Current Issue

본 실험에 사용한 순두부찌개 소스는 국내 A사에서 시판되는 순두부찌개 소스의 기본 배합에 구아검의 농도를 저농도군(0.2%, w/w), 고농도군(0.5%, w/w)으로 나누고, 각각 소금의 농도를 5단계로 조절하여 총 10개의 시료를 제조하여 사용하였다. 구아검의 농도는 시판되는 제품의 구아검 농도(0.1∼0.5%, w/w)를 참고하여 저농도와 고농도의 범위로 구별하여 설정하였다. 소금의 농도 역시 시판되는 제품의 소금 농도(3.3%, w/w)를 기준으로 하여 5단계의 범위로 설정하였다. 시료는 총 10개의 시료로 저농도의 구아검(0.2%, w/w)을 5단계의 소금 농도로 조절한 L1(2.6%), L2(3.0%), L3(3.3%), L4(3.6%), L5(4.0%)와 고농도의 구아검(0.5%, w/w)을 5단계의 소금 농도로 조절한 H1(2.6%), H2(3.0%), H3(3.3%), H4(3.6%), H5(4.0%)였다. 순두부찌개 소스의 배합비는 제조사의 요청으로 비공개 처리하였다. 배합된 시료는 100℃에서 30분간 중탕과정을 거쳤으며, 200 g씩 파우치에 소분하여 밀봉한 후 레토르트 기계(PRS-06-IVC, Kyunghan Co., Ltd., Gyeongsan, Korea)로 처리하였다. 시료의 레토르트 처리는 1차 살균(90℃ 15분 살균), 2차 살균(115℃ 15분 살균), 냉각(15분) 과정으로 이루어졌다. 레토르트 처리까지 마친 시료들은 냉장온도(5±1℃)에서 약 1주간 보관되었다. 시료 제조에 사용한 구아검은 ㈜삼우 TD(Seoul, Korea) 제품을 사용하였다.

순두부찌개 소스의 묘사분석을 수행하기 위해 약 18개월의 묘사분석의 경력이 있는 5명과 사전 스크리닝 테스트를 진행하여 선발된 4명을 묘사분석 전문 패널(여 7, 남 2)로 선정하였다. 스크리닝 테스트는 총 2차에 걸쳐 진행되었다. 1차에서 1:1 인터뷰를 진행하였고, 2차에서는 기초적인 감각 특성에 대한 구별 능력 평가를 진행하였다. 2차 스크리닝 테스트에서 진행한 평가 항목은 연수·경수 구별 능력, 기본 맛의 강도 구별 능력, 혼합물에서의 특성 감지 능력, 특성에 대한 객관적이고 다양한 표현 능력 등이다.

순두부찌개 소스의 묘사분석을 위한 패널 훈련은 총 8주에 걸쳐 진행되었으며, 1주에 1∼2회씩 1회에 약 1시간 정도 진행되었다. 패널 훈련은 짠맛, 단맛, 감칠맛, 신맛, 쓴맛 총 5가지의 기본 맛 테스트로 진행되었다. 테스트에 사용된 시료는 1∼15점까지의 강도 배합을 나타낸 표준 시료 배합비를 참고하여 제조한 후 사용되었다. 각 특성에 대한 강도 평가에 익숙해진 후 랜덤하게 기본 맛의 강도를 제시하여 총 10개의 시료 중 정답률이 80% 이상의 수준에 이르도록 하였다. 기본 맛에 대한 독립적 훈련을 성공적으로 마친 패널들은 기본 맛 혼합물에 대한 강도 평가를 추가적으로 진행하였다.

순두부찌개 소스에 대한 정성적 묘사분석을 진행하여 시료에서 감지되는 각 감각 특성들을 맛, 향, 텍스처로 나누어 도출하였고, 그 특성들을 모든 패널이 이해할 수 있는 용어로 정의하였다. 도출된 특성들에 대한 표준 시료 선정을 위해 Kang MW 등(2007)의 논문을 참고하여 표준시료를 준비하였으며, 패널 간 합의로 최종 표준 시료를 결정하였다. 최종 선정된 표준시료는 패널들에게 제공되어 특성의 정의를 명확하게 인지하도록 하였으며, 패널 간 합의하여 표준시료의 강도를 결정하였다.

