콩은 쌀과 더불어 우리나라를 포함하여 세계에서 중요한 농산물 중 하나로 여러 만성 질환에 이로운 건강효과 때문에 널리 사용되어왔다. 콩은 쌀에는 부족한 양질의 단백질과 지방질을 비롯한 비타민과 필수 아미노산 등을 다량 함유하고 있어 성인병 예방은 물론 최근 항암효과에 관한 연구 결과가 밝혀짐으로써 영양 및 건강식품으로 각광받고 있으며, 식품가공용 수요 역시 크게 증가하고 있다(Kim과 Cho, 2005).

웰빙 열풍으로 인해 건강에 관한 관심이 커짐에 따라 건강음료 및 건강식품에 대한 수요 또한 높아지고 있다. 웰빙을 중시하게 된 소비자들의 추세에 힘입어 여러 건강식품 가운데 유제품의 대체식품인 두유는 영양학적 가치를 중시하는 소비자들이 무유당 식품을 선호하는 경향이 높아짐에 따라 그 수요도 함께 증가하고 있는 추세이다(Sim, 2017).

한국인의 식단에서 콩은 콩나물, 발효 전통 식품, 두부, 비지, 두유 등의 다양한 형태로 활용되어 왔다(Oh 등, 2006). 콩은 품종별 특징이 명확하여 이용 및 가공 목적에 맞는 적합한 품종을 선택하는 것이 중요하다(Jeon과 Park, 2015). 1990년대 들어서면서 콩의 용도가 다양화되고 품질의 고급화가 뚜렷해졌다. 이전까지 장류콩이 중심이었으나 현재는 장류콩, 나물콩, 풋콩, 밥밑콩 및 떡소용 등으로 용도가 다양화되었다(Lee 등, 2013). 일반적으로 단백질 함량이 높은 품종은 장류, 수용성 단백질 함량이 높은 품종은 두부와 두유, 지방함량이 높은 품종은 착유 등에 이용하는 것이 적합하다고 보고되어 있다(Jeon과 Park, 2015). 두유에는 sucrose, stachyose, araban, galactan, 섬유질, 전분 등 난소화성 성분이 많다. 적당량 섭취 시에 장내 유익균인 Bifidus균의 증식 효과가 있어 콩 올리고당에 의한 정장 효과를 얻을 수 있다(Hayakawa 등, 1990).

콩 품종에 관한 연구로는 대두 품종별 두부의 이화학적, 관능적 특성(Yoo, 2011), 콩 품종별 품질특성과 전두유 식미의 상관관계(Lee 등, 2018), 국산 장려콩으로 만든 두유의 mineral, oxalate 및 phytate 함량과 품질특성(Kim 등, 2010), 장려품종 나물콩으로 재배한 콩나물의 일반성분 및 관능적 특성(Lee 등, 2016) 등의 연구가 진행되었지만, 최근 육성된 국내외 콩 품종에 대하여 품질특성과 가공적성을 평가한 연구가 미흡하며, 특히 이들 품종에 대한 두유의 제조 특성에 대한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다.

따라서 본 연구에서는 경기도 연천지역에서 재배된 국산 및 수집종 콩 8품종을 대상으로 두유 제조에 적합한 품종을 선발하기 위한 기초 자료를 확보하기 위하여 품종별 성분 특성과 두유의 제조 및 품질특성을 살펴보았다.

실험재료

본 연구에서 사용된 콩(Glycine max (L.) Merrill)은 경기도 연천지역에서 2019년 재배된 것을 국립식량과학원 수확후이용과에서 제공받아 사용하였다. 실험에 사용된 콩은 가공용으로 많이 사용되는 신팔달콩2호와 다수성 품종인 연풍, 풋콩인 선녹, 수집종인 Jijori, Nui 2 hu, 길육506, 길육86 및 철두59 5품종이었다.

