[논문]혼합 스타터를 이용한 묵은지의 제조 및 발효 특성

김효주; 신현경; 양은주

doi:10.3746/jkfn.2013.42.9.1467

혼합 스타터를 이용한 묵은지의 제조 및 발효 특성
Production and Fermentation Characteristics of Mukeunji with a Mixed Starter 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.42 no.9, 2013년, pp.1467 - 1474

김효주 (전남식품산업연구센터) , 신현경 (전남식품산업연구센터) , 양은주 (전남식품산업연구센터)

초록
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묵은지 발효에 적합한 종균 발효 시스템을 개발하기 위하여 묵은지에서 분리한 유산균과 효모를 단일 또는 혼합 상태로 김치에 첨가하여 발효시킨 후 관능평가를 시행하여 묵은지 풍미에서 높은 기호도를 나타낸 유산균 ML17과 효모 MY7을 혼합 스타터로 선정하였다. 묵은지 스타터 균주는 rRNA 염기서열 분석을 통한 균주동정 결과에 따라 Lactobacillus curvatus ML17과 Saccharomyces servazzii MY7로 명명되었다. 혼합 스타터를 첨가하여 김치를 제조한 후 $10^{\circ}C$에서 7일 동안 1차 발효한 후, $-1^{\circ}C$에서 90일까지 숙성시키면서 발효 특성을 조사하였다. 대조구 김치에 비하여 스타터 김치의 pH 저하 및 산도의 증가가 빠르게 진행되어 발효 90일 후에는 1년 숙성 묵은지와 유사한 수준을 나타내었다. 물성 변화에서 김치의 경도는 전체 발효기간 동안 스타터 김치가 더 높은 경도 값을 유지하면서 아삭한 특성을 나타내었다. 미생물 균총 변화에서 총균수와 유산균수는 발효 30일에 최대 균수를 나타내었으며, 이후 감소하기 시작하여 발효 90일에는 스타터 김치의 총균수와 유산균수가 대조구 김치에 비해 낮게 나타났다. 효모수는 첨가된 스타터에 의하여 스타터 김치가 대조구 김치보다 전체 발효기간 동안 높은 균수를 유지하였다. 유산균과 효모 스타터는 발효 90일 동안 높은 점유율을 유지하여 발효 종균으로서의 우수한 특성을 나타내었다. 유기산 함량은 스타터 김치에서 lactic acid와 citric acid의 함량이 대조구 김치에 비하여 높게 나타났다. 관능평가 결과 스타터 김치는 1년 숙성 묵은지와 유사한 묵은지 맛과 높은 기호도를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

To develop a starter culture system for the fermentation of mukeunji, we introduced lactic acid bacteria and yeast isolated from mukeunji into kimchi fermentation as a single or a mixed culture. On evaluating mukeunji flavor, we found that the mixed starter kimchi prepared with two strains, ML17 and MY7, gave the best sensory score. These strains were identified as Lactobacillus (Lb.) curvatus ML17 and Saccharomyces (S.) servazzii MY7 by molecular identification method. The fermentative characteristics of starter kimchi were investigated by measuring changes in the physicochemical and microfloral characteristics during the fermentation. The decrease in pH and increase in acidity in the starter kimchi were faster compared to respective values of control kimchi. There was a gradual decrease in hardness of starter kimchi, which was still slow compared to hardness decrease in control kimchi. Microbial analysis of starter kimchi revealed that Lb. curvatus ML17 and S. servazzii MY7 were the dominant organisms during the entire fermentation period. The lactic acid and citric acid contents of starter kimchi were higher than those of the control kimchi after 90 days of fermentation. By sensory evaluation, the starter kimchi scored higher in appearance, mukeunji flavor, sourness, carbonated flavor, savory taste, texture, and overall acceptability, but lower in off-flavor than the control kimchi.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 묵은지 고유의 풍미를 형성하면서 품질을 균일하게 유지할 수 있는 묵은지용 스타터를 개발하였다. 또한 스타터를 첨가한 김치의 발효 특성을 조사하여 묵은지로서의 이화학적 특성 및 관능적 특성을 분석하고, 장기 숙성 기간을 단축시킬 수 있는 제조공정에 대한 가능성을 검토하였다.
그러나 숙성하는 기간이 너무 길어 증가하는 수요에 따른 공급이 원활하지 않고 품질이 일정하지 않으며 장기 저장에 따른 비용 부담이 발생하여 일부 김치 제조업체에서는 의도적으로 과하게 숙성된 김치를 상품화하는 문제점이 발생하고 있다(16,17). 본 연구에서는 묵은지 고유의 풍미를 형성하면서 품질을 균일하게 유지할 수 있는 묵은지용 스타터를 개발하였다. 또한 스타터를 첨가한 김치의 발효 특성을 조사하여 묵은지로서의 이화학적 특성 및 관능적 특성을 분석하고, 장기 숙성 기간을 단축시킬 수 있는 제조공정에 대한 가능성을 검토하였다.