묘사분석에 이용할 시료를 위해 Table 1에서 나타낸 것과 같이 배합한 시료 10종을 각각 냄비에 시료 400 g, 물 800 g을 넣고 중간불로 5분 동안 끓였다. 시료의 온도는 63±5℃로 조절하여 150 mL 종이컵의 4/5인 약 120 mL 만큼 시료를 담아 제공하였다. 시료가 담긴 용기에는 난수표에서 선택한 세 자리 숫자를 표기하여 패널들에게 무작위로 제공하였다. 묘사분석은 표준시료를 함께 제공하여 평가 시료와 상대적 비교 평가가 가능한 스펙트럼 묘사분석 방법으로 진행하였고, 총 12가지의 평가 특성에 대하여 15점 척도를 사용하여 2반복으로 진행되었다. 이때 입 헹굼용 물과 뱉는 컵을 함께 제공하여 한 시료가 끝날 때마다 입을 헹구도록 안내하였다.

월 2회 이상 빈번하게 순두부찌개를 섭취하는 20대의 소비자 총 100명이 소비자 평가에 참여하였다. Table 1에서 나타낸 것과 같이 배합한 시료 10종을 A사의 조리 매뉴얼을 참고하여 소스 140 g, 물 100 mL, 순두부 400 g의 비율로 제조하여 준비하였다. 제조한 평가 시료는 난수표에서 선택한 세 자리 숫자를 표기한 70 mL 종이컵에 담아 제공하였다. 이때 시료는 종이컵 높이의 1/5만큼 두부를 넣고 4/5만큼(약 56 mL) 국물을 담아 제공하였다. 시료 온도는 60±5℃로 조절하여 제공하였다.

소비자 기호도 평가는 9점 척도 기호도 조사와 시료에서 느껴지는 특성을 모두 표시하는 CATA(Check-All-That-Apply) 평가로 구성하였다. 9점 척도 기호도 조사에서는 전반적 품질 기호도, 점도 기호도, 그리고 짠맛 기호도가 평가되었고, CATA 설문지에서는 ‘맑다, 마늘향, 대파향, 후추향, 단맛, 짠맛, 감칠맛, 해산물맛, 매운맛, 비린맛, 텁텁함, 걸쭉함’의 용어가 사용되었다. 이행효과(carry-over effect)와 첫 시료 오차(first serving order bias)를 최소화하기 위해 Williams’ design을 적용하여 평가지를 작성하였고(Macfie HJ 등 1989), 관능 피로도를 고려하여 시료 5개씩 두 세션으로 나누어 평가를 진행하였다. 세션 사이에는 2시간의 휴식시간을 두었다.

물성 측정 전에 시료의 전처리 과정을 위해 원심분리(centrifuge J 2-21, Beckman coulter Inc., Seoul, Korea)를 하여 고형분 제거를 선행하였다. 원심분리는 —10℃에서 30분간 2,500 rpm으로 조건을 설정하여 진행하였고, 원심분리 후 3개의 층으로 분리되었다. 그 중 고형분이 없고 증점제 효과를 나타내는 중간층이 물성 측정에 적당하여 중간층만을 분리하기 위해 원심분리 후 상등액을 버리는 과정을 4번 반복하여 시료 전처리를 진행하였다. Rheometer(HAAKE^TM Viscotester^TM IQ Rheometer, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA)를 이용하여 순두부찌개 소스의 유동 특성을 측정하였으며, 측정 시 사용한 probe는 P35/Ti-01140468(diameter.35.00 mm)이다. 평판의 온도는 20℃로 설정하고, gap은 1 mm로 설정하였다. 측정 시 시료는 probe와 평판 사이의 빈 공간이 보이지 않을 만큼 충분한 양을 평판에 옮겨 측정하였다. 측정 조건은 shear rate 0.1∼100 s^—1까지 10초에 한 번씩 총 30번 측정하도록 설정하였으며, 시료의 정적 전단 데이터는 Power’s law 모델식을 이용하여 계산하였다(Choi HM & Yoo BS 2009).

Power’s law : σ＝Kγⁿ

σ는 전단응력(Pa), γ는 전단속도(s^—1), K는 점조도 지수(consistency index, Pa·sⁿ), n은 유동지수(flow behavior index)를 나타낸다.

소비자 평가를 제외한 실험 결과들은 평균(mean)±표준편차(SD)로 나타냈다. Minitab version 16(Minitab Inc., State College, PA, USA)을 이용하여 시료 간 유의성을 분산분석하였고, Tukey 방법으로 사후 검정하여 5% 유의성 검정을 하였다.

