KR20140143315A - 혼합 단백분해효소 처리된 콩단백을 포함하는 식물성 고기의 제조방법 및 이를 이용한 콩불고기 - Google Patents
혼합 단백분해효소 처리된 콩단백을 포함하는 식물성 고기의 제조방법 및 이를 이용한 콩불고기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 혼합효소처리된 콩단백 을 포함하는 식물성 고기의 제조 방법 및 이를 이용한 콩불고기용 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 콩단백에 단백분해효소를 혼합처리하여 만들어진 기능적 성질이 향상된 콩단백 가수분해물로 식물성 고기를 제조하는 방법 및 상기 식물성 고기를 포함하는 콩불고기용 조성물에 관한것이다.
본 발명의 식물성 고기는 콩단백에 단백분해효소가 혼합처리됨으로써 콩고기의 쫄깃함과 부드러운 식감을 동시에 달리고 풍미 가 좋아지기 때문에 식품분야에서 산업상 이용가능성이 높다.
본 발명의 식물성 고기는 콩단백에 단백분해효소가 혼합처리됨으로써 콩고기의 쫄깃함과 부드러운 식감을 동시에 달리고 풍미 가 좋아지기 때문에 식품분야에서 산업상 이용가능성이 높다.
Description
본 발명은 혼합 단백분해효소 처리된 콩단백을 포함하는 식물성 고기의 제조 방법 및 이를 이용한 콩불고기용 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 콩단백에 단백분해효소를 혼합처리하여 만들어진 기능적 성질 및 품질특성이 향상된 콩단백 가수분해물로 식물성 고기를 제조하는 방법 및 상기 식물성 고기를 포함하는 콩불고기용 조성물에 관한 것이다.
식물성 고기(meat analogue 또는 meat alternative)는 성상에 따라 분말, 입상, 고형, 페이스트형 등으로 나눌수 있고, 단백질의 형태와 제조방법에 따라 팽화 단백질(또는 압출 단백질) 형태와 교반 단백질(spun protein)로 나눌 수 있다. 이와 같은 식물성 단백질로 제조한 식물성 고기는 고기와 유사한 조직을 가지며, 쉽게 수분을 흡수하고, 콜레스테롤이 없이 단백질을 섭취할 수 있어 영양가가 우수하다는 장점을 가지고 있다. 식물성 고기는 밀고기, 콩고기 등이 있는데, 이들은 각각 밀과 콩에서 추출한 단백질로 만들어져 동물성 고기에 들어 있는 여러 가지 단점을 없애고 고기맛을 즐길 수 있다.
콩고기는 콩에서 추출한 단백질을 조직화 시킨 조직대두단백을 이용하여 고기와 비슷한 질감과 맛을 준 식물성 콩고기이다. 대두단백질은 풍부한 필요아미노산을 함유하고 있으며 콜레스테롤 저하작용 및 항암효과, 골다공증 등을 예방하며 동물성 단백질과 비교하여 가격이 저렴하므로 동물성 단백질의 대체식품으로 사용되고 있다. 식물성 고기는 동물성 고기에 비해 영양학적으로 좋은 장점을 가지고 있다. 이는 동물성 지방을 함유하고 있지 않고 콜레스테롤 섭취나 포화지방산을 섭취하지 않아 심혈관계 질환 및 생활습관병 예방에 도움이 된다. 또한 식물성 고기는 소화시간도 육식에 비해 짧아서 위와 장에 부담이 적다. 따라서 콩고기는 체중 조절을 하는 여성, 소화기능의 저하된 노인들, 저작능력이 약한 어린이들에게 적합한 식물성 단백질이다.
육가공 제품의 제조 시 보수력, 유지결합력, 조직감, 외관 등은 중요한 기능적 특성을 갖는다. 그러나 대두 단백질은 우수한 영양가와 풍부한 이용량(유지가공의 부산물)으로 인해 비싼 동물성단백질의 대체품으로 상당한 관심을 받아왔으나 우수하지 못한 기능적 특성으로 다양한 식품에의 폭넓은 응용은 제한되었다. 그러므로 대두단백질을 식품에 이용할 때 바람직한 기능적 특성을 발휘하기 위하여 여러 가지 시도가 행해져 왔으며,이중 저농도로 사용 가능하고 그 자체에 안전성이 부여되어 제거할 필요가 없는 단백질 가수 분해 효소를 이용한 변형법이 널리 이용되고 있다.
그러나 기존의 단백질 가수 분해 효소의 처리 방식은, 콩고기의 기능적 특성 및 품질 특성을 향상시키는 데 한계가 있어, 이러한 한계를 극복할 수 있는 보다 효과적인 방식의 단백질 가수분해 효소 처리방식이 요구되고 있다.
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본 발명자들은 콩고기의 기능적 성질과 품질적 성질을 향상시킬수 있는 방법을 개발하고자 연구하던 중, 본 발명의 혼합효소처리된 콩단백을 포함하는 식물성 고기가 가수분해도 및 유지결합력을 향상시키고, 쫄깃함과 동시에 부드러운 식감을 주며 풍미가 향상된 것을 확인하였다. 또한 콩불고기의 텍스쳐, 관능적 특성이 향상되어 육류 재료를 대체할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 (a) 콩단백에 1차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase)를 처리하는 단계;(b) 상기 (a)단계의 효소처리물에 2차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(exopeptidase) 복합 활성 효소를 처리하여 콩단백 가수분해물을 얻는 단계; 및(c) 상기 (b)단계의 콩단백 가수분해물을 성형하여 식물성 고기를 제조하는 단계를 포함하는 식물성 고기(meat analogue)의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 따라 제조된 식물성 고기, 불고기 양념, 식용 기름 및 야채를 포함하는 콩불고기용 조성물을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, (a) 콩단백에 1차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase)를 처리하는 단계;(b) 상기 (a)단계의 효소처리물에 2차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(exopeptidase) 복합 활성 효소를 처리하여 콩단백 가수분해물을 얻는 단계; 및(c) 상기 (b)단계의 콩단백 가수분해물을 성형하여 식물성 고기를 제조하는 단계를 포함하는 식물성 고기(meat analogue)의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 상기 제조방법에 따라 제조된 식물성 고기, 불고기 양념, 식용 기름 및 야채를 포함하는 콩불고기용 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은
(a) 콩단백에 1차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase)를 처리하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 효소처리물에 2차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(exopeptidase) 복합 활성 효소를 처리하여 콩단백 가수분해물을 얻는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 콩단백 가수분해물을 성형하여 식물성 고기를 제조하는 단계를 포함하는 식물성 고기(meat analogue)의 제조방법을 제공한다.
이하, 상기 제조방법을 단계별로 설명한다.
(a)
콩단백에
1차 단백질 가수분해 효소인
엔도펩티다아제(endopeptidase)를
처리하는 단계;
본 발명의 콩단백이란 콩에서 분리해낸 단백질성분을 의미하며, 본 발명의 콩에서 콩단백을 분리하는 방법은 공지의 콩단백 분리방법에 의할 수 있고, 예를 들어 막분리 방법 또는 등전점 침전법일 수 있다. 등전점 침전을 이용하는 경우 대두에 가수하고 pH를 6.8~11로 조정하여 콩단백질을 추출하고, 이를 원심분리 등을 통해 얻은 상등액에 염산 또는 황산과 같은 산을 부가하여 pH를 등전점(콩단백의 경우 pH 4.5)으로 조정하여 콩단백질을 침전시킨 다음, 원심분리 등을 통해 침전여액을 버리고 분리된 단백 침전물을 회수함으로써 제조될 수 있다.
