대다수 숙성 김치의 미생물 조성이 L. mesenteroides와 L. sakei로 구성되며, 이러한 혼합조성을 가진 김치가 맛이 있다는 점을 바탕으로 김치 맛을 가장 좋게 하며 김치 미생물을 조절하는 능력을 가진 두 균주 L. mesenteroides K2M5와 L. sakei K5M3을 각각 김치스타터로 선정하였다. 선정된 두 가지 균주들은 베타 용혈현상을 보이지 않았고, 암모니아나 인돌을 생성하지 않았으며, 젤라틴을 용해하지 않았고, phenylalanine deaminase, ${\beta}$-glucuronidase, ${\beta}$-glucosidase, 7${\alpha}$-dehydroxylase, nitroreductase 등의 효소 활성에서 음성을 보여 산업적으로 사용하여도 안전한 것으로 나타났다. 선정된 두 가지 균주를 첨가하여 제조한 김치는 비첨가 김치에 비해 실험실 평가와 다수의 일반인을 상대로 한 비교평가에서 맛이 더 우수하였고, 미생물 조성은 오직 첨가한 균주로만 구성되어 선정한 균주들은 김치 맛을 좋게 하고 미생물 조성을 일정하게 조절하는 능력이 있는 스타터로 사용될 수 있음을 보여주었다. 스타터를 첨가한 김치는 대조김치에 비해 젖산 등의 유기산 함량이 특이하게 높았으나 산도, 염도, 당 함량 등에서는 큰 차이를 나타내지 않았다.
대다수 숙성 김치의 미생물 조성이 L. mesenteroides와 L. sakei로 구성되며, 이러한 혼합조성을 가진 김치가 맛이 있다는 점을 바탕으로 김치 맛을 가장 좋게 하며 김치 미생물을 조절하는 능력을 가진 두 균주 L. mesenteroides K2M5와 L. sakei K5M3을 각각 김치스타터로 선정하였다. 선정된 두 가지 균주들은 베타 용혈현상을 보이지 않았고, 암모니아나 인돌을 생성하지 않았으며, 젤라틴을 용해하지 않았고, phenylalanine deaminase, ${\beta}$-glucuronidase, ${\beta}$-glucosidase, 7${\alpha}$-dehydroxylase, nitroreductase 등의 효소 활성에서 음성을 보여 산업적으로 사용하여도 안전한 것으로 나타났다. 선정된 두 가지 균주를 첨가하여 제조한 김치는 비첨가 김치에 비해 실험실 평가와 다수의 일반인을 상대로 한 비교평가에서 맛이 더 우수하였고, 미생물 조성은 오직 첨가한 균주로만 구성되어 선정한 균주들은 김치 맛을 좋게 하고 미생물 조성을 일정하게 조절하는 능력이 있는 스타터로 사용될 수 있음을 보여주었다. 스타터를 첨가한 김치는 대조김치에 비해 젖산 등의 유기산 함량이 특이하게 높았으나 산도, 염도, 당 함량 등에서는 큰 차이를 나타내지 않았다.
Based on information about the major microbial composition of kimchi and its relation to the taste, Leuconostoc mesenteroides K2M5 and Lactobacillus sakei K5M3 were selected as kimchi starter candidates. These two strains were found to be safe for industrial use because they showed neither harmful c...
Based on information about the major microbial composition of kimchi and its relation to the taste, Leuconostoc mesenteroides K2M5 and Lactobacillus sakei K5M3 were selected as kimchi starter candidates. These two strains were found to be safe for industrial use because they showed neither harmful characteristics like ${\beta}$-hemolysis, ammonia and indole formation, and gelatin liquefaction, nor enzymatic activities like phenylalanine deaminase, ${\beta}$-glucuronidase, ${\beta}$-glucosidase, 7${\alpha}$-dehydroxylase and nitroreductase. Starter kimchi made with these strains were better in taste than the conventional kimchi when they are evaluated both by laboratory personnel and the public. Also microbial analysis of starter kimchi showed only starter bacteria after they were fermented to have the optimum acidity. Starter kimchi prepared with these two strains were not much different in physicochemical properties to the conventional kimchi except in that the starter kimchi were much higher in volatile organic acid content such as lactic acid. These results suggest that kimchi quality can be controlled to have consistent properties, both in taste and microbial composition, by using bacterial starters.
