된장의 묘사분석과 기기분석 (전자코 및 전자혀) 프로파일링 상관관계

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 묘사분석으로 평가한 된장의 감각적 특성을 전자코와 전자혀 같은 기기적 방법으로 평가한 결과와 비교하였다. 이를 위해 시판 개량된장 3종 및 전통된장 11종을 시료로 사용하였다. 시판 개량된장 시료는 밀이 포함된 된장인 MW와 밀이 포함되지 않은 된장인 MWX1, MWX2를 선정하였다. 전통된장 시료는 제조 지역과 원료가 다른 북동 지역된장 1종(TNE), 북서지역 2종(TNW1, TNW2), 남동지역 4종(TSE1, TSE2, TSE3, TSE4), 남서지역 4종(TSW1, TSW2, TSW3, TSW4)으로 총 11종 이었다. 위 시료에 대해 훈련된 패널을 대상으로 묘사분석을 수행하여 된장의 감각적 특성을 도출하고 그 강도를 평가하였다. 또한, 인간의 후각과 미각 시스템을 모방하여 만든 전자코와 전자혀를 사용하여 된장의 향 성분과 맛 강도를 측정하였다. 그 결과, 측정방법 별로 14종 된장 시료를 그룹화 하는 양상을 비교하고, 된장의 묘사특성을 예측할 때 전자코와 전자혀의 예측이 가능한지 여부에 대해 알아보았다.
훈련된 패널에 의한 묘사분석을 수행한 결과, 총 31개의 특성이 개발되었으며 그 중 30개의 특성에서 시료 간 유의적인 차이가 나타났다. 패널은 묘사분석을 통해 된장을 개량된장과 전통된장으로 구분할 수 있었으며, 개량된장은 알코올향, 단향, 단맛, 감칠맛, 익힌 콩향미와 같은 특성이 강하고 전통된장은 짠맛, 쓴맛, 매운맛, 곰팡이향미 등의 특성이 강한 것으로 나타났다. 전자코는 된장의 11개의 향기 성분을 감지하였으며, 개량된장 중 특히 MWX2 시료에서 ethanol, ethyl acetate, 2-ethyl furan, ethyl isobutyrate, ethyl 2-methylbutyrate 성분이 강하게 나타나 pungent, acidic, sweet 등의 특성을 가지는 것으로 생각된다. 된장의 맛 강도 분석에는 전자혀의 기본맛(단맛, 짠맛, 쓴맛, 신맛 및 감칠맛) 센서를 사용하였으며 전반적으로 개량된장은 단맛과 감칠맛이 강하고 전통된장은 신맛과 짠맛이 강하게 측정되었다.
된장의 묘사분석, 전자코 및 전자혀 결과를 바탕으로 AHC (Agglomerative hierchical clustering)분석을 이용한 군집분석을 수행한 하였다. 그 결과, 묘사분석 데이터는 개량된장과 전통된장으로 다른 그룹으로 나타내어 명확하게 구분하고 특정 지역(남동 지역)의 제품을 하나의 그룹으로 분류한 것과는 달리, 전자코와 전자혀는 한 그룹에 개량된장과 전통된장을 같이 포함하여 나타내어 종합적인 시료 분간 능력이 다소 부족하였다.
된장의 묘사분석과 전자코, 전자혀 측정 간 관련성을 확인하고 기기분석을 통한 된장의 감각적 특성을 예측하기 위해 PLSR (Partial least square regression) 을 수행하였다. 개량된장에서 상대적으로 강한 특성인 알코올향과 전자코의 ethanol 간의 상관관계는 높았으나 메주향, 멸치액젓향미, 곰팡이향미 등의 특성은 전자코와의 상관관계가 낮았다. 전자혀의 경우, 된장의 단맛, 감칠맛, 짠맛을 예측하는 데에는 효과적이었으나 신맛, 쓴맛의 예측하지 못하였다.
전자코와 전자혀를 사용하여 된장의 감각특성 중 알코올향, 짠맛, 단맛 및 감칠맛 등을 설명할 수 있었다. 그러나 전통된장의 대표적인 감각특성인 메주향, 멸치액젓향미, 곰팡이향미, 신맛 및 쓴맛 특성은 기기분석을 통한 연관성이 나타나지 않았다. 패널은 각각의 향/맛의 성분의 민감도에 차이가 있어서 이를 정량적으로 보여주는 전자코 및 전자혀와 한계치에 기반하여 강도를 평가하는 패널 사이에 차이가 있는 것으로 판단된다. 또한, 패널은 기기분석과 달리 시료의 향, 맛 등의 상호작용의 영향을 받기 때문에 기기분석과 감각평가 간 상관성이 낮은 것으로 보여진다. 기존의 전자코 및 전자혀 연구에서 주로 사용된 단순한 향/맛을 가진 식품군과는 달리 된장은 발효를 통해 상대적으로 복잡한 향/맛을 가진 식품으로 사람이 된장의 향과 향미를 인지할 때 상대적으로 복잡한 감각적 상호작용이 있을 수 있다. 이러한 이유로 기기적 방법을 통해 된장의 감각적 특성을 완전히 예측하는 것이 현재까지는 다소 어려운 것으로 판단된다. 따라서 추후에는 기기분석이 검출하는 물질과 사람의 민감도를 고려하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objective of this study was to investigate the possibility for sensory profiling of Doenjang, fermented soybean paste, by an electronic-nose (e-nose) and an electronic-tongue (e-tongue) in comparison with descriptive analysis by trained panelists. Eighteen aroma/taste/flavor attributes developed by trained panel with 14 Doenjang were compared to the results by the e-nose and e-tongue. An e-nose detected 11 volatile compounds and an e-tongue measured five basic tastes. The correlation between descriptive scores and instrumental measurements (e-nose and e-tongue) by the partial least square regression demonstrated that the e-nose results could not predict most of odors and flavors of Doenjang except for ethanol (r=0.744), while an e-tongue was effective in the estimation of taste intensities for sweetness (r = 0.798), umami (r = 0.821), and saltiness (r = 0.786). However, low correlations between trained panel and e-tongue were found in sourness and bitterness. Measurement of volatile chemicals and taste by instruments may not reflect overall sensory characteristics of food product. The results of Doenjang by an e-nose and e-tongue were not correlated with the sensory attributes by the trained panel may be due to the interaction effect across volatile compounds and/or tastes. It is necessary to consider the discrepancy between the current technologies of mechanical sensory measurements and the human perception study in the evaluation of food products that have complex odor, taste and flavor.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 5
• 1. 실험 재료 5
• 2. 묘사분석에 의한 된장의 감각적 특성 평가 7
• 1) 패널 선정 및 훈련 7
• 2) 시료 준비 및 제시 12
• 3) 평가 내용 및 절차 13
• 3. 기기적 방법에 의한 된장의 향 성분 및 맛 강도 분석 14
• 1) 전자코를 이용한 된장의 향 성분 분석 14
• 2) 전자혀를 이용한 된장의 맛 강도 분석 17
• 4. 통계분석 18
• Ⅲ. 결과 및 고찰 19
• 1. 묘사분석을 통한 된장의 감각적 특성 19
• 2. 기기적 방법에 의한 된장의 향과 맛 26
• 1) 전자코를 이용한 된장의 향 성분 분석 26
• 2) 전자혀를 이용한 된장의 맛 강도 분석 32
• 3. 묘사분석과 기기분석의 결과 비교 36
• 1) 된장 제품의 군집분석 36
• 2) 된장의 감각평가와 기기적 평가방법 간 상관관계 40
• Ⅳ. 요약 및 결론 47
• Reference 50
• Appendices 56
• Abstract 58