맛은 음식을 평가하는 가장 중요한 요소이다. 일반적으로 맛 측정은 사람의 미각에 의해 평가되고 있으나 평가가 주관 적이고 결과의 재현성이 낮기 때문에 평가의 정확도가 떨어지 며, 차이가 미세하거나 동일한 맛에 오래 노출될 경우 미각이 쉽게 마비되어 구별이 더욱 어려워진다는 단점을 가지고 있다. 최근, 맛 검정의 정밀성 보완을 위하여 인간의 혀 대신 맛을 판 별할 수 있는 다양한 종류의 전자혀(electronic tongue)가 개발 되고 있으며, 전자혀를 이용한 활용범위 또한 넓어지고 있다 (Mahdi et al., 2010).

우리는 혀의 감각기관인 미뢰를 통해 맛의 정보를 얻고, 맛 을 내는 분자가 맛 수용체와 결합하면 미뢰의 미각세포 내부 에서 맛의 정보를 화학적 신호에서 전기신호로 바꾸며 이 전 기신호가 미각신경과 연수, 시상을 경유하여 대뇌 피질의 미각 중추에 도달되면 비로소 맛을 느끼게 된다(Cho, 2013). 전자혀 는 인간의 이러한 맛 인식 메카니즘을 모방한 시스템이며, 전 자혀를 이용하여 맛의 강도를 정량화 하거나 고유의 맛을 객 관화 된 수치로 표현하는 것이 가능해졌다.

Taste sensing system (TS-5000Z)은 인공 지질막 구조의 센 서를 통해 맛을 측정하는 장치로 음식을 입 안에서 씹는 동안 느끼는 6 가지 initial taste (신맛, 짠맛, 쓴맛, 떫은맛, 감칠맛, 단맛)와 음식을 삼킨 후 입안에 남아 있는 5 가지 after taste (떫은맛의 후미, 감칠맛의 후미, 쓴맛의 후미인 aftertaste-B, B-bitterness 2, H-bitterness)를 측정할 수 있도록 고안된 장비 이다(Naoko et al., 2011).

밥맛은 밥쌀용 쌀 품종의 품질을 평가하는 중요한 항목 중 의 하나이며 저장방법이 바람직하지 않을 경우 급격히 저하되 는 품질 요인이기도 하다. 농촌진흥청에서는 다양한 쌀 품종의 밥맛을 측정하기 위하여 훈련된 패널을 활용하여 외관, 향, 맛, 찰기, 질감 및 종합적 식미(총평)에 대한 관능검정을 실시하고 있으며, 밥맛 평가의 정밀도 향상을 위하여 식미 관능평가 방 법 개선에 대한 연구를 수행하고 있다. 특히, 밥맛 평가에 있 어서의 맛 측정 항목은 훈련을 받은 패널이라 하더라도 서로 다른 쌀 품종들에 대한 근소한 차이를 식별하기 어려워 정확 한 평가가 어려운 항목이다. 따라서 본 연구는 전자혀의 일종 인 taste sensing system을 이용하여 밥맛의 구별 가능 범위를 확인하고, 관능적 식미 특성이 다른 쌀 품종들의 맛 측정을 실 시하여 밥맛 평가에 있어서의 taste sensor 활용 가능성을 검토 하고자 수행되었다.

재료 및 방법

시험재료

본 연구에 사용된 관능적 식미 특성이 다른 고시히까리 (Koshihikari), 고품(Gopum), 다산(Dasan), 대청(Daecheong), 삼광 (Samkwang), 설갱(Seolgaeng), 중생골드(Jungsaenggold), 추청 (Chucheong), 한아름(Hanareum) 및 해평(Haepyeong)의 10 품종 쌀은 2013년도에 국립식량과학원 답작 포장에서 표준재배법에 의하여 재배 수확하였으며, 제현기(SY88-TH, Ssangyong Ltd., Incheon, Korea) 및 시험용 도정기(MC-90A, Toyo, Japan)를 이 용하여 현백률 90.4%로 도정한 백미를 사용하였다.

시료 조제

Taste sensing system을 이용한 밥맛 분석 시료를 제조하기 위하여 백미 20 g을 스테인레스 망에 넣어 증류수로 3회 세척 하고 비이커로 옮겨 증류수 180 mL을 넣어 30분간 불렸다. 불린 쌀은 무게의 1.2배에 해당하는 증류수를 붓고 전기밥솥 을 이용하여 취사하고, 15분 간 보온 상태로 유지한 다음 뚜 껑을 열어 상온에서 2시간 동안 방냉한 후 –20°C에 보관하였 다. –20°C에 보관한 냉동 시료는 24시간 후 전자렌지에서 30 초 간 해동하여 무게를 재고, 5배 무게의 증류수를 넣어 믹서 를 이용하여 1분간 분쇄하였다. 분쇄물은 원심분리기(8,000 rpm, 30 min)를 이용하여 분리 후, 상등액만 취하여 최종 맛 측정 분석 시료로 사용하였다.

