토종 콩의 품종별 감각 특성 연구

서 론

식품의 생산은 기후 변화, 생태학적 요인, 새로운 기술 발달 등 생태계 수용 능력에 미치는 부정적 영향을 줄이는 방식으로 개선되어야 할 필요성이 강조된다. 식량의 지속가능성과 회복력을 위한 전략 중 하나는 농업의 생물 다양성을 늘리고 보존하는 것이다.

농경문화는 수렵과 채집을 통해 식량을 확보하던 방식에서 야생 종자 중 자원의 가치가 우수한 것을 선별하여 농사를 통해 작물화하는 것으로부터 시작되었다(Kim CY 등 2011). 야생 농산물의 활용은 세계 식량 생산을 다양화하고 변화하는 환경에 대한 지역적 적응력을 증진할 수 있는 잠재력을 창출한다(Provenza FD 2008). [Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO) 1999]에서는 농업 생물 다양성에 대하여 농작물, 가축, 임업, 어업을 포함한 식품 및 농업에 직간접적으로 사용되는 동물, 식물 및 미생물의 다양성과 가변성으로 매우 광범위하게 정의하며, 식품, 사료, 섬유, 연료 및 의약품에 사용되는 유전 자원(품종)과 종의 다양성으로 구성된다고 보고하였다. 한국토종연구회에 따르면 토종 자원은 한국의 자연생태계에서 여러 대에 걸쳐서 유지되었거나 농민들에 의하여 여러 대에 거쳐 식물이나 가축을 기르거나 선정되어 우리나라의 기후, 풍토에 순화된 동·식물 및 미생물을 의미한다(Choi BD 2023). 농업 생물 다양성의 증가는 환경 변화에 대한 회복력의 증가를 의미하며 가뭄과 같은 식량 생산에 대한 기후 변화의 영향을 완화하는 데 도움이 될 수 있다(Gonzalez A 등 2011; Ortiz I & Cummins M 2011; Chivenge P 등 2015). 또한 농업 생물 다양성은 농작물 질병의 확산을 방지하고 수확량 손실을 완충하며(Gonzalez A 등 2011), 직접적인 작물 시스템 회복력 외에도 전반적인 영양 개선, 지역 경제 증진, 공동체 독립성 및 문화 보존으로 이어진다(Birol E 등 2006; Gonzalez A 등 2011; Mabhaudhi T 등 2019). 한편 생물 유전자원은 인류의 공동 유산으로 인식되어 자유롭게 접근 및 이용되어 왔지만, 그 가치가 재평가되고 상업적으로 활용하여 국익을 창출하려는 움직임이 생기면서 우리나라에서도 2014년 10월 나고야 의정서 발효 이후 토종 유전자원에 대한 전통지식 보호 및 보전 관련 연구가 진행되어 왔다(Lee JH & Jin TE 2016).

