PDF Download
PubReader
Export Citation
Email the Author
Share Facebook
Share Twitter
Cited by 3 Articles
Metrics (View:3,082)
서 론
세계보건기구(WHO) 일일 나트륨 권고상한치는 2,000 mg(소금으로 약 5 g)으로 권장하고 있으나(1), 국민건강영 양조사에 따르면, 국내의 2010년 하루 평균 나트륨 섭취량 은 4,785 mg, 2012년 4,546 mg, 2014년 3,890 mg으로(2) WHO 권고상한치 기준의 2배 수준을 나타낸다(3). 또한, 30세 이상의 고혈압 유병률은 2007년 24.6%에서 2008년 26.9%, 2009년 30.3%로 매년 증가세로, 과다한 나트륨의 섭취는 고혈압, 뇌졸중 등의 다양한 만성질환의 원인이 될 수 있다는 연구는 계속 되었으며(3-5), 고혈압 입원비율은 인구 10만 명당 191명으로 OECD 4위로 나타났다. 이에 국가적으로도 나트륨 섭취를 줄이기 위해 다양한 노력을 기울이고 있다. 나트륨 과잉섭취를 줄이기 위해 가공식품 제조, 음식조리 및 소비자 섭취 등 모든 단계에서 나트륨 섭취량 저감 추진이 필요하다(6). 나트륨이 저감된 식품의 세계시장도 성장세로, 54조원의 규모를 가지는 것으로 추 정되며 매년 그 시장이 성장하고 있는 추세이며(7), 해외에 서도 저감화 정책을 적극 실시하여 일본에서는 2015년부터 ‘소금을 줄여도 맛있는 식품 만들기’에 식품업체의 동참을 유도하고 있다(7). 또한, 핀란드에서는 1970년대부터 30년 동안 꾸준한 나트륨 저감화 정책을 추진하여 나트륨 섭취량 을 약 60% 감소시키는데 성공하였다(8). 캐나다, 영국을 비롯하여 미국, 싱가포르 등 여러 국가에서 나트륨 줄이기 사업을 국가적으로 시행하고 있으며, 우리나라 또한 한국 식품의약품안전처에서 ‘가공식품 분야 나트륨 저감화’를 통해 업체의 자율적인 나트륨 저감화를 유도하고 있다.
우리나라 2011년 국민건강영양조사에 따르면 나트륨 섭 취의 주요급원은 김치 22.1%, 장류 20.6%로서 김치와 장류 의 섭취만으로도 하루 소금량의 40.0% 이상을 섭취하는 것으로 보고되었다. 장류식품의 대표적인 된장의 경우, 성 인 1인당 섭취량은 약 27.0 g/day로 그에 따른 염분 섭취량은 약 3.0 g/day 이상으로 1일 섭취소금양의 많은 부분에 기여 한다(9,10). 우리 식생활에서 필수적인 단백질 공급원의 기 능을 가진 된장은 발효되면서 Aspergillus, Mucor, Saccharomyces, Bacillus속 세균 등에 의해 대두의 단백질, 지방, 탄수화물이 아미노산, 지방산 및 유기산 등으로 분해되고, 내염성 젖산 균과 내염성 효모가 생산하는 다양한 2차 대사산물에 의하 여 그 독특한 풍미가 결정된다. 이러한 된장의 원료 중 미생 물의 생육에 가장 큰 영향을 미치는 성분 중의 하나가 식염 이므로 약 12.0% 이상의 소금을 첨가하여 이상 발효와 부패 를 방지하고 제조 후 저장성을 부여하게 된다(11). 따라서, 염도를 낮추게 되면 된장발효에 관여하는 내염성 미생물이 외의 미생물이 성장하게 되어 결국 바람직하지 못한 풍미를 생성하게 되는 것이 우려된다(12). 그러나, 장류 내에 소금 은 장류의 쓴맛에도 관여하며, 과도한 짠맛과 함께 각종 성인병을 유발하고 있는 것도 현실이다(10,13).