콩의 일반성분 측정

콩의 일반성분은 AOAC법(2005)에 따라 분석하였다. 즉, 수분함량은 105°C 상압가열건조법, 조단백질 함량은 마이크로켈달법을 이용한 단백질 자동 분석기(Kjeltec 2300 Autoanalyzer, Foss Tecator AB, Hogans, Sweden)로, 조지방 함량은 속슬렛 추출법을 이용하였다. 조회분 함량은 550°C 직접회화법을 이용하여 측정하였으며, 탄수화물은 100%에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분을 제하여 환산하였다.

두유 제조

품종별 두유 제조는 Han 등(2006)의 방법에 따라 제조하였다. 즉, 콩 50 g을 3차례 수세한 후 충분한 증류수를 이용하여 상온에서 24시간 동안 수침한 다음 대두 원료의 10배에 해당하는 증류수를 가하여 분쇄기(UB-1000, Intropack, Pyeongtaek, Korea)를 사용하여 3분간 분쇄하였다. 분쇄한 두미액을 95~98°C에서 10분간 끓인 후 여과하여 두유를 제조한 다음 4°C의 냉장고에 보관하면서 실험에 사용하였다.

두유의 이화학적 특성 분석

콩의 수분흡수율은 품종별 콩 50 g을 24시간 동안 침지한 후 표면의 물을 제거한 다음 무게를 측정하여 수분흡수율(%)로 나타내었다. 두유의 수율은 Ha 등(1991)의 방법에 따라 두유의 부피(mL)를 실온(20~23°C)에서 측정하여 대두 원료의 단위 무게 g당 두유의 생산량(%)으로 나타내었다. 두유의 비중은 AOAC법(2005)의 방법으로 3회 반복 측정하였다. 두유와 증류수를 비중병에 넣고 증류수가 담긴 비중병에 대한 두유가 담긴 비중병의 중량비로 두유의 비중을 계산하였다. 두유의 점도는 Kim과 Jo(1990)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 회전점도계(DV-Ⅱ+ Pro, Ametek Brookfield, Middleboro, MA, USA)를 사용하여 spindle No.1으로 20°C에서 200 rpm으로 30초간 회전시킨 후 측정하였으며 3회 반복 측정하여 centi poise(cP)로 나타내었다. 색도는 Kim과 Choi(2008)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 색차계(CR-300, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 명도(lightness, L), 적색도(redness, a), 황색도(yellowness, b)를 측정하였다. 시료유 시험구당 3회 반복하여 측정하였다. 표준 색판(standard plate)은 L=92.7, a=0.3137, b=0.3196이었다. pH는 pH meter(Orion 4 star, Thermo Scientific, Beverly, MA, USA)를 이용하여 측정하였으며(Kim과 Choi, 2008), 총 산도는 0.1 N NaOH로 pH 8.3이 될 때까지 적정한 후 두유 1 mL를 중화하는 데 소요되는 mL를 lactic acid로 환산하여 나타내었으며 각각 3회 반복 측정하였다(Choi 등, 2000).

건조고형분 및 단백질 함량 측정

두유의 건조고형분 함량은 AOAC법(2005)에 준하여 제조된 두유를 105°C에서 3회 반복하여 건조시킨 후 측정하였다. 건조 전 시료 무게에 대한 건조 후 고형분 무게를 결과로 나타내었다. 두유의 단백질 함량은 Smith 등(1985)의 bicinchoninic acid(BCA) 법으로 측정하였다. 시료 20 μL에 BCA reagent(bicinchoninic acid solution : copper(Ⅱ) sulfate pentahydrate 4% solution＝50:1, v/v) 160 μL를 혼합하여 37°C에서 30분간 반응시켰으며 560 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 단백질 함량은 bovine serum albumin을 표준시료로 작성한 검량곡선을 이용하여 산출하였다.

