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Journal of the East Asian Society of Dietary Life - Vol. 29 , No. 4

[ Originals research ]
Journal of the East Asian Society of Dietary Life - Vol. 29, No. 4, pp.326-335
Abbreviation: J East Asian Soc Diet Life
ISSN: 1225-6781 (Print) 2288-8802 (Online)
Print publication date 31 Aug 2019
Received 27 May 2019 Revised 16 Aug 2019 Accepted 19 Aug 2019
DOI: https://doi.org/10.17495/easdl.2019.8.29.4.326

뿌리채소 분말을 첨가한 된장의 품질 특성
백현영1 ; 김종희2 ; 곽은정1, 3,
1영남대학교 식품과학과
2서일대학교 식품영양학과
3영남대학교 식품공학과

Quality Characteristics of Doenjang Added with Root Vegetables Powder
Hyun-Young Paek1 ; Jong-Hee Kim2 ; Eun Jung Kwak1, 3,
1Dept. of Food Science, Yeungnam University, Gyeongsan 38541, Republic of Korea
2Dept. of Food and Nutrition, Seoil University, Seoul 02192, Republic of Korea
3Dept. of Food Science and Technology, Yeungnam University, Gyeongsan 38541, Republic of Korea
Correspondence to : Eun Jung Kwak, Tel: +82-53-810-2983, Fax: +82-53-810-4662, E-mail: kwakej@ynu.ac.kr


Abstract

This study investigated the quality characteristics of doenjang fermented with meju and root vegetable powder such as deodeok, balloon flower root, burdock root and lotus root at 30℃ for 40 days. The pH gradually decreased in the range of 5.07∼5.50 on the 40th day, and the total acid content increased with increased fermentation time. Salinity did not show any great change during the fermentation time. The amino-type nitrogen contents gradually increased in the order of control doenjang (650.00 mg%) > lotus root doenjang (590.53 mg%), deodeok doenjang (588.79 mg%) > burdock root doenjang (548.21 mg%), balloon flower root doenjang (545.77 mg%) on the 40th day. On the contrary, reducing the sugar contents increased with the increased fermentation time in the order of lotus root > deodeok, balloon flower root > burdock root > control doenjang due to the sugar from the root vegetable powder. In case of color, while the L value of the sample doenjang decreased, the a and b values gradually increased during the fermentation time. The L and b values of burdock root doenjang showed the lowest values among all the samples of doenjang. On the preference test, burdock root doenjang was the most preferred because of its color, flavor, taste, and overall preference. This result was responsible for the dark brown color, the earthy and mild flavor, and the sweet taste of burdock root doenjang. These results suggest that especially burdock root among various root vegetables may be used to improve the quality of doenjang.


Keywords: doenjang, deodeok, balloon flower root, burdock root, lotus root

서 론

된장은 소금의 짠맛과 주성분인 대두 단백질의 분해로 생성된 아미노산과 탄수화물의 분해와 발효로 생성된 당류, 유기산, 미네랄 및 비타민 등이 어우러져 다양하고 조화된 맛을 가진 영양학적으로도 우수한 전통 발효조미료이다(Park SK 등 2000). 전통장류로는 된장, 간장, 고추장, 청국장 등이 제조되어 왔으며, 곡류와 채소 중심의 식생활에서 부족하기 쉬운 필수아미노산을 보충해주어 우리 식문화에서 대두 발효식품으로서 중요한 기능을 갖고 있다(Hong SW 등 2006). 된장은 발효과정을 통해 생성되는 생리활성 물질 중에는 항암(Lim SY 등 2004), 항산화(Shin ZI 등 2001), 항혈전(Son DH 등 1996), 노화 억제(Yu R 등 1996) 등의 기능이 있음이 보고되었다. 그러나 된장의 효능이 증명되고, 다양한 된장의 연구가 보고되고 있으나, 품질개선 및 신제품 개발에 관한 연구는 미비한 편이다(Sun JK & Baek JH 2008).

현대인들은 외식, 가공식품의 섭취가 늘어나고, 변화된 식생활로 인해 만성질환이 증가함에 따라 질병 발생의 원인과 예방에 대한 관심이 높아지고 있어 건강기능성 제품이 요구되고 있다(Jung HK 2007). 더덕, 도라지, 우엉, 연근 등의 뿌리채소는 칼로리는 낮고 섬유질이 많아 체내 노폐물의 배출을 원활하게 하며, 다양한 생리활성 성분을 함유하고 있어 건강기능성 식품으로 최근 소비가 증가하고 있는 추세이다(Kwak SJ 등 2012). 된장을 현대인의 기호에 맞게 뿌리채소를 첨가하여 맛과 영양, 기호성을 향상시키는 연구는 급변하는 소비자들의 식품에 대한 높은 요구를 충족할 수 있을 것이다.

