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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 안전성에 문제가 없는 천연첨가물 중에서 김치의 맛과 저장성을 동시에 향상시킬 수 있는 천연의 항미생물 활성물질인 자일리톨과 자몽씨추출물을 이용하여(&9) 김치의 발효숙성을 조절할 수 있는 조성물을 만들었고, 배추김치의 맛과 발효숙성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 관능적, 이화학적 및 미생물학적 특성을 조사하였다.
제안 방법
- Lactobacillus속: 무균적으로 나박김치 국물을 1mL취하여 0.85% saline으로 단계 희석한 후 젖산균 분리용 배지 (Lactobacillus MRS agar and broth, Difco Lab., US A) 에 1 mL씩 pouring culture method로 접종한 다음 37℃에서 48~72시간 배양하여 형성된 집락을 Quebec colony counter를 사용하여 계수하였다(13).
- Leuconostoce-' 무균적으로 나박김치국물을 1mL 취하여 0.85% saline으로 단계희석한 후 Leuconostoc속 균주의 분리계수를 위하여 PES(Phenylethyl alcohol sucrose)배지(14)를 조제하였는데, 배지의 조성은 sucrose를 이용하여 dextran을 생성시키고, 발효초기에 많이 나타나는 gram 음성균의 증식을 억제하기 위해 phenylethyl alcohol을 0.25% 첨가하여 만들어 사용하였다. 젖산균 분리용 배지 (PES agar)에 1 mL씩 pouring culture methods.
- 발효 김치의 보존성과 품질 향상을 위하여 천연의 항 미생물활성물질인 자일리톨(Xyl)과 자몽씨추출물(GSE) 첨가 효과를 조사하였다. 자일리톨 첨가량은 0, 1, 2%(w/w)와 자몽씨추출물 0.
- 배추를 다듬은 후 4X4cm의 크기로 썰어서 15%의 염수를 만들어 배추와 절임수가 1 : 2(w/v)가 되도록 한 후 2시간 절임 하였고, 수돗물로 3회와 증류수로 최종 1회 세척한 후 30분간 탈수시켰다. 김치 담금시 부재료는 절임배추 100 g 당 고춧가루 3.
- 기호도는 "대단히 좋음(like extremely)"- 7점, "대단히 싫음 (dislike extremely)"- 1점과 강도는 "대단히 강함 (extremely strong)"- 7점, "대단히 약함(extremely weak)"- 1점으로 평가하였다. 시료는 세자리 숫자로 표기하였으며, 냄새가 나지 않은 흰색의 그릇에 김치를 3~4조각과 일정량의 국물을 같이 담아 매 실시마다 제시하였다.
- 조사하였다. 자일리톨 첨가량은 0, 1, 2%(w/w)와 자몽씨추출물 0.1%(w/w)로 하여 6가지 실험처리구(Control, A; 1% Xyl, B; 2% Xyl, C; 0.1% GSE, D; 0.1% GSE+1% Xyl, E; 0.1% GSE+2% Xyl)로 10℃에서 25일동안 발효시키면서 관능적, 이화학적 및 미생물학적 특성을 보았다. 관능평가 결과 기호특성에서 조직감, 신맛, 전반적인 기호도에서 자몽씨추출물 0.
- 젖산균 분리용 배지 (PES agar)에 1 mL씩 pouring culture methods. 접종한 다음 20P에서 3~5일간 배양하여 형성된 집락을 Quebec colony counter를 사용하여 계수하였다
- 조성물을 달리하여 담근 배추김치를 1CPC에서 25일간 발효시키면서 관능적 특성을 평가하기 위하여 8회에 걸쳐 10 명의 훈련된 관능검사원(식품영양학과 대학원생)을 통하여 조성물이 다른 배추김치의 외관, 냄새, 텍스쳐, 단맛, 쓴맛, 신맛, 전반적인 기호도의 7가지 특성에 대하여 기호특성 조사와 외관, 냄새, 조직감, 단맛, 쓴맛, 신맛의 6가지 특성에 대하여 강도특성 조사를 7점 평점법11)으로 2회 반복 실시하였다. 기호도는 "대단히 좋음(like extremely)"- 7점, "대단히 싫음 (dislike extremely)"- 1점과 강도는 "대단히 강함 (extremely strong)"- 7점, "대단히 약함(extremely weak)"- 1점으로 평가하였다.
