eHISP on salty intensity of model broth containing various NaCl
    1)Mean°SD
    Means are significantly different within the same column at p<0.05 by Duncan’s multiple range test

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