유리당 측정

두유의 유리당 함량 분석은 Park(2001)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 두유를 메탄올로 희석한 뒤 원심분리를 통하여 정제과정을 거친 후 sep-pack C18 cartridge로 색소 및 단백질 성분을 제거한 다음 0.45 μm membrane filter로 여과하여 high performance liquid chromatography (HPLC, JASCO, Tokyo, Japan)로 분석하였다. 컬럼은 Luna 5 μm NH-2 100A column(250 mm×4.6 mm I.D, 5 μm particle)이었으며, 검출기는 ELSD(Waters 2420 ELSD, Waters, New Castle, DE, USA), 이동상은 acetonitrile-water(80:20, v/v), 유속은 1.0 mL/min, 주입량은 20 μL로 하였다. 표준물질로 fructose(y=0.46x+0.0513), sucrose(y=0.38x+0.0616), maltose(y=0.94x+0.0481), raffinose(y=0.55x+0.0432) 및 stachyose(y=0.62x+0.031) (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 등을 구입하여 사용했으며, 표준물질의 검량선은 모두 R2값이 0.999 이상 나타났다.

통계분석

통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, ver. 12.0, IBM SPSS Statistics, Chicago, IL, USA)을 이용하여 평균과 표준편차를 구하고 일원배치 분산분석(one way ANOVA-test) 후 Duncan’s multiple range test를 실시하여 신뢰구간 P<0.05에서 각 처리군 간의 유의성을 검정하였다.

원료 콩의 일반성분

본 실험에 사용된 8품종의 콩에 대한 일반성분을 분석한 결과는 Table 1과 같다. 수분함량은 길육506 품종의 7.19%에서 신팔달콩2호의 8.05% 범위로 나타났다. 조지방 함량은 20% 내외로 품종별 차이를 보였으며 길육86이 21.55%로 가장 높고 신팔달콩2호가 19.62%로 가장 낮았다. 조단백질 함량은 철두59가 39.69%로 가장 높은 함량을 나타내었으며 연풍콩이 36.81%로 낮게 나타났다. 회분 함량은 4.53~6.30%의 범위를 나타내었으며, 탄수화물 함량은 수분, 조지방, 조단백, 조회분을 제외한 값으로 연풍이 29.79%로 가장 높고 Nui 2 hu가 25.29%로 가장 낮은 값을 보였다. 또한 통계분석 결과 수분함량, 조지방, 조단백, 조회분 및 탄수화물 모두 품종 간 유의적인 차이가 있음을 확인할 수 있었다. Lee 등(2013)의 연구 결과에 따르면 신팔달콩2호의 조단백질 함량이 39.55%라 하였는데 본 실험 결과와 유사한 값이었다. 콩은 유전자형, 토양 및 재배온도에 의해 단백질 및 지방의 합성경로나 함량, 조성비에 영향을 받으며 같은 품종이라도 재배산지에 따라 수분함량, 조단백, 조지방 및 조회분 함량 차이를 보인다는 연구 결과로 미루어볼 때(Seo 등, 2010), 본 연구에서의 차이도 품종이 주된 원인이라 판단된다.

Table 1 . Moisture, fat, protein, ash, and carbohydrate content of soybean with different cultivar (unit: %).

Cultivars	Moisture	Crude fat	Crude protein	Crude ash	Carbohydrate
Yeonpung	8.04±0.13a	20.96±0.20c	36.81±0.13e	4.93±0.03d	29.79±0.13a
Seonnog	7.77±0.02b	20.07±0.04d	38.93±0.18b	6.30±0.01a	26.84±0.19d
Sinpaldalkong2	8.05±0.05a	19.62±0.15e	39.42±0.29a	5.87±0.01bc	26.61±0.17d
Jijori	7.79±0.02b	20.02±0.08d	37.67±0.34d	5.93±0.07b	28.21±1.66bc
Nui 2 hu	7.64±0.15bc	20.98±0.16c	38.32±0.08c	5.90±0.04bc	25.29±0.23e
Gilyuk506	7.19±0.06d	21.30±0.08b	37.11±0.05e	5.83±0.06c	28.65±0.45b
Gilyuk86	7.60±0.06c	21.55±0.10a	37.19±0.24e	4.53±0.01f	27.14±0.57cd
Cheoldu59	7.58±0.12c	20.80±0.06c	39.69±0.39a	4.62±0.06e	26.34±0.10de

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different letters (a-f) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

