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문제 정의
- 미미한 상태이다. 본 연구에서는 김치 제조 과정에서 절임수를 5회 반복하여 사용할 경우 5회 반복사용 절임염수와 전보17)에서 제안한 가는 모래와 활성탄에 의해 여과처리로 재생된 재활용수를 절임수로 사용하였을 때 김치의 품질 특성에 차이가 있는지 알아보고자 하였다.
가설 설정
- 2)Means with the same letter in each column are not significantly different at p<0.05.
제안 방법
- 대조군 염수, 5회 반복사용 절임염수, 5회 사용 절임수를 가는 모래와 활성탄으로 처리한 처리수로 제조한 김치를 10℃에서 숙성시키면서 최적 숙성시기인 7일 째(pH 4.2)에 관능검사를 실시하였다. 관능검사요원은 김치에 관심이 있는 대학원생 12명으로 구성하였으며, 각 시료 2~3 조각을 백색 사기접시에 담아 생수와 함께 제공하였다.
- 배추 김치 제조 과정에서 절임염수를 재활용하기 위해 5회 반복 사용 폐절임수(F), 5회 사용한 염수를 가는 모래로 처리한 1차 처리수(F1) 및 1차 처리수를 활성탄으로 여과한 2차 처리수(F2)를 절임염수로 김치를 제조하여 김치 숙성 중의 특성을 조사하였다. 염도와 가용성고형물의 김치 숙성 중 변화 양상은 시료 사이에 큰 차이는 없었지만 5회 사용염수김치(F)의 염도와 가용성고형물이 다른 시료나 대조군에 비해 약간 높았다.
- 시료김치 착즙액 1mL를 취하여 단계적으로 적절히 희석한 후 총균수는 Plate Count Agar(Merck), 젖산균 수는 MRS Agar(Difco Lab) 배지를 이용하여 3개 반복으로 30℃에서 48시간 평판 배양한 후, 생균수와 젖산균 수를 계측하여 평균값을 취하였다
- 1)17). 절임 후 절임 수와 동량의 물로 3회 헹구고 30분간 탈수하여 2~4㎝로 세절한 후 100g씩 칭량하여 양념(고춧가루 2.3g, 마늘 1.5g, 생강 0.4g, 파 3.1g, 멸치액젓 3.0g)을 섞어 김치를 제조하였다. 제조된 김치는 진공포장필름으로 밀봉한 후 10℃ incubator(Vision Scientific Co.
- 7% 염도)에 잠기도록 하여 4시간 동안 한 번 뒤집으며 절임하였다. 절임수는 수돗물로 만든 대조군 염수(control), 5회 반복 사용 절임 염수(F), 5회 절임수를 가는 모래관에 여과시킨 처리수(F1), 5회 절임수를 가는 모래관 통과 후 다시 활성탄관에 통과시킨 처리수(F2)에 천일염을 넣어 각각 염도를 일정하게 (16.7%) 맞추어 사용하였다(Fig. 1)17). 절임 후 절임 수와 동량의 물로 3회 헹구고 30분간 탈수하여 2~4㎝로 세절한 후 100g씩 칭량하여 양념(고춧가루 2.
- 제조한 김치 시료는 waring blender로 마쇄 후 거즈로 여과하여 얻은 각 시료액의 염도와 가용성 고형물함량을 각각 염도계(saltmeter, Demetra Model TM-30℃, Takemura Electric Works Ltd, Japan)와 굴절당도계(Refractometer, N-1E, Atago, Japan)를 사용하여 측정하였다.
- 관능검사요원은 김치에 관심이 있는 대학원생 12명으로 구성하였으며, 각 시료 2~3 조각을 백색 사기접시에 담아 생수와 함께 제공하였다. 평가방법은 선척도(10㎝)에 의하여 외관, 냄새, 맛, 질감에 대해 특성이 강할수록 높은 점수를 주도록 하였고, 마지막으로 전체적 기호도를 평가하였다. 결과는 Window 용 SPSS 프로그램 (version 10.