Based on information about the major microbial composition of kimchi and its relation to the taste, Leuconostoc mesenteroides K2M5 and Lactobacillus sakei K5M3 were selected as kimchi starter candidates. These two strains were found to be safe for industrial use because they showed neither harmful characteristics like ${\beta}$-hemolysis, ammonia and indole formation, and gelatin liquefaction, nor enzymatic activities like phenylalanine deaminase, ${\beta}$-glucuronidase, ${\beta}$-glucosidase, 7${\alpha}$-dehydroxylase and nitroreductase. Starter kimchi made with these strains were better in taste than the conventional kimchi when they are evaluated both by laboratory personnel and the public. Also microbial analysis of starter kimchi showed only starter bacteria after they were fermented to have the optimum acidity. Starter kimchi prepared with these two strains were not much different in physicochemical properties to the conventional kimchi except in that the starter kimchi were much higher in volatile organic acid content such as lactic acid. These results suggest that kimchi quality can be controlled to have consistent properties, both in taste and microbial composition, by using bacterial starters.
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문제 정의
mesenteroides K2M5를 starter로 선정하였다. L. mesenteroides K2M5를 단독 첨가한 김치는 맛이 우수하였으나 너무 단순하다는 평가를 받았기 때문에 김치의 맛을 풍부하게 하기 위하여 혼합 첨가할 L. sakei를 추가 선정하고자 하였다.
본 연구에서는 김치의 맛과 특성을 균일하게 조절할 수 있는 스타터를 개발하기 위하여 맛있는 숙성 김치의 미생물 조성에 대한 전보(16)의 결과를 바탕으로 김치의 맛을 좋게하는 L. mesenteroides와 Lactobacillus sakei(L. sakei)를 각각 분리, 선정하고 이들을 김치 제조에 혼합 사용하여 그 효과를 확인하였기에 보고한다.
전보에서 대다수 김치의 주요 미생물은 L. mesenteroides와 L. sakei가 지배균과 차지배균으로 혼합 조성되어 있으며, 김치의 맛은 이러한 혼합 조성일 때 좋았으므로(16), 이를 확인하고 스타터로 개발하기 위해 두 종의 균주를 선정하고자 하였다. 먼저 L.
가설 설정
2)Votes: Starter kimchi made from different recipe were given to people with conventional kimchi and their choices in preference were counted.
제안 방법
검사 항목 중 일부는 API 20 Strep., API Rapid ID32A, API 50 CH 등의 상업용 키트의 검사결과를 사용하였고, 나머지는 양성균과 비교 실험하여 판정하였다.
sakei가 지배균과 차지배균으로 혼합 조성되어 있으며, 김치의 맛은 이러한 혼합 조성일 때 좋았으므로(16), 이를 확인하고 스타터로 개발하기 위해 두 종의 균주를 선정하고자 하였다. 먼저 L. mesenteroides를 선정하고자 김치 8 표본에서 지배균으로 분리된 L. mesenteroides를 각각 접종하여 김치를 담근 후 숙성된 김치들을 관능검사로 비교 평가하고, 김치 미생물을 분석하였다.
미생물을 분석할 때는 김치 100 g을 blender에 넣고 0.1 M PBS(pH 7.4) 300 mL를 가한 다음 중간속도로 1분간 마쇄하여 ringer solution(glucose 40 g, Nacl 0.18 g/L)으로 10배씩 희석하고, 희석액 25 μL를 각각의 평판배지에 도말하여, TJA, MRS, NU는 37℃에서 1～3일, PCA, YM, PDA, m-En은 30℃에서 3～4일간 배양한 다음 평판배지 상에 나타난 집락을 분류, 동정하여 계수하였다(19).
3 g이었다. 배추는 10% 소금물에서 10시간 절여 물기를 빼고, 무, 파를 채 썰어 고춧가루, 멸치액젓, 마늘, 생강, 설탕을 넣어 양념을 만들어 김치를 담갔다.
선정된 두 가지 균주를 스타터로 사용하였을 때 인체에 안전한지를 검사하였다(Table 3). 선정된 균은 모두 베타 용혈성을 나타내지 않았고 모든 실험 항목에서 음성으로 나타났다.