이에 식품의약품안전처는 2012년 3월에 ‘나트륨 줄이기 운동본부’를 발족하여 2020년까지 나트륨 일일 섭취량 20%(약 2.5 g)을 줄이는 노력을 기울이면서, 2015년부터 김치, 장류, 절임류에 대한 중소기업 나트륨 저감화 기술지 원 사업을 통해서 단계별 가이드라인을 제시한 바, 2012년 조사당시 평균 된장의 염도 15%(나트륨 함량 6,100 mg%) 에서 2018년까지 12.5%(나트륨함량 5,000 mg%), 2021년까 지 염도 12.0%(나트륨 4,800 mg%)의 저염화 가이드라인을 제시하고 있다(14). 이에 국민 1일 나트륨 섭취량의 감소에 기여하기 위하여, 담금시 사용되는 소금의 양을 줄이고, 유통의 문제점을 해결하고, 관능적으로도 우수한 저염 된 장의 필요성이 높아졌다.
따라서 본 연구에서는 장담금시 담금수의 소금 사용량을 줄이고, 대체염으로 보완하여 담금한 된장의 숙성 후 품질 에 미치는 영향을 평가하여 저염화에 대한 기초자료를 제공 하고자 한다.
재료 및 방법
본 연구에 사용된 콩은 경북 청송지역에서 생산되는 메 주콩(백태)를 사용하였으며, 된장 담금수에 사용된 소금은 정제염(Chunil-salt, Seoul, Korea)을 사용하였으며, 대체염 으로 염화칼륨(Mihwa Chemical Co., Ltd., Icheon, Korea), 염미증진제인 식물성 SAP는 ㈜KMF에서 제공받아 사용하 였다.
된장의 담금은 경북지역 업체에서 담금하는 동일한 방법 에 준하여 개량식 메주를 사용하였으며, 소금은 정제염, 대체염으로는 염화칼륨을 사용하였다. 된장은 국산콩으로 만든 개량식 메주에 정제염으로 대조구(A)는 소금물 농도 를 19%(w/w)로 담금하였으며, 소금 첨가량을 대조구에 비 해 12.5%(B), 25%(C), 32.5%(D), 45%(E) 저감하여 실험구 간을 설정하였다. 감소된 소금의 양은 염화칼륨으로 보완 하여 담금수의 소금 배합비를 조정하였다. (B)-(E)구간에 염미증진제 식물성 SAP는 저염량과 관계없이, 동량으로 0.004% 첨가하였다. 메주와 소금물의 비율은 1대 3의 비율 로 각각 담금하여 8주 동안 실온에서 발효한 후 간장과 된장으로 분리하였으며, 1년이상 숙성된 된장의 이화학적 특성을 평가하였다. 또한 경북지역업체에서 대량생산을 위 한 구간으로는 된장 담금수의 나트륨함량을 25% 저감하였 으며, 일반된장과 동일한 시설에서 동일한 콩과 식수를 사 용하여 1톤 단위로 담금을 진행한 후 1년간 숙성시켜 공급 받아 이화학적 분석을 실시하였다.
pH는 균일하게 마쇄된 된장 5 g에 증류수 45 mL을 가해 잘 교반하여 pH meter(ST3100, OHAUS, Parsippany, NJ, USA)로 측정하였다. 산도는 교반액 5 mL에 0.1 N NaOH로 H 8.3이 될 때까지 적정하여 소요량을 다음 공식에 의하여 젖산 산도 값으로 구하였다.
염도의 측정은 된장 시료 25 g을 취하여 Stomacher 전용 의 무균 pouch에 취한 다음, 멸균 생리식염수(0.85% NaCl) 225 mL를 넣고 Stomacher(promedia SH-II M,Tokyo, Japan) 를 이용하여 2분간 균질화 하였다. 균질화한 된장액을 각각 의 염도계로 측정 비교하였다.
나트륨 함량은 습식분해법(Wet Digestion Method)으로 분석하였다. 된장 시료 1 g에 65%의 HNO3 6 mL와 30% H2O2 1 mL를 teflon bottle에 담은 후 이를 전처리 시험용액 으로 하였으며, microwave digestion system(Ethos-1600, Milestone, Sorisole, Italy)을 이용하여 최고 600 W로 총 20분 간 산분해를 실시를 하였다. 전처리 과정을 거친 시료용액 은 0.45 μm membrane filter(Milipore, Burlington, MA, USA) 로 여과하여 Inductively Coupled Plasma spectrometer (ICP-IRIS, Thermo Elemental, MA, USA)로 분석하였다 (15).
