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문제 정의
- 본 연구는 김치 부재료의 전처리 방법 중 냄새저감 효과가 높은 침지처리방법에 관한 연구로서 김치의 발효성에 영향을 주지 않는 최적의 침지처리 조건을 확립하고, GC/MS 정성분석을 이용하여 부재료 침지처리에 의한 김치의 향기 성분 변화를 조사하였다.
제안 방법
- Headspace법으로 분리된 휘발성 성분의 분석 시 칼럼은 AT-5MS(0.25 ym, 30 mx0.25 mm, Alltech Associates, Deerfield, IL, USA)를 사용하였고, 칼럼 온도는 45oC 에서 30분간 유지한 후 220oC 까지 5oC/min 으로 승온하여 10 분간 유지하였으며, 주입 시 온도는 230oC, 이동 시 온도는 250oC로 하였다. 이온화 전압은 70 eV로, 운반기체인 헬륨 유량은 0.
- 5 yL 로 하였으며, split mode(split ratio = 10:1)에서 분석하였다. 각 성분은 GC/MS 에 의해서 얻은 총 이온 크로마토그램에서 각 피크의 mass spectrum과 Wiley NBS Library Search System(John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA)을이용하여 확인하였다(7, 14, 18).
- 각각의 부재료들과 일반김치의 냄새 성분을 분석하였다. Fig.
- 확인되었다. 김치 특유의 이취를 저감시키기 위하여 김치의 부재료인 마늘, 생강, 양파 및 파를 각각 5 mm의 길이와 0.3 mm의 두께로 세절하고 100oC에서 2분간 데친 후, 정수된 물 4oC에서 12시간 동안 침지처리 하였다. 부재료 침지처리가 김치의 군덕내(moldy odor)와 신내(sour odor)에 미치는 영향을 관능검사로 평가한 결과, 세절침지 처리김치에서 일반 김치에 비하여 신내와 군덕내가 크게 감소한 것으로 나타났다.
- 김치의 휘발성 향기 성분의 분석은 GC/MS(Clarus 500, Perkinelmer, Jugesheim, Germany)를 사용하여 정성 분석하였다. Headspace법으로 분리된 휘발성 성분의 분석 시 칼럼은 AT-5MS(0.
- 대학원생 및 학부생 15명을 대상으로 부재료 침지처리 한 김치에 대해 5점척도법으로 평가하였다. 평가항목으로는 유산균 생성으로 발생한 유기산의 시큼한 냄새인 신내 (sour odor) 와 발효 중에 생성된 다양한 미생물에 의해 발생한 군덕내(moldy odor)를 평가하였다.
- 이는 Lawson 등(21)의 연구에서 마늘을 온수에 방치하면 allcin 및 allyl methane thiosulfinates에 의해 1, 3-vinyl-di- thiin, 1, 2-vinyl-dithiin와 소량의 ajoene, sulfide를 생성하는 것과 같이, 마늘, 생강의 향기 성분을 25oC에서 침지 처리하면 sulfide 계열의 물질이 증가하여 김치를 제조했을 때 냄새 저감효과가 줄어든 것으로 판단되었다. 따라서 이후의 침지 실험에서는 부재료를 세절하여 4oC 에서 12시간 동안 침지처리 하는 방법을 사용하였다.
- bacterial count, LABC)를 측정하였다. 또한 28일째와 숙성개시일의 측정치 간의 변화량 즉, pH의 변화량施pH= pH°day — pH28day), 산도의 변화량施 TA = TA28day—TA°day), 유산균수의 변화량施 LABC = LABC28day — LABC0day) 을 계산하였다(Table 3). 그 결과, 부재료를 침지처리 한 김치의 pH 의 변화량施 pH) 에서는 양파 침지처리 김치가 일반 김치와 유의적으로 차이를 나타내지 않았고(p<0.
- 05) 다소간의 냄새저감효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 세절처리 하여 침지한 세절침지처리군이 세절처리하지 않고 통으로 침지시킨 통침지처리군에 비하여 더 높은 효과가 있는 것으로 확인되어 이후의 침지실험에서는 세절침지 방법을 사용하였다.
