천연식품 중 대표적인 항균활성을 가진 마늘의 다량 첨가가 배추김치 숙성 중 품질과 발효특성에 미치는 영향을 분석하고자 마늘을 절인 배추무게에 대해 0, 5, 10, 15 및 20%로 달리하여 첨가한 배추김치를 $4^{\circ}C$에서 42일간 저장하면서 이화학적 특성 및 젖산균수의 변화를 살펴보았다. 김치의 숙성 기간 경과와 더불어 색도 중 L값은 점차 증가하였고, a 및 b값은 점차 감소하는 경향이었다. 경도는 마늘을 15% 첨가한 GK15군과 20% 첨가한 GK20군에서 가장 높게 유지되었다. pH는 모든 실험군에서 발효가 진행됨에 따라 유의적으로 감소하였으며, GK15 및 GK20군은 28일차에 최적 pH인 4.6~4.8범위였고, 가식 한계치인 산도 1.0%에 도달하는 기간은 대조군은 21일, 마늘첨가군은 28일로 더 길었다. 환원당 함량은 김치의 저장기간이 경과함에 따라 모든 실험군에서 감소하는 경향이었는데 숙성 초기 환원당은 마늘의 첨가량이 높을수록 더 높았으나 숙성 42일 후에 잔존율은 19.7~22.3%로 시료간에 차이가 적었다. 젖산균수는 숙성 7일에서 14일 사이에 급격히 증가하여 6.13~7.60 log CFU/g에 도달하였으며, 마늘의 첨가량이 많을수록 젖산균수는 더 적었으나 숙성 28일차부터는 대조군과 마늘 첨가군간의 젖산균수에 유의적인 차이가 없었다. 이상의 분석 결과들을 종합하여 볼 때 배추김치 제조 시 마늘의 첨가는 배추김치의 품질을 향상시키고, 저장성을 연장시키는 효과가 있음을 알 수 있었고, 배추무게 대비 20%까지의 마늘 첨가는 김치의 품질을 저해하지 않는 것으로 판단된다.
천연식품 중 대표적인 항균활성을 가진 마늘의 다량 첨가가 배추김치 숙성 중 품질과 발효특성에 미치는 영향을 분석하고자 마늘을 절인 배추무게에 대해 0, 5, 10, 15 및 20%로 달리하여 첨가한 배추김치를 $4^{\circ}C$에서 42일간 저장하면서 이화학적 특성 및 젖산균수의 변화를 살펴보았다. 김치의 숙성 기간 경과와 더불어 색도 중 L값은 점차 증가하였고, a 및 b값은 점차 감소하는 경향이었다. 경도는 마늘을 15% 첨가한 GK15군과 20% 첨가한 GK20군에서 가장 높게 유지되었다. pH는 모든 실험군에서 발효가 진행됨에 따라 유의적으로 감소하였으며, GK15 및 GK20군은 28일차에 최적 pH인 4.6~4.8범위였고, 가식 한계치인 산도 1.0%에 도달하는 기간은 대조군은 21일, 마늘첨가군은 28일로 더 길었다. 환원당 함량은 김치의 저장기간이 경과함에 따라 모든 실험군에서 감소하는 경향이었는데 숙성 초기 환원당은 마늘의 첨가량이 높을수록 더 높았으나 숙성 42일 후에 잔존율은 19.7~22.3%로 시료간에 차이가 적었다. 젖산균수는 숙성 7일에서 14일 사이에 급격히 증가하여 6.13~7.60 log CFU/g에 도달하였으며, 마늘의 첨가량이 많을수록 젖산균수는 더 적었으나 숙성 28일차부터는 대조군과 마늘 첨가군간의 젖산균수에 유의적인 차이가 없었다. 이상의 분석 결과들을 종합하여 볼 때 배추김치 제조 시 마늘의 첨가는 배추김치의 품질을 향상시키고, 저장성을 연장시키는 효과가 있음을 알 수 있었고, 배추무게 대비 20%까지의 마늘 첨가는 김치의 품질을 저해하지 않는 것으로 판단된다.
In this study, we investigated quality and fermentation characteristics in baechu kimchi containing 0(control), 5(GK5), 10(GK10), 15(GK15) and 20(GK20)% of shred garlic. Analysis was performed during fermentation at $4^{\circ}C$ for 42 days, every 7 days. The result showed significant cha...
