시판 장류의 알코올 함유량 및 품질특성 조사

본 실험에 사용된 된장, 간장 및 고추장 시료는 전국의 로컬푸드점과 온라인 판매처를 통해 된장 87점, 간장 67점, 그리고 고추장 58점을 수집하여 실험 전까지 냉장보관 상 태로 유지해 두었다가 실험에 사용하였다. 이들 장류 시료 는 재래식과 개량식으로 구분하여 된장은 재래식 77점, 개 량식 10점, 간장은 재래식 50점, 개량식 17점, 고추장은 재래식 48점, 개량식 10점이 수집되었다.

된장, 간장 및 고추장의 시료액은 된장, 고추장은 5 g, 간장은 2 g을 증류수로 희석하여 자석교반기(MSH-20D, DAIHAN Scientific Co., Ltd., Seoul, Korea)를 이용하여 200 rpm에서 1시간 동안 교반한 후 여과지(Whatman No 2, London, England)로 여과한 여과액을 시료액으로 사용하였다.

된장, 간장 및 고추장의 pH는 시료액에 pH meter(Orion star a211, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하 여 측정하였고 적정산도는 시료액 10 mL에 0.5% 페놀프탈 레인을 지시약으로 0.1 N NaOH로 적색이 될 때까지 적정하 여 그 함량을 계산하였다. 염도는 Mohr법(12)에 따라 시료 액 10 mL에 지시약인 5% K2CrO4를 첨가하고 0.1 N AgNO3 용액으로 미적갈색이 될 때까지 적정하여 염소량을 측정 한 후 NaCl량으로 환산하였다.

된장, 간장 및 고추장의 환원당은 dinitrosalicylic acid(DNS, 13) 방법에 따라 시료 추출액 1 mL에 DNS용액 3 mL을 혼합한 후 끓는 물에 5분간 중탕하여 실온으로 냉각 시켰다. Microplate reader(Biotek Synergy Mx, Biotek Instruments, Winooski, VT, USA)를 사용하여 550 nm의 파 장으로 흡광도를 측정하여 표준물질로 glucose를 사용하여 검량선을 그려 상대적인 함량을 계산하였다.

된장, 간장 및 고추장의 알코올 측정은 시료 1 g을 헤드스 페이스 바이알에 넣고 증류수 1 mL와 내부표준용액 100 μL를 넣어 밀봉한 다음 5분간 교반하여 시험용액으로 사용 하였다. 표준용액은 에탄올을 0.1%, 0.5%, 2%, 4%로 희석 하여 사용하였고, 내부표준용액은 미리 4℃에 보관한 부탄 올을 증류수에 녹여 2.5% 100 μL를 사용하였다.

Gas chromatography는 HP 6890 GC(Hewlett Packard, Palo Alto, CA, USA)를 사용하였고 column은 DB-6249(60 m×250 μm, 1.40 μm, Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)을 사용하였으며, 분석 조건은 오븐온도를 50℃에서 2분간 유지한 다음 분당 10℃씩 140℃까지 승온시킨 후 1분간 유지하고 다시 분당 10℃씩 250℃까지 승온시켜 4분 간 머물렀다. Injector의 온도는 200℃, detector(flame ionization detector)온도는 260℃로 하였고, carrier gas는 N2 를 사용하여 유속을 1.0 mL/min으로 하였다.

된장, 간장 및 고추장의 효모수 측정은 시료 1 g을 멸균생 리식염수로 단계 희석한 후 건조필름배지(PetrifilmTM plate, 3M Company, St. Paul, MN, USA)에 접종하여 25℃에서 96시간 배양시켜 나타난 핑크색 또는 청초록색 colony를 계수하여 log CFU/g으로 표시하였다.

모든 실험은 3회 반복 측정하였고, 결과는 평균값±표준 편차로 나타내었다. 각 실험구 간의 유의성(p<0.05) 검증을 위해 통계적 분석은 SAS(Statistical Analysis System program, SAS Institute., Cary, NC, USA) 프로그램을 이용하 여 분산분석(analysis of variance)한 후 두 처리간에는 T-검정을 수행하여 p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

된장, 간장, 고추장의 산도 및 pH 측정 결과는 Table 1과 같다. 산도는 발효과정 중 생성되는 유기산의 증가로 발효 기간에 따라 증가하게 되는데 재래식 된장이 1.72±0.44%, 개량식 된장이 1.87±0.57%로 유의적 차이를 보이지 않았 고, 재래식 간장이 1.23±0.63%, 개량식 간장이 1.80±0.37% 로 유의적 차이를 보였으며(p<0.05), 재래식 고추장이 1.25±0.36%, 개량식 고추장이 1.00±0.27%로 유의적 차이 를 보였다(p<0.05).

pH 변화에 따라 미생물군의 변화와 그 미생물이 분비하 는 효소 생성량에 영향을 미쳐 장류의 품질에 매우 중요한 영향을 미치게 되는데 재래식 된장이 5.34±0.43, 개량식 된장이 5.48±0.20로 유의적 차이를 보이지 않았고, 재래식 간장이 5.63±0.47, 개량식 간장이 5.11±0.18로 유의적 차이 를 보였으며(p<0.0001), 재래식 고추장이 4.82±0.26, 개량식 고추장이 4.98±0.12로 유의적 차이를 보이지 않았다.

