Chitosan 분해물질의 특성 및 모델 식품의 품질에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 분자량이 다른 효소 및 화학적 처리로 얻은 chitosan 분해물질의 생리적 특성을 in vitro 실험으로 조사하고, 이들의 관능적 특성을 측정한 후, 식품 적용 가능성을 알아보기 위해 모델 식품에 적용하여 품질에 미치는 영향을 물리적 및 관능적 특성으로 조사하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 효소 처리로 제조된 chitosan 분해물질의 중금속 제거효과와 지방 결합력은 분자량이 증가할수록 증가하였다. 또한 효소 처리로 제조된 chitosan 분해물질의 bile acid와의 결합력은 분자량이 증가함에 따라 증가하였으나 cholesterol과의 결합력은 분자량에 따른 경향을 보이지 않았다. 2. 화학 처리 및 효소 처리로 제조된 chitosan 분해물질 수용액의 관능적 특성을 평가한 결과, 분자량 3∼100 kDa 범위의 효소처리 chitosan 분해물질은 쓴맛, 떫은 감촉, 비린내, 화학적 이취 정도가 작은 반면, 분자량 100 kDa 이상의 효소처리 chitosan 분해물질은 떫은 감촉과 비린내가 강하였다. 또한 화학처리 chitosan 분해물질은 쓴맛과 화학적 이취가 강하였다. 3. 분자량 3∼30 kDa과 30∼100 kDa의 효소처리군과 화학처리군 3종류의 chitosan 분해물질을 두 수준으로 첨가하여 만든 케이크의 무게, 크기, 수분활성도 및 수분함량은 chitosan을 첨가하지 않은 대조군과 유의적 차이가 없었다. 또한 chitosan 첨가수준간에도 유의적인 차이가 없었다. 관능적 특성의 평가 결과, 효소처리 chitosan 분해물질을 첨가한 케이크는 분자량에 관계없이 chitosan 분해물질을 첨가하지 않은 케이크보다 경도가 감소하고, 촉촉한 정도는 증가하였다. 반면에 화학처리 chitosan 분해물질을 첨가한 케이크는 대조군보다 경도는 증가하였고, 촉촉한 정도는 감소하며 기름끼, 쓴맛 및 화학적 이취가 증가하였다. 4. 분자량 3∼30 kDa과 30∼100 kDa의 효소처리 chitosan 분해물질을 두 수준으로 첨가한 인절미의 수분함량은 유의적 차이가 없었으며 수분활성도는 chitosan 분해 물질을 1% 수준에서 첨가한 인절미가 대조군보다 유의적으로 낮은 값을 나타내었고 2%를 첨가한 군은 대조군과 차이를 나타내지 않았다. 제조된 인절미의 관능적 특성은 효소처리 저분자군 (3∼30 kDa)이 대조군과 유의적 차이가 없었으나 부착성, 덩어리 응집성 및 촉촉한 정도는 증가하는 경향이며 경도는 감소하는 경향을 보였다. 효소처리 고분자군 (30∼100 kDa)은 대조군과 비교시 1% 첨가시에는 유의적 차이를 나타내지 않았으나, 2% 첨가하였을 때 부착성, 덩어리 응집성 및 촉촉한 정도가 감소하였고 경도는 증가하였다. 이취는 저분자군 2% 첨가시에만 유의적 차이가 있었으나 그 정도가 미미하였으며 색은 첨가수준이 증가할수록 증가하였다. Instron으로 측정한 저장중의 인절미의 경도는 저장기일이 길어짐에 따라 전반적으로 증가하였으며 저분자군을 1% 첨가하였을 때 대조군보다 경도 변화가 작았다. 이 연구를 통해 효소처리한 chitosan 분해물질은 여러 가지 물리화학적 및 생리적 활성을 지니는 것을 알 수 있었다. 특히 분자량이 30 kDa 이상일 때 중금속 제거 효과, 지방결합력 및 mixed micellar component와의 결합력의 증가가 관찰되었다. 또한 이들 분해물질은 분자량 3∼100 kDa의 넓은 범위에서 쓴맛, 떫은 감촉, 비린내, 화학적 이취와 같은 바람직하지 못한 관능적 특성이 약하여 이들의 식품 적용이 가능하다고 판단되었다. 이 분해물질을 케이크와 인절미에 첨가하였을 때 품질의 손상이 없었으며 오히려 이들의 텍스처가 향상되었고 인절미의 저장중 노화가 지연됨을 알 수 있었다. 따라서 지방을 많이 함유하는 케이크에는 지방결합력, micellar component와의 결합력이 크고 관능적 특성이 좋은 분자량 30∼100 kDa의 효소처리한 chitosan 분해물질을 첨가하는 것이 바람직하고, 인절미에는 수분보유력을 증가시켜 품질을 향상시킬 수 있는 분자량 3∼30 kDa의 효소처리한 chitosan 분해물질을 적용하는 것이 바람직하다고 생각된다.;This study was conducted to investigate physiological, physical, and sensory properties of chitosan hydrolysates. of various molecular weight obtained by enzymatic or chemical treatment and its influence on the quality of cake and Injulmi model system. Metal removal effect and fat binding capacity of chitosan hydrolysate from enzymatic treatment increased as molecular weight of chitosan hydrolysate increased. Bile acid binding capacity of enzyme treated chitosan hydrolysate tended to increase with molecular weight, but cholesterol binding capacity did not show consistent result with molecular weight. Chitosan hydrolysates obtained by enzymatic treatment with MW 3∼100 kDa showed very weak sensory properties. However the chitosan hydrolysate with MW > 100 kDa showed strong astringency and fish flavor. Chitosan hydrolysate obtained by chemical treatment showed strong bitterness and chemical off-flavor. Physical properties of cakes containing chitosan hydrolysate was not significantly different with control. There were no significant difference among the levels of added chitosan hydrolysate. In sensory evaluation of cake, firmness of cake containing chitosan hydrolysate obtained by enzymatic treatment was lower and moistness higher compared to those of control regardless of molecular weight. While firmness, bitterness, greasiness, and chemical off-flavor of cake with chemically treated chitosan hydrolysate were greater and moistness weaker than those of control. Moisture content and water activity in all Injulmi samples were not significantly different. In sensory evaluation of Injulmi, the addition of enzyme treated chitosan hydrolysate of MW 3∼30 kDa was not significantly different, but tended to increase adhesiveness, cohesiveness of mass, and moistness of Injulmi while to decrease the firmness. Addition of 1% chitosan hydrolysate of MW 3∼30 kDa did not show significant effect on all sensory properties of Injulmi. However the addition at 2% level decreased moistness and increased firmness, significantly. Off-flavor of all the sample was negligible. Color of Injulmi containing chitosan hydrolysate incereased as the levels of chitosan hydrolysate increased. During storage, hardness of Injulmi measured by Instron increased as storage period was extended. Injulmi with 1% enzyme treated chitosan hydrolysate of lower molecular weight showed slower change than the control in hardness. It was concluded that chitosan hydrolysate with enzymatic treatment has physiological properties. When chitosan hydrolysate was added to model food systems, negative effect was not observed. Actually, texture of cake and Injulmi slightly was improved, and firming of Injulmi was delayed during storage.