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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 매운맛이 적으나 김치 고유의 붉은색은 유지할 뿐 아니라 더욱 풍부한 맛과 영양 및 기능성을 증진시키고자 김치에 토마토를 사용하여 영 양과 기능성이 증진된 김치를 개발하고자 하였다.
제안 방법
- TK(Tomato Kimchi) 와 CK(Cabbage Kimchi) 의 20 ℃ 숙성 중 시간별 Na와 K의 함량 변화의 측정은 건식분 해법에 따라 얻어진 시험용액을 Na, K농도를 1~1ml 되게 조정하여 유도결합 플라즈마 분광기 LC.P (inductively coupled plasma spectrophotometer(Spectrocirosg)를 이용하여 측정하였다. 분석조건은 plasmapower 1, 400, coolant flow 12.
- 11에 나타내었다. 관능검사는 숙성 2일째 주요 관능적 품질인 외관, 향, 맛, 경도 및 전반적인 기호도에 대하여 유의 수준 p<0.05에서 관능적 특성을 평가하였다. 신맛, 매 운맛, 짠맛은 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 관능 검사원은 성신여자대학교 식품영양학과 대학원생 10명 에 의하여 수행되었다. 관능검사는 외관, 신맛 짠맛, 신선한 맛, 신내, 붉은색, 아작아작함, 전반적인 기호도 의 8개 항목으로 세분하고, 9점 평점법으로 평가하였다. 관능검사 결과는 SAS program을 사용해 ANOVA (Analysis of variance)에 의해 유의성을 검정하였고 Duncan's multiple range test를 통하여 95% 유의수준으로 유의적인 차이를 검증하였다.
- 김치는 20℃에서 저장하면서 숙성 2일째 즉, pH 3.8~4.2 정도에서 건더기와 국물이 동량(w/w)이 되도록 총 100 g을 채취하여 동일한 용기에 제시하였다. 관능 검사원은 성신여자대학교 식품영양학과 대학원생 10명 에 의하여 수행되었다.
- 발효 정도의 지표로 pH와 산도, 당과 염분의 함량 변화 및 색도, 경도(hardness)를 측정하였고 이에 영향을 준다고 생각 되는 미생물 균총의 변화를 살펴보았다. 또한 토마토 를 첨가한 김치와 첨가하지 않은 김치의 DPPH free radical 소거 활성 및 총 폴리페놀 함량을 살펴보고 관능평가를 실시한 결과는 다음과 같다.
- 1 점보다 약간 높은 점수를 나타냈다. 맛은 평가 항목으로는 신맛, 매운맛, 신선한 맛, 짠맛으로 평가하였다. 신내는 TK가 CK보다 약간 높았고 신맛은 유의적인 차이가 없었다.
- 제조 직후 20℃ 에서 발효, 숙성 중 토마토김치 (Tomato Kimchi, TK)와 배추김치 (Chinese Cabbage Kimchi, CK)의 발효특성을 살펴보았다. 발효 정도의 지표로 pH와 산도, 당과 염분의 함량 변화 및 색도, 경도(hardness)를 측정하였고 이에 영향을 준다고 생각 되는 미생물 균총의 변화를 살펴보았다. 또한 토마토 를 첨가한 김치와 첨가하지 않은 김치의 DPPH free radical 소거 활성 및 총 폴리페놀 함량을 살펴보고 관능평가를 실시한 결과는 다음과 같다.
- 토마토는 blender(HANIL-HMF-37)로 한꺼번에 갈아 -20℃에서 냉동하면서 필요시 꺼내 실온에서 해동시켜 사용하였고, 배추는 길이 2~3 cm로 일정하게 썰어 깨 끗이 씻어 30분간 물기를 제거한 한 뒤 NaCl 2% 농도 로 1시간 실온에서 절였다. 부재료로 마늘 및 생강, 파 를 각각 2 g씩 넣고, 동일한 적색도를 유지시키기 위해 고춧가루 1 g 넣은 토마토 김치(Tomato Kimchi; TK)와 대조군으로 토마토를 빼고 고춧가루를 2.5 g 첨가하여 만든 배추김치 (Cainese Cabbage Kimchi; CK)를 제조하여 100 g씩 polyethylene bag에 공기를 빼고 20 ℃ Incubator(HAN YOUNG DX9)에 저장하면서 0, 4, 8, 12, 18, 24, 48, 72, 96, 120시간에 100 g씩 꺼내 실험 하였다 (Table 1).
