황기 첨가량에 따른 전통식 간장의 품질특성

본 실험에서 사용된 대두는 경남 함양산 백태(Glycine max L.)이며, 황기는 경동시장(Hanbangchoen, Seoul, Korea)에서 구입한 3년근 황기를 사용하였다.

간장은 메주 제조 시 황기 첨가량에 따라 제조하였다. 전통간장을 위한 메주는 물에 불린 콩 각 2 kg를 충분히 찐 후 이를 마쇄하여 성형하였고 황기는 각각 5%, 10% 첨가한 다음 이를 충분히 혼합하여 상기와 동일한 방법으로 성형을 하였다. 간장의 제조는 물 18 L에 소금 7 kg를 용해 한 소금물에 각각 성형하여 건주된 메주를 모두 담금하여 6개월간 발효숙성 시켜 황기 0% 첨가 간장(AK 0%), 황기 5% 첨가 간장(AK 5%) 및 황기 10% 첨가 간장(AK 10%)을 제조하였다. 이때 사용된 소금은 시판 천일염이며 물은 정 수된 것을 이용하였다. 6개월 숙성기간 동안 1개월 간격으 로 채취하여 3,000 rpm 에서 30분 원심분리(Supra 25 K, Hanil, Seoul, Korea) 한 후 상등액을 취하여 4°C에 보관하며 기간별 품질 특성을 알아보았다.

식염은 Mohr법(11)에 따라 간장 5 mL을 250 mL로 희석 하고, 이 중 10 mL을 삼각플라스크에 취하여 5% K₂CrO₄ 1 mL을 넣고 0.1 N AgNO₃을 가하여 적갈색이 15초간 사라 지지 않을 때까지 소요된 질산은 용액의 양으로 산출하였다 (3).

간장의 pH는 pH meter(HM-30P, DKK-TOA, Tokyo, Japan)로 3회 측정하였다. 당도는 간장 1 g에 증류수 10 mL를 가하여 균질화한 다음 3,000 rpm에서 10분간 원심분 리 하여 얻은 상층액을 당도계(ATAGO N-2E, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다.

갈색도는 Yilmaz와 Toledo의 방법(12)을 변형하여 시료 1 g을 증류수 40 mL와 진탕하고 10% trichloroaceticacid 40 mL을 첨가한 후 2시간동안 반응 시킨다. 그 후 원심분리 기(MEGA2100, Hanil, Seoul, Korea)를 이용하여 4,000 rpm 에서 20분간 원심분리 후 상등액만 취해 microplate reader (Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.

조단백질의 함량은 Kjeldah법(13)으로 시료 0.3 g을 정량 하여 Kjeldahl 플라스크에 취하고, 여기에 비등석과 HgO 촉매, 진한 H₂SO₄ 10 mL을 가하고 서서히 가열하여 분해하 였다. 시료 분해액을 실온으로 냉각시킨 후 증류수 30 mL을 가하고, NaOH 용액을 넣어 Kjeldahl 증류장치에서 가열하 여 증류되어 나오는 암모니아를 H₂BO₃가 들어있는 수기에 포집시켰다. 이 때 증류액이 250 mL 정도가 되면 암모니아 는 거의 추출되어 나온 것으로 보았으며, 증류가 끝나면 청록색의 수용액이 회백색이 될 때 까지 0.1 N HCl 용액으 로 적정하여 아래 식에 따라 조단백질 함량으로 환산하였 다.

간장의 아미노태 질소는 Formol 적정법(14)으로 측정하 였다. 간장 10 mL에 증류수 90 mL을 가한 후 30분 동안 교반하였다. 1% 페놀프탈레인 지시약을 2~3 방울 가하고 0.1 N NaOH 용액으로 pH 4.8까지 맞추고 35% formalin 용액을 20 mL 가하고 0.1 N NaOH 용액으로 적정하여 소비 된 NaOH의 양을 계산하여 아미노태 질소 함량을 구하였다.

총 폴리페놀 함량 측정을 위해 Folin-Ciocalteu’s법(15)을 변형하여 측정하였다. 농도 20 μg/mL 간장 1 mL에 1 N 폴린-시오칼토 페놀 시약(Folin-Ciocalteu’s phenol reagent) 2 mL을 넣고 혼합하여 실온에서 5분간 반응시키고, 반응 용액에 35% Na₂CO₃ 2 mL을 넣고 실온에서 30분간 정치한 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도는 갈 산(gallic acid)을 이용하여 작성된 표준곡선을 이용하여 검 량선을 작성하여 총 페놀 함량을 계산하였다. 총 플라보노 이드 함량은 Davis 변법(16)을 이용하였다. 추출물 1 mL에 diethylene glycol 10 mL 및 1 N NaOH 1 mL을 가하고 잘 혼합한 후 30°C에서 1시간 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도 를 측정하였다.