제안 방법

90일 동안 발효된 스타터 김치의 관능적 특성을 대조구 김치 및 1년 숙성 묵은지와 비교하였다(Fig. 2). 스타터 김치의 외관은 유의적으로 가장 높은 점수(3.
묵은지 스타터로 선정한 Lb. curvatus ML17과 S. servazzii MY7을 첨가하여 제조한 김치를 10℃에서 7일, -1℃에서 90일까지 발효시키면서 pH와 산도의 변화를 측정 하였다(Fig. 1). 김치의 숙성에 따라 pH는 저하되고 산도는 증가하는 경향을 나타내었으나 대조구 김치에 비하여 스타터 김치의 pH가 더 빨리 저하되어 발효기간 동안 더 낮은 pH를 유지하였다.
스타터 첨가 김치의 관능평가는 발효 90일 후에 시행하였으며 대조군으로서 스타터를 첨가하지 않은 대조구 김치와 시판중인 1년 숙성 묵은지를 함께 평가하였다. 관능평가는 미리 훈련된 전남식품산업연구센터 연구원과 화원농협 김치가공공장 직원 20명이 시행하였으며, 평가 항목으로는 외관(appearance), 군덕내(off-flavor), 묵은지 맛(mukeunji flavor), 신맛(sourness), 탄산미(carbonated flavor), 감칠맛(savory taste), 질감(texture), 종합 기호도(overall acceptability)에 대하여 평가자의 기호도를 5점 척도법으로 평가하였다. 각 항목에 대한 점수는 군덕내의 경우 1점(매우 약함), 3점(보통), 5점(매우 강함)으로, 그 외 항목들은 1점 (매우 나쁨), 3점(보통), 5점(매우 좋음)으로 평가하였다.
균체 첨가량은 김치 중량 기준으로 유산균 ML17은 1×107 CFU/ g을, 효모 MY7은 1×105 CFU/g을 혼합하여 첨가하였다.
김치의 물성측정은 rheometer(Sun rheometer compac-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 시료는 배추 하단으로부터 7 cm 지점의 줄기부위를 3×3 cm로 준비한 후 adaptor No.
묵은지 발효에 적합한 스타터의 선정을 위하여 묵은지 분리 균주 및 김치 유래 공시균주를 포함한 유산균 6종과 효모 1종을 단일 또는 혼합 상태로 김치에 첨가하여 35일 동안 발효시킨 후 관능적 특성을 평가하였으며, 그 결과는 Table 1과 같다. 1년 숙성 묵은지와 함께 묵은지 맛과 종합 기호도를 5점 척도법으로 평가한 결과 유산균 ML17과 효모 MY7을 혼합하여 첨가한 김치가 종합 기호도 항목에서 가장 우수한 점수를 받았으며, 묵은지 맛은 4.
묵은지 발효에 적합한 종균 발효 시스템을 개발하기 위하여 묵은지에서 분리한 유산균과 효모를 단일 또는 혼합 상태로 김치에 첨가하여 발효시킨 후 관능평가를 시행하여 묵은지 풍미에서 높은 기호도를 나타낸 유산균 ML17과 효모 MY7을 혼합 스타터로 선정하였다. 묵은지 스타터 균주는 rRNA 염기서열 분석을 통한 균주동정 결과에 따라 Lactobacillus curvatus ML17과 Saccharomyces servazzii MY7로 명명되었다.
묵은지 스타터는 유산균 ML17과 효모 MY7의 배양액을 각각 준비한 후 원심분리(8,000×g, 15 min, 4°C)하여 균체를 멸균수로 2회 세척한 후 묵은지 양념에 혼합하였다.
묵은지 스타터로 선정된 균주의 동정을 위하여 분자생물학적 동정을 시행하였다. 유산균 ML17은 16S rRNA 염기서열을, 효모 MY7은 18S(partial), ITS, 5.
묵은지 스타터를 첨가하여 제조한 김치의 총균수, 유산균수, 효모수와 묵은지 스타터(Lb. curvatus ML17과 S. servazzii MY7)의 점유율 변화를 관찰하였다(Table 3). 총균수 변화는 대조구 김치의 경우 1차 발효기간(10℃, 7일) 동안 5.
김치 중량 기준으로 유산균은 1×10⁷CFU/g을, 효모는 1×10⁵ CFU/g을 단독 혹은 혼합 형태로 김치에 첨가하여 버무린 후 1 kg 용기에 담아 10℃ 에서 7일 동안 발효시킨 후 0℃에서 28일 동안 숙성하였다. 발효 종료 후 스타터 선정을 위한 김치의 관능 평가는 훈련된 전남식품산업연구센터 연구원 12명이 묵은지 맛과 종합 기호도에 대하여 5점 척도법(5=아주 좋다, 1=아주 나쁘다) 으로 평가하였다. 양성 대조군으로 1년 숙성된 이맑은 묵은지(화원농협)를 사용하여 평가하였다.
발효기간에 따른 대조구 김치와 스타터 김치의 경도 변화를 측정하였다(Table 2). 발효가 진행됨에 따라 전반적으로 김치의 경도는 감소하는 경향을 나타내었다.