상기 콩이란 쌍떡잎식물 장미목 콩과의 한해살이풀로 부터의 열매를 의미하며, 식용으로 사용되는 어떠한 콩이라도 가능하다. 예를 들면 대두, 녹두, 밥밑콩, 서리태, 쥐눈이콩, 작두콩, 완두콩, 강낭콩, 흑두, 황두, 청두 및 적소두 일수 있으며, 바람직 하게는 대두일 수 있다.
단백질 가수 분해 효소는 펩티드결합을 가수분해하는 효소를 총칭한다. 저분자 펩티드에 작용하는 단백질가수분해효소는 peptidase라고 하며,작용양식에 따라 N말단 또는 그 근처 펩티드결합이나 C말단의 펩티드결합에 작용하는 엑소펩티다아제(exopeptidase)와 단백질 내부의 펩티드결합을 절단하는 엔도펩티다아제(endopeptidase)로 나눈다. 엑소펩티다아제는 아미노말단에 작용하는 아미노펩티드말단가수분해효소와 카르복시말단에 작용하는 카르복시펩티드말단가수분해효소로 나누고, 엔도펩티다아제는 활성중심의 아미노산 종류에 따라 세린펩티드내부가수분해효소, 시스테인펩티드내부가수분해효소, 아스파라긴펩티드내부가수분해효소,메탈로펩티드내부가수분해효소로 분류된다.
본 발명의 단백질 가수 분해 효소는 바람직하게는 식품용 재료의 단백질을 가수분해하는 효소를 의미한다.
본 발명의 엔도펩티다아제(endopeptidase)는 펩티드 사슬 내부의 펩티드결합에 작용하여 아실효소 중간체를 생성하고 여기에 물이 친핵 공격하여 결과로서 단백질 등의 펩티드결합을 가수분해하는 효소이며, 바람직하게는 Alcalase, Protamex, Neutrase 및 Esperase 으로 이루어진 군에서 선택된 것일수 있고 , 더욱 바람직하게는 Protamex 일 수 있다.
본 발명의 콩단백을 단백질 가수분해 효소로 처리하는 단계에서 효소처리의 시간은 특별히 한정되지 않는다. 효소처리시간은 바람직하게는 10 내지 30분이며, 더욱 바람직하게는 20분이다.
본 발명의 콩단백을 단백질 가수분해 효소로 처리하는 단계에서 효소처리의 온도는 특별히 한정되지 않는다. 효소처리 온도는 바람직하게는 40 내지 60℃이며, 가장 바람직하게는 50℃이다.
본 발명의 단백질 가수분해 효소 처리시의 효소의 농도는 특별히 한정되지 않는다. 엔도펩티다아제(endopeptidase) 농도는 바람직하게는 0.1 내지 1%(w/v) 이며, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.4 %(w/v)이다.
(b) 상기 (a)단계의
효소처리물에
2차 단백질 가수분해 효소인
엔도펩티다아제
(
endopeptidase
) 및 엑소펩티다아제(
exopeptidase
) 복합 활성 효소를 처리하여
콩단백
가수분해물을
얻는 단계; 및
본 발명의 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(exopeptidase) 복합 활성 효소는 엔도펩티다아제와 엑소펩티다아제 활성을 동시에 나타내는 펩티다아제(peptidase) 를 의미한다. 바람직하게는 Flavourzyme 및 Fungal protease 로 이루어진 군에서 선택된 것 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 Flavourzyme 일 수 있다.
본 발명의 콩단백을 단백질 가수분해 효소로 처리하는 단계에서 효소처리의 시간은 특별히 한정되지 않는다. 효소처리시간은 바람직하게는 10 내지 30분이며, 더욱 바람직하게는 20분이다.
본 발명의 콩단백을 단백질 가수분해 효소로 처리하는 단계에서 효소처리의 온도는 특별히 한정되지 않는다. 효소처리 온도는 바람직하게는 40 내지 60℃이며, 가장 바람직하게는 50℃이다.
본 발명의 단백질 가수분해효소 처리시의 효소의 농도는 특별히 한정되지 않는다. 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(exopeptidase) 복합 활성 효소 농도는 바람직하게는 0.1 내지 1 %(w/v) 이며, 더욱 바람직하게는 0.3 %(w/v)이다.
(c) 상기 (b)단계의
콩단백
가수분해물을
성형하여 식물성 고기를 제조하는 단계를 포함하는 식물성 고기(
meat
analogue
)의 제조하는 단계
본 발명의 콩단백 가수분해물을 성형하여 식물성 고기를 제조하는 방법은, 당업자에게 공지된 방법에 따라 행할 수 있다. 예를 들어 식물성 고기가 육류와 비슷한 입촉감, 졸깃졸깃한 맛을 가지게 하는 데는 분말상태·조직상태·섬유상태의 3가지 제조법이 사용될 수 있다. 분말상태의 것은 가수·가열에 의하여 결착시켜 겔(gel) 상태로 만들어 씹히는 맛을 나타나게 한 것이고, 조직상의 것은 방향성이 있는 조직을 만들어 씹히는 맛을 가지게 한 것이며, 섬유상태의 것은 분리대두단백을 알칼리에 용해시켜 가는 구멍을 통하여 산성용액 중에 뿜어 가느다란 섬유 상태로 응고시킨 것이다. 상기 씹히는 맛을 가지게 한 소재(素材)를 식물성 고기로 만들기 위해서는 조미료·향신료·색소를 첨가하고 조직상태·섬유상태의 것에는 다시 달걀 흰자와 같은 결착성 물질을 첨가할 수 있으며, 유지를 첨가 할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 의하는 경우 콩고기 또는 식물성 고기의 가수분해도, 유지결합력이 향상되며, 콩고기가 쫄깃하면서도 부드럽고 좋은 풍미를 내는 효과가 있다.
본 발명의 이와 같은 효과는 본 발명의 명세서 실시예에 잘 나타나있다.
본 발명의 실시예에서 혼합 효소처리한 콩불고기용 콩단백이, 가수분해도가 증가하였고, 유지결합력이 증가하였다. SDS 전기영동결과는 콩단백에 혼합효소처리를 했을 경우, 콩단백의 기능적 특성을 좌우하는 7S 및 11S 글로불린의 비율이 목적하는 질감에 부합할수 있도록 세밀하게 조절됨을 확인하였다. 따라서 복합 효소처리를 통해 조직감을 증가시키거나 조직감을 연화시켜 일반인 또는 소아, 노인 등의 다양한 섭취 타겟을 위한 여러 가지 용도의 콩불고기 제조가 가능함을 확인하였다.
한편, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 식물성 고기, 불고기 양념, 식용 기름 및 야채를 포함하는 콩불고기용 조성물을 제공한다.
본 발명의 콩불고기용 조성물은 식물성 고기를 제외한 나머지 재료의 사용에 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 소불고기 양념, 식용유, 버섯, 양파, 당근, 대파 일수 있다.
또한 본 발명의 콩불고기용 조성물은 당업자에게 공지된 방법에 따라 행할 수 있다. 예를 들어 식물성 고기를 불고기 양념에 재워두었다가, 예열된 팬에 식용유를 두르고 재워진 식물성 고기 및 야채를 모두 넣고 볶는 방법일 수 있다.
본 발명의 혼합 효소 처리된 식물성 고기를 포함하는 콩불고기용 조성물은 조직감 및 풍미가 향상되는 품질적 특성이 뛰어나다.
본 발명의 이와 같은 효과는 본 발명의 명세서 실시예에 잘 나타나있다.
본 발명의 실시예에서 혼합효소 처리한 콩불고기의 전단력, 텍스쳐, 관능평가를 실시한 결과, 탄력성이 증가하며 조직감이 연해졌고, 쓴맛이 없으며 풍미가 향상되는 효과를 보였다.