선정한 L. mesenteroides K2M5와 L. sakei K5M3의 효과를 확인하기 위해 이들을 각각 단독 혹은 혼합 첨가하여 김치를 제조하고 숙성된 김치의 미생물 조성을 확인하고 맛을 비교 평가하였다(Table 4).
스타터 김치를 제조할 때는 스타터를 Lactobacillus MRS broth(Difco)에서 밤새 배양하고 원심분리한ㅅ 균체침전물을 생리식염수에 현탁하여 각각 혹은 혼합균수가 김치 중량에 대하여 1×107 CFU/g되도록 양념에 섞어 첨가하였다.
스타터 첨가 김치와 무 첨가 대조김치에 대한 일반인의 선호도 조사에서는 척도 없이 맛을 보인 다음 선호하는 김치를 선정하여 표를 붙이게 하고 김치별 표수를 세어 나타내었다.
건조시료에 14% BF3/메탄올 용액 2 mL를 가하고 내부표준 물질로 methyl laureate가 함유되어 있는 클로로포름 2 mL를 가하여 60℃에서 25분간 반응시켰다. 여기에 4 mL의 포화 황산암모늄을 가하여 유기산 methyl ester를 클로로포름 층으로 이행시키고 소량의 황산나트륨을 가하여 탈수시킨 후 gas chromatography(GC17A, Shimadzu)를 이용하여 분석하였다. 분석에는 CBP-1 column과 FID 검출기를 사용하고, oven 온도는 70℃～250℃, 주입과 검출 온도는 각각 250℃와 270℃이었으며, 질소 가스 유속은 30 mL/min이었다.
일반인의 선호도 조사를 위한 김치는 다른 배합비에서 스타터의 효과를 확인하기 위하여, 성분배합비를 달리하여 제조하였다. 배합비는 배추 100 g, 무 10±2.
지배균(dominant strain)은 위에서 열거한 여러 가지 배지에서 배양 후 같은 모양의 집락수가 가장 많이 나타난 것으로 하였고, 차지배균(subdominant strain)은 지배균이 나타난 같은 배지에서 다음수를 나타낸 집락으로 하였다.
대상 데이터
김치의 맛과 미생물 조성에 미치는 능력을 고려하여 L. mesenteroides K2M5를 starter로 선정하였다. L.
대다수 숙성 김치의 미생물 조성이 L. mesenteroides와 L. sakei로 구성되며, 이러한 혼합조성을 가진 김치가 맛이 있다는 점을 바탕으로 김치 맛을 가장 좋게 하며 김치 미생물을 조절하는 능력을 가진 두 균주 L. mesenteroides K2M5와 L. sakei K5M3을 각각 김치스타터로 선정하였다.
sakei K5M3를 혼합 첨가한 김치의 맛이 가장 좋았으며 미생물을 분석하였을 때 오직 첨가한 스타터들만 검출되었다. 따라서 김치의 맛과 균총 조절 능력을 고려하여 L. sakei K5M3을 최종 선정하였다.
미생물 분석에 사용한 배지는 혐기성 세균은 tomato juice agar(TJA; Difco, 0.001% bromocresol green solution), 호기성 세균은 Lactobacillus MRS broth(MRS; Difco, 0.002% bromophenol blue), nutrient agar(NU; Difco), plate count agar(PCA; tryptone 0.5%, yeast extract 0.25%, dextrose 0.1%, agar 1.5%) 및 m-Enterococcus agar(m-En; Merck)를 사용하였고, 효모와 곰팡이는 potato dextrose agar (Difco)와 YM(yeast extract 0.3%, dextrose 2%, malt extract 0.3%, peptone 0.5%, agar 1.5%, pH=4.0)을 사용하였다(18-21).
스타터 첨가 김치의 관능평가는 10인의 훈련된 실험실 요원에 의해 시행되었다. 김치의 관능성적은 기호척도법에 따라 5점 평점법(5=아주 좋다, 4=좋다, 3=보통이다, 2=나쁘다, 1=아주 나쁘다)으로 평가하여 평균점수로 나타내었다.
이론/모형
비휘발성 유기산은 Kim 등(23)의 방법을 적용하여 분석하였다. 김치여과액 50 mL에 80% 메탄올 30 mL를 가하여 20℃, 50 rpm으로 1시간 진탕시켜, 6겹의 거즈로 여과 후 감압 증류하여 완전 건고시켰다.