스타터 첨가 김치의 관능평가는 발효 90일 후에 시행하였으며 대조군으로서 스타터를 첨가하지 않은 대조구 김치와 시판중인 1년 숙성 묵은지를 함께 평가하였다. 관능평가는 미리 훈련된 전남식품산업연구센터 연구원과 화원농협 김치가공공장 직원 20명이 시행하였으며, 평가 항목으로는 외관(appearance), 군덕내(off-flavor), 묵은지 맛(mukeunji flavor), 신맛(sourness), 탄산미(carbonated flavor), 감칠맛(savory taste), 질감(texture), 종합 기호도(overall acceptability)에 대하여 평가자의 기호도를 5점 척도법으로 평가하였다.
스타터가 첨가된 묵은지 양념으로 버무린 김치는 1 kg씩 pouch pack에 담아 10°C에서 7일간 1차 발효시킨 후 -1℃ 김치냉장고(Zipel, Samsung, Suwon, Korea)에서 숙성시키면서 김치의 발효 특성을 조사하였다.
9% saline solution으로 10배씩 연속 희석하여 각각의 평판배지에 100 μL씩 도말한후 총균은 37℃에서 2일간, 유산균은 30℃에서 2일간, 효모는 25℃에서 2일간 배양하였다. 스타터로 첨가한 유산균 ML17과 효모 MY7의 점유율 확인은 1차적으로 집락의 특이적 형태를 관찰하고 광학현미경(Olympus BX41TF, Olympus Co., Tokyo, Japan)으로 세포의 형태를 관찰한 후 2차적으로 16S rRNA 및 18S rRNA 염기서열 분석을 통하여 스타터의 rRNA 염기서열과 동일함을 확인하였다.
스타터가 첨가된 묵은지 양념으로 버무린 김치는 1 kg씩 pouch pack에 담아 10°C에서 7일간 1차 발효시킨 후 -1℃ 김치냉장고(Zipel, Samsung, Suwon, Korea)에서 숙성시키면서 김치의 발효 특성을 조사하였다. 스타터를 첨가하지 않은 일반김치를 대조군으로 하여 발효특성을 비교하였다.
시료는 배추 하단으로부터 7 cm 지점의 줄기부위를 3×3 cm로 준비한 후 adaptor No. 4(3 mm)를 이용하여 경도를 측정하였다.
45 μm membrane filter (DISMIC-13cp, Adventec, Tokyo, Japan)로 여과하였다. 여과액은 10배 희석한 후 HPLC(ICS-3000, Dionex Co., Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 유기산을 분석하였다. 표준물질은 malic acid, succinic acid, acetic acid, lactic acid, citric acid(Sigma-Aldrich Co.
유기산은 김치 여과액에 증류수 1 mL를 가하여 혼합한 후 원심분리기(Micro 17TR, Hanil Science Industrial Co., Ltd., Incheon, Korea)를 이용하여 1,600×g에서 10분간 원심분리 하여 얻은 상등액을 0.45 μm membrane filter (DISMIC-13cp, Adventec, Tokyo, Japan)로 여과하였다.
묵은지 스타터로 선정된 균주의 동정을 위하여 분자생물학적 동정을 시행하였다. 유산균 ML17은 16S rRNA 염기서열을, 효모 MY7은 18S(partial), ITS, 5.8S, 28S(partial) 을 포함하는 rRNA의 염기서열을 결정한 후 NCBI(National Center for Biotechnology Information)의 blastn program(18)을 이용하여 GenBank에 등록된 염기서열들과 비교하였으며, 표준균주(type strain)와의 상동성은 Clustal X와 Mega 2 program(19)을 이용하여 분석하였다.
배추는 해남 월동 배추를 2등분하여 천일염 염수 16%에서 16시간 절인 후 세척 및 탈수하여 김치 제조에 사용하였다. 재료의 배합 비율은 절임 배추 77.8%, 찹쌀풀 6.64%, 고춧가루 3%, 무 5%, 멸치액젓 1%, 새우젓 1%, 마늘 1.4%, 대파 0.8%, 양파 0.8%, 홍갓 0.5%, 생강 0.22%, 설탕 0.3%, 소금 0.14%, 참깨 0.1%, 표고버섯 0.01%로 하여 제조하였다. 묵은지 스타터는 유산균 ML17과 효모 MY7의 배양액을 각각 준비한 후 원심분리(8,000×g, 15 min, 4°C)하여 균체를 멸균수로 2회 세척한 후 묵은지 양념에 혼합하였다.
묵은지 스타터 균주는 rRNA 염기서열 분석을 통한 균주동정 결과에 따라 Lactobacillus curvatus ML17과 Saccharomyces servazzii MY7로 명명되었다. 혼합 스타터를 첨가하여 김치를 제조한 후 10℃에서 7일 동안 1차 발효한 후, -1℃에서 90일까지 숙성시키면서 발효 특성을 조사하였다. 대조구 김치에 비하여 스타터 김치의 pH 저하 및 산도의 증가가 빠르게 진행되어 발효 90일 후에는 1년 숙성 묵은지와 유사한 수준을 나타내었다.