본 발명의 식물성 고기(meat analogue)의 제조방법에서는 콩단백에 단백질 가수분해 효소가 혼합처리됨으로써, 가수분해도, 유지결합력이 향상되며, 콩고기가 쫄깃하면서도 부드럽고 좋은 풍미를 내는 효과가 있다. 또한 단백질 가수분해 효소가 혼합처리되는 단계를 거쳐 만들어진 식물성 고기로 제조된 콩불고기는 색도, 텍스쳐, 관능적 특성이 향상되어 우수한 품질을 나타낸다. 종래에 단백분해효소의 단독 처리의 문제점인 물컹해짐 또는 단단해짐을 해결함으로써 풍미 및 품질적 특성이 뛰어난 식물성 고기로서 개발가능성이 매우 높다.
도 1은 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백의 가수분해도를 나타낸다.
도 2는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백의 유지결합력을 나타낸다.
도 3은 혼합효소 처리 조건에 따른, 콩단백의 SDS 전기 영동 결과를 나타낸다(standard proteins(S), soy protein untreated(control), B: Basic subunit of 11S globulin, A: Acidic subunit of 11S globulin, α′, α, P67, β: 7S fraction, P36, A, P32, P28, P26, P23 B: 11S globulin fraction).
도 4는 혼합효소 처리 조건에 따른 콩불고기의 전단력을 나타낸다.
도 5는 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 가수분해도를 나타낸다.
도 6은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 용해도를 나타낸다.
도 7은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 수분보유력을 나타낸다.
도 8은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 유지결합력을 나타낸다.
도 9는 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 소화율을 나타낸다.
도 10은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 SDS 전기 영동 결과를 나타낸다(S: standard protein, Control: soy protein untreated, B: Basic subunit of 11S globulin, A: Acidic subunit of 11S globulin, α′, α, P67, β: 7S fraction, P36, A, P32, P28, K, B : 11S globulin fraction).
도 2는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백의 유지결합력을 나타낸다.
도 3은 혼합효소 처리 조건에 따른, 콩단백의 SDS 전기 영동 결과를 나타낸다(standard proteins(S), soy protein untreated(control), B: Basic subunit of 11S globulin, A: Acidic subunit of 11S globulin, α′, α, P67, β: 7S fraction, P36, A, P32, P28, P26, P23 B: 11S globulin fraction).
도 4는 혼합효소 처리 조건에 따른 콩불고기의 전단력을 나타낸다.
도 5는 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 가수분해도를 나타낸다.
도 6은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 용해도를 나타낸다.
도 7은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 수분보유력을 나타낸다.
도 8은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 유지결합력을 나타낸다.
도 9는 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 소화율을 나타낸다.
도 10은 단독 도는 혼합 효소 처리 조건에 따른, 콩단백(조직대두단백)의 SDS 전기 영동 결과를 나타낸다(S: standard protein, Control: soy protein untreated, B: Basic subunit of 11S globulin, A: Acidic subunit of 11S globulin, α′, α, P67, β: 7S fraction, P36, A, P32, P28, K, B : 11S globulin fraction).
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
혼합 효소처리된 콩단백의 제조
<1-1> 콩단백의 준비
콩단백은 (주)쏘이마루(Namyangju, korea)에서 판매하는 콩불고기용 콩단백(분리대두단백 55%, 탈지대두분15%, 옥수수전분, 글루텐)을 구입하여 사용하였다.
<1-2> 효소처리조건의 연구
본 연구의 예비실험 설계는 콩불고기의 기능적 성질과 품질특징을 향상시키는 것을 목적으로 하였다. 선행연구에서 많은 산업용 단백분해효소를 사용하여 콩의 이취미, 조직감, 품질특성을 개선하였다. 따라서 본 실험에서는 Flavourzyme 0.2%, 0.3%, 0.4% 또는 0.5%를 첨가하여 20분 처리하여 Flavourzyme의 적합한 조건을 찾았고 Protamex도 0.2%, 0.3%, 0.4% 또는 0.5%를 첨가하여 20분 단독 처리하여 효소처리 적합한 조건을 찾았다.
Flavourzyme의 첨가량과 처리시간, Protamex의 처리시간을 고정하고 Protamex의 첨가량의 변화에 따라 기능적 성질이 변화를 연구하려고 하였다. Protamex 단백분해효소는 효소활성도가 크며 따라서 물성의 차이가 컸고 약간의 농도차이에도 큰 변화가 있었기 때문이었다. 따라서 Flavourzyme 0.3% 20분간 처리와 Protamex 처리 시간은 예비실험을 통해서 조건을 선정하고 고정하였다.
최종적으로 Protamex를 먼저 효소처리하고 다음 Flavourzyme 효소처리 하였을 때 관능평가 결과가 가장 우수하였다. 따라서 실험조건은 먼저 Protamex 효소로 20분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%을 20분 처리는 것으로 설정하고 Protamex 첨가량을 달리하면서 혼합효소처리가 콩불고기의 기능적 성질과 품질특성에 주는 영향을 연구하였다.
<1-3> 콩단백의 단백분해효소 혼합처리
단백분해효소 혼합처리방법은 Kim SY 등(1992)의 방법을 변경하여 이용하였다. 콩불고기용 콩단백과 증류수의 비율을 1:10로 하여 20분간 물에 담가두어 불려주었다. 불린 콩단백을 50℃까지 온도를 올린 후 산업용 단백분해효소인 Protamex 0.2%(w/v), 0.3%(w/v) 또는 0.4%(w/v)를 첨가하여 50℃의 항온수조에서 천천히 교반하면서 20분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%(w/v)를 각각 첨가하고 50℃의 항온수조에서 20분간 처리하였다. 처리가 끝난 즉시 효소처리군은 85℃에서 10분간 열처리 가하여 효소를 불활성화 시켰다. 효소 처리의 조건은 [표 1]과 같으며 혼합 단백분해효소 Protamex와 Flavourzyme 효소의 농도와 처리시간은 예비 실험을 통하여 콩불고기의 관능적 특성이 가장 우수한 것으로 선정하였다. 단백분해효소 혼합처리 콩불고기는 FP1(Protamex 0.2%로 20분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%로 20분간 혼합처리군), FP2(Protamex 0.3%로 20분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%로 20분간 혼합처리군)와 FP3(Protamex 0.4%로 20분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%로 20분간 혼합처리군)로 단백분해효소 혼합처리 한 시료는 모두 동결건조 하여 분말로 제조한 후에 콩불고기용 콩단백의 기능적 성질 측정에 사용하였다.
| Samples |
Protamex | Flavourzyme | ||
| Enzyme concentration (%) |
Enzyme hydrolysis time(min) | Enzyme concentration (%) |
Enzyme hydrolysis time(min) | |
| FP1 | 0.2 | 20 | 0.3 | 20 |
| FP2 | 0.3 | 20 | 0.3 | 20 |
| FP3 | 0.4 | 20 | 0.3 | 20 |
<
실시예
2>
가수분해도 측정
가수분해도(Degree of Hydrolysis: DH)의 측정방법을 위하여 무처리 또는 단백분해효소를 혼합처리한 콩단백을 1 g을 증류수 99 mL에 용해하여 1%의 용액을 제조하였다. 이중 1 mL를 취하여 Lowry방법으로 가수분해도를 측정하였다(Lowry 1951). Lowry법은 콩단백 용액 1 mL에 알칼리성 구리용액 5 mL를 넣고 10분간 방치한 다음 1N folin 시약 0.5 mL를 첨가한 후 다시 30분간 방치하고 그 용액 3 mL을 취하여 흡광도(0.D)를 측정하여 총단백질량을 계산하였다. 1%의 콩불고기단백 용액을 다시 10 mL를 취하여 20% TCA용액 10 mL와 혼합하여 centrifuge tube 15 mL에 담아 초고속원심분리기로 5000 rpm에서 15분간 원심 분리한 다음, 상층액 1 mL를 취하여 알칼리성 구리용액 5 mL를 넣고 10분간 방치한 후 다음 1N folin 시약 0.5 mL를 첨가하고 다시 30분간 방치하고 흡광도(O.D)를 측정하였다. 가수분해도는 다음과 같이 계산하였다.