색도 측정은 UV-spectrophotometer(UV-1800, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 측정하였으며 UV PC optional color analysis software를 이용해 명도(L), 적색도(a), 황색도 (b) 값으로 변환하여 Hunter’s color value로 나타내었다. 이 때 대조구는 증류수를 사용하였으며 L=99.99, a=-0.11, b=-0.02의 값으로 측정되었다(16).
된장 중의 아미노산성 질소(NH2-N)는 식품공전에 준하 여 포르몰(Formol)적정법에 의하여 측정하였다. 시료 10 g에 증류수 100 mL을 가하여 균질화 한 후 4,000 rpm에서 10분간 원심분리 하여 그 상등액을 시료로 사용하였다. 상 등액 5 mL에 formaldehyde 용액 10 mL를 가하여 0.1 N NaOH 용액으로 pH 8.3이 되도록 중화적정 하였다. 공시험 은 상등액 대신 증류수 5 mL을 이용하였으며 그 값을 이용 하여 보정하였다(17).
유리아미노산 함량은 각 시료 0.1 g에 5% Tricholoroacetic acid 용액 0.9 mL과 잘 섞은 다음 10,000 rpm으로 10분간 원심분리하여 그 상등액을 0.45 μm 필터(PVDF-2545, Chemco Scientific, Osaka, Japan)로 여과하여 0.02 N HCl로 희석하여 사용하였으며, Amino Acid Analyzer(L-8900, Hitachi, Tokyo, Japan)로 분석하였다. 구성아미노산 함량은 각 시료 0.05 g 칭량하여 6 N HCl을 1 mL을 가해 질소로 충전한 후 110℃에서 24시간동안 가수분해한 시료를 80℃ 에서 건조시킨 후 0.02 N HCl 1 mL을 가하여 잘 교반하며 추출한 후 0.45 μm 필터(PVDF-2545, Chemco Scientific, Osaka, Japan)로 여과하여 0.02 N HCl로 희석하여 사용였으 며, Amino Acid Analyzer(L-8900, Hitachi, Tokyo, Japan)로 분석하였다(18).
결과 및 고찰
장류 숙성 중에 미생물의 성장에 따라 pH와 산도는 변화 되기 때문에 된장의 품질 상 문제가 되는 요인으로 산패를 꼽고 있다. 개량식 된장과 재래식 된장의 pH를 분석한 결과 는 Fig. 1과 같다. 개량식 된장의 경우 대조구인 (A)가 pH 5.27, 나트륨 저감화된 실험구인 (B), (C), (D), (E) pH 5.07-5.54 범위에 있었다. 일반적으로 된장의 pH가 4.5이하 일 때, 정상 된장에 비하여 신맛이 문제가 될 수 있을 것으로 판단하는 것으로 미루어 보아(14) 나트륨이 저감된 된장이 pH에는 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 확인하였다. 염도 가 낮을수록 pH가 낮아진다는 보고가 있으나(19), 본 연구 에서 설정된 구간에서는 pH의 변화 및 차이는 크지 않았다. 25% 저염구간으로 업체에서 대량으로 담금을 진행한 된장 은 1년 숙성 후 pH는 5.03, 일반된장의 pH는 5.00으로 나타 났다.
수분함량은 Fig. 2에 나타내었으며, 개량식 된장 대조구 에 비해 크게 증감이 없어 수분함량에는 나트륨의 함량이 크게 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 일반적으로 수분 함량은 장류의 제품화와 사용 시 편의성과, 관능적 품질에 영향을 주고, 숙성 과정에서 미생물의 생장조건에 영향을 미치는 중요 요인으로 평가되며 55% 수준에서 유지되는 것이 보편적이다(20). 하지만 본 실험에 사용된 모든 실험구 의 된장은 실내 숙성하였으므로 56-60%범위로 일반적 된 장의 평균 수분함량보다 다소 높게 나타났다. 경북지역 된 장업체에서 1년간 숙성한 일반된장은 55.78%, 저염 된장의 수분함량은 55.57%로 나타났다.
