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백립중은 수확된 대두를 정선하여 각 품종별 100립을 3반복 측정하여 g으로 표기하였으며, 종실 길이, 폭, 두께는 10립을 선정하여 mm 단위로 측정하였다.

색도는 색차계(CM-3700A, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 분쇄된 분석용 대두 시료의 Hunter’s color value인 L*(lightness), a*(redness/greenness) 및 b*(yellowness/blueness)는 8회 반복 측정하였다. 이 때, 표준 백색판의 L*, a* 및 b*값은 각각 98.82, —0.1, —0.39이었다.

품종별 대두의 구성 아미노산 함량은 분쇄된 분석용 대두시료 0.3 g을 취하여 6 N HCl 10 mL를 가하고, N₂ gas를 이용하여 1분간 가스치환시킨 후, 110℃ 드라이오븐에서 22시간 동안 산 가수 분해시켰다. 그 후, 시료를 0.02 N HCl 10 mL에 녹이고, 10배 희석하여 0.22 μm membrane filter(Merck Millipore, Darmstadt, Germany)로 여과하여 아미노산 자동분석기(HITACH L-8800 Amino acid auto analyzer, Hitachi, Japan)를 이용하여 분석하였다.

경도(hardness)는 템페의 일정량(2 cm × 2 cm × 2 cm)을 무작위로 취하여 Texture analyzer(Zwick Roell, Ulm, Germany)를 사용하여 aluminum probe(지름 5 cm), test force 500 N, distance 2 cm, test speed 5.0 mm/sec의 조건으로 측정하였고, 실험은 12회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

pH는 동결건조 후 분쇄한 템페 시료 1 g에 증류수 10 mL를 첨가하여 균질화 한 다음 원심분리(3,300×g, 20 min)하여 얻어진 상등액을 pH meter(Metrohm 691, Metrohm, Herisau, Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 적정산도는 분쇄한 템페 시료 1 g에 증류수 10 mL를 첨가하여 균질화하였고, 원심분리(3,300×g, 20 min)하여 얻어진 상등액에 0.1 N NaOH를 첨가하면서 pH가 8.3이 될 때까지의 소비된 NaOH의 mL를 측정하여 젖산(lactic acid) 함량으로 산출하였다.

국내에서 생산된 대두 10품종의 백립중 및 종실 길이, 폭, 두께를 Table 1에 나타내었다. 대두의 백립중은 8.46∼30.50 g의 범위에서 품종별 유의적 차이를 나타냈다(p<0.05). 대두종실의 크기는 편의상 100알의 무게를 기준으로 하며, 백립중이 15 g 이하일 경우 소립종, 15∼25 g 일 경우 중립종, 25 g 이상일 경우 대립종으로 분류된다. 청자4호, 선유, 대원콩의 백립중은 각각 30.50±0.17, 29.58±0.01, 28.63±0.05로 대립(25∼40 g)에 속하였고, 나머지 7품종은 중립(15∼25 g)에 속하였다. 종실의 크기를 나타내는 백립중은 대두의 가공적성에서 생산성과 관련 있는 중요한 인자 중 하나이며(Sim EY 등 2020), 대두의 종류와 외관 특성, 종실 크기에 따라 쓰임새가 다르게 분류된다(Hwang CE 등 2018). 마찬가지로 10립을 선정하여 종실 길이, 폭, 두께를 측정한 결과, 품종별로 유의적 차이가 나타났으며(p<0.05), 청자4호, 선유, 대원콩의 크기가 가장 큰 것으로 나타났다.

대두의 품종별 색도(L*, a*, b*)를 측정한 결과를 Table 1에 나타냈다. 품종별로 유의적인 차이가 나타났으며(p<0.05), L*값은 82.48∼92.61, a*값은 —2.54∼0.67, b*값은 14.72∼17.31의 범위를 나타냈다. 명도(lightness)를 나타내는 L*값은 대풍이 92.61±2.33으로 가장 높았으며, 외관상 어두운 색을 보이는 청자4호가 82.48±0.14로 가장 낮았다. 적색도(redness)를 나타내는 a*값은 진품콩이 0.67±0.01의 수치로 측정되어 10품종 중 가장 높은 붉은 색도를 보였으며, 청자4호가 —2.54±0.02로 측정되어 가장 높은 녹색도를 보였다. 황색도(yellowness)를 나타내는 b*값은 단백콩이 17.31±0.08로 가장 높은 노란색도를 보였다. 대두의 색상과 선명도 여부는 콩가공제품의 외관 품질과 소비자의 기호도를 좌우하는 중요한 요인으로 알려져 있다(Shin DS 등 2019). Kim YS 등 (2011)에 의하면 대두 발효물 제조 시 원료 대두의 아미노산과 당에 의해 갈색의 고분자인 멜라노이딘이 생성되어 색에 영향을 미친다고 하였다. 그러나 템페의 경우, 대두의 외관적 색상과 어떠한 상관성이 있는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았기 때문에 이 점을 면밀히 검토할 필요가 있다.

