Changes and Removal of Volatile Compounds during Fermentation of Sea Tangle Extracts with Aspergillus oryzae

Abstract

해조류는 일반 채소류보다 비타민과 무기질이 풍부하여 채소가 귀한 겨울철에 비타민 공급원으로 널리 이용되어왔다. 특히 식이섬유가 많이 함유되어 있어 각종 성인병의 예방과 개선에 좋다고 알려져온 반면 이에 대한 연구는 미흡하고, 단순한 1차 가공품으로만 이용하고 있다. 따라서 고부가 가치를 창출할 수 있는 자원으로 개발할 경우 해조류의 활용 범위는 더 넓어질 것으로 생각된다. 다시마는 갈조류에 속하는 다시마과의 한 속으로서 한국, 일본 및 중국 등의 극동 아시아 지역에서 서식하며, 독특한 맛과 향으로 기호성이 양호하다. 해조 다당류와 유리아미노산이 다량 함유된 이상적인 천역식품인 다시마를 막여과법을 이용하여 효과적으로 추출 및 분리하고 여기에 미생물 발효공정을 도입하여 가공시에 문제시 되는 특유의 해조취를 제거하기 위하여 미생물 발효공정에 의해 얼마나 제거 되는지를 연구하였다. 열수로 추출한 다시마 추출액의 주요 냄새원인 물질을 GC-MS로 분석하였다. 다시마의 휘발성 물질로 동정되어진 화합물은 총 108종으로 7종의 sulfur-containing compounds, 15종의 aldehydes, 7종의 ketones, 6종의 aromatic compounds, 10종의 esters, 11종의 alcohols, 3종의 halogens, 1종의 terpenes, 6종의 acids, 16종의 alkanes, 9종의 alkenes, 9종의 nitrogen-containing compound와 8종의 oxygens이었다. 이 중 ethanol과 hexane이 총 peak 면적의 92%를 차지하였다. Aspergillus oryzae의 발효에 의한 다시마 추출액의 냄새 변화를 비교하기 위해 주요 휘발성 화합물의 peak 면적을 냄새 역치 값으로 나눈 값인 OIV (odor intensity value)로 분석하여 발효에 따른 변화를 조사하였다. A. oryzae 발효에 의한 다시마 추출액의 OIV값은 발효가 진행 되면서 감소하여 발효 4일 후에 처음 냄새 강도의 1/5, 발효 10일 후에 1/10 정도로 감소하는 결과를 나타내 A. oryzae에 의한 발효공정이 다시마 해조취를 제거하는데 효과적인 것으로 나타났다.

Seaweeds are known to have specific metabolites that are having such biologically activities as antifungal, antioxidation, antivirus and antitumor activity. Moreover seaweeds have abundant polysaccharides, various minerals and vitamins. These domestic seaweeds have been used as simply processed products such as raw, frozen or salted type and the products gave no advantages of highly proceed seaweeds. Therefore, the development of various processed foods using seaweeds are required for the consumer's attractiveness and enhancement of its consumption. To investigate the decline of volatile flavor compounds by fermentation, sea tangle extract was prepared by ultrafiltration. Changes and removal of volatile compounds during fermentation of sea tangle extract with A. oryzae were identified by dynamic headspace method and concentrated and absorbed into tenax TA tube and desorbed into gas chromatography and gas chromatography/mass spectroscopy. Of these one hundred-eight compounds were detected in both compounds including 9 sulfur- containing compounds, 15 aldehydes, 7 ketones, 6 aromatic compounds, 10 esters, 11 alcohols, 3 halogens, 1 terpenes, 6 acids. And 16 alkanes, 9 alkenes, 8 oxygens were detected in raw sea tangle extract. Ethanol and hexane were predominantly founded within the compass of 92% as a major compounds. Odor Intensity value is calculated by dividing area of each compound by its threshold limit value. The odor intensity value of fermented sea tangle extract is significantly decreased to half of raw extract during fermentation. The results obtained in this study will contribute to develop a new type of marine algae products.