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문제 정의
- 이에 본 연구는 건강식품으로 인식되고 있는 매실 추출물이 김치의 발효 관련 유산균의 생육을 억제함으로써 김치의 선도를 유지할 수 있는 천연 생육 저해제로서의 사용 가능성을 검토하고자 실시되었다.
제안 방법
- Modified MRS broth(MMB ; peptone 10g, meat extract 10g, yeast 5.0g, glucose 20g, sodium chloride 5.0g, D.W. 11)에 매실 추출물을 각각 0.5%, 1% 첨가한 것과 HCl로 매실 추출액 0.5% 첨가 시와 동일한 pH로 조정하여 김치에서 분리한 정상발효 유산균과 이상발효 유산균을 접종한 후 37℃에서 24시간 배양하면서 6시간 간격으로 시료를 채취하여 pH meter(ion analyzer 150, Coming, USA)를 측정하였고 600nm에서 흡광도(Shimazu UV-12O-O2, USA)를 측정하였다.
- 매실 추출물 0.5%, 1%를 첨가한 배지 내에 정상발효 유산균(Ho-105)과 이상발효 유산균(He-D-19)를 초기 균수가 103CFU/ml가 되게 접종한 후 37℃에서 배양시키면서 pH와 성장도를 측정한 결과는 Fig 1, 2와 같다. 정상발효 유산균의 경우 대조구의 초기 pH는 5.
- 무균적으로 채취된 김치 여액을 0.1% peptone 수로 적정 희석하여 총 균 수는 plate count agar(Difco, USA), 유산균 수는 0.02% sodium azide를 포함한 MRS agar에 각각 접종하여 37℃에서 48시간 배양한 후 나타난 colony 수를 계측하였다 (10).
대상 데이터
- 매실(Prunus mume Sie)은 미숙 과실올 구입하여 매실양의 10배에 해당하는 45% 알코올 주정을 첨가하여 1년 간 침지시킨 후 얻은 여과액을 감압증발농축기(Heidolph WB 2000, Gemany)를 사용하여 최초량의 1/10배 량으로 농축한 후 추출 원액으로 사용하였다.
데이터처리
- 김치 여액 50ml를 일정한 크기의 petri dish에 담아 색차계(CR 200, Minolta, Japan)로 3회 반복하여 평균값을 구하였으며 측정값은 L, a값으로 표시하였다.
- 선발된 관능요원 10명을 대상으로 5점 채점법으로 펑가하였으며 SAS software package의 Duncan's multiple range test(l1)로 분산 분석하여 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 숙성 5일째 대조구의 pH는 급격히 감소하기 시작하여 숙성 15일 째부터 pH 변화는 거의 나타나지 않았다. 0.5% 처리구와 1% 처리구의 경우 초기 pH가 4.39, 3.89를 나타내어 숙성 초기부터 낮은 경향을 보였으며 김치 숙성이 진행되는 동안 pH 변화는 거의 나타나지 않았다. 산도의 변화는 pH 변화 경향과 유사한 경향을 보여 대조구에 비해 1%와 3% 첨가구의 산도 증가 속도가 완만한 것으로 관찰되었다.
- 7 log cycle 정도의 총 균 수 증식억제 효과를 나타내었다. 김치 숙성 중 유산균수의 변화(Fig 6)는 총 균 수와 유사한 경향을 나타내었으며 숙성 10일경에 대조구는 8.66, 1% 첨가구는 7.08, 3% 첨가구는 5.28로서 대조구에 비해 각각 1.6, 3.4 log cycle 정도 억제되었다. 또한 김치 숙성 말기인 25일경에는 대조구에 비해 각각 0.
- 종합적인 맛을 보면 대조구와 1% 첨가구는 별 차이가 없었으나 3% 첨가구는 매실 추출물 특유의 향과 맛이 김치가 숙성함에 따라 영향을 끼쳐 대조구에 비해 떨어지는 것으로 나타났다. 김치 제조시 매실 추출물의 첨가로 최초 pH는 낮았으나 신맛은 대조구와 차이가 없어 매실 추출물의 첨가는 관능적인 변화 없이 김치의 숙성을 지연시킬 수 있을 것으로 판단되었다.