콩(Glycine max)은 쌀(Oryza sativa), 밀(Triticum aestivum), 사탕수수(Saccharum spp.), 토마토(Solanum lycopersicum), 옥수수(Zea mays) 및 감자(Solanum tuberosum) 등 6가지 식량과 더불어 작물화가 급속히 확대되어 세계에서 가장 많이 생산되는 농산물이다(FAO 2022). 콩은 세계에서 가장 중요한 콩과 식물로 전 세계 식용유의 25%를 차지하고 세계 가축 사료용 농축 단백질의 약 2/3를 차지한다. 단백질 함량은 전체 건조 중량의 35%∼50%이며 인간의 식단과 동물 영양에 있어서 주요 단백질 공급원이다. 대두 단백질은 또한 균형 잡힌 아미노산 프로필을 가지고 있으며 다양한 필수 아미노산이 풍부한 것으로 알려져 있다(Ravi R 등 2019). 두류는 간장, 된장, 고추장, 청국장, 낫토, 두부, 두유 등 식물성 단백질을 충족시키는 인기 식품을 만드는 주재료로 사용해왔으나, 콩 특유의 향미로 인해 제한적으로 소비되고 있다(Fernandes MDS 등 2017). 콩의 리폭시게나아제 유전자(Lox)로 인한 리놀레산과 리놀렌산의 효소적 산화는 콩 향미의 주요 원인으로 보고되고 있으며, Lox 1, Lox 2, Lox 3의 3가지 유전자가 존재한다. 또한 콩에 존재하는 haxanal은 일반적으로 풋내와 관련이 있으며 hexanol, 1-octen-3-ol, 1-octen-3-one, trans,trans-2,4-decadienal, trans,trans-2,4-nonadienal은 콩 맛과 관련된 중요한 방향족 화합물로 알려져 있다(Ravi R 등 2019). Guo L 등(2022)은 중국에서 대중적으로 재배되는 3종의 식물성 대두 품종의 휘발성 향미 프로필 및 전자혀 분석과 정량적 묘사분석을 통한 감각적 특성을 조사한 결과, 콩의 주요 향미 화합물은 1-octen-3-ol, hexanal, (Z)-2-heptenal, 2-octene, nonanal, (Z)-2-decenal, 3,5-octadien-2-one으로 확인되었으나 품종별 함량의 변동이 큰 것으로 보고하였다. 정량적 묘사분석 결과의 차이는 주로 식감과 맛에 영향을 받는 것으로 확인되었고, 전자혀는 감칠맛과 단맛의 특성을 효과적으로 구별한 것으로 나타났다. Oh HA 등(2022)은 다양한 콩과 식품의 향 특성을 설명하는 용어집을 만들기 위하여 강낭콩, 검은콩, 녹두, 대두, 병아리콩, 서리태, 팥 등 7종의 콩과 식물에 대해 6명의 훈련된 패널을 대상으로 Spectrum^TM 묘사분석을 실시하였으며, 이를 통해 9가지 향미 용어를 개발하여 콩과 식물의 감각적 특성을 식별하였다. Armelim JM 등(2018)은 감마선 처리에 따른 일반 콩(Phaseolus vulgaris L.)의 감각적 속성 변화를 정량적 묘사분석을 통해 조사한 결과 감마선 처리가 색상, 향, 맛, 경도 등 콩의 감각 품질의 변화를 촉진한 것으로 나타났다. Kostyra E 등(2024)은 채소 퓨레 및 향신료를 첨가한 대두 스프레드의 감각적 유사성과 차이성을 정량적 묘사분석을 통해 평가했을 때 부재료를 첨가한 경우 대두 냄새가 감소하고 채소의 향미가 향상될 뿐 아니라 지방 향미가 낮아지고 질감이 덜 조밀하며 수분 함량과 감각 품질이 높아지는 것으로 보고하였다. Ugochi NF 등(2015)의 연구에서는 5가지 개량된 대두 품종의 영양학적 및 감각적 특성을 평가하여 두유 생산에 적합한 품종을 선발하고자 하였으며, 두유 제조시 선호도가 높은 품종이 영양 품질이 낮은 것으로 나타나 미량 영양소를 강화할 필요성이 있는 것으로 확인되었다.

소비자의 만족도를 높이기 위한 제품 개발에서 향, 맛, 질감 등 소비자가 지각하는 감각 특성은 필수적인 품질 특성 요인이며, 다양성을 부여하여 제품 간 차별화를 촉진하는 중요 요인으로 작용한다(Kim IA & Lee YS 2019). 따라서 본 연구에서는 우리나라 토종 콩 5종에 대해 품종별로 projective mapping, 정량적 묘사분석, 전자코 분석 및 소비자 선호·비선호 요인 조사를 실시하여 토종 콩의 품종별 감각 특성을 알아보고 기호도에 영향을 미치는 감각 특성을 규명하고자 하였으며, 이를 통해 농업 생물 다양성 보존을 위한 토종 자원의 식품산업적 활용 및 소비자 정보 제공을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

결과 및 고찰

1. Projective Mapping

Projective mapping은 1994년에 감각 과학 분야에 소개된 방법으로 심리학에서 ‘배치’한다는 아이디어를 적용했으며, 평가자가 시료의 차이에 대한 인식을 반영하여 종이나 컴퓨터 화면 등 2차원 공간에 시료를 배치하는 소비자 기반 감각 평가 방법이다(Risvik E 등 1994). 외식전문가 10명을 대상으로 한 토종 콩의 projective mapping 분석 결과는 Fig. 1과 같다. 총 설명력은 78.98%였으며, 제 1주성분은 54.69%, 제 2주성분은 24.29%로 가로축의 제 1주성분이 시료 간의 차이에 주요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 제 1주성분을 기준으로 음(—)의 방향에는 아주까리밤콩, 선비잡이콩, 베틸콩이 위치하였으며, 등틔기콩과 홀애비밤콩은 양(+)의 방향에 위치하였다. Jervis MG & Drake MA(2014)는 projective mapping 방법을 통해 소비자는 포괄적이고 직접적인 방식으로 시료를 평가할 수 있으며, 제품 간의 거리가 멀어질수록 차이점도 커지는 것을 특징으로 보고하였는데, 본 결과에서는 선비잡이콩과 등틔기콩이 가장 멀리 떨어져 있어 시료 간 차이를 크게 인식하는 것으로 나타났다. 한편 아주까리밤콩과 선비잡이콩은 동일한 사분면에 위치하여 유사하게 인식하였다.

Fig. 1.

Projective mapping result of sensory characteristics of Korean native soybeans by food service experts.