더덕(Codonopsis lanceolata)은 초롱꽃과(Campanulaceae)에 속하는 다년생 덩굴식물로 한국, 중국, 러시아, 일본 등의 산간지방에 분포하며, 주로 한약재와 식용으로 사용하여 왔다(Choi KS 2010). 더덕의 뿌리에 함유되어 있는 inulin과 saponin 성분은 폐와 신장을 보호하는 약용식물인 동시에 건강식품으로 천식, 해독, 거담 및 편도선염 질환치료(Lee JH 2002), 항산화(Kang YH 2009) 등의 연구가 보고되고 있다.

도라지(Platycodon grandiflorum)도 초롱꽃과(Campanulaceae)에 속하는 다년생 초본식물로 한국, 중국, 일본 등 동아시아에 분포하며, 우리나라에서는 옛날부터 약용보다 식용으로 더 많이 이용해오고 있으며, 당질과 섬유질이 풍부하고 칼슘과 철분이 많은 알칼리성 식품이다(Park CG 등 2010). 도라지의 주요 성분인 inulin, saponin의 약리작용으로는 진해, 거담, 항균(Lee IS 등 2000), 혈당강하(Seo JK 등 2004), 암세포 증식억제(Kim YS 등 1998), 항산화(Kim CH 등 2010) 등이 보고되고 있다.

우엉(Arctium lappa)은 국화과(Compositae)에 속하는 2년생 초본식물로 주로 어린 순을 삶아 나물로 먹거나, 뿌리를 식용한다(Lee IS 등 2016). 알칼리 식품으로 특유의 향과 뿌리의 섬유질, 당질 및 fructan 성분으로 인하여 단맛과 씹히는 질감이 있으며 아시아 지역을 중심으로 다양하게 소비되어 왔으며(Imahori Y 등 2010), 최근에는 발진, 발열, 항염증(Kim YJ 2012) 등의 연구가 보고되면서 건강식품으로 관심이 증대되고 있다.

연근(Nelumbo nucifera G.)은 수련과(Nymphaeaceae) 연(蓮)속의 다년생 초본 수생식물로 뿌리줄기의 끝부분이 굵어진 부분을 식용하며, 예전에는 차와 술로 이용되었으나 근래에는 조림, 튀김, 정과, 분말 등으로 이용하고 있다. 풍부한 양의 단백질, 식이섬유, 무기질, 비타민 등을 함유(Park SY 등 2001; Yang HC 등 2007)하고 있어 영양학적으로 우수할 뿐 아니라 당뇨병 예방, 항산화 기능이 있는 것으로 보고되었다(Ko BS 등 2006; Lee JJ 등 2006).

한편, 된장의 품질향상을 위해 뿌리채소를 이용한 연구보고로는 더덕(Hong SC 2010), 연근(Park IB 등 2005), 마(Kim BM & Kim YS 2014), 유색고구마(Bae JO 등 2012)를 첨가한 된장 등의 연구가 있으나 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 된장의 품질 및 부가가치를 향상시키기 위해 다양한 생리활성물질을 함유한 뿌리채소 분말을 첨가하여 된장을 제조한 후 발효 기간에 따른 된장의 품질특성과 기호도를 알아보고 기능성 된장 개발의 기초자료를 제공하고자 한다.


연구방법
1. 실험재료

된장 제조에 사용한 메주는 증자한 대두에 황국균을 접종하여 배양 후 건조시킨 알알이 형태의 개량메주(문화메주, 경북)를 구입하여 사용하였으며, 소금은 국내산 정제염[(주)일천, 전북], 국내산 더덕, 도라지, 우엉, 연근 분말은 자연초(www.jhurb.com)에서 구입하여 사용하였다.