Lee 등(14)은 개량식 된장의 경우 발효기간이 길어질수 록 pH는 감소하고, 적정산도는 증가하는 경향을 보인다고 보고하였으나 본 연구결과에서는 실험에 사용된 시료의 발효기간이 모두 달라 편차가 큰 것으로 사료된다. Cho 등(15)은 재래식 고추장이 개량식 고추장에 비해 pH가 낮고 적정산도가 높다고 보고한 바 있지만 본 시료에서는 그 차이가 크지 않아, 개량식 고추장의 경우 산도 조절제나 산미료가 첨가되어 큰 차이를 보이지 않은 것으로 사료된 다. 재래식 장과 개량식 장은 숙성중의 미생물 대사 작용으 로 인해 생성되는 lactic acid 및 acetic acid 등의 유기산의 축적으로 인해 산도가 높은 것으로 보고되고 있으며(16), 이에 따라 pH값도 낮아진 것으로 사료된다.

된장, 간장, 및 고추장의 염도 측정 결과는 Table 1과 같다. 염도는 미생물의 번식 및 발효 속도에 영향을 미치는 항목으로 재래식 된장이 12.88±2.48%, 개량식 된장이 10.83±1.17%로 유의적 차이를 보였고(p<0.05), 재래식 간 장 역시 24.61±4.54%로 개량식 간장 14.64±1.51%에 비해 통계적 유의적인 차이(p<0.0001)로 높은 염도를 나타내었 으나, 고추장의 경우는 재래식이 6.86±1.94%, 개량식이 6.20±0.56%로 통계적 유의성 없이 큰 차이를 보이지 않았다.

Kim 등(17)의 포장된 전통된장과 고추장의 염도는 각각 12.35%와 6.73%로 본 연구와 유사한 결과를 나타냈으며 Kim 등(18)의 재래식 간장과 양조간장의 염도가 26.79와 16.01%로 본 연구보다 높은 결과를 보였는데 이는 1996년 논문으로 현재는 저염식을 권장하면서 장의 염도도 감소하 는 경향이 있기 때문으로 사료된다. Jeong 등(19)의 순창전 통고추장 민속마을에서 판매하는 고추장의 경우 6.43~ 10.84%의 염도를 보이며 염 함량의 차이는 물엿이나, 설탕 등의 숙성된 고추장의 늘리기 과정에서 첨가량이 다르기 때문이라고 보고하였다.

결론적으로 본 연구에서 사용한 시판 장류의 평균 염도 는 재래식이 개량식에 비해 높음을 알 수 있었다. 재래식 장의 경우 다양한 미생물이 발효에 관여하고, 살균처리 없 이 장기간 숙성되기 때문에 저장성을 높이기 위해 종국을 이용해 짧은 시간 발효하는 개량식 장보다 높은 염도를 보이는 것으로 보고되고 있다(17).

된장, 간장 및 고추장의 환원당 측정 결과는 Table 1과 같다. 환원당은 된장 숙성 초기에 미생물에 의해 분비된 효소에 의해 높았다가 숙성이 진행됨에 따라 된장 내 미생 물의 영양원, 유기산 발효의 기질로 이용되면서 수치가 감 소하게 된다. 본 실험에서는 재래식 된장이 1.44±1.54%, 개량식 된장이 6.92±3.60%이었고 재래식 간장이 0.65± 0.42%, 개량식 간장이 5.56±2.86%로 개량식이 통계적으로 높은 값을 보였으며(p<0.0001), 재래식 고추장 역시 18.29± 5.41%로 개량식 고추장의 환원당 24.85±4.63% 값에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.05).