- 김치를 제조하였다. 마늘, 생강, 양파 및 파를 세절하지 않은 것과 5 mm의 길이와 0.3 mm의 두께로 세절한 것을 100oC의 10% 소금물에 2분간 데친 후, 정수된 물에 4oC에서 12시간 동안 침지하여 양념에 혼합하고 김치를 제조하였다. Ku 등(4)의 연구에서는 부재료를 동결건조 또는 열풍 건조하거나 여러 용매에 침지하여 제조한 김치가 일반김치와 30일
- 마늘, 생강, 양파 및 파를 정수된 물로 세척한 후, 자연탈수 방식으로 물기를 제거한 후 모든 부재료를 각각 20 g 씩 채취하였다. 김치는 Ku 등(4)의 방법을 변형하여 다음과 같이 제조하였다.
- 마늘, 생강, 양파 및 파를 침지하는 침지액의 종류에 의한 영향을 검토하기 위하여 부재료를 세절하고 4oC 에서 12시간 동안 정수된 물과 주정에 각각 침지시켜 양념에 혼합하고 김치를 제조하여 관능평가를 실시하였다. 그 결과, Fig.
- 마늘, 생강, 양파 및 파에 대한 성분을 분석하여 일반 김치의 향기 성분을 GC/MS 로 분석한 결과를 토대로 일반 김치의 향기 성분 간의 연관성을 검토하였다. Table 1에서 보는 바와 같이 마늘의 향기 성분으로는 diallyl disulfide(45.
- 먼저, 부재료가 침지액에 닿는 표면적의 차이에 따른 향기 성분의 변화를 비교하기 위하여 부재료를 세절처리한 후 침지한 것과 세절처리하지 않고 통째로 침지처리 한 것을 이용하여 김치를 제조하였다. 마늘, 생강, 양파 및 파를 세절하지 않은 것과 5 mm의 길이와 0.
- 및 탈수하였다. 배추 100 g 당 무, 고춧가루, 젓갈(새우 : 멸치 =1:1), 조미료 및 정제수의 사용량을 각각 29.4, 23.5, 5.7, 4.1 및 16.1 g씩 첨가하였다. 양파, 파, 마늘 및 생강은 10% 소금물에 데친 후, Blender(신일, 화성, 한국)로 1분간 파쇄한 후, 양파, 파, 마늘, 생강을 각각 9, 8.
- 부재료는 sulfur기를 갖는 황 화합물, alcohol, carbonyl, terpene, ester 화합물 등으로 이루어져 김치의 매운맛과 특유의 냄새를 나타낸다(8-13). 부재료 침지에 의해 김치의 냄새 저감이 가능한지 여부와 침지처리조건에 의한 영향을 검토하고자 다양한 침지조건에 의해 처리된 부재료를 김치의 양념으로 사용하여 김치를 제조하였다.
- 숙성기간에 걸쳐서 큰 차이가 없다는 보고를 근거로 하여, 본 연구에서는 과숙되지 않는 28일까지 김치를 숙성시켜 관능평가를 실시하였다.
- 1 g씩 첨가하였다. 양파, 파, 마늘 및 생강은 10% 소금물에 데친 후, Blender(신일, 화성, 한국)로 1분간 파쇄한 후, 양파, 파, 마늘, 생강을 각각 9, 8.5, 2.5, 1.2 g 씩 혼합하여 김치 양념을 제조하였다.
- 총 균수의 측정은 희석액 100 yL를 plate count agar(Difco, Detroit, MI, USA)배 지 에 도말하여 30oC에서 72 시간 배양하였다. 유산균수 측정은 희석액 100 yL를 Lactobacilli MRS agar①ifco) 배지에 도말하여 37oC로 유지된 배양기에서 48시간 동안 배양한 다음 형성된 콜로니 수를 계수하였다. 콜로니 수는 김치 여과액 1 mL당 콜로니 형성단위 (colony forming unit, CFU)의 상용로그 값으로 표시하였다(16, 17).
- 일정량의 김치를 Blender(신일)로 5분간 분쇄하고 멸균된 거즈를 이용하여 여과한 후 그 여과액을 사용하여 pH 와 산도를 측정하였다. 산도는 김치 여과액 10 mL의 pH가 8.