대상 데이터
- 2)에 관능검사를 실시하였다. 관능검사요원은 김치에 관심이 있는 대학원생 12명으로 구성하였으며, 각 시료 2~3 조각을 백색 사기접시에 담아 생수와 함께 제공하였다. 평가방법은 선척도(10㎝)에 의하여 외관, 냄새, 맛, 질감에 대해 특성이 강할수록 높은 점수를 주도록 하였고, 마지막으로 전체적 기호도를 평가하였다.
- 배추는 강원도 둔내에서 생산한 고랭지 배추(품종: 강력)로서 포기 중량이 약 2 ㎏인 것을 구입하여 사용하였다. 소금은 천일염(NaCl 80%)을, 마늘, 파, 생강, 고춧가루(괴산농협), 멸치액젓(하선정식품) 등의 양념은 농협에서 구입하였다.
- 소금은 천일염(NaCl 80%)을, 마늘, 파, 생강, 고춧가루(괴산농협), 멸치액젓(하선정식품) 등의 양념은 농협에서 구입하였다.
- 0g)을 섞어 김치를 제조하였다. 제조된 김치는 진공포장필름으로 밀봉한 후 10℃ incubator(Vision Scientific Co. Ltd., VS 8480SR, Korea)에서 숙성시키면서 실험에 사용하였다
데이터처리
- 평가방법은 선척도(10㎝)에 의하여 외관, 냄새, 맛, 질감에 대해 특성이 강할수록 높은 점수를 주도록 하였고, 마지막으로 전체적 기호도를 평가하였다. 결과는 Window 용 SPSS 프로그램 (version 10.0)으로 분산분석 (ANOVA)과 Duncan의 다중범위분석(multiple range test)을 실시하여 통계 처리하였다19).
성능/효과
- 5는 김치 시료의 적정산도를 나타낸 것으로, pH 결과와 같은 경향으로 김치가 숙성됨에 따라 유기산이 생성되어 20일까지 계속 증가하는 경향을 보인다. 5회 절임수로 담근 김치(F)가 숙성 7일째 0.8%의 젖산 함량으로 가장 빠른 속도로 증가하고 F1과 F2 시료는 비슷하게 0.75%를, 대조군 김치는 0.69%로 가장 낮은 산도를 보였다. 이러한 경향은 숙성 14일까지 비슷하다가 이후 대조군 김치의 숙성이 빨라져 숙성 20 일에는 F, 대조군, F1, F2의 순서로 산도가 낮아졌다.
- 염도와 가용성고형물의 김치 숙성 중 변화 양상은 시료 사이에 큰 차이는 없었지만 5회 사용염수김치(F)의 염도와 가용성고형물이 다른 시료나 대조군에 비해 약간 높았다. 김치 숙성 동안의 pH와 적정산도는 대조군과 F1 김치는 비슷한 pH와 산도 변화를 보였고, F 김치는 가장 빠르게 숙성되는 변화를 나타낸 반면 F2는 가장 느린 숙성속도를 나타내었다. 총균수는 F시료가 가장 높았고, F2시료가 가장 낮았으며, 젖산균수는 F 시료에서 가장 낮은 수를 나타내었고 대조군과 F1 시료는 비슷하였다.
- 3은 시료 김치의 숙성기간에 따른 가용성 고형물 함량의 변화를 나타낸 것이다. 김치 제조 1일에는대조군염수로 담근 김치 8.2°Brix, 5회 절임수로 담근 김치 9.5°Brix, 여과 처리한 재활용수로 담근 김치는 각각 7.5(F1, 1차 여과)와 8.0(F2, 2차 여과)°Brix로 5회 사용 절임수로 담근 김치의 가용성고형물함량이 가장 높았고, 20일의 숙성기간 중 F 시료의 고형물 함량이 대체로 가장 높은 결과를 나타내었다. 이는 5회 반복절임과정 중에 절임 염수로 용출된 가용성 고형물들의 농도가 높아(18°rix17)) 배추로부터 당류, 유기산, 염류들의 용출이 적고, 배추보다 높은 가용성 고형물농도에 의해 배추로 염류와 당류 등이 일부 유입되었기 때문으로 추측된다.