In this study, we investigated quality and fermentation characteristics in baechu kimchi containing 0(control), 5(GK5), 10(GK10), 15(GK15) and 20(GK20)% of shred garlic. Analysis was performed during fermentation at $4^{\circ}C$ for 42 days, every 7 days. The result showed significant changes in color value between control group and garlic added groups. Hunter's color L value was increased during fermentation whereas a and b value were decreased. Hardness of kimchi was higher in 15% and 20% garlic added groups than other groups. The pH decreased significantly during fermentation, while titratable acidity was showed reverse tendency during fermentation period. The reducing sugar content was decreased in all groups during fermentation period, which higher in GK10 and GK15 group than the others. But its remaining ratio was 19.7~22.3% and not showed significant difference in experimental groups at 42 days fermentation. The number of lactic acid bacteria was dramatically increased up to 6.13~7.60 log CFU/g at 7~14 days fermentation. The garlic was inhibited significantly the growth of lactic acid bacteria, but this was not showed significant difference between garlic added groups and control group, after 28 days fermentation. As a results, we suggest that addition of garlic increase the quality characteristics and storage properties of Kimchi, and not hinder quality of kimchi at addition level of 20% than salted baechu.
In this study, we investigated quality and fermentation characteristics in baechu kimchi containing 0(control), 5(GK5), 10(GK10), 15(GK15) and 20(GK20)% of shred garlic. Analysis was performed during fermentation at $4^{\circ}C$ for 42 days, every 7 days. The result showed significant changes in color value between control group and garlic added groups. Hunter's color L value was increased during fermentation whereas a and b value were decreased. Hardness of kimchi was higher in 15% and 20% garlic added groups than other groups. The pH decreased significantly during fermentation, while titratable acidity was showed reverse tendency during fermentation period. The reducing sugar content was decreased in all groups during fermentation period, which higher in GK10 and GK15 group than the others. But its remaining ratio was 19.7~22.3% and not showed significant difference in experimental groups at 42 days fermentation. The number of lactic acid bacteria was dramatically increased up to 6.13~7.60 log CFU/g at 7~14 days fermentation. The garlic was inhibited significantly the growth of lactic acid bacteria, but this was not showed significant difference between garlic added groups and control group, after 28 days fermentation. As a results, we suggest that addition of garlic increase the quality characteristics and storage properties of Kimchi, and not hinder quality of kimchi at addition level of 20% than salted baechu.
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문제 정의
한편, 마늘은 발효숙성을 통하여 강한 매운 맛과 향이 감소되므로 섭취가 용이해 지는데, 대표적인 전통발효 식품인 김치 제조에 있어 마늘을 다량 첨가함으로서 기능성을 강화하고, 가식기간 및 저장성을 연장하는 효과를 유도 할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 마늘의 다량 첨가가 김치의 숙성 중 품질 및 발효특성에 미치는 영향을 확인하고자 배추김치 제조시 마늘을 20% 범위에서 비율을 달리하여 첨가한 후 숙성기간에 따른 김치의 품질특성을 분석하였다.
제안 방법
2%가 되도록 조절하여 사용하였다. Table 1과 같은 배합비에 따라 절인 배추 무게를 100%로 하였을 때 분쇄 마늘을 5, 10, 15 및 20%씩 첨가한 것을 각각의 실험군으로 하고, 마늘이 첨가되지 않은 것을 대조군으로 하였다. 각각의 실험군별 김치는 1회 분량으로 800 g씩(2쪽 분량)을 지퍼백에 개별 포장하여 4℃의 냉장고에서 보관하면서 김치 제조 후 1일에 1차 시료를 취하고 그 이후부터는 7일 간격으로 시료를 취하였다.
각각의 실험군별 김치는 1회 분량으로 800 g씩(2쪽 분량)을 지퍼백에 개별 포장하여 4℃의 냉장고에서 보관하면서 김치 제조 후 1일에 1차 시료를 취하고 그 이후부터는 7일 간격으로 시료를 취하였다. 각각의 시료는 경도 측정을 위하여 김치 포기의 바깥쪽으로부터 3~6번째 잎의 줄기부분을 별도로 취하였으며, 미생물 실험을 위하여 각 김치포기의 제일안쪽, 중간부분 및 제일바깥 잎을 각각 취한 후 나머지 부분을 모두 혼합하여 분쇄기(HMF-3010S, Hanil, Korea)로 분쇄한 것을 시료로 사용하였다.