- 시료 1 ml을 0.85% 멸균 식염수로 10배 단계 희석 하여 spreading culture method로 접종하였다. 총 균수는 PCA(Plate count Agar) medium을 사용하였다.
- 시료는 Total polyphenolic compound 함량 분석에 사용한 methanol 추출액을 1 ml에 0.1 mM DPPH(a, a- diphenyl-P-picryl hydrazyl) 용액 2 mb을 넣고 10초간 진탕 후 30분 동안 방치한 다음 Spectrophotometer (Ultraspec 2000, Pharmacia, England)를 이용하여 525nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 시료를 blender(HANIL-HMF-370) 로 간 후 Tri-strimulus colormeter(SOD 601, Color Techno System Co. ToKoy, Japan) 에 의해 L(Lighteness), a(Redness), b(Yellowness)값을 측정하여 3회 측정치의 평균값으로 나타내었다.
- 시료를 blender(HANIL-HMF-370)로 간 후에 5배의 methanol 을 가하여 sonicator(Bransonic 5510R-DTH,U.S.A)를 사용하여 93, 000 rpm/min으로 15분씩 2번, 150, 000 rpm/n으로 15분씩 1번 추출 여과하여 사용하였다. 총 폴리페놀 함량의 분석은 시료의 메탄올 추출액 5 ml에 Folin 시약 5 ml를 가하고 3분후 10% sodium carbonate 5 ml를 넣어 30℃에서 1시간 발색시 킨 다음 Spectrophotometer(Ultraspec 2000, Pharmacia,England)를 이용하여 700 nm에서의 흡광도를 측정하였 다, 대조구로서는 검액 대신 물을 사용하였고, 미리 tannic acid을 사용한 검량곡선으로부터 시료 중의 폴 리페놀 함량을 측정하였다.
- 시료의 Texture는 Texture analyzer(TA-X2, Stable Micro System, England)를 사용하였고, 배추 중간부위 의 중심부를(2x2 cm, 두께 3 mm) 지름 2 mm인 stainless probe로 시료 두께의 65%까지 관통하면서 받는 최대 힘으로 나타냈다.
- 염도 및 당도 측정은 시료여액을 취해 염분 농도계(PAL-03S, ATAGO, Japan)와 굴절당도계(N-la, ATAGO, Japan)로 측정하였다. 이때, TK와 CK는 20℃ Incubator 에서 120시간까지 저장하면서 염도변화를 측정하였다.
- 제조 직후 20℃ 에서 발효, 숙성 중 토마토김치 (Tomato Kimchi, TK)와 배추김치 (Chinese Cabbage Kimchi, CK)의 발효특성을 살펴보았다. 발효 정도의 지표로 pH와 산도, 당과 염분의 함량 변화 및 색도, 경도(hardness)를 측정하였고 이에 영향을 준다고 생각 되는 미생물 균총의 변화를 살펴보았다.
- A)를 사용하여 93, 000 rpm/min으로 15분씩 2번, 150, 000 rpm/n으로 15분씩 1번 추출 여과하여 사용하였다. 총 폴리페놀 함량의 분석은 시료의 메탄올 추출액 5 ml에 Folin 시약 5 ml를 가하고 3분후 10% sodium carbonate 5 ml를 넣어 30℃에서 1시간 발색시 킨 다음 Spectrophotometer(Ultraspec 2000, Pharmacia,England)를 이용하여 700 nm에서의 흡광도를 측정하였 다, 대조구로서는 검액 대신 물을 사용하였고, 미리 tannic acid을 사용한 검량곡선으로부터 시료 중의 폴 리페놀 함량을 측정하였다.
- 토마토 김치의 발효특성을 살펴보기 위하여 pH, 산도, 색도, Texture, 미생물수, 당도 및 염도 측정, Na와 K 함량을 측정하였고 DPPH free radical 소거 활성과퐁 폴리페놀 함량을 조사하였으며 최종적으로 관능적 평가를 한 결과는 다음과 같았다.