2. 정량적 묘사분석

기본 맛 민감도 검사와 토종 콩에 대한 종합차이검사를 거쳐 선발한 10명의 여대생을 대상으로 5종의 토종 콩 시료를 이용한 훈련을 통해 도출한 토종 콩의 감각 특성 및 각 특성의 정의와 표준시료는 Table 1과 같다. 본 연구에서는 외관(appearance), 향/냄새(aroma/odor), 맛/향미(taste/flavor), 조직감/질감(texture)으로 나누어 평가하였으며, 이 중 향/냄새는 시료를 시식하기 전 코로 느껴지는 휘발성 화합물의 자극을 평가하도록 하였고, 맛/향미는 시료를 시식한 후 입안에서 느껴지는 기본 맛과 결합된 후각 자극을 평가하도록 하였다. 외관에서 노란색(yellow), 갈색(brown), 연두색(light green), 입자 크기(large particle size), 껍질의 주름짐(wrinkle of skin), 광택(gloss) 등 6항목, 향/냄새에서 고소한 향(savory smell), 발효향(fermented smell), 단향(sweet smell), earthy한 향(earthy smell), 두류 향(beans smell), 차 향(tea smell) 등 6항목이 도출되었다. 맛/향미에서는 담백한 향미(light flavor), 밤 향미(chestnut flavor), 구운 견과류 향미(roasted nut flavor), 단맛(sweet taste), 버터리한 향미(buttery flavor), 비린 향미(fishy flavor), 쓴맛(bitter taste) 등 7항목, 조직감/질감에서 미끈미끈함(sleekness), 껍질의 수분감(wetness), 씹힘성(chewiness), 단단함(firmness), 응집성(cohesiveness), 퍼석함(crumbliness), 입안 잔여감(residual) 등 7항목이 도출되어 총 26개의 감각 특성이 도출되었다.

Table 1.

Descriptive terms of Korean native soybeans obtained through quantitative descriptive analysis with trained panels

5종의 토종 콩 시료에 대한 감각 특성의 강도를 9점 척도를 이용하여 평가한 결과를 Table 2에 제시하였다. 토종 콩의 외관 특성 중 노란색은 홀애비밤콩이 6.87로 유의하게 높았고 아주까리밤콩이 1.93으로 가장 낮은 반면(p<0.001), 갈색은 아주까리밤콩이 7.33으로 가장 높았고 홀애비밤콩과 등틔기콩이 2.43, 2.03으로 가장 낮게 나타나 시료간 유의적 차이를 보였다(p<0.001). 연두색은 등틔기콩(6.70), 홀애비밤콩(4.90)의 순서로 다른 토종 콩보다 유의하게 높게 나타났으며, 아주까리밤콩과 선비잡이콩은 각각 2.60, 2.73으로 낮게 나타났다(p<0.001). 한편 광택은 아주까리밤콩과 선비잡이콩이 6.47, 6.30으로 다른 콩보다 높게 나타나 아주까리밤콩과 선비잡이콩의 감각 특성 인식의 유사성을 보인 projective mapping 결과와 일치하였다(p<0.001). Wang HL 등(1983)의 연구에 따르면 두부 등 콩 가공품은 원료 콩의 표피 색과 표면의 점으로부터 두부의 색상과 조직 구성에 영향을 받기 때문에, 토종 콩의 가공품 제조 시 맛과 향뿐만 아니라 색상에 대한 고려가 필요할 것으로 보인다. 한편 입자 크기는 선비잡이콩이 6.73, 껍질의 주름짐은 홀애비밤콩이 7.33으로 가장 높게 나타난 반면, 베틸콩은 입자 크기는 1.53, 껍질의 주름짐은 2.27로 가장 낮게 나타나 다른 콩보다 작고 매끈하게 인식하는 것으로 나타났다(p<0.001).

Table 2.

Quantitative descriptive analysis results of Korean native soybeans by trained panels

토종 콩의 향/냄새 특성 평가 결과 고소한 향은 베틸콩(6.30), 등틔기콩(6.13), 홀애비밤콩(5.40)이 선비잡이콩(4.13), 아주까리밤콩(3.73)에 비해 유의하게 높았다(p<0.001). 베틸콩은 earthy한 향(5.97)과 차 향(6.67)이 다른 콩보다 유의하게 높았고(p<0.001), 단향도 5.03으로 홀애비밤콩(5.10)과 같이 높은 그룹에 속해 풍부한 향을 가진 것으로 나타났다. 등틔기콩은 발효향이 5.97로 가장 높았으며(p<0.05), 두류 향(5.67)도 높게 나타났다(p<0.001). 선비잡이콩은 차향을 제외한 고소한 향, 두류 향 등 대부분의 향의 강도가 유의하게 낮은 그룹에 속해 전반적으로 향이 적은 것으로 나타났다.