- 조성물이 배추김치에 미치는 영향을 알아보기 위해서 버무린 배추김치를 폴리에틸렌 bag에 300 g씩 나누어 담고, 조성물을 첨가하지 않은 대조구(Control)와 대조구에 xylitol을 각각 1%를 첨가한 처리구(A)와 2%를 첨가한 처리구(B), 대조구에 자몽씨추출물 0.1% 첨가한 처리구(C), 자몽씨추출물 0.1%에 xyUtol 1%를 첨가한 처리구(D), 자몽씨추출물 0.1% 에 xyHtol 2%를 첨가한 처리구(E)로 만들어 1CTC에서 25일 동안 발효시키면서 특성을 보았다.
- 총균수: 무균적으로 나박김치국물을 1mL 취하여 0.85% saline으로 단계희석한 후 총균수 배지 (Plate count agar, Difco Lab., USA)에 1 mL씩 pour plate method로 접종한 다음 30℃에서 48~72시간 배양하여 형성된 집락을 Quebec colony counter를 사용하여 계수하였다(13).
대상 데이터
- Bra-zil., 수입원; (주)아비콘케이)은 구입하여 사용하였다.
- 시장에서 당일 구입하여 사용하였다. 배추(고냉지산, 강원도)는 포기중량이 2 kg인 것을 사용하였고, 고춧가루(한국산 고추 100%, (주)유전종합식품, 경기도), 마늘, 생강, 파 및 소금(천일염, 영진그린식품, 충청남도)도 당일 구입하였다. Xylitol(순도 99%)은 (주)보락에서 제공 받았고, 자몽씨추출물(50%, QUINABRA-Quimica Natural, Brasileira Ltda.
- 본 실험에 사용된 김치재료는 2002년 8월 서울 봉천동 소재의 시장에서 당일 구입하여 사용하였다. 배추(고냉지산, 강원도)는 포기중량이 2 kg인 것을 사용하였고, 고춧가루(한국산 고추 100%, (주)유전종합식품, 경기도), 마늘, 생강, 파 및 소금(천일염, 영진그린식품, 충청남도)도 당일 구입하였다.
데이터처리
- ANOVA 및 Duncan의 다범위 검정 (Duncan's multiple range test)"'을 통하여 5%, 1%와 0.1% 수준에서 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다.
이론/모형
- 5 g을 넣어 버무렸다. 최종 염농도는 Mohr10)의 방법을 사용하여 2.5%가 되도록 맞추었다. 이때의 절임수온은 21±0.
성능/효과
- 1%에 2% 자일리톨을 혼합한 처리구 E가 높은 점수를 받았고, 강도특성에서 냄새와 신맛은 대조구가 높은 점수를 받았고, 조직감은 자몽씨추출물과 자일리톨 2%가 혼합된 처리구 E가 높은 점수를 받았다. pH는 점차로 낮아졌는데, 대조구가 가장 낮은 pH를 보였고, 처리구 E가 발효 말기까지 높은 pH를 나타냈다. 전체 발효기간 동안 적정산도, 총균수와 젖산균수는 대조구에 비해서 자몽씨추출물 0.
- 1% GSE+2% Xyl)로 10℃에서 25일동안 발효시키면서 관능적, 이화학적 및 미생물학적 특성을 보았다. 관능평가 결과 기호특성에서 조직감, 신맛, 전반적인 기호도에서 자몽씨추출물 0.1%에 2% 자일리톨을 혼합한 처리구 E가 높은 점수를 받았고, 강도특성에서 냄새와 신맛은 대조구가 높은 점수를 받았고, 조직감은 자몽씨추출물과 자일리톨 2%가 혼합된 처리구 E가 높은 점수를 받았다. pH는 점차로 낮아졌는데, 대조구가 가장 낮은 pH를 보였고, 처리구 E가 발효 말기까지 높은 pH를 나타냈다.