템페 스타터 균주인 R. oligosporus의 성장은 발효 온도 및 시간에 따라 달라지는데, 25∼37℃ 사이의 온도에서 발효가 가능하며, 온도가 높으면 높을수록 R. oligosporus의 성장이 잘 일어나 발효 시간도 빨라지는 것으로 알려져 있다(Tahir A 등 2018). 본 연구에서는 대두에 R. oligosporus 스타터를 접종하여 27.5℃에서 68시간 발효시켜 완성된 템페를 얻었으며(Fig. 3), 이 때 템페의 향은 전체적으로 상큼한 요거트향을 내었다. 그러나 68시간의 발효시간이 경과한 경우 쿰쿰한 냄새를 내었으며, 과발효로 인한 검은색의 포자가 형성되어 외관 품질이 감소되었다(data not shown). 이러한 결과를 토대로 템페의 발효 시간 및 온도를 설정하였다. 또한, 템페가 잘 제조된 경우 하얀 균사체가 콩을 단단하게 감싸서 케이크와 같은 형태를 유지하여야 하는데(Nout MJR & Kiers JL 2005), 10품종 모두 균사체가 하얀 케이크의 형태로 대두를 잘 감싸고 있어 템페가 잘 형성된 것으로 나타났다(Fig. 3). 된장, 고추장, 간장 등과 같은 전통적인 대두 발효식품과 달리 템페의 경우 대두의 외형 손상이 없었고 색도에도 크게 변화가 없는 것을 관찰할 수 있었다. 대두 품종별 형성된 템페의 경도는 Fig. 4에 나타냈다. 템페의 경도는 3,168.27∼6,729.04 g의 범위가 나타났으며, 대풍이 가장 높고 단백콩이 가장 낮았다. 이러한 결과는 템페 발효과정에서 대두와 대두 사이를 감싸는 R. oligosporus의 균사체 형성 정도에 따른 차이로 인해 나타나는 것으로 판단되며, 품종에 따른 경도의 차이를 확인할 수 있었다. 이에 대한 정확한 기전은 아직 알려지지 않은 실정이다. Handoyo T & Morita N(2006)에 따르면 대두(Tsurunoko cultivar)에 R. oligosporus를 접종하여 템페를 제조한 경우 48시간 경과 균사체가 무성하게 자라 대두종실 사이의 균사체 연결이 강해진 반면, 72시간 경과 성숙한 곰팡이의 증가로 템페의 질감이 부드러워졌다고 하였다. Erkan SB 등(2020)의 경우에도 병아리콩, 흰콩, 렌틸콩 템페가 대두 템페보다 단단한 구조를 보였고, 검은콩 템페의 경우 대두 템페보다 낮은 경도가 나타나 대두 품종에 따라 발효된 템페의 경도가 차이가 있는 것으로 보고되었다. 결과적으로 R. oligosporus를 이용하여 템페 발효 시 다양한 대두 품종에 활용할 수 있을 것으로 판단되지만, 대두 품종별 배양시간이나 배양방법을 최적의 조건으로 변형이 필요할 것으로 판단된다.

Fig. 3. 
Appearance of tempeh from different soybean cultivars.

Fig. 4. 
Hardness of tempeh from different soybean cultivars. Different letters above bars indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (p<0.05).

대두 품종별 템페의 pH 및 산도는 Table 4에 나타냈다. R. oligosporus 스타터를 접종하여 27.5℃에서 68시간 배양한 결과, 품종별로 유의적인 차이를 보였으나(p<0.05), 대부분 pH가 중성에 가까운 약산성(6.34∼6.77) 범위안에 머물러 있었다. 적정산도는 0.20∼0.24% 범위로 품종별로 유의적인 차이가 없었다(p≥0.05). 일반적으로 대두 발효과정 중 단백질이 아미노산으로 분해되어 암모니아가 탈아미노화로 인해 생성되어 pH는 높아지고 산도는 낮아지는 것으로 알려져 있는데(Son DH 등 2000), 상대적으로 대두의 아미노산 함량이 높았던 단백콩과 새단백 품종으로 만든 템페의 pH가 높은 것으로 나타났다. Handoyo T & Morita N(2006)의 결과에서도 R. oligosporus를 이용하여 템페를 제조한 경우 초기 대두의 pH는 6.30이었으나, 발효 동안 점차 상승하여 48시간 이후 6.30∼7.18의 범위를 나타냈다. 이는 곰팡이가 자라면서 pH가 변화하고 발효가 정점에 도달하는 순간 pH는 6.0∼6.7에 도달한다는 연구결과와 일치한다(Beuchat LR 2001). 또한 템페의 pH가 6.30∼6.50 사이의 범위일 때 가장 기호도가 높은것으로 밝혀졌다(Babu PD 등 2009). 반면, Tahir A 등(2018)에 의하면 제조된 템페의 pH 범위는 4∼6 수준으로 이 연구결과보다 낮았지만, 발효 과정 중 템페의 pH가 증가하는 동일한 결과가 나타나 초기 원료 대두의 pH가 낮은 결과로 판단된다. 결과적으로 대두의 품질 특성에 따라 템페의 품질 또한 영향을 받으며, 곰팡이의 성장속도에 따라 발효특성이 달라지는 것으로 보여진다.