수분흡수율 및 두유의 수율

콩의 수분흡수율과 두유의 수율을 측정한 결과 Table 2와 같이 품종에 따라 차이를 나타내었다(P<0.05). 콩의 수분흡수율은 선녹이 253.33%로 가장 높았으며 Nui 2 hu가 가장 낮았다. 콩 품종에 따라 두유의 수율은 683.33~723.33%의 범위를 나타내었으며, 선녹으로 만든 두유가 가장 높았고 길육506으로 만든 두유가 가장 낮았다. Kim과 Pyun(1995)은 수율의 차이가 발생하는 이유에 대하여 단백질 등 기능 성분 추출을 용이하게 하기 위하여 콩을 팽윤시킬 때 적정 시간 방치에 의해 충분한 수화가 이루어지고, 이에 따라 수율이 증대되기 때문에 콩의 수분흡수율이 두유의 수율에 영향을 미치는 것이라 하였는데 본 연구에서도 유사한 결과를 나타내었다.

Table 2 . Water absorption and yield of soymilk prepared by different soybean cultivar.

Cultivars	Water absorption (%)	Soymilk yield (%)
Yeonpung	236.00±0.00bc	693.33±11.55ab
Seonnog	253.33±1.15a	723.33±15.28a
Sinpaldalkong2	231.33±1.15d	706.67±5.77ab
Jijori	236.67±2.31bc	690.00±17.32b
Nui 2 hu	226.00±2.00e	690.00±0.00b
Gilyuk506	227.33±3.06e	683.33±25.17b
Gilyuk86	234.00±2.00cd	706.67±25.17ab
Cheoldu59	239.33±3.06b	706.67±5.77ab

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different letters (a-e) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

두유의 비중, 점도 및 색도

두유의 비중, 점도 및 색도를 측정한 결과는 Table 3에서 보는 바와 같다. 두유의 비중은 품종별로 1.020~1.035의 범위였으며, 품종 간 큰 차이를 나타내지 않았다. 두유의 점도는 Nui 2 hu가 37.87 cP로 가장 높았으며 길육86이 30.08 cP로 가장 낮은 값을 나타내었다. 두유의 현탁 안정성, 관능적 특성 및 음료의 기능적 특성과 관계가 있는 점도는 단백질 함량 및 고형분 농도 등에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있으며 이에 따라 두유의 가열처리로 단백질이 변성되어 점도가 증가하는 것으로 보고하였는데, 본 실험에서 품종별로 만든 두유의 점도 차이가 발생하는 것은 두유의 고형분, 단백질, 탄수화물의 농도 및 두유의 가열처리 시 단백질 변성에 의해 차이가 나타나는 것으로 생각된다(Kim과 Kim, 1999). 두유의 색도 측정 결과 L값은 74.62~76.49로 시판 두유의 L값 69.6~71.1보다 상대적으로 더 높게 나타났으며(Kim 등, 2014), 육안으로 식별하기는 어려운 차이를 나타내었다(Kang, 2003). 적색도를 나타내는 a값은 -6.67~-5.57로 시판 두유의 연구 결과인 -0.5~3.8의 범위보다 낮았으며, b값은 11.74~13.48로 Kim 등(2014)의 대조구 두유의 결과인 12.2와 유사한 결과를 나타내었다.

Table 3 . Specific gravity, viscosity, and Hunter color values of soymilk prepared by different soybean cultivar.

Cultivars	Specific gravity	Viscosity (cP)	Hunter color
			L	a	b
Yeonpung	1.035±0.01a	30.14±0.46b	74.62±0.90b	−6.25±0.11bc	11.74±0.10c
Seonnog	1.026±0.01ab	32.13±0.98b	75.07±1.70ab	−6.52±0.40c	12.01±0.27c
Sinpaldalkong2	1.020±0.01b	31.89±0.48b	75.07±0.18ab	−6.67±0.16c	12.19±0.15bc
Jijori	1.026±0.01ab	30.33±0.41b	76.35±0.31a	−6.47±0.13c	11.95±0.29c
Nui 2 hu	1.026±0.01ab	37.87±1.31a	75.88±0.16ab	−6.46±0.10c	12.46±0.12b
Gilyuk506	1.034±0.01a	32.21±1.82b	75.36±0.65ab	−5.89±0.03ab	13.48±0.11a
Gilyuk86	1.020±0.00ab	30.08±1.11b	75.51±0.47ab	−5.57±0.52a	13.34±0.52a
Cheoldu59	1.027±0.00ab	35.91±1.97a	76.49±0.20a	−6.52±0.04c	13.26±0.04a