- 숙성적기의 관능평가 결과 외관, 냄새(신 냄새, 부패냄새), 맛(신맛, 전체적 맛)과 질감(질긴정도, 아삭함)에서 F시료에 대하여 가장 바람직하지 않은 점수를 나타내었고, F1과 대조군은 유사한 점수를 받았으며 F2는 가장 신냄새와 신맛이 약하고 질긴 정도가 높은 김치로 평가되었다. 김치의 특성과 관능평가 결과 반복 사용한 폐염수는 재사용할 경우 김치 품질이 나빠질 것으로 판단되는 반면 가는 모래나 활성탄으로 여과처리한 후 절임염수로 재활용하는 경우는 대조군 김치와 품질에 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 절임염수로서의 재활용 가능성을 보여주었다.
- 6과 같다. 네 가지 김치의 숙성 중의 총균수 변화는 이미 보고된 김치 결과23)와 비슷하여 숙성 적기인 7일까지 균수가 급격하게 증가하다가 이후 감소하는 변화를 나타내었다. 숙성 4일째부터 5회사용염수 김치(F)의 미생물수가 가장 높았는데, 이는 5회 반복사용에 따른 당류나 염류 등 유기물의 축적으로 미생물의 번식이 촉진된 것으로 생각된다.
- 8% 정도의 염도를 나타내었다. 대체로 5회 사용 염수 김치 (F)가 다른 시료들 보다 약간 높은 염도를 나타내었고, 숙성 적기인 7일에는 모두 약 2.4%의 염도를 나타내었다. 박 등의 보고19)에 의하면, 김치의 숙성과정 중 초기에는 3.
- 배추김치의 질감에 대한 평가에서 질긴 정도는 F2가 가장 높았고 F시료가 가장 낮았으며, 아삭한 정도도 대조군과 함께 F2가 가장 높았고 F가 가장 낮아 5회 반복사용염수를 재사용하여 절임한 김치는 숙성 7일째에 벌써 연부현상에 의해 물렁한 질감을 나타내었고, 반면 활성탄을 사용하여 여과한 염수로 담근 김치는 대조군에 비해 더 질긴 것으로 평가되었다. 마지막으로 전체적 기호도를 평가한 결과는 대조군과 여 과 처리염수 김치(F1과 F2)는 같은 기호도 평가를 보인 반면, 냄새, 맛과 질감에서 모두 낮은 평가를 받은 5회 반복사용염수 김치(F)는 다른 시료에 비해 유의하게 낮은 전체적 기호도를 나타내었다.
- 전체적 맛에 대한 기호도는 대조군과 F1이 비슷하게 높았고, 신맛이 강한 F와 덜 익은듯한 F2의 기호도 점수가 비슷하게 평가되었다. 배추김치의 질감에 대한 평가에서 질긴 정도는 F2가 가장 높았고 F시료가 가장 낮았으며, 아삭한 정도도 대조군과 함께 F2가 가장 높았고 F가 가장 낮아 5회 반복사용염수를 재사용하여 절임한 김치는 숙성 7일째에 벌써 연부현상에 의해 물렁한 질감을 나타내었고, 반면 활성탄을 사용하여 여과한 염수로 담근 김치는 대조군에 비해 더 질긴 것으로 평가되었다. 마지막으로 전체적 기호도를 평가한 결과는 대조군과 여 과 처리염수 김치(F1과 F2)는 같은 기호도 평가를 보인 반면, 냄새, 맛과 질감에서 모두 낮은 평가를 받은 5회 반복사용염수 김치(F)는 다른 시료에 비해 유의하게 낮은 전체적 기호도를 나타내었다.
