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문제 정의
- 고들빼기에 대한 연구로는 고들빼기의 화학성분에 대한 연구(Lee SR 등 1992, Shin SC 1988), 고들빼기 추출물에 관한 연구(Bae SJ 등 1998), 이고들빼기의 휘발성 풍미성분에 관한 연구(Lee MS와 Kim MK 1989), 고들빼기의 갈변(Park SS와 Kim AK 1984)과 생리활성 물질 검색(Shin SC 1993)에 관한 연구, 고들빼기김치의 숙성 중 클로로필 및 유도체에 관한 연구(Kim GE 등 1998), 고들빼기의 채취시기와 침지방법별 발효 특성에 관한 연구(Shin SC 1996) 등이 이루어지고 있으나 고들빼기김치의 숙성온도와 저장기간의 변화에 따른 이화학적 특성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 고들빼기김치의 부가가치 향상을 위해서는 숙성온도와 기간에 따른 품질특성 변화에 대한 기초적인 연구가 필요하다고 사료되며 이에 본 연구에서는 예로부터 약재와 김치 및 나물로서 식용되어진 고들빼기를 이용하여 김치를 제조하고 20℃와 5℃에 저장하면서 화학적 특성과 함께 기능적 특성을 분석하여 각각의 저장온도에 따른 고들빼기김치의 적숙기를 조사하고자 하였다.
제안 방법
- 계산 방법은 아래와 같으며 총 식이섬유(total dietary fiber) 함량은 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유를 합한 값으로 나타내었다. 결과 데이터는 건시료로 분석한 결과를 생시료로 환산하여 제시하였다.
- 식이섬유는 종류에 따라 생리적인 효과가 다르기 때문에 총 식이섬유 함량뿐만 아니라 수용성과 불용성 식이섬유 함량을 측정하는 것이 바람직하다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서도 원료 고들빼기와 고들빼기김치의 식이섬유 함량을 수용성과 불용성으로 분리해서 측정하였다. 원료 고들빼기의 수용성 식이섬유는 0.
- 예비실험을 통하여 결정된 고들빼기김치 양념의 배합비율은 Table 1과 같다. 모든 양념(Table 1)을 고루 섞어서 고들빼기김치를 제조한 후 PE재질 식품용 pack에 200 g씩 칭량하여 포장하였으며 각각 실온(20℃)에서 30일, 저온(5℃)에서 60일간 저장하면서 실험에 사용하였다.
- 무기질(칼슘, 철) 분석은 시료를 습식분해 후 원자흡광광도계(Hitachi, Z-6100) 로 측정하였다.
- 색도는 마쇄한 시료를 Color spectrophotometer(Coloreye 3100, Macbeth, New Windsor, NY, USA)를 이용하여 L(명도), a(적색도), b(황색도)를 측정하였다. 표준색판으로는 백판(L=94.
- 35%의 함량을 나타내었다. 이중에서 발효와 관련이 있는 pH, 산도, 환원당 함량의 저장온도에 따른 변화를 분석하였다. pH의 변화는 Fig.
- 수분함량은 105℃에서 상압 건조하여 측정하였고, 회분은 600℃ 회화로(Box Furnace, Lindberg/Blue, Asheville, NC, USA)에서 시료를 회화시킨 후 남은 무게를 측정하여 정량하였다. 조섬유는 조섬유 정량 분석기기(FIWE6, VELP scientifica srl, Italy)에 시료를 담은 crucible을 장착한 후 1.25% H2SO4와 1.25% KOH 용액을 순차적으로 가한 뒤 여과하였다. 이를 105℃에서 1시간 상압건조하여 무게를 측정한 뒤 다시 500℃ 회화로에서 3시간 회화하여 무게를 측정한 값으로 계산하였다.
대상 데이터
- 고들빼기(Youngia sonchifolia Maxim)는 경기도 광주에서 8월에 생산한 것을 구입하였고, 부재료로 사용된 고춧가루(태양초, 경기도), 멸치액젓(멸치액젓, 하선정(주), 경기도), 파, 마늘 및 생강 등은 수원 소재의 소매업체에서 일괄 구입하여 사용하였다.