Taste sensing system을 이용한 맛 측정

쌀 시료의 맛 측정을 위하여 미각 센서(taste sensor)를 이용 한 맛 분석기(Insent, 5-1-1 Onna, Atsugi-shi, Kanagawa- Pref., Japan)를 사용하였다. 맛 측정을 위해 준비된 분석 시료 35 mL를 이용하여 맛을 4회 측정한 후 1회 차 측정값을 제 외한 나머지 측정값으로 평균을 구하였다. 각 시료의 분석이 끝난 후에는 센서를 표준용액(30 mM KCl + 0.3 mM tartaric acid)으로 세척하였고, 보정액으로는 10 mM KCl 용액을 사용 하였다. 미각 센서 기기는 TS-5000Z를 이용하였고, 센서는 food stuff sensor 5종(CT0, C00, AAE, CA0 및 AE1) 및 단맛 측정용 센서(GL1)를 장착하여 4회 반복 측정하였으며, 측정결과는 분석 소프트웨어(Taste analysis application, Insent, Japan)를 이용하여 센서의 전극을 이용한 측정값을 맛의 수치 로 변화시켜 나타내었다. 표시 단위인 미각정보 단위(taste information unit)는 Kobayasi 등(2010)이 제안한 단위로, 맛 성분의 농도 변화를 나타내며 인간이 맛의 차이를 구별할 수 있는 최소 차이를 1 단위로 정한 값이다. 맛 센서의 측정 항 목은 Table 1과 같다.

관능적 식미 검정

식미 시료의 관능적 식미 검정은 훈련된 패널에 의해 수행 되었고 밥모양(색깔, 윤기), 냄새, 맛, 찰기, 질감, 경도 및 총 평에 대한 평가는 항목별 순위별로 컵을 배열하는 컵 배열 순 위법을 사용하였다. 컵 배열 순위법에 의한 결과 중 밥맛의 순위는 taste sensor를 이용한 맛 측정값과 비교분석하였다.

통계처리

실험 결과는 SPSS를 이용하여 통계처리 하였고, 표준편차 를 산출하여 표시하였으며, 평균값의 통계적 유의성은 one-way ANOVA를 이용하여 95% 유의 수준에서 Duncan's multiple range test로 검증하였다.

결과 및 고찰

Taste sensing system을 이용하여 서로 다른 식미 특성을 가진 10 품종의 밥맛을 분석한 결과는 Fig. 1과 같았다. 신맛 (sourness), 쓴맛(bitterness), 떫은맛(astringency), 감칠맛 (umami), 짠맛(saltiness), 단맛(sweetness) 등 음식을 입 안에 서 씹는 동안 느끼는 6 항목의 initial taste와 쓴맛의 후미 (aftertaste-B), 떫은맛의 후미(aftertaste-A), 감칠맛의 후미 (richness) 등 음식을 삼킨 후 입안에 남아 있는 3 항목의 after taste 분석 결과를 각 영역의 reference solution (tasteless) 값과 비교한 결과, 10 품종의 밥 시료에서는 신맛, 쓴맛의 후미, 떫은맛의 후미, 짠맛을 제외한 5 항목(쓴맛, 떫은맛, 감칠맛, 단맛, 감칠맛의 후미)에서만 의미 있는 값을 나타냈다. 특히, 높은 측정값을 보인 쓴맛, 감칠맛, 단맛은 taste sensor를 이용 한 밥맛 측정에서 표현되는 주요 인자임을 알 수 있었다.

컵 배열 순위법을 이용한 관능 검정에서는 밥맛이 가장 좋 은 시료의 순위를 1, 밥맛이 가장 나쁜 시료 순위는 9에 해당 하도록 순위를 주었다. 순위법 결과에 따르면 관능적 식미가 우수한 품종은 고품과 삼광이었고, 식미가 중간 정도인 품종 은 추청과 다산이었으며, 식미가 나쁜 품종은 대청과 한아름 이었다(Table 2). 이 6 품종은 taste sensor를 이용한 밥맛 검 정에 이용하였다.