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different letters (a-c) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

두유의 pH 및 총 산도

두유의 pH 및 총 산도를 측정한 결과는 Table 4에서 보는 바와 같이 품종에 따른 차이를 나타내었다. 두유의 pH는 6.62~6.76의 범위로 중성에 가까운 결과를 보였으며 길육506이 가장 낮고 신팔달콩2호가 가장 높게 나타났다. 이는 국산 장려콩으로 만든 두유의 pH 범위가 6.43~6.86이었다는 Kim 등(2010)의 연구 결과와 유사하였다. 두유의 총 산도는 pH와 유사한 결과를 보였으며 0.13~0.15%의 범위를 나타내었다. 품종에 따라서 큰 차이를 나타내지는 않았지만 품종에 따라 구성하는 유기산의 함량과 시료 내에 존재하는 단백질의 완충 능력 때문에 약간의 차이가 발생한 것으로 판단된다(Ventling과 Mistry, 1993).

Table 4 . pH, total acidity, soluble solid, and protein content of soymilk prepared by different soybean cultivar.

Cultivars	pH	Total acidity (%)	Soluble solid (%)	Protein (%)
Yeonpung	6.63±0.01e	0.13±0.00b	7.67±0.09c	3.18±0.01de
Seonnog	6.64±0.01e	0.15±0.00a	8.52±0.02ab	3.37±0.04a
Sinpaldalkong2	6.76±0.01a	0.14±0.01b	8.70±0.00a	3.23±0.05cd
Jijori	6.66±0.02d	0.14±0.01ab	8.69±0.12a	3.30±0.01b
Nui 2 hu	6.69±0.01c	0.14±0.00ab	8.70±0.16a	3.29±0.06bc
Gilyuk506	6.62±0.00e	0.13±0.00b	8.34±0.07b	3.16±0.02e
Gilyuk86	6.71±0.02c	0.13±0.01b	8.32±0.23b	3.17±0.03e
Cheoldu59	6.73±0.01b	0.15±0.00a	8.52±0.15ab	3.39±0.01a

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different letters (a-e) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

두유의 건조고형분 및 단백질 함량

두유의 건조고형분 함량과 단백질 함량을 분석한 결과는 Table 4와 같다. 일반적으로 수용성 단백질 함량이 높은 품종은 두부와 두유에 적합하다고 보고되었는데(Jeon과 Park, 2015), 건조고형분 함량은 Nui 2 hu가 8.70%로 가장 높고 연풍이 7.67%로 가장 낮은 함량을 나타내었으며, 단백질 함량은 3.16~3.39%의 범위로 길육506이 가장 낮고 철두59가 높은 결과를 보였다. 이는 일반 두유 단백질을 3.39%로 보고한 Kim 등(2002b)의 연구 결과와 유사하였으며, 이러한 품종별 두유의 단백질 함량 차이는 콩의 단백질과 탄수화물 등 가용성 성분 함량에 따른 차이라 판단된다(Chang 등, 1990).