- 색도는 마쇄한 시료를 Color spectrophotometer(Coloreye 3100, Macbeth, New Windsor, NY, USA)를 이용하여 L(명도), a(적색도), b(황색도)를 측정하였다. 표준색판으로는 백판(L=94.87, a=-0.58, b=1.59)을 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 이상 반복 실시하여 결과를 SAS/STAT(1996)를 이용하여 분산 분석하였고 시료간 평균치 차이의 유무는 Duncan's multiple range test에 의해 다중 비교를 하였다.
이론/모형
- 마쇄한 시료에 5% 메타인산 용액을 넣고 교반한 후 원심분리하여 고형분을 제거하고 상징액을 침출액으로 하여 2,4-dinitrophenyl hydrazine(DNP) 비색법에 의해 측정하였다(Chae SG 등 2006).
- 이때 여액은 받아서 다시 ethanol을 넣어 침전시켜 분리한 후 건조하여 무게를 측정하였다. 무게를 측정한 후 단백질 함량은 Kjeldahl 방법(AOAC 1995)으로 측정하였고, 회분은 525℃에서 5시간 회화시킨 후 무게를 측정하였다. 계산 방법은 아래와 같으며 총 식이섬유(total dietary fiber) 함량은 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유를 합한 값으로 나타내었다.
- 수분, 회분, 조섬유는 AOAC 방법(1995)으로 분석하였다. 수분함량은 105℃에서 상압 건조하여 측정하였고, 회분은 600℃ 회화로(Box Furnace, Lindberg/Blue, Asheville, NC, USA)에서 시료를 회화시킨 후 남은 무게를 측정하여 정량하였다.
- 식이섬유는 Prosky L 등(1987)의 방법으로 측정하였다. 시료를 건조 후 25 mesh의 체로 통과시킨 다음 0.
- 항산화력은 각각의 시료를 75% ethanol로 3시간 추출한 후 가용성 물질의 함량이 1,000 ppm의 농도로 lard에 첨가하여 Rancimat 방법(Laubli MW와 Bruttel PA 1986)으로 산화유도기간을 측정하고 무처리구에 대한 산화유도기간의 비를 AI(Antioxidant Index)로 표시하였다.
- 05 N AgNO3 용액으로 적정하여 NaCl 함량으로 환산하였다. 환원당은 희석 시료에 초산납(Lead acetate) 포화용액을 가하여 단백질, 유기산 등을 침전 여과시켜 제거하고 탄산나트륨(Na2CO3)을 가하여 초산납을 제거한 후 여액을 Somogyi 변법(KFN 2000)으로 측정하였다.
성능/효과
- 본 연구에서도 저장 온도에 따라 pH가 서로 다른 결과를 나타내었다. 20℃저장에서는 저장 3일째 pH 3.8로 담금 직후 고들빼기김치의 pH 5.0보다 급격히 저하되는 양상을 보였고, 저장 15일까지 pH 3.8에서 pH 3.6의 범위를 유지하다가 저장 18일째 pH 4.0으로 증가하는 결과를 나타내었다. 5℃저장에서는 저장 20일째 pH 4.
- 6과 같다. 20℃저장의 경우 15일째 21.69로 높은 경향을 나타내었고, 5℃저장에서는 30일째 17.52의 값으로 다소 감소하였지만 초기의 17.16보다 모든 저장기간에서 황색도가 큰 것으로 평가되었다. 따라서 본 연구결과 20℃와 5℃에서 저장한 고들빼기김치 모두에서 기간이 경과됨에 따라 김치의 색이 노랗고, 붉은색 계통으로 변해가는 것을 알 수 있었다.
- 고들빼기 김치의 제조직 후 pH는 5.0으로 측정되었고, 산도는 0.33%, 염도는 3.06%, 그리고 환원당은 1.35%의 함량을 나타내었다. 이중에서 발효와 관련이 있는 pH, 산도, 환원당 함량의 저장온도에 따른 변화를 분석하였다.
- 90 mg%의 함량을 나타내었다. 고춧가루의 수분함량은 15.46%, 회분은 5.39% 그리고 조섬유는 19.71%로 다른 재료에 비해 높은 함량을 보였으며 칼슘은 41.30 mg%, 철은 7.60 mg%를 나타내었다. 김치의 재료 중 고춧가루의 조섬유는 다른 재료에 비해 비교적 높은 수치를 보이며 김치의 식이섬유 함량을 증가시키는 원인이 된다고 알려져 있으며(Park KY 등 1996) 본 연구에서도 유사한 경향을 보였다.