2. 제조
1) 된장 제조

뿌리채소 분말을 첨가한 된장은 개량메주:소금:물을 각각 33:13:54의 비율로 혼합하여 제조하였다(Table 1). 시료 된장은 물 1,890 g에 소금 455 g을 넣어 완전히 용해한 소금물(19.50%)에 믹서기(HM-331(NW), Hanil, Korea)로 분쇄한 메주 1,015 g과 뿌리채소 분말 140 g을 넣어 균일하게 혼합하여 제조하였다. 제조된 된장을 알콜로 소독한 플라스틱 용기에 된장을 700 g씩 담아 30℃의 incubator(HB-103-2, Hanback, Korea)에서 40일간 발효하면서 10일 간격으로 채취하여 분석에 사용하였다. 이하 더덕분말 첨가 된장, 도라지 분말 첨가 된장, 우엉분말 첨가 된장, 연근분말 첨가 된장은 각각 더덕(deodeok)된장, 도라지(ballon flower root)된장, 우엉(burdock root)된장, 연근(lotus root)된장으로 하였다.

Table 1. 
The mixing ratio of raw materials for doenjang (Unit: g)
Type of sample Ingredient Total
Root vegetable
powder
Meju Salt Water
Control 0 1,155 455 1,890 3,500
Deodeok 140 1,015 455 1,890 3,500
Balloon flower root 140 1,015 455 1,890 3,500
Burdock root 140 1,015 455 1,890 3,500
Lotus root 140 1,015 455 1,890 3,500

2) 추출물 제조

시료 된장 5 g을 50 mL Folcone tube에 취하고, 증류수 45 mL를 가하여 1시간 실온에서 추출기(SLRM-3, SeouLin Bioscience, Korea)를 사용하여 추출한 후, 원심분리기(VS-3000I, Vision Scientific Co, Korea)를 사용하여 상등액과 침전물을 분리하고 상등액을 여과(No. 2, Advantec, Japan)하여 50 mL 메스플라스크로 표정한 후 분석시료로 사용하였다.

3. 실험방법
1) pH 및 산도 측정

pH는 시료액 5 mL를 pH meter(LE438, Mettler-Toled, Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 산도는 시료액 5 mL에 pH 8.3이 될 때까지 0.1 N NaOH 적정하여 젖산으로 환산하여 구하였다(AOAC, 1990).

2) 염도 측정

염도는 시료액 5 mL에 2% K2Cr2O4 지시약을 3∼4 방울을 가한 후, 0.01 N AgNO3 용액으로 적갈색이 될 때까지 적정하여 된장의 NaCl 함량을 구하였다.

3) 아미노태질소 함량의 측정

아미노태질소 함량은 시료액 5 mL, 중성 formalin 용액 10 mL, 증류수 10 mL를 넣은 비커에 1% phenolphthalein 용액 3∼4방울을 가한 후, 0.1 N NaOH를 가해 미홍색이 될 때까지의 적정량(V1)과 시료 5 mL, 증류수 20 mL를 넣은 비이커에 1% phenolphthalein 용액을 3∼4방울을 가한 후, 0.1 N NaOH로 미홍색이 될 때까지 적정량(V0)을 이용하여 아미노태질소 함량(Lee KH 등 2016)을 구하였다.

Amino type nitrogenmg%=V1-V0×1.4×F×D/S×100
V1: 0.1 N NaOH 용액의 시료 적정량(mL)
V0: 0.1 N NaOH 용액의 바탕시험 적정량(mL)
F: 0.1 N NaOH 용액의 역가
D: 희석배수
S: 시료무게(g)

4) 환원당 측정

환원당은 dinitrosalicylic acid(DNS) 방법(Chae SK 1998)에 따라 측정하였다. 시료액 0.5 mL에 DNS 시약 1.5 mL를 혼합한 후 100℃에서 3분 동안 가열한 후, 얼음 수조에 담가 냉각한 후 570 nm에서의 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량은 포도당(Sigma-Aldrich, USA)를 표준 물질로 하여 검량선을 작성하여 구하였다.

5) 색도 측정

색도는 된장을 색도계(RS-232C, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)값을 측정하였다. 이때 표준백판은 L=97.22, a=0.02, b=1.74이었다.