스타터가 김치의 미생물 조성과 맛에 미치는 효과를 검토할 때 사용한 김치 제조방법은 부산대 김치연구소의 표준화 방법(17)을 따랐다. 배합비는 배추 100 g, 무 13±7.
성능/효과
L. mesenteroides K2M5와 L. sakei K5M3을 각각 혹은 혼합 첨가하여 제조한 스타터 김치와 대조김치의 물리화학적 특성을 비교하였을 때 스타터 김치는 모두 대조김치에 비해 pH가 더 낮았고 산도가 높았으며 당 함량이 적었다(Table 5). 특히 혼합 첨가한 김치는 단독 첨가한 김치와 대조김치에 비해 비휘발성 유기산 함량이 더 높았다.
L. sakei 7종을 각각 L. mesenteroides K2M5와 혼합 첨가하여 김치를 담근 후 숙성시키고 숙성김치의 맛과 미생물 조성을 확인하였을 때 모두 대조김치에 비해 맛이 더 좋았다 (Table 2). 그 중 L.
sakei K5M3을 단독 첨가한 김치를 제외하고는 스타터 첨가 김치가 대조김치에 비해 맛이 더 좋았다. 그 중 L. mesenteroides K2M5를 단독 첨가한 김치는 L. sakei K5M3와 혼합 첨가한 김치에 비해 관능평가 성적은 더 좋았으나 선호도가 평가자의 연령에 따라 달랐다.
mesenteroides K2M5와 혼합 첨가하여 김치를 담근 후 숙성시키고 숙성김치의 맛과 미생물 조성을 확인하였을 때 모두 대조김치에 비해 맛이 더 좋았다 (Table 2). 그 중 L. sakei K5M3를 혼합 첨가한 김치의 맛이 가장 좋았으며 미생물을 분석하였을 때 오직 첨가한 스타터들만 검출되었다. 따라서 김치의 맛과 균총 조절 능력을 고려하여 L.
김치 원료의 종류와 구성비를 달리하여 제조한 김치에서 스타터의 효과를 확인하기 위해 선정한 미생물을 혼합첨가하고 숙성시킨 다음 다수의 일반인들을 상대로 비교 시식시킨 결과 총 506명 중 364명이 스타터 김치를 더 선호하여 선정한 스타터는 김치의 제조방법을 달리하여도 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
김치의 맛은 L. mesenteroides K2M5가 가장 우수하였고 다음으로 L. mesenteroides K8P4, L. mesenteroides K11M4였으며, 이들 스타터 첨가김치는 대조 김치에 비해 맛이 더 좋았다(Table 1).
mesenteroides K21P4는 대조 김치에 비해 오히려 균종수가 더 많았다. 따라서 L. mesenteroides는 균주에 따라 미생물 조절 능력이 다른 것으로 나타났다.
미생물 조성을 분석하였을 때 두 균주를 혼합 첨가한 김치는 오직 첨가한 미생물만 검출되어 스타터가 김치 미생물을 완전히 조절함을 나타내었다.
선정된 두 가지 균주를 스타터로 사용하였을 때 인체에 안전한지를 검사하였다(Table 3). 선정된 균은 모두 베타 용혈성을 나타내지 않았고 모든 실험 항목에서 음성으로 나타났다. 따라서 이 두 가지 균주는 산업적으로 사용하여도 안전한 것으로 나타났다.
선정된 두 가지 균주들은 베타 용혈현상을 보이지 않았고, 암모니아나 인돌을 생성하지 않았으며, 젤라틴을 용해하지 않았고, phenylalanine deaminase, β-glucuronidase, βglucosidase, 7α-dehydroxylase, nitroreductase 등의 효소활성에서 음성을 보여 산업적으로 사용하여도 안전한 것으로 나타났다.
선정된 두 가지 균주를 첨가하여 제조한 김치는 비첨가 김치에 비해 실험실 평가와 다수의 일반인을 상대로 한 비교평가에서 맛이 더 우수하였고, 미생물 조성은 오직 첨가한 균주로만 구성되어 선정한 균주들은 김치 맛을 좋게 하고 미생물 조성을 일정하게 조절하는 능력이 있는 스타터로 사용될 수 있음을 보여주었다.