- 고들빼기김치를 20℃와 5℃에서 저장하면서 각각의 이화학적․기능적 특성의 변화를 살펴본 결과는 다음과 같다. 김치의 pH 측정결과 20℃저장에서는 저장 3일째 시료군이 제조직후보다 급격히 감소하는 양상을 보였고, 5℃ 저장에서는 저장 20일째까지 감소하는 것으로 나타났다. 산도는 20℃저장에서 저장 3일째 급격히 증가한 반면 5℃ 저장에서는 저장 20일까지 0.
- 43%로 큰폭으로 감소되었다. 담금 직후 고들빼기김치의 총 식이섬유 함량은 5.19%로 원료 고들빼기의 1.89%보다 유의적으로 높은 함량을 보였는데, 이는 고들빼기김치의 부재료인 고춧가루, 마늘, 생강 등이 식이섬유를 함유하는데서 오는 차이라 생각된다.
- 고들빼기 김치 제조시 소금물에 침지하여 쓴맛을 제거하기 위한 공정 등을 거치면서 이와 같은 결과를 나타낸 것으로 생각된다. 담금 직후의 고들빼기김치는 AI가 1.45로 측정되었고, 20℃에서 3일 저장한 시료와 18일 저장한 시료는 AI가 각각 1.19와 0.99로 신선시료보다 낮게 측정되었으며, 5℃에서 30일과 60일 저장한 시료 역시 AI가 각각 1.22와 0.96으로 신선시료보다 낮게 측정되었다. 본 연구결과 고들빼기를 김치로 제조할 경우 담금 직후의 시료가 20℃와 5℃에서 저장한 시료군 들에 비해 높은 항산화 효과를 보이는 것으로 평가되었다.
- 따라서 본 연구결과 20℃와 5℃에서 저장한 고들빼기김치 모두에서 기간이 경과됨에 따라 김치의 색이 노랗고, 붉은색 계통으로 변해가는 것을 알 수 있었다.
- 8%이라고 보고된바 있다. 따라서 본 연구와 비교해 보았을 때 고들빼기김치의 맛이 가장 좋은 시기는 5℃ 기준으로 30～50일 정도로 생각되어진다. 환원당함량의 변화는 Fig.
- 79 mg%를 나타내었다. 마늘은 71.63%의 수분함량과 1.09%의 회분, 0.67%의 조섬유 함량을 나타내었고, 칼슘과 철은 각각 6.05 mg%와 1.53 mg%의 수치를 보였다. 생강의 수분함량은 82.
- 김치의 재료 중 고춧가루의 조섬유는 다른 재료에 비해 비교적 높은 수치를 보이며 김치의 식이섬유 함량을 증가시키는 원인이 된다고 알려져 있으며(Park KY 등 1996) 본 연구에서도 유사한 경향을 보였다. 멸치액젓의 수분함량은 66.27%를 나타내었고, 회분은 22.85%로 다른 재료에 비해 높은 경향을 보였으며, 칼슘과 철은 각각 34.90 mg%와 2.79 mg%를 나타내었다. 마늘은 71.
- 96으로 신선시료보다 낮게 측정되었다. 본 연구결과 고들빼기를 김치로 제조할 경우 담금 직후의 시료가 20℃와 5℃에서 저장한 시료군 들에 비해 높은 항산화 효과를 보이는 것으로 평가되었다.
- Hwang JH 등(2000)에 의하면 적숙기의 김치에 존재하는 미생물들의 일부가 비타민 C를 합성하여 그 함량이 발효 초기에 비해 증가한다고 보고되어 있다. 본 연구결과와 비교해 보면 고들빼기김치를 5℃ 저온에서 저장한 경우 40일째에 비타민 C의 함량이 현저하게 증가한 것으로 보아 저장 40일이 미생물들에 의한 비타민 C의 합성이 가장 활발하게 이루어지는 시기이며 저온 저장한 고들빼기김치의 적숙기라고 생각되어 진다.
- 01%를 나타내었다. 불용성 식이섬유는 담금 직후 5.19%로 가장 높은 함량을 나타내었고, 저장기간이 경과하면서(저장 3일째 4.00%, 저장 18일째 0.43%) 감소되었다. 5℃ 저장에서도 비슷한 경향을 보이며 수용성 식이섬유는 담금 직후의 김치에서는 검출되지 않았다가 저장 30일째와 60일째 모두 0.