6) 기호도 검사

뿌리채소 된장의 기호도 검사는 평소 된장국을 자주 먹고 있는 대구시내 문화센터에 수강 중인 20∼60대 연령의 일반 인 35명(남 5명, 여 30명)을 panel로 하여 실시하였다. 검사에는 40일간 발효시킨 된장을 사용하였고, 시료는 물 800 mL에 된장을 48 g을 풀어 전자레인지(Shinil, SHL-KR30, Korea)에서 처음에는 강불로 끓이다가 끓기 시작하면 중불로 낮추어 2분간 더 끓인 후 불에서 내려 찬물에 넣어 40℃의 온도로 냉각하여 제조하였다. 각 시료는 난수표에서 추출한 세자리 코드(code)로 표시한 후 종이컵(50 mL)에 20 mL씩 담아 패널에게 제공하였다. 한 종류의 된장국의 평가가 끝난 후에는 생수로 입을 헹구고 다른 된장국을 평가하도록 하였다. 검사항목은 색(color), 냄새(smell), 맛(taste), 종합적 기호도(overall preference)에 대하여 7점 척도법(1점: 매우 나쁘다, 4점: 보통, 7점: 매우 좋아한다)으로 측정하였다.

4. 통계처리

모든 실험 결과는 기호도 검사를 제외한 각 분석항목에 대하여 3회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. 통계처리는 SPSS 25.0 version을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시한 후 유의적인 차이가 있는 항목에 대해서는 사후분석으로 p<.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 유의성을 검정하였다.


결과 및 고찰
1. pH 변화

뿌리채소 된장의 발효 기간에 따른 pH의 결과는 Fig. 1과 같다. 제조 당일에 연근된장의 pH는 5.95로 가장 높았고, 도라지된장의 pH는 5.75로 가장 낮았다(p<.05). 시료 된장의 pH는 발효 기간이 경과함에 따라 점차적으로 낮아져 발효 20일째에는 pH가 5.57∼5.86 범위를 보였다. 이후 발효 기간 동안 시료 된장마다 다른 양상을 보였으며, 발효 40일째에는 시료 된장의 pH가 5.50∼5.67로 감소하는 결과를 보였다. 발효 초기 pH 감소는 된장 숙성 중 유기산 증가에 의하며(Park KY 등 2005), 휘발성, 비휘발성의 여러 유기산 생성에 따라 pH는 감소한다고 알려져 있다(Hong JH & Rhee HS 1994). 본 실험에서도 제조 당일 이후 발효가 진행됨에 따라 pH가 감소한 것은 미생물 작용에 의한 유기산 생성에서 비롯된 것으로 사료된다.


Fig. 1. 
Changes in pH of doenjang added with root vegetable powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days.

Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.

Date are expressed as mean±S.D. (n=3).

ad Means with different superscripts in the same fermentation time are significantly different at the p<0.05 by Duncan’s multiple range test.



2. 산도 변화

뿌리채소 된장의 발효 기간에 따른 산도의 결과는 Fig. 2와 같다. 제조 당일의 산도는 0.68∼0.75%로 시료 된장 간 차이가 없었다. 이후 더덕된장의 산도는 10일째까지 급격히 증가한 후 큰 변화가 없었고, 대조구와 도라지된장은 20일까지 증가하다가 변화를 보이지 않았으며, 우엉과 연근된장은 30일째까지 증가하다가 다소 감소하였으나, 40일째에는 1.17∼1.27%로 증가하였다. 이는 발효 중 미생물의 작용으로 당에서 유기산으로 전환되었기 때문으로 알려져 있으며, 이와 같은 변화는 저온보다 고온에서 더 뚜렷한 것으로 보고되었다(Kim DH 등 2000). 보리된장(Oh SI 등 2014)의 경우는 제조 당일의 산도가 0.58∼0.61%에서 발효 30일째에는 1.2∼1.6% 범위로 증가하였으며, 여주된장(Hwang CE 등 2017)의 산도는 제조당일에 0.42∼0.65%에서 60일 발효 후 1.28∼1.48%로, 가시오가피ㆍ당귀ㆍ산수유된장(Lee YJ & Han JS 2009)은 제조 당일에 0.75∼1.14%에서 60일 발효 후 1.34∼1.64%로 발효가 진행됨에 따라 점차적으로 증가하였다. 마늘된장(Kang JR 등 2014), 매실된장(Park WP 등 2006)에서도 산도는 발효 기간 중 증가하여 본 결과와 유사하였다.


Fig. 2. 
Changes in total acidity of doenjang added with root vegetable powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days.

Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.

Date are expressed as mean±S.D. (n=3).

ad Means with different superscripts in the same fermentation time are significantly different at the p<0.05 by Duncan’s multiple range test.