일반적으로 장류의 수분은 장류 혼합 및 제품화, 사용 시 편의성 등에 관계하는 관능적 품질에 영향을 주지만 발효 숙성과정 중의 미생물 증식의 활성도에 관여되는 요인 으로도 평가된다. 대체적으로 55%를 전후하여 수분을 유지 하는 것으로 보이지만, 과도하게 적은 수분이나 과도하게 많은 수분함량은 품질에 영향을 줄 수 있다. 장류의 숙성과 정에서 실내, 실외 숙성에 따른 수분 감소율 차이는 나트륨 함량과도 상관관계가 높아지므로, 염도 관리와 함께 수분 함량 관리를 통하여 나트륨 저감화 표준화 설정에 함께 검토되어야 한다(20).
소금 저염 정도에 따른 각 구간의 나트륨 함량은 Fig. 3에 나타내었다. 정제염에서 Na은 약 40%를 차지하므로, 소금 100 g에 약 40 g의 나트륨이 함유되어있다고 볼 수 있으며, 소금 25% 저염시에는 나트륨의 함량은 30 g으로 감소하게 된다. 개량식 된장의 경우 대조구(A)는 나트륨의 함량이 7.75%로 소금의 양으로 환산하게 되면 19.37 g되어, 담금시 사용한 담금수의 소금물 농도 19% 와 유사하게 계산되었다. 12.5% 저염구인 (B)에서는 6.22%의 나트륨 함량을 나타내어 대조구 대비 약 19%의 나트륨이 저감되었 고, 25% 저염구인 (C)에서는 나트륨 함량이 6.20%로 약 20%의 나트륨이 줄었다는 결과를 얻었다. 37.5%가 저감된 (D)에서는 4.84%로 37%의 나트륨 저감이 이루어졌고, 45% 가 저감된 (E)에서는 4.47%의 나트륨 함량으로 대조구 대비 하여 42%의 나트륨이 감소된 것으로 분석되었다. 업체에서 대량으로 담금한 25% 저염 된장의 나트륨 함량은 3,721 mg%로 일반된장 4,463 mg%에 비하여 16% 낮은 수치로 분석되었다. 휴대용 염도계(4403-E06, ATAGO, Tokyo, Japan)로 측정 시에는 저염된장은 12.4%, 일반된장은 13.4%로 일반된장에 비하여 7.47% 낮게 측정되어, 휴대용 염도계로는 나트륨 함량의 감소를 측정하기 어렵고, ICP를 통한 기기분석을 통해 나트륨 감소에 대한 정확한 분석이 필요하며, 장담금 업체에서 나트륨 함량에 대한 정보를 신 속히 얻기에는 어려움이 있다.
개량식 된장과 재래식 된장의 색도를 나타낸 결과는 Table 1과 같다. 된장 (A)는 L 값은 56.10, 저염된장구간 (B), (C), (D), (E)에서는 58.94-65.49로 큰 차이가 없음을 확인하였다. 즉, a 값에서 된장 (A)가 1.26, 저염 된장(B), (C), (D), (E)가 -0.23-1.42로 큰 차이를 보이지 않았으며, b 값에서 된장 (A)가 18.35, 저염 된장 (B), (C), (D), (E)가 16.63-21.54로 나트륨 저감도에 따른 색도차이를 보이지 않았다. 일반적으로 된장은 숙성과정에서 효소 작용으로 당, 아미노산 등이 분해되는 과정에서 다양한 인자에 의하 여 갈변현상이 초래될 수 있으며, 이는 상품의 저하로 이어 질 수 있는 문제로 인식된다(21). 본 연구에서는 된장은 나트륨 저감화로 색도에는 큰 변화가 없음을 확인하였다.