- 01%를 나타내었다. 불용성 식이섬유는 담금 직후 가장 높은 함량을 나타내었으나 저장기간이 경과하면서 저장 30일째 0.44%, 저장 60일째 0.43%로 큰폭으로 감소되었다. 담금 직후 고들빼기김치의 총 식이섬유 함량은 5.
- 08%까지 감소하는 것으로 나타내었다. 색도를 측정한 결과 20℃와 5℃에서 저장한 시료 모두 저장기간이 길어질수록 명도, 적색도, 황색도가 증가하였다. 비타민 C함량은 20℃저장의 경우 저장 18일에 39%정도의 감소율을 보였고, 5℃저장의 경우 신선시료의 비타민 C함량보다 증가하는 모습을 보였다.
- 53 mg%의 수치를 보였다. 생강의 수분함량은 82.28%, 회분은 1.18%, 조섬유는 0.91%, 칼슘은 13.17% 그리고 철분은 2.97 mg%를 나타내었다. 파의 수분함량은 91.
- 8과 같다. 원료 고들빼기는 AI가 1.51로 고들빼기김치 시료군 들에 비해 높은 항산화력을 나타내었다. Kim HR 등(2006)의 연구에서 돌산갓김치의 경우 생시료 보다는 김치로 제조하였을 때 항산화성이 높았다고 보고하여 본 연구와 상반된 결과를 나타내었는데, 고들빼기의 쓴맛은 폴리페놀(polyphenol)류 중 클로로겐산(chlorogenic acid)으로 이는 강한 항산화력을 가지고 있고 물, 알코올 등에 녹는 성질이 있다.
- 고들빼기김치 재료의 화학적 특성은 Table 2와 같다. 원료 고들빼기의 수분함량은 91.80%로 일반 고들빼기의 수분함량 85.8%(RRDI 2006)에 비해 높았으며, 회분은 1.32%, 조섬유는 1.15%, 그리고 칼슘과 철은 각각 46.10 mg%와 11.90 mg%의 함량을 나타내었다. 고춧가루의 수분함량은 15.
- 따라서 본 연구에서도 원료 고들빼기와 고들빼기김치의 식이섬유 함량을 수용성과 불용성으로 분리해서 측정하였다. 원료 고들빼기의 수용성 식이섬유는 0.07%를 나타내었고, 불용성 식이섬유는 1.82%를 나타내었다. 20℃ 저장에서 기간별 수용성 식이섬유는 담금 직후와 저장 3일째까지 검출되지 않았다가 저장 18일째 0.
- 항산화력 측정 결과 원료 고들빼기 시료가 가장 높은 수준을 나타내었으며 김치로 제조하였을 때에는 신선시료가 다른 저장시료군 들에 비해 높은 항산화 효과를 보이는 것으로 평가되었다. 이상의 결과 고들빼기김치를 20℃에서 저장하였을 때는 3일, 5℃에서 저장하였을 때는 30일 전후가 최적의 발효숙성기간으로 사료된다.
- 비타민 C함량은 20℃저장의 경우 저장 18일에 39%정도의 감소율을 보였고, 5℃저장의 경우 신선시료의 비타민 C함량보다 증가하는 모습을 보였다. 총 식이섬유 함량은 담금 직후 고들빼기김치가 원료 고들빼기보다 유의적으로 높은 함량을 보였다. 항산화력 측정 결과 원료 고들빼기 시료가 가장 높은 수준을 나타내었으며 김치로 제조하였을 때에는 신선시료가 다른 저장시료군 들에 비해 높은 항산화 효과를 보이는 것으로 평가되었다.
- 97 mg%를 나타내었다. 파의 수분함량은 91.92%로 원료 고들빼기 다음으로 높은 함량을 나타내었고, 회분은 0.73%, 조섬유는 1.95% 칼슘과 철분은 각각 60.90 mg%와 1.99 mg%를 나타내었다.
- 총 식이섬유 함량은 담금 직후 고들빼기김치가 원료 고들빼기보다 유의적으로 높은 함량을 보였다. 항산화력 측정 결과 원료 고들빼기 시료가 가장 높은 수준을 나타내었으며 김치로 제조하였을 때에는 신선시료가 다른 저장시료군 들에 비해 높은 항산화 효과를 보이는 것으로 평가되었다. 이상의 결과 고들빼기김치를 20℃에서 저장하였을 때는 3일, 5℃에서 저장하였을 때는 30일 전후가 최적의 발효숙성기간으로 사료된다.
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