대상 데이터

비교 균주로서 김치 유래의 Leuconostoc mesenteroides KCTC 13374와 Lactobacillus plantarum subsp. plantarum KCTC 13093을 한국생명공학연구원 생명자원센터(Korean Collection for Type Culture, Daejeon, Korea)에서 분양받아 사용하였다.
묵은지 스타터 선정을 위한 김치는 화원농협 김치가공공장(Haenam, Korea)에서 제조한 이맑은 묵은지를 숙성이 되지 않은 상태로 제조 당일 공급받아 사용하였으며, 3~5 cm로 절단하여 준비하였다. 김치에 첨가할 균주인 유산균은 MRS broth(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)에서 30℃, 24시간 배양하였고, 효모는 yeast extract-peptone-dextrose(YPD) broth(Difco Laboratories)에서 25℃, 24시간 배양하여 원심분리 한 균체침전물을 생리식염수에 현탁하여 준비하였다. 김치 중량 기준으로 유산균은 1×10⁷CFU/g을, 효모는 1×10⁵ CFU/g을 단독 혹은 혼합 형태로 김치에 첨가하여 버무린 후 1 kg 용기에 담아 10℃ 에서 7일 동안 발효시킨 후 0℃에서 28일 동안 숙성하였다.
김치의 미생물 분석을 위해 사용한 배지로는 총균수는 PCA(plate count agar, Merck, Darmstadt, Germany) 배지, 유산균수는 MRS(Difco Laboratories) 고체배지, 효모는 PDA(potato dextrose agar, Merck)와 YPD(Difco Laboratories) 고체배지를 사용하였다. 김치는 마쇄하여 멸균거즈로 여과한 김치 여과액을 0.
묵은지 스타터 선정을 위한 김치는 화원농협 김치가공공장(Haenam, Korea)에서 제조한 이맑은 묵은지를 숙성이 되지 않은 상태로 제조 당일 공급받아 사용하였으며, 3~5 cm로 절단하여 준비하였다. 김치에 첨가할 균주인 유산균은 MRS broth(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)에서 30℃, 24시간 배양하였고, 효모는 yeast extract-peptone-dextrose(YPD) broth(Difco Laboratories)에서 25℃, 24시간 배양하여 원심분리 한 균체침전물을 생리식염수에 현탁하여 준비하였다.
배추는 해남 월동 배추를 2등분하여 천일염 염수 16%에서 16시간 절인 후 세척 및 탈수하여 김치 제조에 사용하였다. 재료의 배합 비율은 절임 배추 77.
본 실험을 위하여 사용된 균주는 묵은지의 우점균으로서 분리된 유산균 ML7, ML11, ML13, ML17과 효모 MY7을 사용하였다. 비교 균주로서 김치 유래의 Leuconostoc mesenteroides KCTC 13374와 Lactobacillus plantarum subsp.
발효 종료 후 스타터 선정을 위한 김치의 관능 평가는 훈련된 전남식품산업연구센터 연구원 12명이 묵은지 맛과 종합 기호도에 대하여 5점 척도법(5=아주 좋다, 1=아주 나쁘다) 으로 평가하였다. 양성 대조군으로 1년 숙성된 이맑은 묵은지(화원농협)를 사용하여 평가하였다.
50점을 받은 1년 숙성 묵은지에 비해 약간 낮은 점수였으나 통계적으로 유의적 차이는 없었다. 첨가한 균주의 종류 및 효모와의 혼합 여부에 따라 김치의 숙성도와 풍미가 매우 달랐으나 사용한 균주들 중 묵은지 고유의 맛을 발현시키기에 적합한 스타터로서 유산균 ML17과 효모 MY7을 최종 선정하였다.
, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 유기산을 분석하였다. 표준물질은 malic acid, succinic acid, acetic acid, lactic acid, citric acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하였다. 칼럼은 Capcell pak C18(4.

데이터처리

실험 결과는 SPSS program(Statistical Package for Social Science, version 17, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을 이용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 Duncan's multiple range test로 사후 검증하였다 (P<0.05).

이론/모형

, Bruntal, Czech Republic)로 마쇄하여 거즈로 여과한 김치여과액을 pH meter(Mettler-toledo GmbH 8603, Schwerzenbach, Switzerland)를 사용하여 측정하였다. 총 산은 AOAC법(20)에 따라 김치여액 10 mL를 0.1 N NaOH 로 pH 8.3이 될 때까지 적정한 다음 소비된 NaOH의 부피를 젖산량으로 환산하여 계산하였다.