- 신냄새는 F 시료가 가장 강하다고 평가되었고, 대조군과 F1은 같은 중간 정도로, F2는 가장 낮은 신냄새를 내는 것으로 평가되었다. 부패냄새도 F시료가 가장 높은 점수를 나타내어 5회 반복 사용염수로 절인 김치의 외관과 냄새가 매우 좋지 않은 것을 알 수 있었다. 신맛은 신냄새와 같은 결과로 F시료가 가장 높은 점수를 F2와 대조군이 가장 낮은 점수를 보여 F시료가 가장 빠르게 숙성하여 pH가 낮고 산도가 가장 높았고, F2가 가장 느린 숙성속도를 보여 pH가 높고 산도가 가장 낮은 결과와 일치하였다.
- 1로 더 빠르게 감소하였다. 숙성 10일까지 대조군과 F1, F2시료는 pH 감소가 거의 비슷한 반면, 5회 반복사용 절임수를 사용한 김치(F)는 더 낮은 pH를 나타내었고, 숙성 14일 이후에는 대조군과 F1 시료는 거의 같은 속도로 감소하여 숙성 20일에 pH 4.0으로 감소한 반면 F 시료는 숙성 20일에 pH 3.8로 감소하였고, F2는 가장 높은 pH 4.1을 나타내었다. F 시료는 5회 반복사용 절임 염수에 염도를 맞추어 사용한 절임수로 절인 김치로 반복 사용에 의해 당류와 유기산이 축적되어 다른 시료보다 빠르게 발효됨으로써 pH가 낮아진것으로 추측된다.
- 총균수는 F시료가 가장 높았고, F2시료가 가장 낮았으며, 젖산균수는 F 시료에서 가장 낮은 수를 나타내었고 대조군과 F1 시료는 비슷하였다. 숙성적기의 관능평가 결과 외관, 냄새(신 냄새, 부패냄새), 맛(신맛, 전체적 맛)과 질감(질긴정도, 아삭함)에서 F시료에 대하여 가장 바람직하지 않은 점수를 나타내었고, F1과 대조군은 유사한 점수를 받았으며 F2는 가장 신냄새와 신맛이 약하고 질긴 정도가 높은 김치로 평가되었다. 김치의 특성과 관능평가 결과 반복 사용한 폐염수는 재사용할 경우 김치 품질이 나빠질 것으로 판단되는 반면 가는 모래나 활성탄으로 여과처리한 후 절임염수로 재활용하는 경우는 대조군 김치와 품질에 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 절임염수로서의 재활용 가능성을 보여주었다.
- 김치의 외관은 5% 유의수준에서 시료 사이의 차이가 뚜렷하여 1차 처리수(F1)김치가 가장 높았고, 다음이 2차 처리수 김치와 대조군 김치이며 5회 반복사용염수 김치(F)가 가장 낮은 외관 점수를 나타내었다. 신냄새는 F 시료가 가장 강하다고 평가되었고, 대조군과 F1은 같은 중간 정도로, F2는 가장 낮은 신냄새를 내는 것으로 평가되었다. 부패냄새도 F시료가 가장 높은 점수를 나타내어 5회 반복 사용염수로 절인 김치의 외관과 냄새가 매우 좋지 않은 것을 알 수 있었다.
- 부패냄새도 F시료가 가장 높은 점수를 나타내어 5회 반복 사용염수로 절인 김치의 외관과 냄새가 매우 좋지 않은 것을 알 수 있었다. 신맛은 신냄새와 같은 결과로 F시료가 가장 높은 점수를 F2와 대조군이 가장 낮은 점수를 보여 F시료가 가장 빠르게 숙성하여 pH가 낮고 산도가 가장 높았고, F2가 가장 느린 숙성속도를 보여 pH가 높고 산도가 가장 낮은 결과와 일치하였다. 전체적 맛에 대한 기호도는 대조군과 F1이 비슷하게 높았고, 신맛이 강한 F와 덜 익은듯한 F2의 기호도 점수가 비슷하게 평가되었다.