- 숙성 말기 대조구보다 첨가구의 lightness가 높은 것으로 관찰되어 매실 첨가에 의해 김치의 숙성이 다소 지연되는 것으로 판단되었다. 김치의 붉은 색을 나타내는 a value는 대조구의 경우 숙성이 진행됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 첨가구의 경우 숙성이 진행되면서 약하게 증가, 감소하는 경향을 보였고 대조구가 1% 첨가구와는 유사하였으나 3% 첨가구에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다.
- 46로 유사하게 나타났다. 김치의 숙성이 진행됨에 따라 총균수는 점차 증가하여 대조구의 경우 김치적숙기인 숙성 10일째 8.82로써 최대치를 나타낸 후 점차 감소하였고 1% 첨가구와 3% 첨가구는 균 증식이 완만하게 나타나 1% 첨가구는 1.6, 3% 첨가구는 3.0 log cycle 정도 성장이 억제되었다. 김치 숙성 말기에도 매실 추출물 1%, 3% 첨가구에서 각각 0.
- Fig 5에서 나타낸 바와 같다. 담금일에 대조구의 총 균 수가 4.13(log10 CFU/ml, 이하 단위 동일), 1% 첨가구와 3% 첨가구는 각각 3.59, 3.46로 유사하게 나타났다. 김치의 숙성이 진행됨에 따라 총균수는 점차 증가하여 대조구의 경우 김치적숙기인 숙성 10일째 8.
- 07로써 현저히 낮게 나타났는데 이는 매실 추출물의 유기산 함량이 높기 때문으로 사료된다(12). 대조구와 매실 추출물 처리구 모두 유산균이 유도기와 대수 증식기를 거치는 동안 pH가 약간 증가한 후 감소하는 경향을 보였는데 특히 대조구는 배양 12시간째 급격하게 pH가 낮아졌으며 1% 첨가구의 경우 배양 전기간 가장 낮은 pH를 나타내었으나 0.5% 첨가구와 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 매실 추출물에 의한 유산균의 성장도를 관찰한 결과 배양 12시간 째에는 대조구가 0.
- Table 2에서 보는 바와 같다. 대조구의 경우 숙성 10일이 지나면서 3.6점으로 신맛이 강하게 나타나기 시작하였는데 비해 매실 추출물 1% 첨가구는 숙성 15일째 3.4점으로 신맛이 나타나기 시작하여 숙성 20일째 3.6점으로 대조구의 10일 째에 해당하는 정도의 신맛을 나타내었으며, 3% 첨가구는 숙성 25일 째까지 거의 신맛이 나타나지 않았다. 매실 추출물을 첨가한 김치는 구성성분인 유기산으로 인해 pH가 대조구에 비해 낮게 나타났으나 이로 인한 신맛은 느껴지지 않았고 그 성분이 pH 감소속도를 느리게 함으로써 김치의 시어지는 속도를 지연시키는 것으로 사료된다.
- 5% 처리구에서 균 증식이 더 이상 이루어지지 않았으며 1% 매실 추출물을 첨가한 처리구에서는 배양 12시간 째까지 균 증식이 관찰되지 않았고 배양 24시간 째에도 균 증식이 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 매실 추출액을 첨가함으로써 유산균의 성장이 억제됨을 알 수 있었으며 특히 정상발효 유산균보다 이상발효 유산균의 억제도가 더 큰 것으로 관찰되었다. 매실 추출물의 첨가농도가 높을수록 유산균의 성장도가 억제되는 것은 매실의 구성성분인 유기산의 영향인 것으로 판단되어 0.
- 4 log cycle 정도 억제되었다. 또한 김치 숙성 말기인 25일경에는 대조구에 비해 각각 0.5, 1.5 log cycle 정도 유산균 성장이 억제되는 것으로 나타났다. 이로써 매실 추출물 1% 첨가구는 균 증식을 완만하게 하며 3% 첨가구는 뚜렷이 억제함으로써 매실 추출물 첨가로 인한 김치의 숙성이 지연될 수 있을 것으로 판단되었다.
- 5% 첨가구와 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 매실 추출물에 의한 유산균의 성장도를 관찰한 결과 배양 12시간 째에는 대조구가 0.38, 0.5% 첨가구는 0.34를 보여 거의 차이가 없었으나 1% 첨가구는 0.22를 나타내어 뚜렷한 균 증식 억제 효과를 보여 성장 말기까지 이러한 경향이 유지되었다. 이상발효 유산균(He-D-19)의 경우 pH의 변화는 대체적으로 정상발효 유산균의 경우와 유사한 경향을 보였으나 성장도를 측정한 결과 정상발효 유산균과는 달리 배양 12시간 째 0.