[도 1]에서 보는 바와 같이, Protamex 첨가량이 가장 많은 FP3에서 가수분해도가 가장 높았다. Protamex의 첨가량에 따라 FP1, FP2, FP3의 가수분해도는 각각 29.68%, 32.30%, 32.54%로 모두 무처리군 21.47%보다 증가하였다(p<0.001).
<
실시예
3>
유지결합력 측정
유지결합력(oil binding capacity)은 Beuchat LB(1977)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 무처리 또는 단백분해효소 혼합처리한 콩단백 3 g(A)에 콩기름 15 mL를 50 mL tube에 넣고 잘 섞은 후 30℃ 항온조에서 4시간 동안 방치하였다. 이를 4000 rpm에서 20분간 원심분리한 후 상등액은 버리고 tube를 여과지 위에 거꾸로 30분 동안 방치하여 남은 기름을 제거하고 여과지 위에 남은 침전물도 수거하여 중량을 재어 유지결합력을 측정하였다.
[도 2] 에서 보는 바와 같이, 유지결합력은 혼합처리군 FP2에서 362.36%로 가장 높았다(p<0.001). FP3은 유지결합력이 350.62%로 FP2보다 낮았지만 유의적인 차이는 없었다. FP1은 유지결합력이 330.95%로 혼합처리군에서 가장 낮았다.
<
실시예
4>
SDS
전기영동패턴
무처리 또는 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기의 분자량 변화를 알아보기 위하여 Laemmli U (1970)의 방법을 이용하여 SDS 전기영동(Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis)을 실시하였다. 우선 무처리군 또는 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기용 콩단백을 각각 3% sample 용액으로 만든 후 sample buffer와 1:1로 혼합한 뒤 100℃에서 3분간 가열하여 sample을 제조하였다. standard (200K dalton)와 sample의 분자량을 고려하여 제조한 gel (10-well 15% gradient tris-HCl)에 standard와 sample을 15 ㎕를 주입한 뒤, 70Am에서 100분간 동안 loading 하였다. loading 끝난 Gel은 0.1% coomassie blue R-250, 10% acetic acid, 30% methanol을 함유한 staining solution용액으로 1시간 염색한 후, 10% acetic acid, 10% methanol을 함유한 destaining solution으로 2-3회 탈색시켰다. 탈색시킨 gel은 10% glycerol 용액에 저장하였다가 사진을 찍어 단백질의 가수분해도를 비교하였다.
[도 3]에서 보는 바와 같이, 효소처리를 할수록 7S globulin에 속하는 α', α subunit, 11S globulin에 속하는 Acidic subunit 밴드가 분해되어 연해진 것을 확인할 수 있었다. 단독 효소처리군 P1과 무처리군을 비교하였을 때 subunit의 전기영동 패턴 변화에 큰 차이는 보이지 않았다. Protamex 0.3% 20분 처리군(P2)는 α′subunit 및 α subunit과 β subunit을 분해시켜 밴드가 좁아지고 밴드가 연해지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 Choi YJ 등(2009)이 단백분해효소의 SDS-PAGE에 대한 연구에서도 Protamex는 7S globulin의 α' subunit 및 α subunit과 β subunit을 분해시켰다는 결과와 유사한 것이었다.
Protamex와 Flavourzyme 혼합 효소처리군 FP1, FP2, FP3는 α' subunit 및 α subunit과 β subunit가 한 가지 효소로 처리하였을 때 보다 더 많이 분해되었음을 확인 할 수 있었다. [도 3]에서 보는바와 같이, 20 kDa와 30 kDa 사이에 작은 밴드가 많이 형성된 것을 볼 수 있어서 혼합 효소처리를 한 FP1, FP2, FP3에서는 P26과 P23의 새로운 밴드가 보였음을 확인할 수 있었다. Basic subunit보다 작은 밴드가 많이 형성 된 것도 확인할 수 있다. 이것은 단백분해효소처리가 단백질을 큰 분자에서 작은 분자의 많은 단백질로 분해했다는 것을 알 수 있었다. Basic subunit는 기계적인 텍스쳐에서 응집성을 조절하며 FP1, FP2, FP3에서 단독 효소처리보다 Basic subunit이 많이 짙어 진 것을 확인 할 수 있다. 즉, 7S 단백질은 분해가 더 잘되어 분자량이 작은 단백질이 더 많이 생성되고 응집성이 좋은 11S 단백질은 더 진하여짐을 확인하였다. 따라서 혼합효소처리가 콩불고기의 조직감을 향상하였다.
단백질은 또한 초원심 분석에 의한 침강 상수(常數)로부터, 2S, 7S, 11S, 15S의 각 글로불린으로 분류된다. 이 중에서, 7S글로불린과 11S 글로불린은 글로불린 획분의 주요한 구성 단백질 성분 [주: 7S 글로불린, 11S 글로불린은 침강법에 의한 분류명이며, 면역학적 명명법에서 말하는 β-콩글리시닌(conglycinin),글리시닌에 실질적으로 상당함.]이며, 이 양자는 점성, 응고성, 계면활성 등에 있어서 다른 성질을 가진다. Fukushima D(1991)는 7S와 11S의 비율은 콩단백질의 기능적 특성을 좌우하고 가공적성에 크게 영향을 미치며 따라서 7S와 11S를 조절하면 여러 가지 용도로 식품에 사용이 가능하다고 하였다. Kim YH 등(1994)의 연구에서도 11S 함량이 많아질수록 두부의 경도, 탄력성 및 응집성이 높아 졌다고 증명되었다.
<
실시예
5>
혼합효소처리
콩불고기의
제조
콩불고기는 효소처리하지 않은 무처리군과 단백분해효소 혼합처리군으로 나누어 제조하였다. 효소처리하지 않은 무처리군 콩불고기는 콩불고기용 콩단백과 증류수의 비율을 1:10으로 하여 20분간 상온에서 불렸다. 불린 콩단백은 10분 동안 채반에 받쳐 물기를 뺐다. 물기를 제거한 콩단백을 소불고기양념에 10분 재어 둔 다음 예열된 팬에 식용유 5 g을 두르고 콩단백을 2분 30초간 볶다가 남은 부재료를 모두 넣고 함께 넣고 1분 30초간 볶았다(Cho JH, 2012). 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기도 효소처리가 끝난 다음 물기를 10분 동안 제거하고 무처리군 콩불고기와 같은 방법으로 제조하였다. 조리된 콩불고기는 2분간 상온에서 식힌 후 관능검사를 실시하였다.