소비자 평가 결과, 데이터는 XLSTAT software version 2012 for Windows(Addinsoft Inc., Paris, France)를 사용하였고, 주성분 분석(principal component analysis, PCA)과 부분 최소 제곱 회귀분석(partial least square regression, PLS regression), K-means 군집분석(Cluster analysis)을 실시하였다. 각 군집에 충분한 소비자를 포함시키기 위해 군집 수는 2개로 결정하였고, 시료별 기호도 값은 표준편차에 의해 표준화한 후 군집분석을 실시하였다.

Table 1은 순두부찌개 소스 10종에 대한 묘사분석 결과이다. 모든 감각특성에 대하여 구아검과 소금 사이의 교호작용은 나타나지 않았으며, 묘사분석 결과는 구아검과 소금 농도 사이의 상호 작용에 영향을 받지 않았음을 알 수 있다.

묘사분석 결과, 구아검 농도가 0.2%인 시료 L군(L1∼L5)과 구아검 농도가 0.5%인 시료 H군(H1∼H5)에서 소금의 농도에 따라 유의적 차이를 보이는 특성은 짠맛, 매운맛, 마늘향, 그리고 점도로 나타났다. 시료 L군, H군에서 모두 소금 농도에 따라 짠맛이 증가하는 경향을 보였다. 매운맛의 경우, 시료 L군에서는 소금 농도에 따라 증가하는 경향을 보였으나, H군에서는 증가하는 경향을 발견할 수 없었다. 시료 간 짠맛 강도 차이가 낮게 나타난 H군에서 시료 간 매운맛의 차이도 나타나지 않은 것을 볼 때, 15점 척도 기준에서 짠맛의 차이가 3.8점 이상일 때 매운맛의 차이가 나타나는 것으로 사료된다. 짠맛과 매운맛의 경우 시료 H군이 시료 L군보다 특성의 인지가 약하게 나타났으나, 통계적으로 유의적 차이가 나타나지는 않았다. 시료 간 감칠맛의 변화는 유의적 차이는 없었으나, 시료 L군, H군에서 모두 소금 함량이 증가함에 따라서 전체적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 감칠맛 성분들이 G-protein coupled receptor에 관여하여 짠맛의 인지 강도를 더욱 강하게 하는 시너지 효과가 있기 때문으로 판단된다(Park HS 등 2015; Chung Y 등 2019).

설탕, 구아검, 카르복시메틸셀룰로오스가 휘발성 향미 화합물 방출에 미치는 영향에 대해 연구한 Roberts DD 등(1996)은 구아검 등의 증점제가 식품의 휘발성 향미 성분과 결합하여 맛의 인지를 약하게 하는 경향이 있다고 보고하였다. 본 연구 결과는 이러한 Roberts DD 등(1996)의 연구 결과와 유사했으며, 구아검의 농도가 증가함에 따라 짠맛의 인지가 낮아진 Im P 등(2015)의 연구 결과와 일치하였다.

Table 2는 순두부찌개의 소비자 기호도 결과를 나타낸 표이다. 전반적인 품질 기호도는 L4, L5, H4, H5가 5.2, 5.2, 5.2, 5.4로 높았으며, 해당 시료들은 각각 구아검 농도 0.2%와 구아검 농도 0.5%에서 소금함량이 높은 제품이었다. 따라서, 소금의 농도가 증가할수록 기호도 점수가 높아지는 경향이 있다고 볼 수 있다. 이는 크림수프에 노루궁뎅이버섯 분말을 첨가함으로써 짠맛 등 감각특성이 증가하면서 크림수프의 기호도가 높아진 Yang SW 등(2014)의 연구 결과와 유사했다. 점도 기호도는 H1 제품이 4.8로 가장 낮았으며, 구아검의 농도가 높고 소금의 농도가 가장 낮은 제품이었다. 짠맛의 기호도 역시 H1이 4.6으로 가장 낮았으며 다른 제품들의 기호도 간 유의적 차이는 나타나지 않았다. 모든 항목에서 기호도가 가장 낮은 제품은 H1이며, 점도가 높고 짠맛이 적을 때 소비자들의 제품 기호도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