대상 데이터
- 2 정도에서 건더기와 국물이 동량(w/w)이 되도록 총 100 g을 채취하여 동일한 용기에 제시하였다. 관능 검사원은 성신여자대학교 식품영양학과 대학원생 10명 에 의하여 수행되었다. 관능검사는 외관, 신맛 짠맛, 신선한 맛, 신내, 붉은색, 아작아작함, 전반적인 기호도 의 8개 항목으로 세분하고, 9점 평점법으로 평가하였다.
- 김치 재료 중 배추, 파, 마늘, 생강 및 고춧가루((주) 두산 종가집)를 실험 당일 신선한 것을 구입하여 사용 하였고, 토마토는 정선 농협에서 직거래, 완숙 제품 (품종: 슈퍼도테랑, 9월 초에 수확한 것으로 4일 후) 구입하여 사용하였다.
- 실험에서 사용된 시약은 Sigma제품으로 특급품을 사용하였다.
- 85% 멸균 식염수로 10배 단계 희석 하여 spreading culture method로 접종하였다. 총 균수는 PCA(Plate count Agar) medium을 사용하였다. 젖산균수는 MRS medium을 사용하여 접종한 후, 30 ℃ 에서 48 시간 배양 후 colony를 계수하였다.
- 토마토는 blender(HANIL-HMF-37)로 한꺼번에 갈아 -20℃에서 냉동하면서 필요시 꺼내 실온에서 해동시켜 사용하였고, 배추는 길이 2~3 cm로 일정하게 썰어 깨 끗이 씻어 30분간 물기를 제거한 한 뒤 NaCl 2% 농도 로 1시간 실온에서 절였다. 부재료로 마늘 및 생강, 파 를 각각 2 g씩 넣고, 동일한 적색도를 유지시키기 위해 고춧가루 1 g 넣은 토마토 김치(Tomato Kimchi; TK)와 대조군으로 토마토를 빼고 고춧가루를 2.
데이터처리
- 관능검사는 외관, 신맛 짠맛, 신선한 맛, 신내, 붉은색, 아작아작함, 전반적인 기호도 의 8개 항목으로 세분하고, 9점 평점법으로 평가하였다. 관능검사 결과는 SAS program을 사용해 ANOVA (Analysis of variance)에 의해 유의성을 검정하였고 Duncan's multiple range test를 통하여 95% 유의수준으로 유의적인 차이를 검증하였다.
성능/효과
- 1. 토마토김치(Tomato Kimchi, TK)의 pH는 제조 직 후, 배추김치 (Chinese Cabbage Kimchi, CK)보다 낮은 값을 보였으나 발효 48시간 후 CK의 pH가 급격히 낮아져 이후 거의 비슷한 값을 보였다.
- 10. 토마토의 총 페놀함량은 280 mg/100g으로 배추 60 mg/100g보다 거의 5배 높았다.
- 11. TK와 CK의 20℃ 에서 발효 2일후의 관능적 특성은 신맛은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 외관, 색상, 향, 상큼한 맛, 견고성, 매운맛, 짠맛, 전반적인 기호 도 면에서도 유의적인 차이를 보였으며 특히, 색상 과 상큼한 맛, 매운 맛은 유의적인 차(p<0.
- 2. TK의 산도는 초기값은 CK보다 높았으나 2일후에는 CK와 동일한 산도를 나타냈다.
- 3. TK의 명도(L값)는 발효 전 기간에 걸쳐 CK에 비해 낮았다. 적색도(a값)는 TK, CK모두 발효 4시간에 급격히 증가했으며 이후 거의 비슷한 값을 보였다.
- 4. TK의 경도(hardness)는 발효와 더불어 낮아졌으나 발 효 전반에 걸쳐 CK보다 다소 높은 값을 보였다.
- 5. TK의 초기 총 균수는 2.7xl04 cfu/ml으로 CK의 6.1x1(/ chi/ml 보다 적었다. 그러나 24시간에 각각 3.
- 6. 발효 초기의 TK의 당 농도(°Brix)는 7.4, CK는 7.3 이었다. TK와 CK는 발효가 진행됨에 따라 당 농도가 감소했다.