된장의 숙성 과정에서 단백질로부터 생성되는 유리 아미 노산과 펩타이드가 된장의 맛을 좌우한다. 아미노산성 질 소 함량은 장류의 감칠맛을 대표 할 수 있는 지표이며, 된장 관능적 품질을 대변할 수 있다(18). 이는 된장의 발효과정 중 콩 단백질이 가수분해 되는 중 구수한 맛을 내는 아미노 산을 형성하기 때문이다(22). 숙성 기간에 따라 아미노산성 질소함량이 지속적으로 증가한다는 보고가 있으며(23), 본 연구에서도 아미노산성 질소 함량을 분석하여 나트륨의 함량의 영향에 대하여 비교분석하여 Fig. 4에 나타내었다. 된장(A)의 경우 518 mg%로, 12.5% 저염된장 (B)의 함량은 497 mg%, 25% 저염된장 (C)는 518 mg%, 37.5% 저염된장 (D)는 550 mg%, 45% 저염된장 (E)는 539 mg% 이었다. 아미노산 함량에서는 25% 저염된장에서 낮은 함량을 보였 으나, 아미노산성 질소함량에서는 (B), (C), (D), (E)가 모두 500 mg%수준에 근접하거나 그 이상인 것으로 미뤄보았을 때, 소금함량의 감소와 염화칼륨의 첨가가 된장의 풍미저 하에는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 생각된다. 한국전통 식품규격에서는 아미노산성 질소함량이 300 mg% 이하는 품질이 떨어지는 된장으로 평가하고 있으며, 500 mg%이상 일 때, 숙성도가 높은 된장으로 평가한다(20). 숙성기간에 따른 경과를 지속적으로 관찰할 필요가 있다. 된장 업체에 서 대량으로 담근 25% 저염 된장의 1년 숙성 후 아미노산성 질소는 695 mg%였으며, 1년 5개월 숙성된 일반 된장은 1,277 mg%로 높은 함량을 보였다.
유리아미노산은 된장의 발효과정 중에서 대두단백질이 펩타이드 형태에서 아미노산으로 분해되면서 측정되는 값 으로 된장의 발효된 정도를 알 수 있는 결과로써(24) Table 2에 나타내었다. 된장 (A)의 유리아미노산 총 함량은 36.86 mg/g, 12.5% 저염된장 (B)의 총아미노산 함량은 38.72 mg/g, 25% 저염된장 (C)는 24.42 mg/g, 37.5% 저염된장(D) 는 36.35 mg/g, 45% 저염된장 (E)는 37.78 mg/g 이었다. 구성아미노산 분석결과 총 17종이 검출되었으며, 각 함량 은 Table 3에 나타내었다. 된장(A)의 구성아미노산 총 함량 은 52.72 mg/g이었으며, 12.5% 저염된장 (B)의 총아미노산 함량은 54.32 mg/g, 25% 저염된장 (C)는 38.71 mg/g, 37.5% 저염된장 (D)는 51.35 mg/g, 45% 저염된장 (E)는 44.46 mg/g 이었다. 구성아미노산에서도 25% 저염된장이 낮은 함량으 로 나타났다. 총아미노산에서 유리아미노산으로의 유리화 율은 된장 (A), 70%, 저염된장구간은 (B) 71%, (C) 89%, (D) 71%, (E) 85%로 일반 된장을 기준으로 유리아미노산으 로의 유리화율이 저염된장 구간에서 1-19% 정도 높은 것으 로 나타났다. 그러나, 총 아미노산성 질소 함량에서는 일반 된장 (A) 5.18 mg/g으로 저염된장 (B)-(E)구간의 4.97-5.5 mg/g의 함량과 유의적인 차이를 보이지 않는다. 감칠맛을 보이는 glutamic acid과 aspartic acid를 합한 함량에 있어서 는 일반된장 (A) 9.02 mg/g이고, 저염된장구간 (B)-(E)에서 6.5-9.5 mg/g의 범위를 보인다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 저염구간과 일반된장에서의 아미노산 함량의 변화는 저염에 따른 유의적인 함량의 증감이라고 보다, 발효에 의 한 개체별 차이로 보이는 바, 나트륨의 저감하고 대체염인 염화칼슘의 첨가로 콩에 함유된 단백질에서 발효미생물에 의해 생성되는 유리아미노산 총 함량에는 영향을 미치지 않는 것으로 보이며, 전반적으로 본 실험에서 소금함량의 감소와 염화칼륨의 첨가에도 된장 숙성기간동안 미생물의 발효가 문제없이 일어난 것으로 나타났다.