- 절임배추를 제조하기 위해 배추를 2등분으로 절단하여 다듬고 정수된 물에 소금을 10%(w/v) 의 농도로 용해하여 제조한 염수에 넣고, 실온(약 20oC)에서 12시간 정도 절인 후수세 및 탈수하였다. 배추 100 g 당 무, 고춧가루, 젓갈(새우 : 멸치 =1:1), 조미료 및 정제수의 사용량을 각각 29.
- 최적의 침지 조건을 설정하기 위해 마늘, 생강, 양파 및 파 등의 부재료들을 세절하고 정수된 물에 4oC 에서 각각 1, 6, 12시간 동안 침지하여 양념에 혼합하고 김치를 제조하여 관능평가를 실시하였다. 그 결과, 마늘을 12시간 동안 침지 처리하여 김치에 첨가하였을 때 일반김치에 비해 유의적으로 냄새가 감소하였다(p<0.
- 3 mm 의 두께로 세절한 것과 세절하지 않은 것으로 각각 준비하였다. 침지액으로는 정수 또는 주정(에탄올 98%)을 사용하였고, 각각 4oC와 25oC의 온도에서 각각 1, 6, 12시간 동안 침지하였다. 침지처리 한 시료를 양념에 첨가하여 김치를 제조하고 4oC에서 28일간 발효한 후, 관능평가를 실시하여 비교하였다.
- 침지처리 부재료의 첨가가 김치 발효에 미치는 영향침지처리한 부재료의 첨가가 김치의 발효특성에 미치는 영향을 확인하기 위해 숙성 시작 시(t=0 day)와 숙성 종료 시 (t=28 days)의 pH, 산도(total acidity, TA), 유산균수(lactic acid bacterial count, LABC)를 측정하였다. 또한 28일째와 숙성개시일의 측정치 간의 변화량 즉, pH의 변화량施pH= pH°day — pH28day), 산도의 변화량施 TA = TA28day—TA°day), 유산균수의 변화량施 LABC = LABC28day — LABC0day) 을 계산하였다(Table 3).
- 침지액으로는 정수 또는 주정(에탄올 98%)을 사용하였고, 각각 4oC와 25oC의 온도에서 각각 1, 6, 12시간 동안 침지하였다. 침지처리 한 시료를 양념에 첨가하여 김치를 제조하고 4oC에서 28일간 발효한 후, 관능평가를 실시하여 비교하였다.
- 대해 5점척도법으로 평가하였다. 평가항목으로는 유산균 생성으로 발생한 유기산의 시큼한 냄새인 신내 (sour odor) 와 발효 중에 생성된 다양한 미생물에 의해 발생한 군덕내(moldy odor)를 평가하였다.
대상 데이터
- 김치의 주재료로서 배추는 충남 당진에서 재배된 것을 구입하였다. 소금은 천일염을 사용하였으며, 부재료인 마늘, 생강, 양파 및 파는 원산지가 각각 창녕, 광주, 부산 및 밀양의 것으로 대형유통업체에서 판매하는 제품을 구입하였다.
- 소금은 천일염을 사용하였으며, 부재료인 마늘, 생강, 양파 및 파는 원산지가 각각 창녕, 광주, 부산 및 밀양의 것으로 대형유통업체에서 판매하는 제품을 구입하였다. 부재료 침지처리 시 사용한 침지액으로서 사용한 물은 역삼투(reverse osmosis) 방식의 정수기(동양매 직(주), 서울, 한국)로 정수된 물을 사용하였고, 에탄올(순도 98%)은 식용으로 판매되는 주정으로서 덕산약품공업(주)(안산, 한국)의 제품을 사용하였다.
- 소금은 천일염을 사용하였으며, 부재료인 마늘, 생강, 양파 및 파는 원산지가 각각 창녕, 광주, 부산 및 밀양의 것으로 대형유통업체에서 판매하는 제품을 구입하였다. 부재료 침지처리 시 사용한 침지액으로서 사용한 물은 역삼투(reverse osmosis) 방식의 정수기(동양매 직(주), 서울, 한국)로 정수된 물을 사용하였고, 에탄올(순도 98%)은 식용으로 판매되는 주정으로서 덕산약품공업(주)(안산, 한국)의 제품을 사용하였다.