3. 염도 변화

뿌리채소 된장의 발효기간에 따른 염도의 결과는 Fig. 3과 같다. 시료 된장의 염도는 19.4%가 되도록 제조하였으나, 제조 후 측정한 염도는 14.02∼15.29%로 낮게 나타났다. 이후 염도는 발효 40일째에 13.17∼13.51%로 약간 감소하는 경향이었으나 큰 차이는 없었고, 각 발효일에 따른 시료 간 유의적인 차이도 없었다. Choi BY 등(2017)은 쌀된장 제조 직후 초기에는 소금이 배합된 직후이므로 소금의 용해와 배합상태가 불균일하므로 소금의 측정치가 낮게 측정되었다고 하였고, Kang JR 등(2014)도 마늘된장 제조 직후에는 첨가된 식염의 농도가 재료에 골고루 혼합되어 평형을 이루면서 상대적으로 염도가 더 낮게 측정되었다고 보고하였다. 재래식 된장의 소금 햠량은 12.53∼16.51%의 범위이며, 시판되는 전통식 된장의 식염 함량은 10.2∼13.0%라고 하여(Kang JE 등 2013) 본 시료된장의 소금함량과 유사한 범위였다. 저염마늘 된장(Cho KM 등 2014)에서는 숙성 기간이 증가함에 따라 염도가 미량 상승하였으나, 쌀된장(Lee SE 등 2011), 장 담금법을 달리한 된장(Choi BY 등 2017)에서는 염도의 변화는 크지 않아 본 결과와 유사하였다.


Fig. 3. 
Changes in salinity of doenjang added with root vegetable powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days.

Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.

Date are expressed as mean±S.D. (n=3).



4. 아미노태질소 함량 변화

뿌리채소 된장의 발효 기간에 따른 아미노태질소 함량의 결과는 Fig. 4와 같다. 아미노태질소는 아미노산에서 유리아미노기로 존재하는 질소의 화학형태로, 아미노기 말단을 갖는 화합물의 총량을 가리키는 식품의 품질지표항목으로 사용되고 있는데, 된장의 제조와 숙성 과정 중 미생물의 효소작용(protease)으로 아미노산이 생성된다(Cho KM 등 2014). 제조당일에 시료 된장의 아미노태질소 함량은 169.07∼203.62 mg%의 범위였으며, 도라지된장이 203.62 mg%로 가장 높았고, 우엉된장이 169.07 mg%로 가장 낮았다(p<.05). 발효 20일째에는 모든 시료가 2∼2.5배 정도 급격히 증가하였으며, 이후 점차적으로 증가하여 발효 40일째에는 대조구 650.00 mg%, 연근된장 590.53 mg%, 더덕된장 588.79 mg%, 우엉된장 548.21 mg%, 도라지된장 545.77 mg% 순으로 대조구가 가장 높았다(p<.05). 뿌리채소 된장의 아미노태질소 함량이 대조구보다 낮게 나타난 이유는 뿌리채소 된장은 대조구보다 메주 함량이 낮으므로 대두단백질 함량이 적어져 아미노태질소 화합물의 형성이 감소됨에 따른 것으로 사료되었다. Kang JR 등 (2014)도 대조구 된장이 마늘 첨가 된장보다 아미노태질소 함량이 높다고 보고하여 본 연구 결과와 동일하였다. 저염마늘된장(Cho KM 등 2014)의 아미노태질소 함량은 발효 42일째에 212.63∼287.39 mg%로 40일 발효한 본 시료보다 낮았다. 3개월간 발효한 유백피된장(Son DY 2008)의 아미노태질소 함량은 712.37∼754.89 mg%였고, 60일간 발효한 쌀된장(Lee SE 등 2011)의 경우는 770.0∼887.6 mg%로 높았는데, 아미노태질소 함량은 대체적으로 발효 기간과 비례하여 증가하는 것으로 보고되었다(Lee SE 등 2011). 그 밖에 아미노태질소 함량에 영향을 미치는 요인으로 된장 제조 시 첨가하는 부재료, 발효 조건 등을 들 수 있을 것으로 사료되었다. 식품공전의 아미노태질소 함량 규격은 160 mg% 이상이었으며(Lee KH 등 2015), 2013년 개정한 전통식품규격에는 300 mg% 이상으로 규정(Kim BM & Kim YS 2014)되어 있는데, 본 뿌리채소 된장의 아미노태질소 햠량은 545.77∼590.53 mg%로 이들 두 규격을 모두 충족시키는 된장임을 알 수 있었다.


Fig. 4. 
Changes in amino nitrogen of doenjang added with root vegetable powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days.

Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.

Date are expressed as mean±S.D. (n=3).

ad Means with different superscripts in the same fermentation time are significantly different at the p<0.05 by Duncan’s multiple range test.



5. 환원당 함량

뿌리채소 된장의 발효 기간에 따른 환원당 함량의 결과는 Fig. 5와 같다. 환원당은 단맛을 부여하는 물질로 관능적인 품질평가에서 중요한 지표 중 하나이며(Lee KH 등 2015), 일반적으로 환원당은 된장 발효 초기에 amylase의 작용으로 증가되다가 숙성 과정에서 미생물의 알코올, 유기산 발효의 기질로 사용되어 감소하는 것으로 알려져 있다(Byun MW 등 2014). 제조 당일에는 더덕된장의 환원당 함량이 6.75%로 가장 높았고 다음 우엉(6.57%), 도라지(6.26%), 연근된장(6.32%)의 순이었으며, 대조구는 4.87%로 가장 낮았다(p<.05). 더덕과 우엉된장의 환원당은 발효 기간 중 점차적으로 증가하였으나, 연근과 도라지된장의 환원당은 제조 당일부터 점차적으로 증가하다가 20일에서 30일째 사이에 급격히 증가한 후 40일째에 다소 감소하여 차이를 보였다(p<.05). 발효 40일째에는 연근된장 12.42% > 더덕된장 11.37%, 도라지된장 11.10% > 우엉된장 10.88%의 순으로 연근된장의 환원당 함량이 가장 높았으며(p<.05), 대조구 6.50%의 2배 정도 높았다. 이와 같이 뿌리채소 된장의 환원당 함량이 대조구보다 높은 이유는 뿌리채소에 함유되어 있는 당과 amylase에 의해 전분에서 분해된 당에 의한 것으로 사료되었다. 뿌리채소 중의 당은 제조 당일과 발효 직후에, 전분에서 분해되어 생성된 당은 발효가 진행됨에 따라 된장의 환원당 함량에 영향을 미친 것으로 추측된다. 건조 더덕에는 당 함량이 8.44%나 함유되어 있고, 이 중 환원당인 포도당과 과당이 90%를 차지하므로(Kim NY 등 2010) 제조 당일 더덕된장의 환원당 함량이 시료 된장 중 가장 높게 측정된 것으로 생각되었다. 도라지 분말 중의 환원당은 3.09%가 함유되어 있으며(Kang DK 등 2017), 가열 건조한 우엉 분말 중에는 생 우엉 119 mg% 이상의 환원당이 함유되어 있을(Lee GY 등 2015) 것으로 예상되었다. 우엉은 inulin을 다량 함유한 식품으로 유명한데, inulin은 가열처리 시 과당으로 분해되므로(Lee GY 등 2015) 된장제조에 사용한 우엉분말에도 단맛이 강한 과당이 일정량 이상 함유되어 있어 우엉된장의 단맛에 영향을 미칠 것으로 생각되었다. 한편, 발효가 진행됨에 따라 메주의 미생물에서 유래된 amylase가 작용하여 환원당이 생성되는데, 발효 40일째에는 식이섬유를 제외한 다당류 함량이 많은 연근된장이 시료 된장 중 가장 높았다. 뿌리채소 중의 다당류 함량은 연근 71.99%(Hwang DJ 2014), 더덕 22.79%(Kim NY 등 2010), 도라지 60.33%(Kang DK 등 2017), 우엉 69.57%(Lee YR 2016)로 연근이 가장 높았다. 종균을 달리하여 제조한 콩알메주된장(Lee KH 등 2016)의 환원당 함량은 40일 발효 후 1.63∼2.02%로 증가되었다.


Fig. 5. 
Changes in reducing sugar of doenjang added with root vegetable powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days.

Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.

Date are expressed as mean±S.D. (n=3).

ae Means with different superscripts in the same fermentation time are significantly different at the p<0.05 by Duncan’s multiple range test.