- 기호특성의 관능검사 결과 외관은 조성물이 다른 처리구간에 유의적인 차이를 보이지 않았고, 발효 7일에 자일리톨 2% 첨가 처리구(B)와 자몽씨추출물 0.1 %에 자일리톨 2%를 첨가한 처리구(E)가 모두 5.8점으로 다른 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 점수를 받았다. 냄새는 발효 0일, 11 일, 21일을 제외하고는 처리구간에 유의적인 차이를 보이지
- 처리구(B)가 높은 점수를 받았다. 냄새는 발효 0일에는 처리구간에 차이를 보이지 않다가, 발효가 진행되면서 발효 7일, 14일과 25일에 대조구(Control)가 비교적 높은 점수를 받아 다른 처리구에 비해 냄새가 강한 것으로 평가되었다. 조직감은 발효 0일에는 처리구간에 차이를 보이지 않았고, 발효가 진행되면서 발효 7일, 발효 14일과 발효 25일에 자몽씨추출물 0.
- 일반적으로 젖산균은 김치 발효에 가장 큰 영향을 미치는 균으로 초기에 급격히 증가하다가 산도의 증가에 의해 서서히 감소하는 경향이 있다. 대조구(Control)는 발효 7일에 최대 젖산균수를 보였고, 나머지 처리구는 모두 발효 11일에 최대 젖산균수를 보였다. 대조구에 자일리톨을 각각 1%와 2% 첨가한 처리구는 대조구에 비해서 최대 젖산균 수에 도달되는 시기에만 차이를 보였고, 젖산균수에는 큰 차이를 보이지 않았다.
- 나타냈다. 대조구(Control)를 기준으로 볼 때 대조구가 다른 처리구에 비해 가장 많은 총균수를 나타냈고, 그 다음으로 대조구에 자일리톨을 첨가한 처리구가 적은 총균수를 보였고, 마지막으로 자일리톨 첨가 처리구 보다는 대조구에 자몽씨추출물을 첨가한 처리구가 더 적은 총균수를 보였다. 가장 적은 총균수를 나타낸 처리구는 자몽씨추출물 0.
- 1%에 자일리톨 2%를 첨가한 처리구(E) 가 가장 적은 적정산도를 보였다. 대조구(Control)를 기준으로 볼 때 대조구에 자일리톨을 1%와 2% 처리한 처리구가 대조구 보다는 적은 적정산도를 나타냈고, 자일리톨에 자몽씨추출물을 첨가한 처리구가 자일리톨만 첨가한 처리구 보다 적은 적정산도를 나타내, 자일리톨이 발효에 미치는 영향을 알 수 있었고, 자몽씨추출물이 첨가되어 발효숙성 시기를 좀 더 늦추는 데 영향을 주었다고 생각되었다. 신맛의 강약은 pH 보다는 산의 농도에 의하여 결정되는 것으로 김과 이(16)는 김치 발효 중에 적정산도가 증가하는 현상은 모든 유기산이 생성되어 증가하기 때문이며, 이때 생성된 유기산이 김치의 맛에 영향을 주게 된다고 하였고, 구 등⑪은 김치에 있어서 pH와 적정산도는 김치의 주요 품질지표로서, 발효 과정 중 무나 배추에 함유된 각종 효소들과 미생물의 번식으로 인하여 주요성분이 분해되고, 또한 재합성이 이루어져 각종 유기산들이 만들어지고, 김치 특유의 신선한 맛을 주게 되는데, 이러한 유기산의 생성이 발효 중에 김치의 pH를 낮게 하고, 적정산도를 점차로 많게 하는 원인이 된다.
- 대조구(Control)는 발효 7일에 최대 젖산균수를 보였고, 나머지 처리구는 모두 발효 11일에 최대 젖산균수를 보였다. 대조구에 자일리톨을 각각 1%와 2% 첨가한 처리구는 대조구에 비해서 최대 젖산균 수에 도달되는 시기에만 차이를 보였고, 젖산균수에는 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만, 자몽씨추출물 0.