성능/효과

묵은지 발효에 적합한 스타터의 선정을 위하여 묵은지 분리 균주 및 김치 유래 공시균주를 포함한 유산균 6종과 효모 1종을 단일 또는 혼합 상태로 김치에 첨가하여 35일 동안 발효시킨 후 관능적 특성을 평가하였으며, 그 결과는 Table 1과 같다. 1년 숙성 묵은지와 함께 묵은지 맛과 종합 기호도를 5점 척도법으로 평가한 결과 유산균 ML17과 효모 MY7을 혼합하여 첨가한 김치가 종합 기호도 항목에서 가장 우수한 점수를 받았으며, 묵은지 맛은 4.42점으로 4.50점을 받은 1년 숙성 묵은지에 비해 약간 낮은 점수였으나 통계적으로 유의적 차이는 없었다. 첨가한 균주의 종류 및 효모와의 혼합 여부에 따라 김치의 숙성도와 풍미가 매우 달랐으나 사용한 균주들 중 묵은지 고유의 맛을 발현시키기에 적합한 스타터로서 유산균 ML17과 효모 MY7을 최종 선정하였다.
Lb. curvatus ML17 스타터는 김치 발효 초기부터 유산균 균총 내 우점을 유지하면서 주도적으로 발효를 진행하다가 산도가 증가하면서 발효 60일 이후 감소하였으며, S. servazzii MY7은 발효 말기까지 효모 균총의 우점을 유지하였다. 두 스타터의 높은 우점율은 이들 미생물이 김치 내 미생물의 천이를 조절하여 김치의 맛을 일정하게 유지할 수 있는 우수한 종균 특성으로 사료된다.
본 연구에서 유산균 Lb. curvatus ML17과 효모 S. servazzii MY7을 묵은지 스타터로 사용하고 1차 발효와 2차 숙성으로 나누어 김치 발효를 진행하여 숙성기간을 단축시킴으로써 단기간에 묵은지 고유의 풍미가 발현되는 우수한 품질의 묵은지를 생산할 수 있는 가능성을 보여주었다.
유산균 ML17은 Lb. curvatus ML17로, 효모 MY7은 S. servazzii MY7로 명명하였으며 ML17의 16S rRNA의 염기서열 및 MY7의 rRNA 염기서열은 GenBank에 JS101631 및 JS101632로 각각 등록하였다.
18%를 나타내었다. pH 및 산도 측정 결과 대조구 김치에 비해 스타터 김치의 발효가 더 빨리 진행되는 것으로 나타났으며, 발효 90일에 스타터 김치의 pH와 산도는 1년 숙성 묵은지와 유사한 수준(pH 3.96, 산도 1.25%)을 나타내었다. 이와 같은 결과는 스타터의 첨가에 의하여 김치의 발효가 촉진되었기 때문이며(21), 김치 제조 후 10℃에서 1차 발효과정을 거치면서 김치의 적숙기인 pH 4.
유기산 함량은 스타터 김치에서 lactic acid 와 citric acid의 함량이 대조구 김치에 비하여 높게 나타났다. 관능평가 결과 스타터 김치는 1년 숙성 묵은지와 유사한 묵은지 맛과 높은 기호도를 나타내었다.
발효 90일 후 대조구 김치와 스타터 김치 및 1년 숙성 묵은지의 유기산 함량을 분석한 결과는 Table 4와 같다. 김치에서 가장 높은 함량을 나타내는 lactic acid 의 함량은 스타터 김치(815 mg%)와 1년 숙성 묵은지(825 mg%)가 유사한 수준으로 높게 나타났으며, 대조구 김치는 612 mg%로 유의적으로 낮은 함량을 나타내었다. 반면 acetic acid는 대조구 김치에서 778 mg%로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 스타터 김치와 1년 숙성 묵은지는 각각 561 mg%과 563 mg%로 대조구에 비해 낮으면서 유사한 수준의 함량을 나타내었다.