<
실시예
7 >
콩불고기의
전단력
측정
전단력은 Han CD(2003)의 방법을 변경하여 무처리군과 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기의 전단력(shear force)은 Texture ana lyzer(TA-XT Express Texture analyser, Stable Micro System, England)을 이용하여 peak의 최고 높이를 계 산하여 측정하였다. 콩불고기 시료 중심부를 절단하였을 때 얻어지는 값을 산출하였으며, 각 시료별 전단력 은 3회 반복하여 측정하고 그 평균과 표준편차를 구하였고 측정 조건은 [표 3]과 같다.
| Measurement | Condition |
| Probe | Blade set |
| Sample size | 3×4 |
| Pre-test speed | 2.00mm/sec |
| Test speed | 1.00mm/sec |
| Post-test speed | 10.00mm/sec |
| Target Mode | Distance |
| Force | N/mm |
| Distance | 10.00mm |
[도 4]에서 보여주는 바와같이, 전단력 측정 결과는 무처리군에서 6,174.58로 가장 높 았고 Protamex의 첨가량이 가장 많은 FP3에서 3,250.24로 가장 낮았다(p<0.001). 혼합 효소처리군 FP1와 FP 2에서 전단력은 3,908.25와 3,557.20로 무처리군보다 낮았다(p<0.001).
<
실시예
8>
콩불고기의
텍스쳐
측정 (
Texture
profile
analysis
)
Texture profile analysis는 Bourne MC(1978)방법을 변경하게 측정하였다. 무처리와 단백분해효소 혼합 처리한 콩불고기 시료 중에서 평균적인 외관을 나타내는 것을 선발 한 후 Texture analyzer를 사용하여 2× 2 cm로 잘라 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성( chewiness)을 측정하였다. 측정 조건은 아래 [표 4]와 같으며 모든 시료는 5회 반복하여 측정하고 그 평균과 표준편차를 구하였다.
| Measurement | Condition |
| Probe | Cylinder probes Ø35mm |
| Sample size | 2×2 |
| Pre-test speed | 2.50mm/sec |
| Test speed | 2.00mm/sec |
| Post-test speed | 10.00mm/sec |
| Target Mode | Stain |
| Stain | 40.00% |
| Time | 3.00sec |
| Hardness (g) |
Adhesiveness (g/cm2) |
Springiness (mm) |
Cohesiveness (%) |
Chewiness (g) |
|
| Control | 3,161.24± 95.47a | -1.19± 0.47a | 6.30± 0.44a | 90.98± 2.09a | 18,261.99± 1,914.38a |
| FP1 | 2,589.63± 87.68b | -15.36± 1.59b | 5.55± 0.33ab | 82.12± 0.84b | 11,784.47± 1,226.17b |
| FP2 | 2,349.75± 49.76c | -14.80± 1.71b | 5.58± 0.24b | 81.03± 0.45b | 10,702.92± 694.84b |
| FP3 | 2,057.66± 82.23d | -14.29± 0.31b | 5.75± 0.38b | 80.67± 0.39b | 9,511.94± 847.23b |
| F-value | 100.97*** | 97.18** | 2.85N.S | 54.09*** | 728.80*** |
All values are mean±S.D. ** : p<0.01 *** : p<0.001 N.S : Not significant
a-d)Means with different letter in a row are significantly different by Duncan's multiple range test(p<0.05)
[표 5]에서 보는 바와 같이, 혼합 처리군 FP2와 FP3에서의 콩불고기의 부착성은 각각 -14.80 g/cm 2, -14.29 g/cm2이며 무처리군보다 혼합 효소처리군에서 모두 높은 부착성을 보였다 . 또한 단백분해효소 혼합처리군에서 Protamex 첨가량이 증가하면 탄력성도 증가하였다. 혼합 효소처리하면 응집성은 낮아졌고 조직감이 연해졌다. 단백분해효소 혼합처리하면 조직감을 연하게 하여 연육효과를 주며 따라서 관능평가의 조직감에 영향을 주었다.
<
실시예
9>
콩불고기의
관능평가
관능검사는 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기의 전반적인 바람직성을 알아보기 위하여 7점 평점법으로 실시하였다. 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기를 다 른 부재료와 함께 조리하여서 중앙대학교 식품영양학과 대학원생과 학부생 30명의 패널로 구성된 학생들에게 관능평가를 실시하였다. 실험 목적과 각 특성에 대한 설명을 드린 후 무처리군과 단백분해효소 혼합처리한 콩불고기의 색, 외관, 풍미, 콩비린내, 조직감, 전반적인 바람직성을 7점 평점법(1: 매우 나쁘다. 7: 매우 좋다)으로 기호도를 평가하였다. [표 6]은 관능평가 결과를 보여준다.
| Control | FP1 | FP2 | FP3 | Fvalue | |
| Appearance | 5.03± 0.081)a | 4.19± 0.19c | 4.51± 0.21b | 4.13± 0.11b | 20.88** |
| Color | 4.10± 0.17a | 3.77± 0.17b | 3.90± 0.18b | 3.83± 0.21b | 7.35* |
| Flavor | 3.27± 0.27b | 3.67± 0.67ab | 3.90± 0.90a | 3.90± 0.90a | 5.54* |
| Texture | 2.95± 0.30c | 4.56± 0.46b | 5.19± 0.22a | 4.99± 0.80b | 30.30** |
| Beany flavor | 3.81± 0.55c | 4.07± 0.33bc | 4.84± 0.34a | 4.59± 0.11ab | 4.95* |
| Overall quality | 3.34± 0.35d | 4.29± 0.36c | 5.28± 0.32a | 4.76± 0.48b | 27.56** |
1) All values are mean±S.D. * : p<0.05 ** :p<0.01
a~d)Means with different letter in a row are significantly different by Duncan's multiple range test(p<0.05)
콩불고기의 풍미는 무처리군이 3.27로 가장 낮게 평가되었고 혼합 효소처리군 FP2와 FP3에서 3.90으로 가장 높게 평가되었다. 따라서 본 실험에서는 Protamex를 먼저 처리하고 다음 Flavourzyme 처리하여 효소 처리한 콩불고기는 쓴맛이 없었고 풍미가 향상되었다.
통계처리
모든 실험을 3회 반복하여 실험하였다. 실험에서 얻어진 결과에 대한 통계처리는 SAS package(SAS 9.1, SAS Institute Inc., Ca ry, NC, USA)를 이용하였으며, ANOVA 분산분석을 사용하였다. 실험군 간에 유의차가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 시료간의 유의차를 검증하였다.
<
실시예
10>
효소 처리 방법을 이용하여 조직대두단백의 경도를 감소시키고 소화율 개선을 위하여 다양한 처리조건(효소처리 농도 및 시간을 달리하여)에서의 단독 및 혼합 효소처리 조건을 연구하였다.
<10-1>
콩단백의
준비 및 다양한 조건의 복합효소 처리
<10-1-1>
콩단백의
준비
조직대두단백(VETEX 1400N, Stentrian Industries co. Ltd, Taiwan)은 (주)베지푸드를 통하여 구입하여 사용하였다.
<10-1-2>
조직대두단백의
효소처리
조직대두단백의 단백분해효소 단독 및 혼합처리방법은 Lee 등(2009)와 Ha(2013)의 방법을 일부 변형하여 실시하였다. 조직대두단백을 30분간 물에 담가두었다 꺼내어 물기를 짰다. 콩고기의 4단계 정도의 경도 감소 및 소화율 개선을 위한 효과적인 효소처리를 위하여 불린 조직대두단백을 가로×세로 13mm2로 잘라 조직대두단백과 증류수의 비율을 1:7로 하여 담그었다. 50℃까지 온도를 올린 후 산업용 단백분해효소인 Protamex 0.2%(w/v)를 첨가하여 50℃의 항온수조에서 140rpm으로 교반하면서 각각 10분, 20분 또는 30분 처리한 후 Flavourzyme 0.3%(w/v)를 각각 첨가하고 50℃의 항온수조에서 20분간 처리하였다. 처리가 끝난 즉시 효소처리군은 85℃에서 10분간 열처리 가하여 효소를 불활성화시켰다. 효소처리의 조건은 [표 7]과 같으며, 혼합 단백분해효소(Protamex와 Flavourzyme)의 농도와 처리시간은 예비 실험을 통하여 조직대두단백의 경도, 소화율, 관능적 특성이 노인식으로 비교적 적합한 것으로 선정하였다.