황기 첨가 후 6개월간 숙성한 간장(AK)을 2개월 간격으 로 기호도를 평가하였다. 관능검사는 15명의 패널로 구성 되었으며 향, 짠맛, 구수한맛, 단맛, 쓴맛 및 전체 기호도에 대한 9점 척도법(1:아주 나쁨, 3:나쁨, 5:보통, 7:좋음, 9:아주 좋음)으로 간장 시료를 패널에게 제공하고 적당량을 시식 하게 하여 평가하였다.

본 실험은 독립적으로 3회 이상 반복 실험을 실시하였다. SPSS 17.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 실험군 간의 통계적 유의성 검증은 Duncan의 다중검정법(DMRT, Duncan’s multiple range test)으로 사후검정을 통해 검증하 였다.

숙성 기간에 따른 황기 첨가 간장(AK)의 식염도는 Fig. 1과 같다. 간장의 식염도는 실험군 모두 기간별 유의적인 차이는 나타나지 않았지만, 황기 0% 첨가 간장(AK 0%)은 20~22%, 황기 5% 첨가 간장(AK 5%) 및 황기 10% 첨가 간장(AK 10%)는 19~21%로 숙성시간이 지남에 따라 약간 증가하는 경향을 보였다. 이는 숙성기간이 증가할수록 간 장 내 수분의 증발로 인해 식염도가 증가한다고 보고된 바와 일치하였다(17,18). 그러나 AK 각각 5%와 10% 첨가 한 처리구가 황기를 첨가하지 않은 대조구 AK 0%에 비하 여 염도가 낮은 경향을 보였으며, 이러한 결과는 Kim 등(19) 의 삼백초, 어성초를 첨가한 어간장이 일반 간장에 비해 발효기간이 지남에 염도가 감소하였는데 이는 건조된 메주 콩은 물론 건조된 삼백초와 어성초가 더욱 많은 양의 염을 흡수했기 때문에 대조구에 비하여 염도가 낮은 것이라는 보고와 유사하였다. 또한 18점의 재래식 간장의 염도가 19.8~30.8%의 범위였다고 보고된 결과(20) 비교하였을 시 본 실험의 식염도는 보고된 재래식 간장 식염도보다 낮았으 므로 황기첨가간장의 사용이 심혈관계 질환 환자들에게 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.

Fig. 1. Changes in the pure salinity contents of Kanjang containing Astragalus memvranaceus a during fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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6개월의 숙성기간 동안 황기를 첨가한 간장(AK)의 pH와 당도는 Fig. 2, 3과 같다. 본 실험에서 실험군 모두 숙성 기간에 따른 pH 변화는 뚜렷하지 않았으며, 기간이 증가함 에 따라 pH가 전반적으로 감소하는 경향을 보였다. 하지만, AK 0%의 pH와 비교하여 AK 5% 및 AK 10%의 pH는 낮게 나타났다. 이는 발효되는 과정에서 생성되는 젖산균 등 미 생물이 황기에 함유된 당을 이용하여 유기산이 생성되어 pH가 더 낮게 나타난 것이라 판단된다(4,21,22). 당도는 초 기 당도와 비교하여 숙성기간이 지남에 따라 증가하였으 며, 특히 AK 0% 및 AK 5%의 당도가 크게 증가하였다. 이러한 결과는 발효가 왕성하여 메주나 간장 담금 덧에 존재하는 당류가 발효미생물의 기질로 많이 이용되어 지는 것으로 사료된다(23).

Fig. 2. Changes in the pH contents of Kanjang containing Astragalus memvranaceus during fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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Fig. 3. Changes in the sugar content of Kanjang containing Astragalus memvranaceus during fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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숙성기간별 황기 첨가 간장의 갈색도 변화는 Fig. 4과 같다. AK 5%는 숙성기간 4~5개월까지 갈변현상이 일어난 반면 AK 10%의 경우 2개월 이후 갈변현상이 진행되지 않고 일정한 수준을 유지하는 것으로 나타났다. 이는 약재 첨가 개량식 간장의 갈색화가 보통 대두로 제조한 간장의 경우 숙성기간이 길어질수록 갈색화가 일어난다는 보고와 일치하였으며(24), 장기간 보관에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

Fig. 4. Changes in the optical density of Kanjang containing Astragalus memvranaceus dur ing fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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숙성기간별 황기 첨가 간장의 조단백질 함량은 Fig. 5과 같다. 전반적으로 기간이 지남에 따라 조단백질 함량은 서 서히 증가하였다. AK 10%는 초기부터 6개월 숙성기간동안 일정수준을 유지하였으나, AK 5%는 2개월 이후 10.12 %로 크게 증가하였다. 이는 식품성분표(25)의 전통간장의 조단 백질 함량인 7.7% 보다 높았으며, 약용식물추출물을 첨가 한 간장의 조단백질 함량 8.0~8.4%(3)보다 높은 것으로 나 타났다.