- 김치는 Ku 등(4)의 방법을 변형하여 다음과 같이 제조하였다. 시료를 소금물(10%) 200 mL에 넣어 100oC 에서 2분간 데친 후, 칼을 사용하여 5 mm의 길이와 0.3 mm 의 두께로 세절한 것과 세절하지 않은 것으로 각각 준비하였다. 침지액으로는 정수 또는 주정(에탄올 98%)을 사용하였고, 각각 4oC와 25oC의 온도에서 각각 1, 6, 12시간 동안 침지하였다.
데이터처리
- 통계처리는 SPSS 12.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 프로그램을 이용하여 일원배치 분산분석으로 Duncan 의 다중 비 교 사후분석 (post hoc multiple comparisons)을 이 용하였다 (p<0.05).
성능/효과
- 마늘, 생강, 양파 및 파의 침지온도(4oC와 25oC) 차이에 의한 냄새 저감효과를 관능평가를 통하여 조사한 결과, Fig. 2(a)에서 보는 바와 같이 파를 제외하고 마늘, 생강, 양파를 25oC보다 4oC 에서 침지한 경우에서 유의적인 차이로 신내가 저감되었다(p<0.05). 군덕내는 Fig.
- 1은 일반김치와 부재료들의 휘발성 향기 성분을 headspace 법을 사용하여 GC/MS 로 분석한 휘발성 향기 성분을 mass spectrum library를 이용하여 총 이온 크로마토그램으로 나타낸 결과이다. Fig. 1에서 보는 바와 같이 부재료들의 향기 성분이 일반김치에서 검출된 주요 향기 성분의 피크와 일치하다는 것을 확인할 수 있었다.
- 반면, 부재료를 침지 처리하기 전에 10% 소금물에 2분간 열처리함으로써 Chung과 Choi(23) 및 Lee 등(24)의 연구결과와 같이 마늘의 sulfur 화합물을 감소시키고, 생강의 monoterpene류 및 sesquiterpene류와 같은 방향 성분들과 휘발성 성분이 열에 의해 휘발되고, 파의 경우도 냄새가 감소되었을 것으로 추정된다. 결론적으로, 김치의 부재료인 마늘, 생강, 양파 및 파를 세절처리하고, 물에 4oC 에서 12시간 동안 침지처리 하여 김치의 냄새를 감소시키는 공정 조건을 확립하였다.
- 세절된 부재료가 침지액에 닿는 면적이 넓어짐에 따라 같은 시간에 더 많은 향기 성분이 빠져나와 침지 비처리군과 통침지처리군에 비해 냄새 저감 효과가 큰 것으로 판단되었다. 군덕내는 침지비처리군보다 통침지처리군과 세절침지처리군에서 유의적 차이를 보이지 않았으나(p<0.05) 다소간의 냄새저감효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 세절처리 하여 침지한 세절침지처리군이 세절처리하지 않고 통으로 침지시킨 통침지처리군에 비하여 더 높은 효과가 있는 것으로 확인되어 이후의 침지실험에서는 세절침지 방법을 사용하였다.
- 값으로 나타내었다. 그 결과, Fig. 1과 Table 1에서 보는 바와 같이 일반김치에는 diisopropyl disulfide(20.5%), di-2-propenyl disulfide(17.4%), methyl propyl disulfide (10.3%)의 순으로 향기 성분이 검출되었고, 1.8-cineole, diallyl disulfide, zingiberene, di-2-propenyl trisulfide 등의 성분들이 미량으로 검출되었다.
- 제조하여 관능평가를 실시하였다. 그 결과, Fig. 3에서 보는 바와 같이 신내와 군덕내는 일반김치 (control) 에 비해 각각의 부재료를 물 또는 주정에 침지한 김치에서 유의적으로 냄새가 감소하였고(p<0.05), 각각의 부재료를 물에 침지 처리 하여 첨가한 김치가 부재료를 주정에서 침지한 김치보다 대체로 높은 냄새저감효과를 보였다. 이는 마늘의 alli- cin을 에탄올에 침지할 경우에 diallyl trisulfide, diallyl disulfide 및 ajoene를 생성한다는 Lawson 등(21)과 Wang 등 (22)의 보고와 같이 주정 침지처리 한 경우 마늘의 성분인 황 화합물을 함유하는 생강, 양파, 파에서도 이와 유사한 효과가 있는 것으로 판단된다.