반면 토종 콩의 맛/향미 특성에서 선비잡이콩은 밤 향미(5.60), 구운 견과류 향미(5.13), 단맛(4.67), 버터리한 향미(4.70) 등이 높은 그룹에 속해 냄새를 맡는 것보다 맛을 보았을 때 다양한 향미를 느낄 수 있는 것으로 보인다. 선비잡이콩과 함께 홀애비밤콩(5.23), 아주까리밤콩(5.03)의 밤 향미가 다른 콩보다 유의하게 높은 것으로 나타났으며(p<0.05), 구운 견과류 향미는 베틸콩이 다른 콩보다 높았다(p<0.001). 또한 단맛은 홀애비밤콩(5.03), 등틔기콩(4.70)이 다른 콩보다 높게 평가되었다(p<0.001). 베틸콩은 구운 견과류 향미 외에 버터리한 향미(5.37) 및 쓴맛(4.37)이 유의하게 높은 편이었으며(p<0.001, p<0.05), 홀애비밤콩은 비린 향미(5.10)가 다른 콩보다 높았다(p<0.001). 맛/향미 특성 중 담백한 향미는 토종 콩 품종간에 유의한 차이가 없었다.

토종 콩의 조직감/질감 특성에서 등틔기콩은 씹힘성(3.47)과 단단함(2.93)이 다른 콩보다 유의하게 낮았으며(p<0.001), 응집성(3.30)과 퍼석퍼석함(3.77) 또한 낮은 편으로 콩을 씹었을 때 전반적으로 수분감이 있고, 포근하고 부드러운 식감을 가진 것으로 평가되었다(p<0.001). 반면 선비잡이콩은 단단함(6.27), 씹힘성(5.87), 응집성(5.50)이 높은 편으로 씹었을 때 단단한 질감과 함께 쫄깃한 식감을 가진 것으로 나타났다. 베틸콩 또한 단단함(5.70)과 응집성(4.77)이 높은 편으로 나타났다. 콩을 입에 넣자마자 느껴지는 미끈미끈함은 선비잡이콩(6.13), 베틸콩(5.93), 아주까리밤콩(5.27)이 다른 콩보다 유의하게 높았고(p<0.001), 콩을 씹었을 때 껍질이 촉촉한 정도를 나타내는 수분감은 아주까리밤콩(5.53)이 유의하게 가장 높았다(p<0.001). 콩을 씹었을 때 퍼석함은 베틸콩(3.63)과 등틔기콩(3.77)이 다른 콩보다 유의하게 낮았으며(p< 0.001), 입안 잔여감은 홀애비밤콩이 5.90으로 다른 콩에 비해 유의하게 높았다(p<0.001).

주성분 분석은 널리 사용되는 다변량 분석 통계 방법으로, 원래 변수의 상관 관계 패턴을 기반으로 종속 변수 집합을 더 적은 수로 줄일 수 있다(Lawless HT & Heymann H 2010). 토종 콩의 정량적 묘사분석 강도 평가를 바탕으로 주성분 분석을 실시한 결과, 제 1주성분, 제 2주성분이 각각 총 변동의 62.19%와 21.11%를 설명하여 총 변동의 83.30%를 설명하였고, 가로축의 제 1주성분이 시료 간 차이에 주요한 영향을 미치는 것으로 나타났다(Fig. 2). 토종 콩 시료의 감각 특성들이 주성분에 부하된 위치를 살펴보면, 제 1주성분에서 껍질의 주름짐, 노란색, 연두색, 두류 향, 비린 향미, 단맛, 입안 잔여감 등이 양(+)의 방향으로 부하되었으며, 광택, 갈색, 밤 향미, 차 향 특성이 음(—)의 방향으로 부하되었다. 제 2주성분에서는 입자 크기가 양(+)의 방향에 부하되었고, 버터리한 향미, earthy한 향 등이 음(—)의 방향에 부하되었다. 본 결과는 Cruz-Flores YA 등(2008)이 콩 품종은 풍미와 질감에 따라 구분되지만 외관에는 영향을 받지 않는다고 보고한 바와 다르게 색상, 크기, 껍질 등의 외관이 콩 품종 구분에 중요한 요인으로 작용하고 있으며, Carneiro AK 등(2019)이 감각적 속성으로서 외관, 맛, 향, 질감이 식물성 대두의 수용성에 상당한 영향을 미친다는 보고와 유사한 결과를 나타냈다. 각 시료들의 부하된 위치를 살펴보면 등틔기콩과 홀애비밤콩은 제 1주성분의 양(+)의 방향에 위치하여 노란색, 껍질의 주름짐, 두류 향 등의 특성으로 설명되었고, 아주까리밤콩과 선비잡이콩은 제 1주성분의 음(—)의 방향에 서로 가까이 위치하여 광택, 밤 향미, 씹힘성 특성이 비슷하게 평가된 것으로 나타났다. 베틸콩은 제 1주성분 및 제 2주성분의 음(—)의 방향에 위치하여 갈색, 차 향, earthy한 향, 버터리한 향미 등의 특성으로 설명되었으며, projective mapping의 주성분 분석 결과와 유사하게 나타난 것으로 확인됨에 따라 Pagès J(2005)가 와인 10종에 대해 projective mapping과 정량적 묘사분석을 실시한 결과, 결과간 유의성이 있었다는 보고와 유사한 경향을 나타냈다. Pagès J(2005)는 위의 연구에서 소비자가 느끼는 시료간 특성의 차이를 정량적 묘사분석 결과로 표현할 수 있음에 따라 projective mapping과 정량적 묘사분석은 서로 보완이 되는 것으로 보고하였다.