6. 색도 변화

뿌리채소 된장의 발효 기간에 따른 색도의 결과는 Fig. 6과 같다. L값의 경우, 제조 당일에는 도라지된장, 더덕된장, 연근된장, 대조구의 순으로 높았으나, 시료 된장 간 유의적 차이 없이 유사하였고, 우엉된장이 가장 낮았다(p<.05). 시료 된장의 L값은 발효 초기에는 변화를 보이지 않다가 도라지된장은 20일째 이후부터 감소하였고, 도라지된장 이외 4종 된장은 30일째 이후부터 감소하여 차이가 있었다. 40일째의 L값도 제조 당일과 동일하게 우엉된장 이외의 된장은 유사하였고, 우엉된장이 가장 낮았다(p<.05). 된장 발효 중 L값의 감소는 콩의 단백질, 전분이 분해되면서 생성된 당과 아미노산의 반응인 Maillard 반응에 의한 갈색의 melanoidin 색소 생성에 의한 것으로 보고(Kwak EJ 등 2007)되었는데, 우엉된장의 경우, Maillard 반응 이외 우엉에 함유된 polyphenol oxidase에 의해(Kim MK 등 2010; Hong IL & Choi SK 2014; Lee IS 등 2016) 갈변작용이 더욱 촉진되어 다른 시료 된장보다 L값이 현저히 낮아진 것으로 사료되었다.


Fig. 6. 
Changes in color L, a, b values of doenjang added with root vegetable powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days.

Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.

Date are expressed as mean±S.D. (n=3).

ad Means with different superscripts in the same fermentation time are significantly different at the p<0.05 by Duncan’s multiple range test.



a값은 발효 기간 동안 대조구 2.98∼6.78, 뿌리채소 된장은 2.02∼6.22로 점차 증가하였으나, 발효 40일째에는 시료 간 유의한 차이는 없었다.

b값은 제조일의 경우 더덕된장, 대조구, 연근된장, 도라지된장의 순으로 높았으나, 시료 간 유의적인 차이가 없었고, 우엉된장은 시료 된장 중 가장 낮아 L값의 결과와 유사하였다(p<.05). 우엉된장 이외의 4종 된장의 b값은 20일째부터 30일째까지 증가한 이후 일정하게 유지되었다. 40일째의 b값은 대조구 > 더덕 > 도라지 > 연근 > 우엉된장의 순으로 높았다. 선행연구에서 된장의 L값은 발효 기간 중 대체적으로 감소하고, a값은 증가하는 경향을 보였으나, b값은 시료 된장에 따라 차이가 있었다. 즉, 마늘첨가 된장(Kang JR 등 2014)의 b값은 감소하였고, 감초ㆍ겨자ㆍ키토산 첨가 된장(Lim SI & Song SM 2010)에서는 증가하여 본 실험결과와 일치하였으나, citric acid와 phytic aicd가 첨가된 된장(Kwak EJ 등 2003)에서는 변화가 없었다.

7. 기호도 검사

뿌리채소 된장의 기호도 검사 결과는 Table 2와 같다. 색에 대한 기호도는 우엉된장 5.03, 도라지된장 4.8, 대조구 4.49, 더덕된장 4.34로 우엉된장이 가장 높게 나타났고, 연근된장 4.09로 가장 낮았다(p<.05). 냄새는 우엉된장이 4.91로 가장 높았고, 더덕된장은 4.00으로 가장 낮았다(p<.05). 맛은 우엉된장 5.06, 대조구 4.57, 더덕된장 4.40, 도라지된장 4.34, 연근된장 3.89의 순으로 우엉된장의 맛에 대한 기호도가 가장 높았고, 연근된장이 가장 낮게 나타났다(p<.05). 대조구는 우엉된장 다음으로 맛의 기호도가 높았는데, 이는 평상시 식생활에서 익숙한 된장의 맛이므로 높게 나타난 것으로 사료되었다. 종합적 기호도는 우엉된장이 5.09로 가장 높았으며, 대조구는 가장 낮은 것으로 나타났다(p<.05). 우엉된장은 색, 냄새, 맛, 종합적 기호도의 모든 항목에서 시료 된장 중 가장 높았는데, 이는 다른 된장보다 다소 진한 밤색, 우엉 특유의 향과 맛에 의한 것으로 생각되었다. 산채(An EJ 2017), 발효 귀리(Oh SH 2014), 둥근 마(Kim BM 2014), 감초ㆍ겨자ㆍ키토산(Lim SI 2010), 유백피(Son DY 2008) 첨가 된장의 연구에서도 각 부재료가 첨가된 된장의 종합적 기호도가 대조구보다 높은 것으로 보고되었다. 부재료 첨가에 의한 된장의 기호도 증가는 부재료 특유의 향과 맛 성분이 첨가됨에 따라 새로운 맛과 향이 된장에서 느껴지고, 부재료가 발효식품의 쿰쿰한 냄새를 상쇄하였기 때문인 것으로 생각되었다. 우엉된장의 기호도에 영향을 미치는 주요 맛 성분으로 아미노산을 들 수 있다. 동량의 메주(Choi JH 등 2003)에 비해 우엉분말(Lee YR 2016) 중에는 단맛(Ramalingam V 등 2019)의 alanine과 valine, 감칠맛(Ramalingam V 등 2019)의 aspartic acid의 함량이 매우 높았고, taurine도 함유되어 있는 것으로 보고되었다. 따라서 이들 아미노산은 우엉된장의 단맛과 감칠맛에 영향을 미쳐 우엉된장의 맛의 기호도가 가장 높게 나타난 것으로 사료되었다.