- 1%에 자일리톨 2%를 첨가한 처리구(E)가 가장 높은 pH를 나타냈다. 대조구에 자일리톨을 첨가한 처리구와 자몽씨추출물을 첨가한 처리구 모두 대조구에 비해서 높은 pH를 보였다. 이는 다른 연구보고의 결과⑺에서 설탕과 물엿 첨가 구가 솔비톨 첨가구와 대조구 보다 약간 낮은 pH를 나타내서 본 실험결과와 약간의 차이를 보였다.
- 모든 처리구에서 적은 것으로 나타났다. 또한 대조구 (Control) 보다는 자몽씨주출물 첨가 처리구가 최대 젖산균 수뿐 만 아니라 전반적으로 1 log cycle 억제시키는 것으로 나타났다. 김 등(8)의 연구에서 보면 Leuconostoc mesenteroides 균수의 측정 결과 대조구에 비하여 자일리톨 첨가구가 약간 적게 나타났고, 김치에서 분리한 젖산균 중 일부는 자일로스와 자일리톨을 이용하고, 일부는 이용하지 못하는 것으로 보여졌다.
- 자일리톨의 첨가량이 증가할수록 발효 중 산 생성량이 감소하였고, 자몽씨추출물도 발효 속도에 영향을 미쳐 산생성량을 감소시켰다. 또한 자몽씨추출물에 자일리톨을 혼합하여 첨가한 처리구는 자일리톨과 자몽씨추출물 각각을 한가지만 처리한 처리구 보다 발효중 산 생성량을 좀 더 감소시킨 것으로 나타났다. 적정 산도를 기준으로 한 김치의 가식기간을 보면 대조구에 비해 조성물을 첨가한 처리구의 가식기간이 약 2배 정도가 증가하였다.
- 쓴맛은 조성물이 다른 처리구간에 큰 차이를 보이지 않았고, 발효 7일, 11일 14일에만 유의적인 차이를 보였다. 발효 7일과 11일에 처리구 중에서 자몽씨추출물 0.1%에 자일리톨 2%(E) 처리구가 3.8점으로 높은 점수를 받아 선호하는 것으로 나타났다. 이것은 자몽씨추출물의 쓴맛이 처리구에 큰 영향을 미치지 않고, 자일리톨 2%의 단맛이 영향을 준 것으로 생각되었다.
- 발효 전반적으로 대조구(Control)가 가장 많은 적정산도를 나타냈고, 자몽씨추출물 0.1%에 자일리톨 2%를 첨가한 처리구(E) 가 가장 적은 적정산도를 보였다. 대조구(Control)를 기준으로 볼 때 대조구에 자일리톨을 1%와 2% 처리한 처리구가 대조구 보다는 적은 적정산도를 나타냈고, 자일리톨에 자몽씨추출물을 첨가한 처리구가 자일리톨만 첨가한 처리구 보다 적은 적정산도를 나타내, 자일리톨이 발효에 미치는 영향을 알 수 있었고, 자몽씨추출물이 첨가되어 발효숙성 시기를 좀 더 늦추는 데 영향을 주었다고 생각되었다.
- 전반적인 기호도에서는 발효 0일과 25일을 제외하고는 모두 유의적인 차이를 보였다. 발효 전반적으로 자몽씨추출물 0.1 %에 자일리톨 2%(E) 처리구가 다른 처리구에 비해 유의적으로 높은 점수를 받아 선호하는 것으로 평가 되었고, 대조구(Control)에 자일리톨 2% 첨가 처리구(B)가 그 다음으로 좋게 평가되었다.
- 발효가 진행되면서 조성물이 다른 처리구에 관계없이 초기에는 비슷한 총균수를 나타냈고, 점차로 증가하여 최대균수에 도달한 후 다시 서서히 감소하는 발효양상을 나타냈다. 대조구(Control)를 기준으로 볼 때 대조구가 다른 처리구에 비해 가장 많은 총균수를 나타냈고, 그 다음으로 대조구에 자일리톨을 첨가한 처리구가 적은 총균수를 보였고, 마지막으로 자일리톨 첨가 처리구 보다는 대조구에 자몽씨추출물을 첨가한 처리구가 더 적은 총균수를 보였다.