- 따라서 매실 추출액을 첨가함으로써 유산균의 성장이 억제됨을 알 수 있었으며 특히 정상발효 유산균보다 이상발효 유산균의 억제도가 더 큰 것으로 관찰되었다. 매실 추출물의 첨가농도가 높을수록 유산균의 성장도가 억제되는 것은 매실의 구성성분인 유기산의 영향인 것으로 판단되어 0.5% 매실 추출물을 첨가했을 때와 동일한 pH로 배지를 조정한 후 유산균을 접종하여 균의 성장도를 측정한 결과 매실 추출물을 첨가했을 때의 결과와 유사한 경향을 보여 유산균 증식 억제 효과는 매실 내에 함유된 여러 가지 유기산에 의해 이루어지는 것으로 판단되었다.
- 89를 나타내어 숙성 초기부터 낮은 경향을 보였으며 김치 숙성이 진행되는 동안 pH 변화는 거의 나타나지 않았다. 산도의 변화는 pH 변화 경향과 유사한 경향을 보여 대조구에 비해 1%와 3% 첨가구의 산도 증가 속도가 완만한 것으로 관찰되었다.
- L value 는 lightness를 나타내는 것으로 대조구의 경우 김치 숙성 20일 째 급격히 증가한 후 25일째 다시 감소하는 경향을 보였으며 매실 첨가구의 경우에는 숙성이 진행됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났다. 숙성 말기 대조구보다 첨가구의 lightness가 높은 것으로 관찰되어 매실 첨가에 의해 김치의 숙성이 다소 지연되는 것으로 판단되었다. 김치의 붉은 색을 나타내는 a value는 대조구의 경우 숙성이 진행됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 첨가구의 경우 숙성이 진행되면서 약하게 증가, 감소하는 경향을 보였고 대조구가 1% 첨가구와는 유사하였으나 3% 첨가구에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다.
- 5 log cycle 정도 유산균 성장이 억제되는 것으로 나타났다. 이로써 매실 추출물 1% 첨가구는 균 증식을 완만하게 하며 3% 첨가구는 뚜렷이 억제함으로써 매실 추출물 첨가로 인한 김치의 숙성이 지연될 수 있을 것으로 판단되었다. 매실 속에는 강한 해독작용과 살균효과가 있는 카테킨산이 들어있어 장 속의 나쁜 균의 번식을 억제하고 장내의 살균성을 높인다고 알려져 있어 유산균의 성장 억제 효과도 카테킨산에 의한 것으로 사료된다(13).
- 22를 나타내어 뚜렷한 균 증식 억제 효과를 보여 성장 말기까지 이러한 경향이 유지되었다. 이상발효 유산균(He-D-19)의 경우 pH의 변화는 대체적으로 정상발효 유산균의 경우와 유사한 경향을 보였으나 성장도를 측정한 결과 정상발효 유산균과는 달리 배양 12시간 째 0.5% 처리구에서 균 증식이 더 이상 이루어지지 않았으며 1% 매실 추출물을 첨가한 처리구에서는 배양 12시간 째까지 균 증식이 관찰되지 않았고 배양 24시간 째에도 균 증식이 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 매실 추출액을 첨가함으로써 유산균의 성장이 억제됨을 알 수 있었으며 특히 정상발효 유산균보다 이상발효 유산균의 억제도가 더 큰 것으로 관찰되었다.
- 반면 3% 첨가구는 숙성 5일 이후 계속 떨어졌으며 대조구에 비해 약간 떨어지는 경향을 나타내었다. 종합적인 맛을 보면 대조구와 1% 첨가구는 별 차이가 없었으나 3% 첨가구는 매실 추출물 특유의 향과 맛이 김치가 숙성함에 따라 영향을 끼쳐 대조구에 비해 떨어지는 것으로 나타났다. 김치 제조시 매실 추출물의 첨가로 최초 pH는 낮았으나 신맛은 대조구와 차이가 없어 매실 추출물의 첨가는 관능적인 변화 없이 김치의 숙성을 지연시킬 수 있을 것으로 판단되었다.
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