- 7. TK와 CK의 발효 초기의 염도는 TK가 6.7, CK가 6.5% 였다. TK와 CK는 발효가 진행됨에 따라 염 농도가 감소했다.
- 8. TK와 CK의 Na와 K의 함량을 초기와 숙성 적기인 48시간에 분석한 결과, TK와 CK의 Na 함량은 초 기에 860.09 895.26 mg/100g이었고, 48시간에는 각각 867.57, 683.98 mg/100g이었다. K 함량은 초기에 각각 352.
- 9. TK와 CK의 Methanol 추출액을 대조군 1% BHT에 대해 DPPH free radical 소거 활성을 비교한 결과, TK와 CK의 초기 값은 큰 차이가 없었으나 발효 가 진행됨에 따라 TK의 DPPH 활성이 약간 증가 되며, 발효 120시간 후에는 초기 값보다 10% 증 가한 값을 보였다.
- 10에 나타내었다. TK methanol 추출물의 DPPH 활성은 1% BHM의 활성을 92%로 하였을 때, 발효가 진행됨에 따라 다소 증가하여 발효 120시간에는79.5%로 나타났다. CK는 전반적으로 비슷한 값을 보 이다가 발효 120시간에는 DPPH Free radical 소거활성이 71.
- 5xl06 cfb/ml로 거의 비슷해졌다가 발효 120시간까지 약간 높은 값을 보였다. TK의 젖 산균수도 초기에는 CK보다 낮았으나 급격히 증가하여 발효 48시간 이후 CK의 3.3xl06 cfb/ml보다 높은 값 5.1X106 cfti/ml 를 나타내 총 균수의 증가는 젖산 균 수의 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 0xl04 cfii/ml으로 비슷한 수를 보였다. 그러나 숙성과 더불어 점차 증가하여 48시간 이후에는 TK의 젖산균 수가 5.1xl06 cfu/ml로 CK의 젖산균 수3.3xl06 cfij/ml보다 높은 수를 보였으며 이후 120시간 까지도 높은 값을 나타내는 경향을 보였다. 총 균수와 젖산균 수가 같은 양상으로 증가하는 것은 두 김치 군 에서 총 균수의 중가는 젖산균 수의 증가에 기인한 것으로 사료되며 발효 말기에는 TK의 젖산균 수가3.
- 1X104 cfu/ml로 배추김치에서 많은 수를 나타내었다. 그러나 발효의 경과와 더불어 두 김치 모두에서 총 균수가 증 가되었으며 특히, 토마토김치에서 급격히 종가되어 발 효 48시간 후에는 토마토 김치에서 5.7xl06 cfu/ml, 배 추김치에서는 3.7xl06 cfij/ml로 토마토김치가 높은 값을 보였으며 이는 발효 120시간까지 같은 양상을 보였다. 젖산균수의 변화는 Fig.
- 3 였 다. 발효 8시간까지 TK와 CK가 급격히 증가하여 72시 간까지 거의 비슷한 값을 보이다가 점점 낮아져 발효 120시간에 TK는 약 26, CK는 약 39로 전반적으로 TK가 낮은 값을 보였다. 이 결과는 TK의 b값이 CK보다 적은 것은 숙성되면서 점차 황색을 띠는 고춧가루 양이 CK의 40% 밖에 첨가되지 않았기 때문이라 사료된다.
- 12였다. 발효가 진행됨에 따라 Tk의 L값이 감소하여 발효 120시간에는 35.87로 낮아지는 경향을 보였고, CK의 L값은 40.57로 다소 증가하는 경향을 보였다. 이 결과는 고춧가루는 미숙시는 붉은색, 적숙시는 밝은 붉은 색, 과숙시에는 황색빛을 품은 연한 붉은 색이 된다는 보고(Kim MK 등 1994)에 의하면, TK의 L값이 CK보다 적은 것은 고춧가루 양이 CK의 40% 밖에 첨 가되지 않았기 때문이라 사료된다.
- 532%로 두 군 모두 숙성 적기로는 48시간으로 동일함을 나타냈다. 산도는 TK가 숙성 48시간에 0.594%에서 발효 최종 120 시간에 1.3%로 48시간 이후 급격히 증가해 전반적으로 CK보다 다소 높은 값을 나타냈으며 유사한 경향으로 증 가되었다. 이는 토마토가 citric, malic 등 유기산을 함유하고 있기 때문이라 사료된다.