Fig. 5. Changes in the reducing crude protein content of Kanjang containing Astragalus memvranaceus dur ing fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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간장의 질소성분은 간장의 품질에 가장 크게 영향을 미 치는 주요인자로 총 질소 성분은 유리아미노산, peptide, 아미노태 질소 등으로 구성되어 있다고 보고되었으며(26), 이 중 아미노태 질소는 발효식품의 숙성도와 보존기간 품질 의 지표가 되는 성분으로 메주 제조와 간장 제조 과정 중에 단백질이 효소작용으로 가수분해 되어 맛을 내는 아미노산 을 생성하게 되며 아미노태 질소 함량이 높은 간장이 성분 및 관능적 특성이 좋은 것으로 평가되고 있다(14,27). 숙성 기간별 황기 첨가 간장의 아미노태 질소는 Fig. 6과 같다. 본 실험에서 기간에 따른 아미노태 질소 변화는 모든 실험 구에서 서서히 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 그 중 AK 5%가 3개월 때 크게 증가한 뒤 일정한 수준을 꾸준히 유지 하였다. 이는 Kwon 등(14)의 해양심층수를 이용하여 제조 한 간장에서 숙성될수록 아미노태 질소함량이 증가 되었으 며, 4개월 정도 되었을 때 가장 높은 함량을 나타내었다는 보고와 유사한 결과를 나타내었다. 더불어 황기에는 glutamic acid, arginin, aspartic acid 등 다양한 아미노산을 함유하고 있어 발효기간에 따라 미생물에 의해 분해되어 아미노산 질소에 영향을 미치는 것으로 판단되며(28), AK5%의 활용이 경제적인 측면에서 효율적인 것으로 판단된다

Fig. 6. Changes in the amino-type nitrogen (AN) contents of Kanjang containing Astragalus memvranaceus during fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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폴리페놀 화합물은 식물계에 존재하는 천연 항산화제의 대부분을 차지하며, 지방질의 산화, 활성산소의 소거 및 산화적 스트레스를 막는 역할을 함으로서 노화방지, 암 및 심장질환 등을 예방하거나 지연하는 효과를 나타내어 오늘 날 식품, 의약품, 화장품 등 많은 분야에서 활용되고 있다 (29). 황기 첨가별 숙성기간에 따른 총 폴리페놀 및 플라보 노이드 함량 측정결과는 Fig. 7,8과 같다. AK 5%의 총 폴리 페놀 함량이 3개월 이후 크게 증가하였으며 6개월 때 25.01mg/g로 가장 높은 함량을 보였다. 총 플라보노이드 함량 역시 3개월 이후 급격히 증가하는 경향을 보였고 5개 월 때 200.15 mg/g로 가장 높은 함량을 나타냈다. 이는 황기 생리활성 물질인 isoflavone 배당체인 formononetin등의 물 질의 높은 항산화활성과 연관이 있는 것으로 사료되며 (30,31), 일반 간장보다 항산화 기능이 우수한 기능성 간장 으로 볼 수 있다고 판단된다.

Fig. 7. Changes in the total polyphenol contents of Kanjang containing Astragalus memvranaceus during fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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Fig. 8. Changes in the total flavonoid contents of Kanjang containing Astragalus memvranaceus dur ing fermentation for 6 months. ¹⁾AK 0% : Astragalus memvranaceusKanjang. ²⁾AK 5% : Kanjang added with 5% Astragalus memvranaceus ³⁾AK 10% : Kanjang added with 10% Astragalus memvranaceus

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황기를 첨가한 전통 간장의 관능평가 결과는 Table 1과 같다. 6개월 숙성된 AK 5%가 향, 짠맛, 구수한맛, 단맛, 쓴맛, 신맛, 전체 기호도에서 모두 높은 점수를 보였으며, control인 전통 간장에 비해 비교적 높은 점수를 나타내었 다. 하지만 AK 10%는 숙성이 될수록 기호도가 떨어지는 경향을 보였다. 이는 첨가재인 황기를 적절히 사용하였을 때 약재 특유의 감칠맛이 전통간장의 짠맛을 저감시켜 영향 을 준 것으로 사료된다.