Fig. 2.

Principal component analysis (PCA) of sensory attributes of Korean native soybeans by trained panels.

3. 소비자 기호도 및 선호·비선호 요인 평가

성인 여성 100명을 대상으로 토종 콩의 기호도를 9점 척도로 평가한 결과를 Table 3에 제시하였다. 전반적 기호도는 아주까리밤콩(5.64), 홀애비밤콩(5.49), 베틸콩(5.46)이 등틔기콩(4.73) 및 대조구인 서리태(4.71)보다 높은 기호도를 나타냈다(p<0.001). 맛과 향에 대한 기호도도 아주까리밤콩, 홀애비밤콩, 베틸콩 등 토종 콩이 대조구인 서리태 및 등틔기콩보다 높게 평가되어 전반적 기호도와 유사한 경향을 보였는데(p<0.001), 이는 해당 콩 품종의 밤 향미와 단맛, 단향 특성이 기호도에 긍정적인 영향을 끼친 것으로 보인다. 반면 외관 기호도는 선비잡이콩이 3.36으로 가장 낮았고, 대조구인 서리태가 4.95로 가장 높았는데(p<0.001), 선호 요인 조사에 따르면 광택, 큰 입자 크기, 껍질에 주름이 없는 특성이 좋았기 때문으로 나타났다. 질감에 대한 기호도는 유의한 차이가 나타나지 않았다.

Table 3.

Consumer preference of Korean native soybeans by adult women (n=100)

CATA(check-all-that-apply) 평가법은 평가 진행 과정이 간편하여 평가 대상에 대한 소비자들의 자연스러운 반응을 쉽고 빠르게 얻을 수 있으며, 소비자 태도, 선호 등 비감각 특성도 평가할 수 있는 방법이다(Kim IA & Lee YS 2019). 토종 콩 감각 특성의 소비자 선호 및 비선호 요인에 대한 CATA 조사 결과를 바탕으로 주성분 분석을 실시한 결과, 토종 콩의 선호 요인은 제 1주성분의 총 변동에 대한 설명력이 52.70%, 제 2주성분은 29.26%로 나타나 총 변동량의 81.96%를 설명하였다(Fig. 3). 한편 비선호 요인은 제 1주성분의 총 변동에 대한 설명력이 42.70%, 제 2주성분은 26.13%로 나타나 총 변동량의 68.83%를 설명하여 선호 요인에 비해 설명력이 낮게 나타났다(Fig. 4). 시료의 위치를 살펴보면 토종 콩의 선호 및 비선호 모두 제 1주성분을 기준으로 양(+)의 방향에는 등틔기콩과 홀애비밤콩이 위치하고, 음(—)의 방향에는 대조구(서리태)와 선비잡이콩, 아주까리밤콩, 베틸콩이 위치하여 정량적 묘사분석(Fig. 2)과 유사한 결과를 보였다. Kim IA & Lee YS(2019)는 CATA를 이용한 감각 특성 평가 결과는 묘사분석 결과와 비교했을 때 결과 간 유의성이 높아 신뢰할 수 있다고 보고하였는데, 본 연구에서도 CATA 방법과 정량적 묘사분석의 결과가 유사하였다. 감각 특성과 시료의 위치를 살펴볼 때 등틔기콩의 선호 요인은 노란색, 연두색 등 색상과 껍질의 수분감으로 나타났으며, 비선호 요인으로는 입자 크기, 버터리한 향미로 나타났다. 홀애비밤콩의 경우 단향 특성을 선호하였으며, 노란색이 비선호 요인으로 나타났다. 선비잡이콩, 아주까리밤콩, 베틸콩의 선호 요인은 입자 크기, 밤 향미, 갈색 등으로 나타났다. 아주까리밤콩과 선비잡이콩의 비선호 요인은 비린 향미, 단단함, 입안 잔여감이었으며, 베틸콩의 비선호 요인은 갈색, 연두색, 작은 입자 크기로 나타났다. Mkanda AV 등(2007)은 건조 콩의 감각적 및 물리화학적 특성과 소비자 선호를 연관시킨 연구에서 단맛, 익힌 콩의 풍미, 부드러운 식감은 소비자가 선호하는 특성이며, 작은 크기, 쓴맛, 금속성 식감, 딱딱한 질감은 비선호 특성으로 나타나 본 연구와 유사한 결과를 보고하였다.

