Optimization for Maillard Reaction Substrate Conditions of Ribose and Hydrolyzed Wheat Gluten Solution Using Response Surface Methodology

Response surface methodology (RSM) was applied to optimize substrate conditions of ribose and hydrolyzed wheat gluten solution for Maillard reaction. Independent variables were NaCl concentration of hydrolyzed wheat gluten ($X_1$), concentration of ribose ($X_2$) and concentration of hydrolyzed wheat gluten ($X_3$), while the dependent variables of the central composite design (CCD) were browning index (absorbance 420 nm), DPPH radical scavenging activity (DF) and sensory preference (score). Optimum substrate conditions at $140^{\circ}C$, 30 min reaction were 3% NaCl concentration of hydrolyzed wheat gluten, 6.2% concentration of ribose and 13.27% concentration of hydrolyzed wheat gluten. The coefficients of determination ($R^2$) were 0.975, 0.960 and 0.854, the model fit was very significant (p<0.001). DPPH radical scavenging activities and sensory preferences were predicted as 700 (DF) and 8.42 (score), respectively. The model solution increased more browning and DPPH radical scavenging activities with increasing ribose and hydrolyzed wheat gluten concentration. Especially hydrolyzed wheat gluten concentration was the most influential factor, while NaCl concentration of hydrolyzed wheat gluten hardly affected the responses. Sensory preference was increased with rising wheat gluten concentration and decreasing NaCl concentration of hydrolyzed wheat gluten.

반응표면분석법을 이용한 Ribose와 소맥 글루텐 산 가수분해물의 마이얄 반응기질 조건 최적화

본 연구는 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 적용하여 소맥 글루텐 산 가수분해물의 염 농도와 기질인 ribose와 소맥 글루텐 산 가수분해물의 농도가 MRP의 갈변도와 항산화 활성, 기호도에 미치는 영향을 분석하여 기질조건을 최적화 하고자 하였다. 종속변수 회귀식의 결정 계수($R^2$)는 각각 0.975, 0.960, 0.854로 나타났으며 반응모형에서 갈변도와 항산화 활성은 모두 ribose와 소맥 글루텐산 가수분해물의 농도가 증가함에 따라 증가하여 두 기질 농도에 영향을 크게 받았다. 그러나 갈변도는 소맥 글루텐산 가수분해물의 염 농도가 높아짐에 따라 감소하는 경향을 보였고 DPPH radical 소거활성은 염 농도의 영향을 받지 않았다. 관능적 기호도로 평가된 고기향미에 대한 향 특성은 소맥 글루텐의 염 농도가 낮으며 ribose의 농도에 비해 소맥글루텐 산 가수분해물의 농도가 높을 때 발현되었다. 본 실험에서 ribose와 소맥 글루텐 산 가수분해물을 이용한 MRP의 높은 DPPH radical 소거활성과 관능적으로 고기향미에 근접한 향 특성을 나타내는 최적조건으로서, 소맥 글루텐산 가수분해물의 염 농도가 3%, ribose 농도 6.2%와 소맥글루텐 산 가수분해물의 농도 13.27%로 나타났다. 이때 DPPH radical 소거활성은 700(DF)과 관능점수 8.42점을 만족시킬 수 있는 MRP를 얻을 수 있었다. 따라서 ribose와 소맥 글루텐 산 가수분해물로 제조된 MRP의 저염화에 따른 갈변도와 항산화 효과 및 관능적 기호도에 대하여 두 기질의 농도를 조절하여 최적화함으로써 이를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.