Table 1과 같은 배합비에 따라 절인 배추 무게를 100%로 하였을 때 분쇄 마늘을 5, 10, 15 및 20%씩 첨가한 것을 각각의 실험군으로 하고, 마늘이 첨가되지 않은 것을 대조군으로 하였다. 각각의 실험군별 김치는 1회 분량으로 800 g씩(2쪽 분량)을 지퍼백에 개별 포장하여 4℃의 냉장고에서 보관하면서 김치 제조 후 1일에 1차 시료를 취하고 그 이후부터는 7일 간격으로 시료를 취하였다. 각각의 시료는 경도 측정을 위하여 김치 포기의 바깥쪽으로부터 3~6번째 잎의 줄기부분을 별도로 취하였으며, 미생물 실험을 위하여 각 김치포기의 제일안쪽, 중간부분 및 제일바깥 잎을 각각 취한 후 나머지 부분을 모두 혼합하여 분쇄기(HMF-3010S, Hanil, Korea)로 분쇄한 것을 시료로 사용하였다.
김치 하단의 줄기 부분을 뿌리에서 7 cm 위쪽을 횡으로 절단하여 3×5 cm 크기로 자른 다음 흐르는 물에서 가볍게 세척하여 양념을 제거한 후 물기를 닦아내고 물성측정기 texture anlayzer (Model TAXT express, Stable Micro Systems, England)를 이용하여 각 시료 군별로 10개 이상 시료의 중심부 전단가를 측정하였으며, 이때 texture analyzer의 조건은 Φ 0.5 cm core를 이용하였고, pre-test speed 5 mm/s, trigger force 50 g, test speed 2.0 mm/s, return speed 5.0 mm/s, test distance 5.0 mm, test cycle 1.0이었다.
1% peptone수 400 mL를 첨가하여 stomacher (Bag mixerR400, Inter science, Paris, France)로 속도 4로 3분간 현탁한 다음 일정량을 취하여 peptone수로 10배씩 단계별로 희석해 시료를 준비하였다. 단계별 희석액을 각각 1 mL씩 취하여 1% agar가 첨가된 0.04% bromocresol purple (BCP)이 첨가된 MRS broth (Difco Laboratories, Sparks, MD, USA)를 이용해 평판측정법으로 젖산균수를 측정하였다. 접종 후 37℃에서 24시간 배양 후 집락을 계수하여 확인하였고, 검출된 미생물 수는 시료 1 mL당 log colony forming unit (Log CFU/mL)로 나타내었다.
60 log CFU/g에 도달 하였다. 또한 대조군과 GK5군은 저장 21일차에 stationary phase에 접어들었으며, GK10, GK15 및 GK20군은 마늘 첨가량에 비례하여 젖산균의 증가율이 높아지다가 28일 이후 stationary phase에 접어들었다. 저장 7일차부터 21일차까지는 대조군에 비해 마늘 첨가군의 젖산균수가 더 작았다가 숙성 28일 이후부터는 대조군과 실험군간에 차이가 미미하였다.
배추는 길이대로 4등분하여 7∼8%의 소금물에서 절인 후 세척해 절임 배추의 염도가 2.0±0.2%가 되도록 조절하여 사용하였다.
분쇄한 김치 5 g에 증류수를 가하여 50 mL로 만든 다음 5,000 rpm에서 10분간 원심분리한 상등액을 여과한 후 색차계(UltraScan VIS, Hunter Lab, Virginia, U.S.A.)를 사용하여 명도를 나타내는 L값, 적색도를 나타내는 a값, 황색도를 나타내는 b값으로 나타내었으며, 3회 이상 반복 측정하였다. 이때 표준백판의 L값은 99.
여기에 DNS 시약 3 mL를 첨가하고 진탕 혼합한 다음 97℃ 항온수조에서 15분간 가온하였다. 빙수 중에서 식힌 다음 570 nm에서 흡광도를 측정한 후 glucose를 표준당으로 하여 작성한 검량선을 이용하여 계산하였다.