- 염도와 가용성고형물의 김치 숙성 중 변화 양상은 시료 사이에 큰 차이는 없었지만 5회 사용염수김치(F)의 염도와 가용성고형물이 다른 시료나 대조군에 비해 약간 높았다. 김치 숙성 동안의 pH와 적정산도는 대조군과 F1 김치는 비슷한 pH와 산도 변화를 보였고, F 김치는 가장 빠르게 숙성되는 변화를 나타낸 반면 F2는 가장 느린 숙성속도를 나타내었다.
- 반복 사용한 염수로 제조한 김치가 더 높은 산도를 나타내는 이유는 가용성 고형물의 함량이 높을수록 생성되는 산이 많아 산도가 높아진다는 보고22)와 일치하는 결과이다. 적정산도와 pH 변화를 관찰한 결과 5회반복사용 염수 김치는 대조군에 비해 빠르게 숙성한 반면, 여과처리용수를 재활용하여 절임수로 사용한 경우 대조군과 거의 비슷한 값을 나타내어 폐염수를 간단한 모래관이나 활성탄으로 처리한 후 절임수로 재사용하는 것이 가능함을 보여주었다.
- 신맛은 신냄새와 같은 결과로 F시료가 가장 높은 점수를 F2와 대조군이 가장 낮은 점수를 보여 F시료가 가장 빠르게 숙성하여 pH가 낮고 산도가 가장 높았고, F2가 가장 느린 숙성속도를 보여 pH가 높고 산도가 가장 낮은 결과와 일치하였다. 전체적 맛에 대한 기호도는 대조군과 F1이 비슷하게 높았고, 신맛이 강한 F와 덜 익은듯한 F2의 기호도 점수가 비슷하게 평가되었다. 배추김치의 질감에 대한 평가에서 질긴 정도는 F2가 가장 높았고 F시료가 가장 낮았으며, 아삭한 정도도 대조군과 함께 F2가 가장 높았고 F가 가장 낮아 5회 반복사용염수를 재사용하여 절임한 김치는 숙성 7일째에 벌써 연부현상에 의해 물렁한 질감을 나타내었고, 반면 활성탄을 사용하여 여과한 염수로 담근 김치는 대조군에 비해 더 질긴 것으로 평가되었다.
- 7)를 살펴보면 총균수에 비해 낮지만 거의 같은 변화 형태를 보이고 있다. 즉, 네 가지 김치 모두 숙성 적기인 7일째에 최고의 젖산균수를 보이다가 이후 서서히 감소하는 변화를 나타내었다. 대조군과 F1 김치는 거의 비슷한 젖산균 수의 변화를 나타내어 위의 pH와 산도의 결과에서와 같이 F1 김치는 대조군과 매우 비슷한 발효 속도를 보이고 있는 것으로 해석된다.
- 김치 숙성 동안의 pH와 적정산도는 대조군과 F1 김치는 비슷한 pH와 산도 변화를 보였고, F 김치는 가장 빠르게 숙성되는 변화를 나타낸 반면 F2는 가장 느린 숙성속도를 나타내었다. 총균수는 F시료가 가장 높았고, F2시료가 가장 낮았으며, 젖산균수는 F 시료에서 가장 낮은 수를 나타내었고 대조군과 F1 시료는 비슷하였다. 숙성적기의 관능평가 결과 외관, 냄새(신 냄새, 부패냄새), 맛(신맛, 전체적 맛)과 질감(질긴정도, 아삭함)에서 F시료에 대하여 가장 바람직하지 않은 점수를 나타내었고, F1과 대조군은 유사한 점수를 받았으며 F2는 가장 신냄새와 신맛이 약하고 질긴 정도가 높은 김치로 평가되었다.
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