Fig. 3.

Principal component analysis (PCA) of sensory characteristics for consumer preference factors of Korean native soybeans by CATA.

Fig. 4.

Principal component analysis (PCA) of sensory characteristics for consumer non-preference factors of Korean native soybeans by CATA.

4. 전자코 분석

사람이 맡는 향은 특정 휘발 성분이 아닌 전체적인 휘발성분의 결합 및 조합에 의해 결정되므로, 향기 성분에 대한 종합적인 특성 분석 및 분류가 필요하다. 전자코를 이용한 분석은 비파괴적인 분석 방법으로, 다중 센서 배열(multi-sensor array) 기술을 이용하여 특정 향기 또는 냄새 성분이 서로 민감도가 다른 각각의 센서에서 전기 화학적 반응을 일으켜 화학적 신호가 전기적 신호로 변환되는 원리로서, 시료 전체의 향을 감지하는 특성을 가지고 있으며, 사람의 후각 인지 체제를 모방한 판별 분석, 주성분 분석 등의 패턴 분석을 가능하게 하여 향을 감별하고 시료 간 분별을 가능하게 한다(Chung SJ 등 2008; Ban YL 등 2024). 토종 콩의 향을 전자코로 분석하여 판별함수 분석 결과를 Fig. 5에 나타내었다. 제 1판별함수(discriminant function; DF1) 값은 76.73%, 제 2판별함수(DF2) 값은 15.66%로 가로축(DF1)의 값이 토종 콩의 향기 패턴 구분에 주요한 차이를 보였다. DF1을 기준으로 음(—)의 방향에는 등틔기콩, 홀애비밤콩, 대조구(서리태)가 위치하였고, 아주까리밤콩, 선비잡이콩, 베틸콩은 양(+)의 방향에 위치하여 이 두 그룹간에 향기 패턴의 차이가 있는 것으로 나타났다. 토종 콩의 정량적 묘사분석(Fig. 2)에서도 제 1주성분을 기준으로 전자코 분석 결과와 같이 두 그룹으로 나뉘었는데 등틔기콩과 홀애비밤콩은 두류 향, 베틸콩, 아주까리밤콩, 선비잡이콩은 차 향의 특성을 보여 이들 향의 강도 차이가 전자코 분석 결과에 영향을 미친 것으로 추정된다. 또한 Fig. 3과 Fig. 4의 토종 콩에 대한 소비자 선호·비선호 요인 분석결과에서도 제 1주성분을 기준으로 전자코 분석 결과와 같이 두 그룹으로 나뉘는 유사한 결과를 보여 향 패턴의 차이가 소비자의 선호 요인과 비선호 요인 특성을 구분하는 데 영향을 주는 것으로 보였다.

Fig. 5.

Discriminant function analysis of electronic nose analysis data for Korean native soybeans.

요 약

본 연구는 농업 생물 다양성 보존을 위한 토종 자원의 식품산업적 활용의 기초 연구로 우리나라 토종 콩 5종(등틔기콩, 베틸콩, 홀애비밤콩, 아주까리밤콩, 선비잡이콩)의 감각 특성을 projective mapping, 정량적 묘사분석, 전자코 분석을 통해 평가하고, 소비자 선호·비선호 요인 조사를 통하여 기호도에 영향을 미치는 감각 특성을 규명하고자 하였다.

정량적 묘사분석을 통해 토종 콩의 외관, 향/냄새, 맛/향미, 조직감/질감에 대해 총 26개의 감각 특성 항목을 도출하여 강도 평가를 실시한 결과, 등틔기콩은 노란색과 연두색, 발효향, 두류 향, 고소한 향, 수분감이 높게 나타났으며, 씹힘성과 단단함이 다른 콩에 비해 낮아 부드러운 식감이 특징으로 나타났다. 홀애비밤콩도 색상 및 향에서 등틔기콩과 유사한 특성을 보였으며, 껍질의 주름과 단맛이 높게 나타났다. 선비잡이콩과 아주까리밤콩은 광택, 밤 향미, 씹힘성, 단단함이 높은 특성을 보였으며, 아주까리밤콩은 갈색이 특징으로 나타났다. 외식 전문가 10명을 대상으로 한 projective mapping 결과에서도 선비잡이콩과 아주까리밤콩은 동일한 사분면에 위치하여 비슷하게 인식함으로써 감각 특성의 유사성을 보인 정량적 묘사분석 결과와 일치하는 경향을 나타내었다. 한편 베틸콩은 입자 크기와 껍질의 주름은 가장 낮은 반면 earthy한 향, 차 향, 버터리한 향미가 높은 특징을 보였다. 토종 콩 5종 및 서리태에 대한 전자코 향기패턴 분석 결과 두류 향의 특성을 가진 등틔기콩, 홀애비밤콩, 서리태와 차 향의 특성을 가진 아주까리밤콩, 선비잡이콩, 베틸콩의 두 그룹으로 구분되었다.