- 김 등(8)의 연구에서 보면 Leuconostoc mesenteroides 균수의 측정 결과 대조구에 비하여 자일리톨 첨가구가 약간 적게 나타났고, 김치에서 분리한 젖산균 중 일부는 자일로스와 자일리톨을 이용하고, 일부는 이용하지 못하는 것으로 보여졌다. 본 실험의 결과에서 대조구에 비해 조성물을 첨가한 모든 처리구의 Leuconostoc속 젖산균수가 적게 나타나 비슷한 결과를 보였다.
- 김 등(8)의 자일리톨 첨가가 김치 발효에 미치는 영향에서 Lactobacillus plantamm의 젖산균수를 즉정한 결과 대조구와 자일로스와 자일리톨 첨가구 사이에 큰차이가 없는 것으로 나타났고, 자일로스와 자일리톨의 첨가 여부는 큰 영향을 받지 못하고 다른 발효성 당의 첨가나 김치에 있는 다른 당의 이용정도가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 실험의 결과에서도 자일리톨의 첨가 보다는 자몽씨추출물의 첨가가 젖산균수에 영향을 미치는 것으로 나타났고, 발효 전체적으로 보면 자몽씨추출물에 자일리톨을 각각 1%와 2% 첨가한 처리구의 발효속도에 미치는 효과가 더 큰 것으로 보였다.
- 또한 자몽씨추출물에 자일리톨을 첨가한 처리구의 쓴맛은 다른 처리구와 큰 차이를 보이지 않았다. 신맛은 발효 0일에는 처리구별로 큰 차이를 보이지 않다가 발효가 진행되면서 발효 7일, 14일과 25 일에는 대조구(Control)가 각각 5.0점, 5.8점과 7.0점으로 처리구 중에서 가장 높은 점수를 받아 신맛이 강한 것으로 평가되었다. 이상의 결과로 볼 때 기호특성에서 조직감, 신맛, 전반적인 기호도 평가 결과 자몽씨추출물 0.
- 1% 와 자일리톨 2%를 함유하는 처리구 E에서 현저히 적었다. 연구결과 자몽씨추출물 0.1%에 자일리톨 2%가 첨가된 처리구 E가 발효숙성을 조절하여 맛과 조직감을 향상시키고, 가식 기간을 약 2배정도 연장시키는 것으로 나타났다.
- 0점으로 처리구 중에서 가장 높은 점수를 받아 신맛이 강한 것으로 평가되었다. 이상의 결과로 볼 때 기호특성에서 조직감, 신맛, 전반적인 기호도 평가 결과 자몽씨추출물 0.1%에 2% 자일리톨을 첨가한 처리구(E)가 전반적으로 높은 점수를 받아 가장 선호하는 것으로 평가되었고, 강도특성 평가결과 냄새와 신맛은 대조구(Control)가 높은 점수를 받아 냄새와 신맛이 강한 것으로 나타났고, 단맛과 조직감은 자몽씨추출물과 자일리톨 2%가 혼합된 처리구(E)가 높은 점수를 받아 단맛과 조직감의 강도가 강한 것으로 보였다. 쓴맛은 발효 7일까지 자몽씨추출물 0.
- 6% 이하인 것으로 나타났다. 자일리톨의 첨가량이 증가할수록 발효 중 산 생성량이 감소하였고, 자몽씨추출물도 발효 속도에 영향을 미쳐 산생성량을 감소시켰다. 또한 자몽씨추출물에 자일리톨을 혼합하여 첨가한 처리구는 자일리톨과 자몽씨추출물 각각을 한가지만 처리한 처리구 보다 발효중 산 생성량을 좀 더 감소시킨 것으로 나타났다.