숙성 김치의 미생물 균종수는 L. mesenteroides K5P1, L. mesenteroides K8P4, L. mesenteroides K11M4, L. mesenteroides K20P4, L. mesenteroides K2M5 등을 첨가한 김치에서는 오직 첨가한 미생물만 검출되었으나 L. mesenteroides K4M7과 L. mesenteroides K21P4는 대조 김치에 비해 오히려 균종수가 더 많았다. 따라서 L.
이러한 결과는 스타터에 의해 김치 미생물의 조성을 조절할 수 있을 뿐 아니라 김치의 맛을 향상시키면서 일정하게 조절할 수 있는 가능성을 보여주었다.
특히 혼합 첨가한 김치는 단독 첨가한 김치와 대조김치에 비해 비휘발성 유기산 함량이 더 높았다. 젖산 생성량을 보면 L. mesenteroides K2M5를 단독 첨가한 김치가 304.68 mg/100 g인데 반해 혼합 첨가한 김치는 1588.30 mg/100 g이어서 약 3배정도 상승되었으며, succinic acid, pyroglutamic acid의 생성량도 증가하였으나 상승폭은 젖산에 비해 작았다. 이러한 높은 유기산 함량은 혼합 스타터의 사용에 의해 상호 길항작용으로 발효가 촉진되었기 때문으로 보인다.
sakei K5M3을 각각 혹은 혼합 첨가하여 제조한 스타터 김치와 대조김치의 물리화학적 특성을 비교하였을 때 스타터 김치는 모두 대조김치에 비해 pH가 더 낮았고 산도가 높았으며 당 함량이 적었다(Table 5). 특히 혼합 첨가한 김치는 단독 첨가한 김치와 대조김치에 비해 비휘발성 유기산 함량이 더 높았다. 젖산 생성량을 보면 L.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
김치에 스타터를 첨가하고자 하는 시도에는 어떤 것들이 있었는가?
이 문제를 해결하기 위해 김치에 스타터를 첨가하고자 하는 시도가 있었다. Kim 등(3)은 Saccharomyces sp. 등을 스타터로 사용하였고, 이 밖에도 Lee와 Kim(4)은 Lactobacillus plantarum(L. plantarum) 등의 4가지 복합균을, Kang 등(5)과 Kim 등(6)은 Leuconostoc mesenteroides(L. mesenteroides) 변이주를, Ha와 Cha(7) 그리고 Moon 등(8)은 bacteriocin을 생산하는 Enterococcus sp. 등을, Choi 등(9)은 호염성 Lactobacillus sp.를, Park 등(10)은 L. msenteroides와 Bifidobacterium bifidum을, So 등(11)은 Leuconostoc과 Lactobacillus속 스타터를, Cho와 Rhee (12,13)는 L. plantarum, L. mesenteroides, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus brevis 등의 젖산균을, Kim 등(14)은 L. mesenteroides의 내산성 변이주와 Saccharomyces fermentati 등을, Chae와 Jhon(15)은 Bifidobacterium animalis를 사용하여 숙성제품의 미생물 조성과 맛 또는 저장성을 조절하고자 하였다. 그러나 이러한 시도들은 원료를 열처리하는 등으로 김치의 제조방법을 과도하게 변형하거나, 스타터가 지배 균으로 성장하는지를 밝히지 못하거나, 맛과 미생물 조성에 미치는 스타터의 영향을 명확히 기술하지 못하였다.
김치란?
김치는 우리 민족 고유의 식품으로 해외에서도 건강식품으로 알려져 있고, CODEX에도 등록되어 있는 자랑스러운 문화유산이다(1).
김치의 제조방법은 여전히 재래적인 방법에 머물러 국제사회가 요구하는 수준의 일정한 맛과 품질을 가지는 제품을 만들기 어려운데, 그 원인은 무엇인가?
이러한 추세로 상업용 김치에 대한 국내외의 수요가 증가하고 있음에도 불구하고 김치의 제조방법은 여전히 재래적인 방법에 머물러 국제사회가 요구하는 수준의 일정한 맛과 품질을 가지는 제품을 만들기 어렵다. 이러한 문제의 가장 큰 원인은 김치가 발효식품이기 때문에 숙성제품의 맛과 특성이 미생물에 의존하고 있음에도 불구하고 아직 김치 미생물 조성을 조절할 수 있는 스타터의 개발 및 사용이 보편화 되지 못한 데 있다(2).
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