- 5점보다 높은 점수 를 나타냈다. 색상에서는 유의적인 차(p<0.01)를 보여 TK의 색상이 CK의 색상보다 기호도가 높음을 확인하였다. 향에서의 테스트 항목은 김치의 신내로 관능적 특성을 평가한 결과 TK가 약 6.
- 01)를 보여 TK가 CK보다 매운 맛이 적음을 확인하였다. 신선한 맛은 유의적인 차 (p-<0.01)를 나타내어 TK가 CK보다 상대적으로 신선 한 맛이 높음을 확인하였다. 이는 토마토과실의 향기물질인 alcohol류, aldehyde류, ester류 및 ketone류가 대 부분을 차지하고 있는데, methyl formate, methyl acetate 등의 성숙 토마토의 향기성분인 ester성분 및 신선한 토마토 향기물질인 dimethyl disulfide, 2-methyl- 2-heptene-6-ane 등의 향기물질의 영향이라 생각된다.
- 01)를 나타내어 CK보다 짠맛이 적었다. 아삭아삭한 맛은 TK가 약 7.6점, CK가 약 5점으로 TK의 경도가 유의적으로 높았다. 이는 Texture analyzer로 측정한 값의 차보다 높은 차를 보였는데 이것은 TK의 신선한 맛이 사각사각한 맛의 상승효과에 영향을 미쳤으리라 생각된다.
- TK와 CK의 20℃ 에서 발효 2일후의 관능적 특성은 신맛은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 외관, 색상, 향, 상큼한 맛, 견고성, 매운맛, 짠맛, 전반적인 기호 도 면에서도 유의적인 차이를 보였으며 특히, 색상 과 상큼한 맛, 매운 맛은 유의적인 차(p<0.01)를 보 였으며 관능적 품질이 우수한 것으로 나타났다.
- 이는 Texture analyzer로 측정한 값의 차보다 높은 차를 보였는데 이것은 TK의 신선한 맛이 사각사각한 맛의 상승효과에 영향을 미쳤으리라 생각된다. 전반적인 기호도에 있어서는 TK가 약 8점, CK가 약 5점으로 유의 적인 차(p-<0.01)를 나타내어 관능적인 특성에 있어서 TK가 CK에 비해 기호도가 높음을 확인하여 토마토 김치의 개발 가치가 있을 것으로 사료되었다.
- 6%로 초기보다 다소 높은 값을 나타냈다. 즉, CK는 DPPH Free radical 소거활성은 발효 중 거의 변화가 없는 반면, TK는 완만히 증가해 최종 발효 120 시간에는 초기 값보다 10% 증가한 값을 보였으며 이값은 1% BHT의 DPPH Free radical 소거활성의 90%값이었다. 이처럼 TK가 CK에 비해 항산화 활성이 높은 것은 토마토 과피의 라이코펜과 같은 카로티노이드색소가 함유되어 있는 것(Edward G Tomatoes 1999)과토마토에 함유되어 있는 여러 생리활성 물질의 영향 (Rock CL 등 1997)이라고 사료된다.
- 3xl06 cfij/ml보다 높은 수를 보였으며 이후 120시간 까지도 높은 값을 나타내는 경향을 보였다. 총 균수와 젖산균 수가 같은 양상으로 증가하는 것은 두 김치 군 에서 총 균수의 중가는 젖산균 수의 증가에 기인한 것으로 사료되며 발효 말기에는 TK의 젖산균 수가3.9xl06 chj/ml로 Ck의 젖산균 수 1.6xl06 chi/ml보다높은 수를 나타냈다. 이는 토마토에 젖산균의 생육을 촉진시키는 인자가 있는 것으로 사료된다.
- 01)를 보여 TK의 색상이 CK의 색상보다 기호도가 높음을 확인하였다. 향에서의 테스트 항목은 김치의 신내로 관능적 특성을 평가한 결과 TK가 약 6.8점으로 CK의 6.1 점보다 약간 높은 점수를 나타냈다. 맛은 평가 항목으로는 신맛, 매운맛, 신선한 맛, 짠맛으로 평가하였다.
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