두유의 유리당 함량

서로 다른 8품종으로 제조한 두유의 유리당 함량을 분석 비교 한 결과는 Table 5와 같다. 두유의 sucrose, stachyose 등 난소화성 성분은 장내 유익균인 Bifidus균의 증식 효과가 있어(Hayakawa 등, 1990) 함량이 높을수록 좋다고 알려져 있다. HPLC 분석 결과 검출된 유리당은 fructose, sucrose, maltose, raffinose 및 stachyose로 총 유리당 함량의 범위는 960.69~1,198.27 mg%였으며, 유리당 중 sucrose의 함량이 50% 정도로 높게 나타났다. Sucrose 함량은 연풍이 656.32 mg%로 가장 높았으며 길육86이 472.22 mg%로 가장 낮았다. Stachyose의 함량은 274.61~354.57 mg%의 범위를 나타내었으며 철두59 품종이 274.61 mg%로 비교적 낮게 분석되었다. Kim 등(2002a)의 52품종 콩 올리고당 함량에 관한 연구를 살펴보면 총당의 구성 비율은 sucrose 57.5%, stachyose 21.9%, raffinose 13.6%, fructose 7.0%로 주요 당이 sucrose임을 알 수 있다고 보고하였다. 또한 국내 장려 품종 콩의 raffinose 및 stachyose 함량은 0.88~1.58% 및 3.34~5.30% 범위로 stachyose의 함량이 raffinose의 함량에 비하여 높은 값을 보였다고 보고한 Kim 등(1991)의 연구 결과와 일치하였다.

Table 5 . Saccharide contents of soymilk prepared by different soybean cultivar (unit: mg%).

Cultivars	Fructose	Sucrose	Maltose	Raffinose	Stachyose	Total
Yeonpung	29.16±0.52c	656.32±14.05a	27.80±2.66d	130.41±2.00b	354.57±12.93a	1,198.27±20.63a
Seonnog	35.72±2.21a	505.67±21.02cd	33.86±1.89bc	171.55±4.90a	353.66±12.70a	1,100.46±28.46b
Sinpaldalkong2	33.18±1.60b	498.62±15.47cd	46.94±1.63a	122.52±1.58c	330.30±13.08b	1,031.57±27.63c
Jijori	23.00±0.49e	562.03±20.21b	45.83±1.54a	132.79±2.12b	306.59±7.54c	1,070.24±30.51bc
Nui 2 hu	22.12±0.64e	564.43±16.80b	36.50±1.26b	121.45±1.79c	310.35±12.56c	1,054.85±27.63bc
Gilyuk506	31.77±0.99b	484.99±18.09cd	31.83±0.80c	129.68±2.44b	351.29±2.58a	1,029.56±21.47c
Gilyuk86	26.64±0.95d	472.22±25.30d	35.00±1.81b	124.21±1.53c	309.07±6.24c	967.15±24.91d
Cheoldu59	26.47±0.72d	514.28±8.20c	34.60±1.25bc	110.74±2.62d	274.61±7.50d	960.69±16.87d

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different small letters (a-e) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

국산 및 수집종 콩 8품종(연풍, 선녹, 신팔달콩2호, Jijori, Nui 2 hu, 길육506, 길육86 및 철두59)에 대한 두유의 제조 및 품질특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 콩의 조단백 함량은 신팔달콩2호(39.42%) 및 철두59(39.69%)가 높은 함량을 나타내었다. 콩의 수분흡수율과 두유의 수율은 각각 226~253.33% 및 683.33~723.33%의 범위로 수분흡수율이 높은 품종이 높은 수율을 나타내었다. 두유의 점도는 30.08(길육86)~37.87 cP(Nui 2 hu) 범위였으며, 색도는 품종별 큰 차이를 나타내지 않았다. pH와 총 산도는 각각 6.62~6.76 및 0.13~0.15% 범위였으며, 건조고형분 함량은 Nui 2 hu가 8.70%로 가장 높았고 연풍이 7.67%로 가장 낮았다. 두유의 단백질 함량은 3.16~3.39%의 범위로 길육506이 가장 낮고 철두59가 높았다. Sucrose 함량은 연풍이 656.32 mg%로 가장 높았고 길육86이 472.22 mg%로 가장 낮았다. Stachyose의 함량은 철두59 품종이 274.61 mg%로 낮았다. 이상의 결과를 종합해보면 국내에서 장류 및 두부용으로 흔히 사용되는 신팔달콩2호와 비교했을 때 두유의 단백질 함량과 유리당 함량이 높은 선녹, Jijori, Nui 2 hu 품종이 좋을 것으로 판단된다.

본 연구는 농촌진흥청 연구비지원(과제번호: PJ015021 2022)에 의해 수행되었으며 이에 감사드립니다.