- 실시하였다. 그 결과, 마늘을 12시간 동안 침지 처리하여 김치에 첨가하였을 때 일반김치에 비해 유의적으로 냄새가 감소하였다(p<0.05, 데이터 제시생략). 마늘, 생강, 양파 및 파의 침지온도(4oC와 25oC) 차이에 의한 냄새 저감효과를 관능평가를 통하여 조사한 결과, Fig.
- 또한 28일째와 숙성개시일의 측정치 간의 변화량 즉, pH의 변화량施pH= pH°day — pH28day), 산도의 변화량施 TA = TA28day—TA°day), 유산균수의 변화량施 LABC = LABC28day — LABC0day) 을 계산하였다(Table 3). 그 결과, 부재료를 침지처리 한 김치의 pH 의 변화량施 pH) 에서는 양파 침지처리 김치가 일반 김치와 유의적으로 차이를 나타내지 않았고(p<0.05), 마늘, 생강, 파를 각각 침지처리 한 김치는 일반김치보다 유의적으로 높은 변화량施 pH) 을 나타냈다 (p<0.05).
- 김치와 각각의 부재료들의 향기 성분을 비교하기 위하여 GC/MS로 정성 분석한 결과, 김치의 향기 성분은 sulfide 계열의 황 화합물과 유기산, 알코올류 등으로 나타났고, 김치의 냄새를 구성하는 물질들은 김치의 냄새를 각각의 부재료에서 검출된 향기 성분들로부터 유래한 것으로 확인되었다. 김치 특유의 이취를 저감시키기 위하여 김치의 부재료인 마늘, 생강, 양파 및 파를 각각 5 mm의 길이와 0.
- 05). 대체로 부재료 세절물을 4oC에서 12시간 침지 시키는 경우 김치의 냄새를 감소시켜 주는 효과를 확인하였다. 이는 Lawson 등(21)의 연구에서 마늘을 온수에 방치하면 allcin 및 allyl methane thiosulfinates에 의해 1, 3-vinyl-di- thiin, 1, 2-vinyl-dithiin와 소량의 ajoene, sulfide를 생성하는 것과 같이, 마늘, 생강의 향기 성분을 25oC에서 침지 처리하면 sulfide 계열의 물질이 증가하여 김치를 제조했을 때 냄새 저감효과가 줄어든 것으로 판단되었다.
- 부재료 침지처리가 김치의 군덕내(moldy odor)와 신내(sour odor)에 미치는 영향을 관능검사로 평가한 결과, 세절침지 처리김치에서 일반 김치에 비하여 신내와 군덕내가 크게 감소한 것으로 나타났다. 또한 부재료의 침지처리가 숙성 중 김치에서 pH, 산도, 유산균 수에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 일반김치에는 다양한 냄새성분이 존재하였는데, Hawer 등⑼ 및 Ko오와 Lee(19)는 김 치로부터 methyl allyl sulfide, dimethyl disulfide, diallyl disulfide, methyl allyl trisulfide 등의 황 함유 성분과 camphene, a-zingibrene 등이 존재한다고 보고한 바 있다. 본 연구에서는 Hawer 등(9) 및 Ko 와 Lee(19) 의 연구결과와 유사하게 일반김치와 부재료인 마늘, 생강, 및 양파에서 diallyl disulfide, camphene이 검출되었다(Table 1). Hawer 등⑼ 및 Ko와 Lee(19)의 연구 결과와 성분의 차이를 보이는 것은 GC/MS 분석에서 향기 성분 물질을 분리하는 방법에 따라 분석되는 결과가 다르다는 Lee 등(20)의 연구와 비슷한 것으로 판단되었다.