군집분석은 전체를 서로 유사한 것들끼리 나누어 2개 이상의 군집으로 분류하는 방법으로, 소비자 기호도 평가에 적용했을 때 분류된 각 군집의 소비자 성향을 파악하는 데 용이하다(Kim JH 등 2018). 소비자 기호도 평가에서의 군집분석은 차의 소비자 기호도 조사 연구(Kim JH 등 2018), 복분자주의 기호도 분석 연구(Lee SJ 2014), 오디 추출물 침지 커피의 품질 특성 연구(Lim HH 등 2015) 등에서 적용되었다. 본 연구에서 순두부찌개의 소비자 기호도 점수를 활용하여 K-means 군집분석을 한 결과, 크게 2개의 군집으로 나뉘었다(군집1=54명, 군집2=46명). Table 3은 군집1과 군집2의 전반적 기호도의 결과이다. 군집1은 H5를 가장 선호하며, H4, L5, L4 등 구아검 농도와 상관없이 짠맛이 높은 제품을 선호하는 경향을 보였다. 군집2에서는 L3의 기호도가 가장 높았고, L1, H5, H1과 같이 소금의 농도가 너무 낮거나 높을 때 제품 기호도가 낮게 나타났다. 두 군집의 소비자 패널 모두 20대 학생이므로 주목할 만한 군집별 소비자 특성은 나타나지 않았으나, 군집1에서 H5, 군집2에서 L3 제품이 가장 선호된 부분은 제품의 점도에 따라서 소비자 기호도가 다른 경향을 나타낸 것으로 볼 수 있다.

CATA 기법은 소비자를 활용하여 묘사분석을 대체하는 평가 방법으로, 평가 제품과 관련된 특성을 나열한 설문지를 활용하여 소비자가 제품에서 느껴지는 특성을 모두 체크하도록 하기 때문에 간편하고 빠르게 제품의 감각특성 분석이 가능하다(Ares G 등 2010). Fig. 1은 이러한 CATA 평가를 통해 얻은 특성의 빈도수 데이터를 대응하여 분석한 결과이다. 소금 농도가 비교적 낮은 시료인 L1, L2, H1, H2, H3은 마늘향, 대파향, 비린향, 해산물맛, 단맛, 맑음 등 특성과 가까이 위치하였다. 소금 농도가 비교적 낮음으로써 짠맛과 가까이 위치하지 않는 대신 그 외 다양한 특성과 가까이에 위치하면서 소비자들이 더 다양한 맛을 인지한 것으로 사료된다. 소금농도가 비교적 높은 L3, L4, L5, H4, H5는 짠맛과 가까이 위치하면서 그 외 감칠맛, 후추향, 매운맛, 텁텁함, 점도 등과 가까이에 위치하였다. 특히 구아검 농도가 0.5%로 높은 제품군인 H4, H5는 점도와 더 밀접한 관련성을 나타내며 가까이 위치하였지만, 같은 구아검 농도의 H1, H2, H3은 낮은 소금 농도로 다양한 맛을 인지하면서 비교적 점도와 멀리 위치한 것으로 보인다. 또한 L3, L4, L5와 매운맛 특성이 가장 밀접하게 위치한 결과는 위에서 언급한 묘사분석 결과 중 L군에서 소금 농도에 따라 매운맛의 정도가 증가한 결과와 일치하였다.

Fig. 1. 
Correspondence analysis using CATA counts.

(L1: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 2.6% added, L2: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.0% added, L3: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.3% added, L4: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.6% added, L5: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 4.0% added, H1: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 2.6% added, H2: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.0% added, H3: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.3% added, H4: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.6% added, H5: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 4.0% added).

Fig. 2는 전문 패널을 활용한 묘사분석 결과, 데이터를 주성분 분석한 결과이다. 소금 농도가 상대적으로 낮은 L2, H2에서 조개맛, 새우맛, 비린향, 대파향 등이 밀접한 관련이 있음을 나타내고 있으며, 소금 농도가 상대적으로 높은 L3, L4, L5, H4, H5와 짠맛, 감칠맛, 매운맛, 후추향, 점도 등이 서로 가까이 위치하고 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 소비자를 활용한 CATA 기법의 결과인 Fig. 1과 매우 유사하며, 이는 CATA기법의 평가가 전문패널을 활용한 묘사분석을 충분히 대체할 수 있고, 순두부찌개 소스 제품의 감각 특성 강도 평가에도 활용될 수 있음을 의미한다.

Fig. 2. 
Principal component analysis (PCA) for the sensory attributes of 10 soft tofu stew sauces.

(L1: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 2.6% added, L2: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.0% added, L3: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.3% added, L4: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.6% added, L5: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 4.0% added, H1: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 2.6% added, H2: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.0% added, H3: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.3% added, H4: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.6% added, H5: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 4.0% added).