단백분해효소 단독 및 혼합처리 조직대두단백은 P10(Protamex 0.2%로 10분간 단독처리), P20(Protamex 0.2%로 20분간 단독처리), P30(Protamex 0.2%로 30분간 단독처리), F20(Flavourzyme 0.3%로 20분간 단독처리), P10F20(Protamex 0.2%로 10분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%로 20분간 혼합처리), P20F20(Protamex 0.2%로 20분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%로 20분간 혼합처리)와 P30F20(Protamex 0.2%로 30분간 처리한 후 Flavourzyme 0.3%로 20분간 혼합처리)로 단백분해효소 단독 및 혼합처리 한 시료는 소화율 측정에 사용되었으며, 이것을 동결건조하여 분말로 제조한 조직대두단백은 기능적 성질(가수분해도, 용해도, 유지결합력, 수분보유력, SDS-전기영동패턴) 측정에 사용되었고, 효소처리 조직대두단백에 부재료와 불고기양념을 첨가하여 만든 콩고기는 기계적인 텍스쳐와 관능검사에 사용되었다.
| Samples | Protamex | Flavourzyme | ||
| Enzyme concentraion (%) |
Enzyme hydrolysis time(min) | Enzyme concentraion (%) |
Enzyme hydrolysis time(min) | |
| P10 | 0.2 | 10 | - | - |
| P20 | 0.2 | 20 | - | - |
| P30 | 0.2 | 30 | - | - |
| F20 | - | - | 0.3 | 20 |
| P10F20 | 0.2 | 10 | 0.3 | 20 |
| P20F20 | 0.2 | 20 | 0.3 | 20 |
| P30F20 | 0.2 | 30 | 0.3 | 20 |
<10-2> 가수분해도 측정
가수분해도(Degree of Hydrolysis: DH)는 상기 <실시예 2>에 기재된 방법으로 측정하였다.
그 결과 [도 5]에서 보는 바와 같이, P30F20에서 가수분해도가 36.01%로 가장 높았으며 무처리군에 비해 280% 증가되었다. Protamex와 Flavourzyme처리 시간에 따라 모든 시료군의 가수분해도는 17.12% ~ 36.01%로 무처리군 12.84%보다 높았다(p<0.0001). 무처리군의 가수분해도가 가장 낮았고 단독처리군과 혼합처리군 사이에 유의적인 차이가 있었다.
<10-3> 용해도 측정
용해도(Solubility)는 Lee 등(2006)의 방법을 이용하여 측정하였다. 조직대두단백을 0.3 g씩 0.1N NaOH 용액 30 mL에 용해시킨 다음 30분간 자석교반기로 교반한 후 1N NaOH와 1N HCl로 pH 7과 12로 각각 조절하였다. 조정된 용액은 실온에서 30분간 평형화시킨 후 6 mL씩 15 mL 원심분리관에 취하여 5,000 rpm로 20분간 원심 분리한 다음 상층액 1 mL에 Biuret 시약 4 mL를 혼합하여 30분간 실온에서 방치한 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며 다음 식에 의하여 용해도를 계산하였다.
[도 6]에서 보는 바와 같이, 혼합처리군에서는 P20F20이 용해도가 92.03%로 가장 높았고, 무처리군이 51.81%로 가장 낮았으며, 혼합처리군 P20F20의 용해도가 무처리군에 비해 177.6% 증가하였다. 단독처리군에서 P10이 63.27%이였고, P20이 70.88%, F20이 58.15%이였으며, 혼합처리군에서 P10F20이 82.72%, P30F20에 86.13%이였으며 단독처리와 혼합처리에서 유의적인 차이가 있었다.
<10-4> 수분보유력 측정
수분보유력(Water holding capacity)은 Lee 등(2009)의 방법에 따라 무처리 또는 효소처리한 조직대두단백 5 g을 취하여 30 mL 증류수와 같이 50 mL 원심분리관에 넣은 후 잘 섞어주고 30℃ 항온수조에서 1시간 동안 정치시킨 다음 4,000 rpm에서 30분간 원심분리하여 상등액을 제거하였다. 다시 10분간 방치한 후에 생성된 상등액을 제거하고 침전물의 중량을 측정하여 수분보유력을 다음과 같이 계산하였다.
[도 7]에서 보는 바와 같이, 수분보유력은 무처리군이 333.27%로 가장 낮았고, 효소처리군에서는 P20F20이 552.37%로 가장 높았으며, 무처리군에 비해 165.7% 증가하였다(p<0.0001). 단독처리군에서 P10이 487.6%, P20이 503.20%, F20이 406.27%이며 혼합처리군에서 P10F20이 522.37%, P30F20이 530.13%으로 유의적인 차이가 있었다. 수분보유력도 무처리군과 단백분해효소 단독효소처리보다 혼합처리군이 높았고, 그 중에서 P20F20이 가장 높았다.
<10-5> 유지결합력 측정
유지결합력(Oil binding capacity)은 상기 <실시예 3>과 같은 방법으로 측정하엿다.
그 결과 [도 8] 에서 보는 바와 같이, 유지결합력은 혼합처리군 P20F20에서 330.32%로 가장 높았으며, 무처리군에 비해 246.5% 증가하였다(p<0.0001). 단독처리군에서 P10이 195.9%, P20이 191.23%, F20이 172%이며 혼합처리군에서 P10F20이 294.7%이고, P30F20이 311.73%이며 단독처리와 혼합처리에서 유의적인 차이는 있었다. 유지결합력도 무처리군과 단백분해효소 단독효소처리군보다 혼합처리군이 높았고, 그 중에서 P20F20이 가장 높았다.
<10-6> 소화율
소화율(digestibility)은 Mishra S(2012)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 무처리 또는 효소처리한 조직대두단백 5 g을 37℃ 산성조건에서 pepsin과 30분 반응시키고, pH 6.5로 조정 후 37℃, 2시간 pancreatin과 반응시킨 후, 건조를 통해 무게를 측정하였다.
[도 9] 에서 보는 바와 같이, 무처리군의 소화율이 8.74%로 가장 낮았고, 혼합처리군 P30F20에서 45.09%로 가장 높았으며, 무처리군에 비해 소화율이 515.9% 증가하였다(p<0.0001). 단독처리군에서는 P10이 20.83%, P20이 26.76%, P30이 33.29%, F20이 28.83%로 무처리군의 소화율보다 높아졌으며 유의적 차이를 보였다(p<0.0001). 혼합처리군에서 P10F20이 32.01%, P20F20이 38.45%, P30F20이 45.09%로 단독 처리군보다 더 높은 소화율을 보였으며 처리군 사이에서도 유의적 차이를 보였다.
<10-7>
SDS
전기영동패턴
무처리 또는 단백분해효소 처리한 조직대두단백의 분자량 변화를 알아보기 위하여 Weber K와 Osborn M(1969)의 방법을 이용하여 SDS 전기영동(Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis)을 실시하였다. 우선 무처리군 또는 단백분해효소 처리한 조직대두단백을 각각 1% sample 용액으로 만든 후 sample buffer와 1:1로 혼합한 뒤 100℃에서 2분간 가열하여 sample을 제조하였다. standard (200K dalton)와 sample의 분자량을 고려하여 제조한 gel (10-well 15% gradient tris-HCl)에 standard와 sample을 20 ㎕를 주입한 뒤, 70Am에서 100분간 동안 loading 하였다. loading 끝난 Gel은 0.1% coomassie blue R-250, 10% acetic acid, 30% methanol을 함유한 staining solution용액으로 1시간 염색한 후, 10% acetic acid, 10% methanol을 함유한 destaining solution으로 2-3회 탈색시켰다. 탈색시킨 gel은 10% glycerol 용액에 저장하였다가 사진을 찍어 단백질의 가수분해도를 비교하였다.