경북지역업체에서 시판중인 일반 된장 2015년 6월에 담 금하여 숙성중인 된장과 동일한 업체에서 대량 담금한 25% 저염된장 2015년 11월에 담금하여 숙성중인 된장의 품질을 비교하였다. 이화학적 분석 결과에서 일반된장이나 저염된 장의 pH, 산도, 수분함량에 있어서 차이가 없었다. 숙성정 도를 평가하는 아미노산성 질소함량에서는 일반된장이 더 높게 나타나, 숙성과정을 통해 유리아미노산으로 존재하는 아미노산 질소의 함량이 저염된장에 비하여 2배 가까이 높게 나타났다. 아미노산성 질소의 함량이 일반된장에서 2배 가까이 높게 나타났으나, 감칠맛을 나타내는 유리아미 노산이나 펩타이드의 함량에는 1년 정도 숙성된 저염 된장 에서 부족하지 않은 것으로 나타났으며, 오히려, 일반된장 에서 쓴맛을 나타내는 아미노산성 질소의 함량이 높아지 고, 소금의 함량이 높으면, 관능적으로 쓴맛을 느끼게 되어 저염 된장에 비하여 감칠맛에 영향을 줄 것으로 보인다. 저염된장을 위하여 25% 저감을 위하여 대체염으로 염화칼 륨을 사용하여 1년 숙성된 저염된장에서는 저염으로 이화 학적 특성의 큰 변화없이, 숙성과 보존이 진행됨을 알 수 있었으며, 저염으로 인해 부패균의 증식이 발생되어 품질 열화의 발생 없이 1년 이상 보존이 가능하였다. 이로써 저염 된장을 위하여 담금수에 소금의 일정량을 염화칼륨을 사용 하여 저염된장을 생산하여도, 대체한 소금만큼 나트륨 함 량은 낮아지면서, 일반된장과 이화학적 특성에서는 차이가 없는 결과를 얻어, 저염 농도 설정을 위한 대체염 활용이 대량생산에서도 가능함을 확인하였다. 따라서 저염을 위하 여 염화칼륨 이외의 대체소재를 활용하여서 나트륨 함량의 감소를 25%정도 낮추어 된장을 담금의 이화학적 품질 열화 현상은 나타나지 않았다.
요 약
된장은 대두를 주원료로 하는 한국의 대표적인 전통발효 식품임이나, 국민건강영양조사에서 고나트륨을 가지는 식 품군에 분류되었다. 각종 질병의 원인이 될 수 있는 나트륨 과다섭취에 대한 저나트륨 된장의 개발이 필요한 실정으 로, 품질에 크게 영향이 없이도 나트륨 함량이 적은 장류의 개발은 지속적으로 연구되어야 하는 과제이다. 따라서 본 연구에서는 나트륨 함량을 12.5%-45%까지 저감하도록 실 험을 설계하여 적용하여 된장 담금을 진행하였으며, 그 품 질적 특성을 분석하고자 하였다. 나트륨의 저감화가 된장 의 관능적 품질에 영향을 미치는지 pH, 염도 및 수분, 나트 륨함량, 색도, 아미노산성 질소함량, 유리아미노산, 구성아 미노산조성을 평가하여, 그 특성을 비교 분석하였다. 나트 륨의 저감화는 pH와 수분, 염도에 크게 영향을 미치지 않았 으며, 대조구와 같은 범위에서의 품질을 유지하였다. 나트 륨함량은 실제로 비례적으로 감소되었으며, 아미노산성 질 소는 500 mg%수준이었다. 대량으로 된장업체에서 제조한 25% 저염된 된장의 대체소재를 사용하는 것은 최종 된장의 나트륨함량을 줄이면서도 된장의 품질에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.