1). 김치의 숙성에 따라 pH는 저하되고 산도는 증가하는 경향을 나타내었으나 대조구 김치에 비하여 스타터 김치의 pH가 더 빨리 저하되어 발효기간 동안 더 낮은 pH를 유지하였다. 대조구 김치의 경우 제조 당일 pH 5.
servazzii MY7은 발효 말기까지 효모 균총의 우점을 유지하였다. 두 스타터의 높은 우점율은 이들 미생물이 김치 내 미생물의 천이를 조절하여 김치의 맛을 일정하게 유지할 수 있는 우수한 종균 특성으로 사료된다.
묵은지 발효에 적합한 종균 발효 시스템을 개발하기 위하여 묵은지에서 분리한 유산균과 효모를 단일 또는 혼합 상태로 김치에 첨가하여 발효시킨 후 관능평가를 시행하여 묵은지 풍미에서 높은 기호도를 나타낸 유산균 ML17과 효모 MY7을 혼합 스타터로 선정하였다. 묵은지 스타터 균주는 rRNA 염기서열 분석을 통한 균주동정 결과에 따라 Lactobacillus curvatus ML17과 Saccharomyces servazzii MY7로 명명되었다. 혼합 스타터를 첨가하여 김치를 제조한 후 10℃에서 7일 동안 1차 발효한 후, -1℃에서 90일까지 숙성시키면서 발효 특성을 조사하였다.
묵은지 스타터의 분자생물학적 동정을 위하여 유산균 ML17은 16S rRNA 염기서열을, 효모 MY7은 18S(partial), ITS, 5.8S, 28S(partial)을 포함하는 rRNA의 염기서열을 결정한 후, 이를 GenBank에 등록된 다른 균주들과 염기서열을 비교한 결과 ML17 균주는 Lactobacillus(Lb.) curvatus NBRC 15884와 99%, MY7은 Saccharomyces(S.) servazzii NRRL Y-12661와 99%의 상동성을 나타내었다. 유산균 ML17은 Lb.
대조구 김치에 비하여 스타터 김치의 pH 저하 및 산도의 증가가 빠르게 진행되어 발효 90일 후에는 1년 숙성 묵은지와 유사한 수준을 나타내었다. 물성 변화에서 김치의 경도는 전체 발효기간 동안 스타터 김치가 더 높은 경도 값을 유지하면서 아삭한 특성을 나타내었다. 미생물 균총 변화에서 총균수와 유산균수는 발효 30일에 최대 균수를 나타내었으며, 이후 감소하기 시작하여 발효 90일에는 스타터 김치의 총균수와 유산균수가 대조구 김치에 비해 낮게 나타났다.
물성 변화에서 김치의 경도는 전체 발효기간 동안 스타터 김치가 더 높은 경도 값을 유지하면서 아삭한 특성을 나타내었다. 미생물 균총 변화에서 총균수와 유산균수는 발효 30일에 최대 균수를 나타내었으며, 이후 감소하기 시작하여 발효 90일에는 스타터 김치의 총균수와 유산균수가 대조구 김치에 비해 낮게 나타났다. 효모수는 첨가된 스타터에 의하여 스타터 김치가 대조구 김치보다 전체 발효기간 동안 높은 균수를 유지하였다.