- 또한 자몽씨추출물에 자일리톨을 혼합하여 첨가한 처리구는 자일리톨과 자몽씨추출물 각각을 한가지만 처리한 처리구 보다 발효중 산 생성량을 좀 더 감소시킨 것으로 나타났다. 적정 산도를 기준으로 한 김치의 가식기간을 보면 대조구에 비해 조성물을 첨가한 처리구의 가식기간이 약 2배 정도가 증가하였다. 이와 같은 결과는 솔비톨을 첨가하여 적정산도를 기준으로 한 가식기간을 대조구의 약 2배 정도 연장시킨 구 등(17) 의 결과와 같은 결과를 보였고, 김 등(18)의 자일로스와 자일리톨을 첨가한 실험에서도 김치 제조시 발효성 당인 설탕 대신에 당알코올인 자일리톨을 첨가하면 산의 생성속도를 억제시켜 가식기간을 연장시키는 것으로 나타나 본 실험 결과와 일치하였다.
- 하였다. 전반적으로 대조구(Control)가 가장 낮은 pH를 보였고, 자몽씨추출물 0.1%에 자일리톨 2%를 첨가한 처리구(E)가 가장 높은 pH를 나타냈다. 대조구에 자일리톨을 첨가한 처리구와 자몽씨추출물을 첨가한 처리구 모두 대조구에 비해서 높은 pH를 보였다.
- pH는 점차로 낮아졌는데, 대조구가 가장 낮은 pH를 보였고, 처리구 E가 발효 말기까지 높은 pH를 나타냈다. 전체 발효기간 동안 적정산도, 총균수와 젖산균수는 대조구에 비해서 자몽씨추출물 0.1% 와 자일리톨 2%를 함유하는 처리구 E에서 현저히 적었다. 연구결과 자몽씨추출물 0.
- 전체적인 경향은 젖산균수(Leuconostoc속)와 비슷한 결과를 보였는데, 발효 전반적으로 Lactobacilluse- 보다는 1 log cycle이 모든 처리구에서 적은 것으로 나타났다. 또한 대조구 (Control) 보다는 자몽씨주출물 첨가 처리구가 최대 젖산균 수뿐 만 아니라 전반적으로 1 log cycle 억제시키는 것으로 나타났다.
- 냄새는 발효 0일에는 처리구간에 차이를 보이지 않다가, 발효가 진행되면서 발효 7일, 14일과 25일에 대조구(Control)가 비교적 높은 점수를 받아 다른 처리구에 비해 냄새가 강한 것으로 평가되었다. 조직감은 발효 0일에는 처리구간에 차이를 보이지 않았고, 발효가 진행되면서 발효 7일, 발효 14일과 발효 25일에 자몽씨추출물 0.1 %에 자일리톨 2%(E) 처리구가 높은 점수를 받아 강도가 강한 것으로 나타났다. 단맛은 발효초기부터 강도 특성에 차이를 보였는데, 발효 0일, 7일과 14일에 자몽씨추출물 0.
- 총균수의 결과와 비슷한 결과를 보였고, 발효의 진행과 함께 모든 처리구의 Lactobacilluse 젖산균수가 발효초기에 크게 증가하였다가 최대 젖산균수를 보인 후 서서히 감소하는 결과를 보였다. 일반적으로 젖산균은 김치 발효에 가장 큰 영향을 미치는 균으로 초기에 급격히 증가하다가 산도의 증가에 의해 서서히 감소하는 경향이 있다.
- 대조구에 자일리톨을 각각 1%와 2% 첨가한 처리구는 대조구에 비해서 최대 젖산균 수에 도달되는 시기에만 차이를 보였고, 젖산균수에는 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만, 자몽씨추출물 0.1% 처리구는 대조구에 비해 최대 젖산균수에 도달된 시기가 4일 정도 늦추어 졌고, 숙성 중 1 log cycle 억제시키는 것으로 나타났다. 구 등⑺의 결과에서 솔비톨 첨가구와 대조구간에 젖산균 수의 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타나 본 실험의 결과에서 자일리톨 첨가 처리구의 경향과 비슷한 결과를 보였다.
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