소비자 100명을 대상으로 토종 콩 5종에 대한 기호도를 조사한 결과, 전반적인 기호도가 대조구인 서리태와 유사하거나 높게 나타나 토종 콩의 식품산업적 활용 가능성을 확인하였다. 한편 정량적 묘사분석에서 도출된 감각 특성 항목에 대한 선호·비선호 요인을 CATA 방법을 이용하여 조사한 결과, 등틔기콩의 선호 요인은 색상과 껍질의 수분감이 꼽혔고 비선호 요인으로는 큰 입자 크기, 버터리한 향미로 나타났다. 홀애비밤콩의 경우 선호 요인은 단향, 비선호 요인은 노란색으로 나타났다. 선비잡이콩과 아주까리밤콩의 선호 요인은 입자 크기, 밤 향미, 갈색 등이었고, 비선호 요인은 비린 향미, 단단함, 입안 잔여감이었으며, 베틸콩의 비선호 요인은 갈색, 연두색, 작은 입자 크기 등으로 나타났다.

본 연구를 통해 우리나라 토종 콩이 외관, 향, 맛, 질감 등 다양한 감각 특성 항목에서 서로 다른 특성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 각각의 토종 콩별 감각 특성은 소비자의 선호·비선호에 영향을 미쳤으며, 전반적으로 단맛과 단향은 선호 요인, 비린 향미와 버터리한 향미는 비선호 요인으로 나타나 토종 콩을 활용한 제품 개발 등에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 여겨진다. 그러나 본 연구는 감각 특성 및 이와 관련된 선호·비선호 요인 규명으로 제한되어 있어 향후 토종 콩의 식품산업 활용을 위해 식품 제조에 필요한 이화학적 품질특성 및 가공적성에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Acknowledgments

본 연구는 농촌진흥청 시험연구사업(과제번호: PJ01674102)의 연구비 지원으로 수행되었습니다.