[도 10]에서 보는 바와 같이, 효소처리를 할수록 7S globulin에 속하는 α', α subunit, 11S globulin에 속하는 Acidic subunit 밴드가 분해되어 연해진 것을 확인할 수 있었다. Basic subunit는 기계적인 텍스쳐에서 응집성을 조절하여 조직대두단백의 조직감을 향상시킨다. 단독처리군 F20과 무처리군을 비교하였을 때 Basic subunit가 짙어진 것을 확인할 수 있었다. Protamex 처리군(P10, P20, P30)은 α′subunit 및 α subunit과 β subunit을 분해시켜 밴드가 연해지는 것을 확인할 수 있었다.
Protamex와 Flavourzyme 혼합 효소처리군 P10F20, P20F20, P30F20은 α' subunit 및 α subunit과 β subunit가 한 가지 효소로 처리하였을 때 보다 밴드가 연해져 더 많이 분해되었음을 확인 할 수 있었다. 이것은 단백분해효소처리가 단백질을 큰 분자에서 작은 분자의 많은 단백질로 분해했다는 것을 알 수 있었다. 따라서 혼합효소처리가 콩고기의 조직감을 향상하였다.
따라서, 복합 효소처리를 통해 콩불고기의 효소처리 목적(조직감 증가 또는 연화) 및 섭취 타켓(일반인, 소아 및 노인)에 적합한 여러 가지 용도의 콩불고기의 제조가 가능함을 확인하였다.
<10-8> 복합효소처리
조직대두단백(콩불고기)의
텍스쳐
측정 (
Texture
profile
analysis
)
Texture profile analysis(Yang 2008)와 저작단계별 물성규격은‘노인 대상 식품안전영양관리 방안 연구’(식품의약품안전처 2011) 방법에 따라 측정하였다. 무처리와 단백분해효소 처리한 조직대두단백 시료 중에서 평균적인 외관을 나타내는 것을 선발 한 후 Texture analyzer(TA-XT Express Texture analyser, Stable Micro System, England)를 사용하여 시료는 직경 40mm의 용기에 높이 15mm로 채우고 측정은 20±2℃에서 수행하였다. 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다. 측정 조건은 아래 [표 8]과 같으며 모든 시료는 5회 반복하여 측정하고 그 평균과 표준편차를 구하였다.
| Measurement | Condition |
| Probe | Cylinder probes Ø20mm |
| Sample size | 1.3×1.3 |
| Pre-test speed | 1mm/sec |
| Test speed | 10mm/sec |
| Post-test speed | 5mm/sec |
| Stain | 70.00% |
| Trigger type | Auto |
| Trigger force | 5g |
| Temperature | 20±2℃ |
| Masticator ability stages | Hardness(N/m2) | Texture |
| 1 | - | Liquid and Powder |
| 2 | <5×103 | Unable to take smalll solid foods |
| 3 | ≥5×103~<2×104 | Able to take small and soft foods |
| 4 | ≥2×104~<5×104 | Difficult to take large and hard foods |
| 5 | ≥5×104~<5×105 | Very difficult to take large and hard foods |
| Hardness (N/m2) |
1)MAS | Adhesiveness (g/cm2) |
Springiness (mm) |
Cohesiveness (%) |
Chewiness (g) |
|
| Control | 128934.23±111961.17a | 5 | -23.09±17.50a | 0.90±0.07b | 0.74±0.011a | 27.42±6.43a |
| P10 | 57744.99±6265.05c | 5 | -115.63±63.16bc | 1.56±1.04ab | 0.46±0.052c | 16.24±10.34b |
| P20 | 41322.08±3274.62d | 4 | -165.27±52.88c | 1.20±0.37ab | 0.48±0.028c | 10.14±2.42bc |
| P30 | 32861.83±1081.07de | 4 | -115.96±29.43bc | 0.95±0.06b | 0.47±0.033c | 6.36±0.51bc |
| F20 | 78347.47±4834.78b | 5 | -80.84±41.13ab | 1.93±0.56a | 0.65±0.039b | 37.32±11.39a |
| P10F20 | 32196.41±306.29de | 4 | -124.91±7.27bc | 0.96±0.049b | 0.46±0.009c | 6.28±0.22bc |
| P20F20 | 22310.35±2929.42ef | 4 | -92.09±11.81b | 1.30±0.54ab | 0.46±0.049c | 5.51±1.35bc |
| P30F20 | 14522.09±1285.30f | 3 | -72.56±8.91ab | 0.98±0.00b | 0.43±0.015c | 2.57±0.24c |
| F-value | 69.53**** | 4.31N.S | 1.69N.S | 35.43**** | 12.74**** |
1)MAS : Masticator Ability Stages
2)All values are mean±S.D. **** : p<0.0001 N.S : Not significant
a-f)Means with different letters in a column are significantly different by Duncan's multiple range test(p<0.05)
Untreated(Control), textured soy protein treated with Protamex 0.2% for 10 min(P10), with Protamex 0.2% for 20 min(P20), with Protamex 0.2% for 30 min(P30), with Flavourzyme 0.3% for 20 min(F20), with Protamex 0.2% for 10 min and Flavourzyme 0.3% for 20 min(P10F20), with Protamex 0.2% for 20 min and Flavourzyme 0.3% for 20 min(P20F20) and with Protamex 0.2% for 30 min and Flavourzyme 0.3% for 20 min(P30F20)
무처리군과 효소처리시간을 달리 처리한 조직대두단백의 기계적 텍스쳐(TPA)측정 결과는 상기 [표 9] 및 [표 10]에서 보는 바와 같다. 경도(Hardness)는 무처리군이 128934.23 N/m2로 가장 높은 경도가 측정되었고, 단독처리군에서는 P30이 32861.83 N/m2로 가장 낮았고, 혼합처리군에서는 P30F20이 14522.09 N/m2로 가장 낮았다(p<0.0001). 무처리군과 모든 혼합 효소처리군 사이에는 유의적인 차이가 있었다.‘노인 대상 식품안전영양관리 방안 연구’(식품의약품안전처 2011)에 준용하여 측정한 저작단계에 있어서, P10과 F20이 5단계이었고, P20, P30, P10F20, P20F20이 4단계이었다. P30F20은 저작이 어려운 사람들을 위한 식품개발에 도움이 될 것으로 생각되었다.
부착성(Adhesiveness)은 무처리군에서 -23.09 g/cm2을 보였고, 단독처리군에서는 P10이 -155.63 g/cm2, P20이 -165.27 g/cm2, P30이 -155.96 g/cm2, F20이 -80.84 g/cm2 를 나타내었다. 혼합처리군에서는 P10F20이 -124.91 g/cm2, P20F20이 -92.09 g/cm2, P30F20이 -72.56 g/cm2를 나타내었다. 무처리군보다 단독, 혼합처리군이 모두 높은 부착성을 보였다. 탄력성(Springiness)은 단독처리 F20이 1.93 mm으로 가장 높았고, 혼합처리군에서는 P20F30이 1.30 mm으로 높았다.
응집성(Cohesiveness)은 육류식품의 조직감에 영향을 미치는 지표이다(Burnal 등 1988). 응집성도 무처리군에서 0.74%로 가장 높았고, 혼합처리 P30F20가 0.43%로 가장 낮았다(p<0.0001).