대상 데이터
마늘김치 제조에 이용된 고랭지 배추는 경남 거창군 덕유산 기슭 해발 800 m의 고랭지에서 생산된 것을 사용하였으며, 소금은 시판 천일염(신안군, 영진그린식품(주))을 사용하였다. 마늘, 고춧가루, 생고추, 생강, 양파 및 멸치 액젓은 남해군에서 생산된 것을 산지에서 구입하여 사용하였다.
마늘김치 제조에 이용된 고랭지 배추는 경남 거창군 덕유산 기슭 해발 800 m의 고랭지에서 생산된 것을 사용하였으며, 소금은 시판 천일염(신안군, 영진그린식품(주))을 사용하였다. 마늘, 고춧가루, 생고추, 생강, 양파 및 멸치 액젓은 남해군에서 생산된 것을 산지에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
실험으로부터 얻은 결과는 SPSS package 12.0을 이용하여 실험군당 평균±표준편차로 표시하였고, 각 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 따라 분석하였다.
성능/효과
김치 제조 초기의 산도(Fig. 2)는 0.44∼0.69%의 범위였는데, 모든 실험군에서 숙성 14일 이후부터 산도가 증가하기 시작하여 숙성 35일에 1.0% 이상으로 증가하였으며, 숙성 42일에는 1.15∼1.30% 였다.
마늘을 0, 5, 10, 15 및 20%를 첨가하여 숙성시킨 김치 추출액의 색도를 측정한 결과는 Table 2에 나타내었다. 김치제조 초기 명도를 나타내는 L값은 GK5, GK10 및 GK15군은 대조군에 비해 낮았으나, GK20군은 유의적으로 높았는데, 모든 실험군에서 저장기간이 경과함에 따라 불규칙한 증감을 보이면서 점차 증가하는 경향이었다. 대조군에 비하여 마늘 첨가군의 L 값 증가폭이 더 커서 마늘 첨가군의 L값은 숙성 7일 이후부터 40 이상이었으나 대조군은 21일에야 46.
15의 범위였으며, 모든 실험군에서 발효가 진행됨에 따라 유의 적으로 감소하였다. 대조군의 pH는 숙성 14일 이후 4.81로 5.0이하로 낮아졌고 숙성 35일에 4.34로 낮아졌는데, GK5군은 대조군과 유사한 pH 범위였으나 마늘을 가장 많이 첨가한 GK20군은 숙성 21일까지 5.0이상의 pH를 유지하였으며, 숙성 35일에는 4.66으로 pH 저하가 상대적으로 지연되었다.
김치에 마늘을 각각 0, 1, 2, 4 및 6%씩 첨가하여 숙성시키면서 일반세균과 젖산균의 변화를 분석한 결과 마늘의 영향으로 인해 발효 초기 호기성 세균의 생육을 억제하여 유산균의 생육에 유리한 환경을 제공함으로써 유산균 증식을 도와주며, 발효초기 발견되던 이상발효 유산균들은 발효가 진행되면서 감소하여 발효 9일 정도에는 발견되지 않고, 이후부터는 김치의 정상 발효균이 높은 수준으로 유지된다는 Cho 등(33)의 보고가 있다. 본 연구결과와 상기의 보고로 비교해 볼 때 발효 초기에는 마늘의 항균활성으로 인하여 호기성균들과 더불어 생육이 억제 되었고, 이후 이들 균주의 상대적인 감소로 인하여 유산균의 생육에 유리한 조건이 형성되면서 상대적인 함량이 증가하게 된 것으로 생각된다.
한편으로 김치의 숙성과 더불어 변화하는 미생물상도 전단가에 영향을 미치는데, Park과 Kim (22)은 산마늘 물김치의 숙성이 진행되면서 2주차에 경도가 크게 감소되었는데, 이는 미생물 번식과 이들이 생성하는 효소작용에 의해 산도가 증가하고 동시에 다양한 물성변화가 진행되기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서도 산도 및 젖산균수가 상승함에 따라 전단가가 감소하는 경향을 확인하였다.