Yoo 등(20)의 전통된장에서 분리된 균을 이용한 된장의 환원당 함량은 5.07~11.34%로 시료간의 차이는 균종에 따 라 amylase 활성이 다르기 때문이라고 보고하였다. Joo 등 (21)의 전통간장의 환원당 함량은 0.72~1.01%의 범위로 본 시료와 유사한 결과를 나타내었다. Kim 등(22)의 순창 고추 장민속마을에서 생산한 전통 된장의 환원당 함량은 평균 2.38%, 전통 고추장은 19.25%로 본 시료와 유사한 결과를 나타내었다. Park(29)은 고추장의 전분질 원료에 따라 환원 당 생성량의 차이를 발견하였고 알코올 생성속도와 부합된 다고 보고한바 있다.

따라서 본 연구결과에서처럼 시판 장류의 환원당 함량이 개량식이 재래식에 비해 통계적으로 높은 값을 보인 것은 Chae 등(24)의 보고와 같이 재래식 장의 경우 콩이 주재료 이지만 개량식 장의 경우 소맥분으로 숙성 초기에 amylase 와 같은 효소에 의해 전분질이 분해되어 환원당이 높게 검출된 것으로 생각된다.

된장, 간장 및 고추장의 알코올 측정 결과는 Table 1에 제시하였다. 알코올은 미생물 발효작용에 의해 당이 알코 올로 전환되어 생성될 수 있는데 본 실험에서는 주정이 첨가된 시료와 구분하여 그 함유량을 조사하였다. 그 결과 재래식 된장이 0.18±0.51%, 개량식 된장이 2.53±0.45%로 유의적 차이로 개량식이 높았고(p<0.0001), 간장 역시 재래 식이 0.36±1.08%, 개량식이 3.11±1.86%로 통계학적으로 유의성 있게 개량식이 높은 값을 보였으나(p<0.0001), 고추 장 역시 재래식 1.24±1.97%에 비해 개량식이 2.12±0.38%로 높았지만, 통계적 유의성은 없었다.

Table 2는 본 연구에서 사용된 장류들을 검출된 알코올 농도에 따라 구분하여 분포도를 살펴 본 것이다. 장류 중 1% 이상 알코올이 함유된 시료들 중 재래식과 개량식으로 구분하여 보면 재래식의 경우 된장, 간장, 그리고 고추장이 6.5, 10, 39.6%이고, 개량식의 경우 된장, 간장, 고추장이 각각 100, 76.5, 그리고 100%로 개량식이 높은 검출율을 나타내었다. 또한 된장과 간장의 경우 각각 39%와 40%로 재래식에서만 알코올이 불검출되어 재래식 장과 개량식 장간에 차이가 컸는데, 이는 주정의 첨가 유무에 따른 것으 로 판단된다. 그러나 고추장의 경우 재래식 고추장에서 0.5~1.0% 농도에서 검출된 시료가 19%이고, 0.5%미만의 알코올을 함유한 시료는 약 42%로 나타나 재래식 고추장에 도 주정이 들어가는 시료가 있음을 알 수 있었다.

이와 같이 알코올 함량이 차이가 나는 원인으로 Choo와 Shin(25)은 전분질원, 메주의 활성도, 숙성조건 등이 있다고 추측하였으며 일부 제조업체에서 미생물제어를 위해 주정 을 첨가하여 판매하는 것으로 보고하고 있다(26).

효모는 특히 된장 발효 중 자연적으로 발생하여 에탄올 등 알코올을 생성하고, 그 생성된 알코올에 의해 생육이 억제되기도 한다. 본 실험에서는 된장, 간장 및 고추장 중 원재료에 주정 사용 여부가 미표시되고, 알코올 함량이 높 은 시료를 선정하여 효모수를 측정하여 그 결과를 Table 3에 제시하였다. 된장의 경우 알코올 함량이 가장 높게 나왔 던 시료에서는 효모가 불검출 되었지만, 다른 시료에서는 1.74~6.56 log CFU/mL로 나타났다. 간장의 경우 알코올 함량이 3.38% 나왔던 개량식 장에서 3.3 log CFU/mL로 나왔고, 1.19%의 알코올을 함유한 재래식 장에서 2 log CFU/mL 로 나타났다. 고추장의 경우 알코올 함량이 7.06% 였던 시료에서는 불검출되었고, 2.41과 0.01% 알코올이 검 출된 시료에서는 각각 3.28과 3.48 log CFU/mL로 효모가 검출되었다.

Lee와 Oh(27)는 시간이 흐름에 따라 효모수가 증가하면 서 알코올이 생성된 것으로 판단하였으나 본 연구 결과에서 재래식 장과 개량식 장간의 차이를 발견할 수 없어 효모의 존재만으로 장류 발효 중 알코올이 생성되었다고 판단할 수는 없고 향후 실험실 수준에서 장류를 제조하여 효모수 증가에 따른 알코올 생성량 변화를 모니터링하는 연구를 통해 상관성을 구명할 수 있을 것으로 사료된다.