관능 검정에 의한 밥맛 순위와 taste sensing system을 통한 항목별 맛 측정값을 Table 3에 나타내었는데, 밥 시료의 taste sensor 측정값 중, 감칠맛의 후미는 6 품종의 측정값 모두에서 0.70~ 0.74의 유사한 값을 나타내었다. 떫은맛 역시 측정값이 가장 높았던 추청(0.96)과 가장 낮았던 고품(0.50)의 값 차이 가 1에 미치지 못하여 sensor를 이용한 감칠맛의 후미와 떫은 맛은 품종간의 차이가 사람의 혀로 구별이 어려운 수준인 것 으로 보였다. 반면, 관능 검정 결과에서 밥맛 순위가 낮았던 다산과 대청 품종은 sensor를 이용한 감칠맛 측정값이 각 6.88과 6.47로 낮았고, 밥맛 순위가 높았던 삼광은 7.34로 가 장 강한 감칠맛을 나타내었으며, 밥맛 관능 검정 결과의 순위 에 따라 유의성 있는 차이를 나타내었다(p < 0.05). 쓴맛과 단 맛의 경우도 sensor에 의한 최대, 최소값 차이가 1 이상으로 사람의 혀를 통해 차이를 충분히 구별할 수 있을 것으로 보이 며, 관능적 식미 순위가 높았던 삼광이 가장 높은 값을, 식미 순위가 낮았던 한아름이 가장 낮은 측정값을 나타내었으나 좀 더 세밀한 검토가 필요한 항목으로 생각된다. 한편, sensor를 이용한 항목별 측정값은 상호 상관관계 분석 결과, 유의적인 상관 값을 보이지 않아 taste sensor를 이용한 각각의 맛의 상 호작용은 명확히 설명하기 어려울 것으로 판단된다.

패널에 의한 밥맛의 관능적 식미평가는 패널의 훈련과 식미 평가를 위한 오랜 시간이 필요하며 시료의 맛 차이가 미미하 거나 맛에 오랫동안 노출될 경우 그 감각이 마비되어 구별이 쉽지 않다. 반면, taste sensor를 활용하여 맛을 측정할 경우 분석방법이 간단하고 시간이 적게 소요되며 재현성이 높은 결 과를 얻을 수 있다는 큰 장점을 가지고 있어 맛의 정량화 및 객관화가 필요한 분야에 활용할 수 있다. 최근에는 한약재의 원산지 및 품종 판별(Choi et al., 2011; Kim et al., 2012) 이나 발효제품(Chung & Lee, 2014; Woo & Chung, 2014) 및 제약분야(Naoko et al., 2011)의 품질 평가에 taste sensor 를 활용함으로써 기존의 품질평가 방법들을 보완하고 있다.

본 연구에서는 taste sensing system을 이용하여 밥맛의 차 이를 측정할 수 있는지 활용 가능성을 검토해 보았다. 그 결 과, 쓴맛, 감칠맛, 단맛의 경우 관능검정을 통한 밥맛의 차이 를 어느 정도 유의적으로 반영하는 것으로 보이나, taste sensing system을 본격적으로 밥맛 측정에 활용하기 위해서는 다양한 조합을 이용한 검토가 필요하며 더 많은 시료를 대상 으로 식미검정 결과와의 정밀한 상관 분석이 필요할 것으로 사료된다.

적 요

밥맛은 밥쌀용 쌀 품종의 품질을 평가하는 중요한 항목 중 하나로, 훈련된 패널을 활용하여 평가하고 있다. 본 연구는 밥 맛 평가의 정밀도 향상을 위하여 전자혀의 일종인 taste sensing system을 이용하여 관능적 식미 특성이 다른 쌀 10 품종의 밥맛을 측정하여 분석하였다. 분석 결과, taste sensor 를 이용한 밥맛 측정은 밥의 쓴맛, 감칠맛, 단맛 측정에 적 합한 것으로 나타났고 감칠맛의 경우, 관능적 평가에서 밥맛 이 좋게 평가되었던 삼광의 측정값이 가장 높았고, 관능적 평 가에서 밥맛이 나쁘게 평가되었던 한아름은 가장 낮은 측정값 을 보였으며 품종간의 값 차이는 유의성이 인정되었다. 이 러한 결과는 taste sensor를 밥맛 측정에 활용할 수 있다는 가 능성을 보여주며, taste sensing system을 본격적으로 밥맛 측 정에 활용하기 위해서는 다양한 조합을 통한 상관 분석이 필 요할 것으로 생각된다.