Table 2. 
Preference responses of doenjang added with root vegetables powder and control doenjang during fermentation at 30℃ for 40 days
Characteristics Sample F p
Control Deodeok Balloon
flower root
Burdock root Lotus root
Color 4.49±1.09abc 4.34±1.21bc 4.80±1.16ab 5.03±1.44a 4.09±1.36c 3.053* .018
Flavor 4.06±1.03b 4.00±1.11b 4.40±1.42ab 4.91±1.46a 4.09±1.46b 2.946* .022
Taste 4.57±1.24ab 4.40±1.17ab 4.34±1.41b 5.06±1.43a 3.89±1.49b 3.409* .020
Overall preference 3.89±1.16b 4.43±1.29b 4.20±1.41b 5.09±1.40a 4.26±1.44b 3.835** .005
* p<.05, ** p<.01.
1) Control: doenjang without root vegetable powder, Deodeok: doenjang with deodeok powder, Balloon flower root: doenjang with balloon flower root powder, Burdock root: doenjang with burdock root powder, Lotus root: doenjang with lotus root powder.
2) Date are expressed as mean±S.D. (n=3).
3) ac Means with different superscripts in the same row are significantly different at the p<0.05 by Duncan’s multiple range test.


요약 및 결론

본 연구는 전통 발효 식품인 된장에 뿌리채소 식품을 첨가하여 된장의 품질 및 부가가치 향상을 목적으로 실시하였다. 이를 위해 더덕, 도라지, 우엉, 연근 등 4종의 뿌리채소 분말을 개량메주와 혼합하여 된장을 제조한 후 30℃에서 40일간 저장하면서 발효 기간 중 pH, 산도, 염도, 아미노태질소, 환원당 및 색도의 변화와 기호도를 측정하였고, 다음의 결과를 얻었다.

첫째, 뿌리채소 된장의 pH는 발효 기간 동안 점차적으로 감소하여 5.50∼5.67 범위로 나타났고, 산도는 기간 동안 증가하였다. 염도는 발효 과정 중 큰 변화가 없었고, 발효일 별로 시료 간 차이가 나타나지 않았다. 아미노태질소 함량은 발효 과정 중 점차적으로 증가하여 40일 째는 대조구 650.00 mg%, 연근된장 590.53 mg%, 더덕된장 588.79 mg%, 우엉된장 548.21 mg%, 도라지된장 545.77 mg%의 순으로 나타났고, 환원당 함량은 발효 과정 중 증가하였는데, 뿌리채소 첨가구의 환원당 함량이 대조구보다 높았다. 색도 L값은 발효초기에는 변화가 없었다가 도라지된장은 20일째 이후부터, 다른 시료 된장들은 30일째 이후부터 감소하였다. a값은 발효 기간이 경과함에 따라 증가하였고, b값은 20일째까지는 변화가 없다가 20일에서 30일째까지 증가한 후 일정하게 유지되었으며, 시료 된장 중 우엉된장의 L값과 b값이 가장 낮게 나타났다. 둘째, 기호도 검사결과, 우엉된장이 대조구보다 색, 냄새, 맛, 종합적 기호도 항목에서 가장 선호되었다.

이상의 결과 우엉분말을 첨가하여 제조한 된장은 대조구보다 구수한 맛과 아미노태질소 함량은 적지만 단맛이 있고 우엉 특유의 향미로 인해 기호도가 가장 높게 나타나, 우엉은 된장에 있어 기호도를 향상시킬 수 있는 우수한 식품소재로서 생각되었다. 또한, 우엉은 건강기능성 성분을 다량 함유한 식품이므로 향후 우엉이 첨가된 된장의 기능성에 관한 연구도 필요할 것으로 생각된다.


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