Fig. 3은 소비자 평가의 전반적 품질 기호도와 묘사분석결과, 데이터를 이용하여 PLS regression 분석한 결과이다. PLS regression 분석을 통해 전반적 품질 기호도에 영향을 미친 감각 특성 인자를 규명하고자 하였다. 짠맛, 감칠맛, 점도가 기호도에 긍정적인 인자이며, 대파향, 비린향이 부정적인 인자인 것으로 나타났다. Fig. 4(a)는 군집1의 PLS regression 분석 결과를 나타냈으며, 짠맛, 매운맛, 점도가 주요 인자로서 모두 전반적 품질 기호도에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 전체 소비자와 군집1의 PLS regression 분석 결과를 비교했을 때, 공통적으로 짠맛과 점도가 기호도에 긍정적인 영향을 주었다. 그러나 대파향과 비린향이 기호도에 부정적인 영향을 준 전체 소비자 결과와 달리 군집1에서는 짠맛, 점도, 매운맛 등 긍정적인 인자만이 전반적 기호도에 영향을 주는 주요 인자인 것으로 나타났다. Fig. 4(b)는 군집 2의 PLS regression 분석 결과이다. 감칠맛, 후추향 등이 기호도에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났지만, 조개맛, 대파향, 비린향은 기호도에 부정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 감칠맛이 전반적 기호도에 긍정적인 영향을 미치고, 대파향과 비린향이 부정적인 영향을 미친다고 나타난 전체 소비자 결과와 전체적으로 일치하였으나, 군집1의 결과와는 상이하였다.

Fig. 3. 
Standardized coefficients for the prediction of overall liking from descriptive sensory attributes by partial least squares regression.

Fig. 4. 
Standardized coefficients for the prediction of overall liking from descriptive sensory attributes by partial least squares regression for cluster 1(a) and cluster 2(b).

순두부찌개 소스의 물성 측정 결과는 Fig. 5와 Table 4에 나타냈다. 본 실험의 유동 특성 데이터는 power law에 따라 점조도 지수(K)와 유동성 지수(n)가 계산되었고, 겉보기 점도(ηa)는 shear rate 100s^—1에서 계산되었으며, 안정적인 모델식이 도출되었다(R²=0.89∼R²=0.99). 구아검 농도가 0.5%인 제품 H군이 0.2%인 L군보다 점조도 지수, 겉보기 점도 측정값이 높았다. 이러한 결과는 Achayuthakan P & Suphantharika M(2008)의 연구에서 찰옥수수 전분 혼합물에 구아검 농도 증가에 따라 점조도 지수와 겉보기 점도가 증가한 결과와 유사하였다. 또한, L군과 H군 모두 소금 농도 증가에 따라 제품의 점조도 지수 겉보기 점도 측정값이 높게 나타났으나, 소금 농도가 가장 높았던 L5제품(NaCl 4.0%)과 H5제품 NaCl 4.0%)에서는 점조도 지수와 겉보기 점도가 낮아지는 것을 볼 수 있었다. Sudhakar V 등(1996)의 연구에서 구아검이 첨가된 옥수수 전분 혼합물의 점도가 나트륨 함량에 따라 증가한 결과와 유사하였으나, 소금 농도가 일정 범위(NaCl 4.0% 이상)를 넘으면 오히려 점조도가 낮아졌다. 이러한 현상은 소금 농도가 4.0% 이상인 제품의 경우 점성보다 탄성이 보다 지배적인 물성으로 자리잡게 되어 점성 값이 저하되었을 것으로 추정된다. 이는 Bai YH(1993)와 Song MK 등(2014)의 연구결과와 유사하게 용해된 소금이 단백질 변성을 유도하여 보다 탄성 값이 증가하였다고 볼 수 있다. 이는 순두부찌개 소스의 동일 시료에 대한 향후 동적 점탄성 실험 등의 추가 연구를 통한 검증이 필요할 것으로 보인다.

Fig. 5. 
Shear stress-shear rate plots for 10 soft tofu stew sauce samples mixed with guar gum and NaCl in different concentration.

(L1: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 2.6% added, L2: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.0% added, L3: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.3% added, L4: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 3.6% added, L5: Sample with guar gum 0.2% and NaCl 4.0% added, H1: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 2.6% added, H2: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.0% added, H3: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.3% added, H4: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 3.6% added, H5: Sample with guar gum 0.5% and NaCl 4.0% added).