- mes- enteroides의 성장이 생강에 의해 억제되는 것이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 이러한 부재료들의 침지처리에 따른 용출 효과에 의해 유산균수가 더 증가한 것으로 유추된다. 이와 같이 부재료를 침지처리하여 첨가한 김치의 pH, 산도, 유산균수의 변화량을 검토한 결과, 마늘, 생강 및 파를 각각 침지처리하여 첨가할 경우 pH, 총산도, 유산균수 등의 발효 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 3 mm의 두께로 세절하고 100oC에서 2분간 데친 후, 정수된 물 4oC에서 12시간 동안 침지처리 하였다. 부재료 침지처리가 김치의 군덕내(moldy odor)와 신내(sour odor)에 미치는 영향을 관능검사로 평가한 결과, 세절침지 처리김치에서 일반 김치에 비하여 신내와 군덕내가 크게 감소한 것으로 나타났다. 또한 부재료의 침지처리가 숙성 중 김치에서 pH, 산도, 유산균 수에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 부재료의 침지 형태에 따라 제조한 김치에 대하여 관능검사를 실시한 결과, Table 2에서 보는 바와 같이 침지비처리군 (control) 과 통침지처리군 (soaking) 에 비해 세절침지처리군(soaking after chopping)어〕서 신내가 유의적 차이로 저감됨을 보였다(p<0.05). 세절된 부재료가 침지액에 닿는 면적이 넓어짐에 따라 같은 시간에 더 많은 향기 성분이 빠져나와 침지 비처리군과 통침지처리군에 비해 냄새 저감 효과가 큰 것으로 판단되었다.
- 83%) 등을 검출한 Lee(18)의 연구와는 다소 차이가 있었다. 생강의 향기 성분은 1.8-cineole(24.4%), cam- phene(23%), di-2-propenyl disulfide(17.3%) 등의 순으로 나타났고, Kim 등⑺의 연구결과와 같이 zingiberene(7.5%) 도 검출되었다. 양파에서는 diisopropyl disulfide(21.
- 05). 세절된 부재료가 침지액에 닿는 면적이 넓어짐에 따라 같은 시간에 더 많은 향기 성분이 빠져나와 침지 비처리군과 통침지처리군에 비해 냄새 저감 효과가 큰 것으로 판단되었다. 군덕내는 침지비처리군보다 통침지처리군과 세절침지처리군에서 유의적 차이를 보이지 않았으나(p<0.
- 유산균수의 변화량施LABC)은 마늘, 생강, 양파 및 파를 침지처리 한 김치가 일반김치에 비하여 유의적인 차이로 높은 변화량施LABC)을 나타냈다(p<0.05). Lee 등(18)의 연구에서 마늘은 김치 발효에 관여하는 미생물들의 생육을 저하시키는 동시에 발효 기간 중 순차적으로 나타나는 균들의
- 본 연구에서는 이러한 부재료들의 침지처리에 따른 용출 효과에 의해 유산균수가 더 증가한 것으로 유추된다. 이와 같이 부재료를 침지처리하여 첨가한 김치의 pH, 산도, 유산균수의 변화량을 검토한 결과, 마늘, 생강 및 파를 각각 침지처리하여 첨가할 경우 pH, 총산도, 유산균수 등의 발효 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 추후 부재료 침지처리 효과가 전체적인 기호도 또는 선호도에 미치는 영향에 대한 면밀한 검토가 필요하다고 판단되었다.
- 총산도의 변화량施 TA) 에서는 일반김치와 양파를 침지 처리 한 김치는 유의적 차이를 나타내지 않았고(p<0.05), 마늘, 생강, 파를 각각 침지처리 한 김치는 일반김치보다 유의적으로 높은 변화량을 나타냈다 (p<0.05).
후속연구
- 이와 같이 부재료를 침지처리하여 첨가한 김치의 pH, 산도, 유산균수의 변화량을 검토한 결과, 마늘, 생강 및 파를 각각 침지처리하여 첨가할 경우 pH, 총산도, 유산균수 등의 발효 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 추후 부재료 침지처리 효과가 전체적인 기호도 또는 선호도에 미치는 영향에 대한 면밀한 검토가 필요하다고 판단되었다.
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