Chang 등(26)의 연구에서 천일염을 사용한 김치의 총균수와 유산균수는 발효 12일에 최고치에 도달한 후 발효 33일까지 지속적으로 감소하였으며, Kim 등(27)의 연구에서도 총 생균수와 유산균수가 발효 초기에 급증하다가 산도가 증가함에 따라 발효 말기에는 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서 대조구 김치와 스타터 김치 모두 총균수와 유산균수는 발효 30일에 최고 균수에 도달하여 이후 감소하기 시작하였으며, 스타터 김치의 경우 묵은지 스타터의 첨가로 초기 유산균수가 상대적으로 많으므로 대조구 김치에 비해 산도가 빠르게 증가하면서 호기성 세균 및 내산성이 약한 유산균이 급격히 사멸하여 총균수와 유산균수의 감소가 더 빠르게 진행된 것으로 생각된다.
발효가 진행됨에 따라 전반적으로 김치의 경도는 감소하는 경향을 나타내었다. 스타터 김치의 경도는 제조 직후 9,917 g/cm²에서 발효 90일에 8,707 g/ cm²로 감소하였고, 대조구 김치의 경도는 제조 직후 9,902 g/cm²에서 발효 90일에 8,179 g/cm²로 감소하여 대조구 김치의 경도 변화가 좀 더 빠르게 진행됨을 알 수 있었다. 김치에서 물성의 변화는 소금의 탈수작용으로 인하여 배추 조직에 함유된 효소들이 활성화 되면서 세포벽 다당류와 단백질 등의 거대분자를 분해시켜 초래된다(22).
2). 스타터 김치의 외관은 유의적으로 가장 높은 점수(3.9점)를 보였으며 1년 숙성 묵은지는 3.5, 대조구 김치는 3.4점을 나타내었다. 군덕내의 경우 스타터 김치가 2점으로 가장 낮은 강도를 나타내었으며, 대조구 김치(2.
8 log CFU/mL를 나타내었다. 스타터 김치의 유산균 수는 초기 6.5 log CFU/mL에서 시작하여 발효 30일에 9.1 log CFU/mL로 최대 균수를 나타내었으나 발효 60일 이후에는 급격히 감소하기 시작하여 발효 90일에는 대조구 김치보다 낮은 6.8 log CFU/mL까지 감소하였다. Chang 등(26)의 연구에서 천일염을 사용한 김치의 총균수와 유산균수는 발효 12일에 최고치에 도달한 후 발효 33일까지 지속적으로 감소하였으며, Kim 등(27)의 연구에서도 총 생균수와 유산균수가 발효 초기에 급증하다가 산도가 증가함에 따라 발효 말기에는 감소하는 경향을 나타내었다.
효모수는 첨가된 스타터에 의하여 스타터 김치가 대조구 김치보다 전체 발효기간 동안 높은 균수를 유지하였다. 유산균과 효모 스타터는 발효 90일 동안 높은 점유율을 유지하여 발효 종균으로서의 우수한 특성을 나타내었다. 유기산 함량은 스타터 김치에서 lactic acid 와 citric acid의 함량이 대조구 김치에 비하여 높게 나타났다.
이상의 관능 결과를 종합하여 90일 동안 발효된 스타터 김치는 1년 숙성 묵은지와 유사한 묵은지 맛을 나타내며 각 관능 항목에서 높은 기호도를 나타내었다. 김치에서 스타터의 첨가는 김치의 고유한 맛과 특성을 향상시키면서 품질을 일정하게 조절할 수 있는 기능성을 부여한다고 알려져 있다 (12,35).
6점을 나타내었다. 종합 기호도는 스타터 김치가 가장 높은 점수를 나타내었다.
미생물 균총 변화에서 총균수와 유산균수는 발효 30일에 최대 균수를 나타내었으며, 이후 감소하기 시작하여 발효 90일에는 스타터 김치의 총균수와 유산균수가 대조구 김치에 비해 낮게 나타났다. 효모수는 첨가된 스타터에 의하여 스타터 김치가 대조구 김치보다 전체 발효기간 동안 높은 균수를 유지하였다. 유산균과 효모 스타터는 발효 90일 동안 높은 점유율을 유지하여 발효 종균으로서의 우수한 특성을 나타내었다.