References

• Armelim JM, Mendes KF, Pimpinato RF, Tornisielo VL (2018) The dissipative potential of gamma irradiation in residues of imidacloprid and thiamethoxam in the postharvest of common beans. J Food Sci 83(10): 2669-2674. [https://doi.org/10.1111/1750-3841.14344]
• Ban YL, Park HJ, Jeong HY, Yoon SJ, Hong SJ, Moon HS, Yu SY, Kim HY, Kim KS, Jeong EJ, Shin EC (2024) Sensory evaluation of enzymatically hydrolyzed plant-based food ingredients (oilseed meals, grains, and mushrooms): Electronic-nose and electronic-tongue analyses. J Korean Soc Food Sci Nutr 53(6): 585-598. [https://doi.org/10.3746/jkfn.2024.53.6.585]
• Birol E, Karousakis K, Koundouri P (2006) Using a choice experiment to account for preference heterogeneity in wetland attributes: The case of Cheimaditida wetland in Greece. Ecol Econ 60(1): 145-156. [https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2006.06.002]
• Carneiro AK, Bruzi AT, Pereira JLDAR, Zambiazzi EV (2019) Stability analysis of pure lines and a multiline of soybean in different locations. Crop Breed Appl Biotechnol 19(4): 395-401. [https://doi.org/10.1590/1984-70332019v19n4a56]
• Chivenge P, Mabhaudhi T, Modi AT, Mafongoya P (2015) The potential role of neglected and underutilised crop species as future crops under water scarce conditions in Sub-Saharan Africa. Int J Environ Res Public Health 12(6): 5685-5711. [https://doi.org/10.3390/ijerph120605685]
• Choi BD (2023) Native seed saving practices as multispecies collaborative relationships. The Journal of Rural Society 33(2): 7-44. [https://doi.org/10.31894/JRS.2023.4.33.2.7]
• Chung SJ, Lim CR, Noh BS (2008) Understanding the sensory characteristics of various types of milk using descriptive analysis and electronic nose. Korean J Food Sci Technol 40(1): 47-55.
• Cruz-Flores YA, Rodriguez-Herrera R, Aguilar-Gonzalez CN, Contreras-Esquivel JC, Reyes-Vega MDLL (2008) Presence of transgenic genes and proteins in commercial soybean foods from Mexican grocery stores. Food Sci Biotechnol 17(5): 1092-1096.
• Fernandes MDS, Lima FS, Rodrigues D, Handa C, Guelfi M, Garcia S, Ida EI (2017) Evaluation of the isoflavone and total phenolic contents of kefir-fermented soymilk storage and after the in vitro digestive system simulation. Food Chem 229: 373-380. [https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.02.095]
• Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (1999) Sustaining the Multiple Functions of Agricultural Biodiversity, Background Paper 1: Agricultural Biodiversity. https://www.fao.org, (accessed on 18. 11. 2024).
• Gonzalez A, Clemente JC, Shade A, Metcalf JL, Song S, Prithiviraj B, Palmer BE, Knight R (2011) Our microbial selves: What ecology can teach us. EMBO Rep 12(8): 775-784. [https://doi.org/10.1038/embor.2011.137]
• Guo L, Huang L, Cheng X, Gao Y, Zhang X, Yuan X, Xue C, Chen X (2022) Volatile flavor profile and sensory properties of vegetable soybean. Molecules 27(3): 939. [https://doi.org/10.3390/molecules27030939]
• Jervis MG, Drake MA (2014) The use of qualitative research methods in quantitative science: A review. J Sens Stud 29(4): 234-247. [https://doi.org/10.1111/joss.12101]
• Kim CY, Lee JR, Yoon MS, Cho GT, Baek HJ, Ko HC, Cho YH, Jeon YA, Kim CK (2011) A case study for on-farm conservation of crop landraces in Korea. J Korean Soc Int Agric 23(3): 315-323.
• Kim IA, Lee YS (2019) Recent trends in check-all-that-apply (CATA) method for food industry applications. Food Sci Ind 52(1): 40-51.
• Kostyra E, Gawlińska K, Żakowska-Biemans S, Piotrowska A, Gantner M, Kulik K, Świąder K (2024) Exploring the sensory characteristics of the soybean spreads enhanced with vegetables and spices. App Sci 14(3): 1096. [https://doi.org/10.3390/app14031096]
• Lawless HT, Heymann H (2010) Sensory Evaluation of Food: Principles and Practices. Springer, US. pp 433-449. [https://doi.org/10.1007/978-1-4419-6488-5]
• Lee JH, Jin TE (2016) Challenges of biological resource center after the entry into force of the Nagoya protocol. Journal of Environmental Policy and Adminisration 24(3): 161-182. [https://doi.org/10.15301/jepa.2016.24.3.161]
• Mabhaudhi T, Chimonyo VGP, Hlahla S, Massawe F, Mayes S, Nhamo L, Modi AT (2019) Prospects of orphan crops in climate change. Planta 250(3): 695-708. [https://doi.org/10.1007/s00425-019-03129-y]
• Mkanda AV, Minnaar A, de Kock HL (2007) Relating consumer preferences to sensory and physicochemical properties of dry beans (Phaseolus vulgaris). J Sci Food Agric 87(15): 2868-2879. [https://doi.org/10.1002/jsfa.3046]
• Oh HA, Jo YW, Kim MK (2022) Descriptive analysis of seven leguminous plants in Korea. Prev Nutri Food Sci 27(2): 241-247. [https://doi.org/10.3746/pnf.2022.27.2.241]
• Ortiz I, Cummins M (2011) Global Inequality: Beyond the Bottom Billion –A Rapid Review of Income Distribution in 141 Countries. https://ssrn.com, (accessed on 19. 6. 2024). [https://doi.org/10.2139/ssrn.1805046]
• Pagès J (2005) Collection and analysis of perceived product inter-distances using multiple factor analysis: Application to the study of 10 white wines from the Loire Valley. Food Qual Prefer 16(7): 642-649. [https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2005.01.006]
• Provenza FD (2008) What does it mean to be locally adapted and who cares anyway? J Anim Sci 86(14 Suppl): E271-284. [https://doi.org/10.2527/jas.2007-0468]
• Ravi R, Taheri A, Khandekar D, Millas R (2019) Rapid profiling of soybean aromatic compounds using electronic nose. Biosensors 9(2): 66. [https://doi.org/10.3390/bios9020066]
• Risvik E, McEwan JA, Colwill JS, Rogers R, Lyon DH (1994) Projective mapping: A tool for sensory analysis and consumer research. Food Qual Prefer 5(4): 263-269. [https://doi.org/10.1016/0950-3293(94)90051-5]
• Ugochi NF, Chukwuma UM, Nwanneoma OJ, Ndako, Jummai K, Nwabugo MA (2015) Nutrient and sensory quality of soymilk produced from different improved varieties of soybean. Pak J Nutr 14(12): 898-906. [https://doi.org/10.3923/pjn.2015.898.906]
• Wang HL, Swain E, Kwolek W, Fehr WR (1983) Effect of soyabean varieties on the yield and quality of tofu. Cereal Chem 60(3): 245-248.