씹힘성(Chewiness)은 경도, 탄력성, 응집성과 비례관계를 형성한다. 무처리군은 27.42 g, 단독처리군에서는 F20이 37.32 g으로 가장 높았고, P30이 6.36 g으로 가장 낮았다. 혼합처리군에서는 P10F20이 6.28 g으로 가장 높았고, P30F20이 2.57 g으로 가장 낮았다(p<0.0001). 씹힘성은 경도와 비례 관계를 보이며 경도와 비슷한 경향을 보여주었다. 무처리군이 가장 높은 씹힘성을 보여주었고, 효소처리시간이 가장 긴 P30F20에서 가장 낮은 씹힘성을 보여주었다. 따라서 단백분해효소 혼합처리시 조직감에 영향을 미쳐 연육효과를 주어 관능평가의 조직감에 영향을 주었다고 생각하였다.
<10-9> 혼합효소처리 콩고기의 제조
효소처리 무처리군은 조직대두단백과 증류수의 비율을 1:7로 하여 30분간 상온에서 불린 다음 10분 동안 채반에 받쳐 물기를 뺐다. 물기를 제거한 불린 조직대두단백을 불고기양념에 10분간 재어 둔 다음 예열된 팬에 식용유 5 g을 두른 뒤 팬에서 2분 30초간 볶다가 부재료를 모두 넣고 1분 30초간 볶았다(Cho, 2012). 효소처리군은 [표 11]에서와 같이 단독 또는 혼합 효소처리 한 다음 무처리 군과 같은 방법으로 제조하였다. 조리된 콩고기는 2분간 상온에서 식힌 후 관능검사를 실시하였다. 콩고기 제조에 사용된 재료들의 중량비는 하기 [표 11]과 같다.
| Ingredients | Soy meat |
| Textured soy protein | 50(25.00) |
| Onion | 40(20.00) |
| King Oyster Mushroom | 30(15.00) |
| Leek | 10(5.00) |
| Carrot | 40(20.00) |
| Bulgogi sauce | 30(15.00) |
| Total | 200.00(100.00) |
Unit: g(%)
<10-10>
콩고기의 관능평가
관능검사는 상기 <실시예 9>와 같은 방법으로 수행되었다. [표 12]는 관능평가 결과를 보여준다.
| Appearance | Color | Flavor | Texture | Beany flavor | Overall perference | |
| Control | 5.62±1.37a | 5.58±1.34a | 3.41±1.46b | 3.83±1.40ab | 3.20±1.74b | 3.16±1.68ab |
| P10 | 3.20±1.61c | 3.95±1.57bc | 4.04±1.48b | 3.75±1.48ab | 4.04±1.45ab | 3.70±1.33ab |
| P20 | 2.91±1.95cd | 3.87±1.84bc | 3.83±1.40b | 3.12±1.72ab | 4.08±1.63ab | 3.70±1.48ab |
| P30 | 2.16±1.04d | 3.5±1.81c | 3.67±1.47b | 2.95±1.57b | 3.67±1.78ab | 2.87±1.39b |
| F20 | 4.58±1.63b | 4.25±1.56bc | 3.87±1.19b | 3.95±1.57ab | 3.67±1.52ab | 3.67±1.30ab |
| P10F20 | 2.54±1.25d | 3.58±1.47c | 3.83±0.70b | 3.79±1.71ab | 3.97±1.17ab | 3.5±1.10ab |
| P20F20 | 3.41±1.47c | 4.66±1.49ab | 4.87±1.30a | 4.04±1.65a | 4.33±1.49a | 4.08±1.41a |
| P30F20 | 2.87±1.77cd | 3.45±1.74c | 3.87±1.67b | 3.08±1.88ab | 3.83±1.46ab | 3.29±1.57ab |
| F-value | 13.21**** | 4.81**** | 2.33N.S | 1.72N.S | 1.16N.S | 1.71N.S |
All values are mean±S.D. **** : p<0.0001 N.S : Not significant
a~d)Means with different letters in a row are significantly different by Duncan's multiple range test(p<0.05)
콩고기의 풍미는 무처리군이 3.41로 가장 낮게 평가되었고 혼합 효소처리군 P20F20에서 4.87으로 가장 높게 평가되었다. 조직감은 육류제품의 응집성과 연관되며 관능평가의 중요한 항목이다. P30이 2.95로 가장 낮게 평가 되었고, 혼합 효소처리 P20F20은 4.04로 가장 높은 평가를 받았다. 혼합 효소처리 P20F20이 가장 높은 점수를 받은 이유는 무처리군보다 조직감이 연하여 씹힘성이 좋았던 것으로 생각되었다. Protamex만 가장 많이 첨가된 P30이 외관에서 가장 낮은 평가를 받은 것처럼 외관이 변하여 씹힘성이 좋지 않았으며 물컹거린다는 평가를 받았다. 전반적인 바람직성은 단독처리군 P30이 2.87로 가장 낮았고, 다음은 무처리군이 3.16으로 낮은 점수를 받았고, 혼합처리군 P20F20이 4.08로 가장 높았다. 혼합처리군 P20F20은 외관과 색을 제외한 풍미, 조직감, 콩 비린내 항목에서 가장 높은 점수를 받았다. 즉, 본 실험에서는 Protamex과 Flavourzyme 혼합 효소처리한 콩고기는 풍미, 조직감이 향상되었다. 특히 P20F20이 단백분해효소 혼합처리를 통하여 수분보유력, 유지결합력이 모두 향상되어 관능평가에서 가장 좋은 점수를 받은 것 같았다. 그리고 풍미, 조직감, 콩비린내, 전반적인 바람직성에서도 P20F20가 가장 좋은 점수를 받았으며 따라서 P20F20가 가장 적합한 것으로 생각되었다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 혼합 효소처리된 콩단백을 포함하는 식물성 고기의 제조 방법 및 이를 이용한 콩불고기용 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세 하게는 콩단백에 단백분해효소를 혼합처리하여 만들어진 기능적 성질 및 품질적 성질이 향상된 콩단백 가수 분해물로 식물성고기를 제조하는 방법 및 상기 식물성 고기를 포함하는 콩불고기용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식물성 고기는 콩단백에 단백분해효소가 혼합처리됨으로써 콩고기의 쫄깃함과 부드러운 식감을 동시에 살리고 풍미가 좋아지기 때문에 식품분야에서 산업상 이용가능성이 높다.
Claims (6)
- (a) 콩단백에 1차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase)를 처리하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 효소처리물에 2차 단백질 가수분해 효소인 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(ex opeptidase) 복합 활성 효소를 처리하여 콩단백 가수분해물을 얻는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계의 콩단백 가수분해물을 성형하여 식물성 고기를 제조하는 단계를 포함하는 식물성 고기(meat analogue)의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계의 단백질 가수분해 효소 처리 시간은 10 내지 30 분인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계의 단백질 가수분해 효소 처리시의 온도는 40-60℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계의 단백질 가수분해 효소 처리시의 효소의 농도는 0.1 내지 1%(w/v)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 엔도펩티다아제(endopeptidas e)는 프로타멕스(protamex)이고, 상기 (b)단계의 엔도펩티다아제(endopeptidase) 및 엑소펩티다아제(exopep tidase) 복합 활성 효소는 플라보자임(Flavourzyme)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항의 제조방법에 따라 제조된 식물성 고기, 불고기 양념, 식용 기름 및 야채를 포함하는 콩불고기용 조성물.
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| CN113519690A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-22 | 陕西未来植膳健康科技有限公司 | 一种植物肉交联组合物 |
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2014
- 2014-02-03 KR KR20140012307A patent/KR20140143315A/ko not_active Application Discontinuation
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