Han과 Jang (18)은 땅 두릅 김치의 염장 및 발효과정중 땅 두릅에서 유출된 색소가 유기산 등 여러 성분들과 반응하여 색소 변화를 일으킨다고 보고한 바 있다. 이상의 보고들에서 김치 색의 변화는 발효가 진행됨에 따라 생성된 유기산에 의한 pH의 변화가 주요 원인 중 하나임을 알 수 있는데, 본 연구결과에서는 마늘의 다량 첨가에 따라 발효초기 미생물의 생육을 억제함으로써 상대적인 산도 저하를 억제하여 저장 중 김치의 색도 변화에 영향을 미친 것으로 추정된다.
저장기간에 따른 마늘 김치의 환원당 함량은 Fig. 4에서 보는 바와 같이, 김치제조 초기에 7.15∼9.68 mg/g의 범위로 가장 높았으며, 대조군과 모든 마늘 첨가군에서 저장 기간이 경과함에 따라 점차 감소하는 경향이었다.
적색도를 나타내는 a값은 김치를 담근 직후에는 마늘을 5% 첨가한 실험군의 값이 9.05로 가장 높았고, GK20군이 4.87로 가장 낮았으며, 대조군과 여타 실험군은 7.89∼8.51의 범위였다.
후속연구
잘 알려진 바와 같이 강한 항균활성을 가지는 마늘은 김치의 저장성이나 맛에 영향을 미치므로 첨가되는 양에 따라 항균활성이 차이를 나타내게 되어 김치의 발효 미생물, 맛, 가식기간 연장 등에도 영향을 미칠 것으로 추정된다. 한편, 마늘은 발효숙성을 통하여 강한 매운 맛과 향이 감소되므로 섭취가 용이해 지는데, 대표적인 전통발효 식품인 김치 제조에 있어 마늘을 다량 첨가함으로서 기능성을 강화하고, 가식기간 및 저장성을 연장하는 효과를 유도 할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 마늘의 다량 첨가가 김치의 숙성 중 품질 및 발효특성에 미치는 영향을 확인하고자 배추김치 제조시 마늘을 20% 범위에서 비율을 달리하여 첨가한 후 숙성기간에 따른 김치의 품질특성을 분석하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
항산화 효과 이외의 김치의 효능에는 어떤 것들이 있는가?
세계 5대 건강음식으로 선정된 바 있는 김치는 배추와무 등의 채소를 소금에 절인 후 고추, 마늘 및 젓갈 등을 첨가하여 숙성시킨 고유의 전통발효 식품으로 주재료와 부재료에 함유되어있는 페놀, 플라보노이드, 베타카로틴 등에 의해 항산화 효과를 가진다(1). 또한 비타민, 무기질과 식이섬유의 급원이며, 발효과정 중 생성된 젖산균 및 유기산에 의해 정장작용과 변비예방에 효과가 있으며(2), 배추의 β-sitosterol, 고추의 capsaicin, 마늘의 methylcysteine sulfoxide와 S-allylcystein sulfoxide 등에 기인한 지질 저하 효과(3)와 독특한 방향, 질감, 감칠맛과 발효로 인한 상쾌한 산미 등이 조화되어 식욕을 증진 시키는 효과가 있다(4).
연구 결과 배추 무게 대비 몇 퍼센트까지의 마늘 첨가가 김치의 품질을 저해하지 않는 것으로 판단되었는가?
60 log CFU/g에 도달하였으며, 마늘의 첨가량이 많을수록 젖산균수는 더 적었으나 숙성 28일차부터는 대조군과 마늘 첨가군간의 젖산균수에 유의적인 차이가 없었다. 이상의 분석 결과들을 종합하여 볼 때 배추김치 제조 시 마늘의 첨가는 배추김치의 품질을 향상시키고, 저장성을 연장시키는 효과가 있음을 알 수 있었고, 배추무게 대비 20%까지의 마늘 첨가는 김치의 품질을 저해하지 않는 것으로 판단된다.
김치에 마늘을 필수적으로 첨가하는 이유는 무엇인가?
김치에 마늘을 첨가하지 않으면 호기성 세균이 증식하여 김치의 나쁜 냄새를 증가시키므로(16) 김치 제조시 마늘은 통상 3% 내외로 필수적으로 첨가되고 있다. 잘 알려진 바와 같이 강한 항균활성을 가지는 마늘은 김치의 저장성이나 맛에 영향을 미치므로 첨가되는 양에 따라 항균활성이 차이를 나타내게 되어 김치의 발효 미생물, 맛, 가식기간 연장 등에도 영향을 미칠 것으로 추정된다.
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