후속연구

현재까지 김치 발효에 관여하는 효모의 종류 및 역할에 대해서는 정확히 규명되지 않은 상태이다. 본 연구에서 스타터로 첨가한 효모는 비산막효모로서 김치 발효에 관여하여 묵은지 풍미를 형성하는 것으로 생각되나 차후 발효에서의 역할에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	김치는 어떤 식품인가?	김치는 주식인 밥과 함께 한국인의 식생활에 필수적인 부식으로 배추, 무 등의 여러 가지 채소류를 소금에 절인 다음 마늘, 고추 등의 향신료와 젓갈 등의 부재료를 첨가하여 숙성시킨 우리나라 고유의 전통 발효식품이다(1). 영양적인 측면에서도 식이섬유소, 비타민, 무기질 등의 공급원이며 항산화 물질이 풍부한 고추와 마늘 등을 부재료로 사용하여 항산화, 항비만, 동맥경화 억제효과, 항암효과 등의 건강 기능성 효과가 보고되고 있다(2-5).
	김치 제조업체가 묵은지를 상품화하는데 어떤 문제점을 갖는가?	묵은지는 양념이 많이 들어가지 않고 1년 이상 숙성된 묵은 김치를 뜻하는 말로서 독특한 풍미를 가지는 별미 김치이다. 그러나 숙성하는 기간이 너무 길어 증가하는 수요 에 따른 공급이 원활하지 않고 품질이 일정하지 않으며 장기 저장에 따른 비용 부담이 발생하여 일부 김치 제조업체에서는 의도적으로 과하게 숙성된 김치를 상품화하는 문제점이 발생하고 있다(16,17). 본 연구에서는 묵은지 고유의 풍미를 형성하면서 품질을 균일하게 유지할 수 있는 묵은지용 스타터를 개발하였다.
	김치가 국제적인 식품으로서 위상이 높아지고 있는 이유는?	영양적인 측면에서도 식이섬유소, 비타민, 무기질 등의 공급원이며 항산화 물질이 풍부한 고추와 마늘 등을 부재료로 사용하여 항산화, 항비만, 동맥경화 억제효과, 항암효과 등의 건강 기능성 효과가 보고되고 있다(2-5). 김치는 2001년 국제식품규격 채택 및 2006년 미국 건강전문지 Health에서 세계 5대 건강식품으로 선정되면서 국제적인 식품으로서 위상이 높아지고 있다(6,7).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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