이동식 자동절임장비에서 염농도 29.6%의 염수로 $30^{\circ}C$에서 4시간 절인 배추로 담근 고염도 김치의 품질은 김치공장에서 12% 염수로 $10^{\circ}C$에서 16시간 절인 배추로 담근 저염도김치의 품질보다 전체적인 맛과 짠맛에서 더 높았고 다른 요소들은 유의적인 차이가 없었다. 특히 전체적인 맛과 짠맛에 대한 기호도는 5% 유의수준에서 차이가 있었다(P<0.05). 즉 고농도 염수로 고온에서 단시간 절인 배추의 품질이 저농도에서 저온으로 장시간 절인 배추의 품질보다 우수하였다. 이러한 결과는 김치공장의 생산성 향상을 위해 배추의 절임공정을 개선하는 데 방향을 제시하는 것이고, 이동식 배추절임 자동화장비를 실용화하는 데 근거가 될 것이다.
이동식 자동절임장비에서 염농도 29.6%의 염수로 $30^{\circ}C$에서 4시간 절인 배추로 담근 고염도 김치의 품질은 김치공장에서 12% 염수로 $10^{\circ}C$에서 16시간 절인 배추로 담근 저염도김치의 품질보다 전체적인 맛과 짠맛에서 더 높았고 다른 요소들은 유의적인 차이가 없었다. 특히 전체적인 맛과 짠맛에 대한 기호도는 5% 유의수준에서 차이가 있었다(P<0.05). 즉 고농도 염수로 고온에서 단시간 절인 배추의 품질이 저농도에서 저온으로 장시간 절인 배추의 품질보다 우수하였다. 이러한 결과는 김치공장의 생산성 향상을 위해 배추의 절임공정을 개선하는 데 방향을 제시하는 것이고, 이동식 배추절임 자동화장비를 실용화하는 데 근거가 될 것이다.
Baechu (Brassica campestris var. pekinensis) was salted in 29.6% brine at $30^{\circ}C$ for 4 hours on mobile automatic salting equipment (MASE) with brine circulation four times, and the quality of MASE salted kimchi was compared with that of general factory salted kimchi (control, 12% b...
Baechu (Brassica campestris var. pekinensis) was salted in 29.6% brine at $30^{\circ}C$ for 4 hours on mobile automatic salting equipment (MASE) with brine circulation four times, and the quality of MASE salted kimchi was compared with that of general factory salted kimchi (control, 12% brine, $10^{\circ}C$, 16 hr) for 5 weeks. Salinity, acidity and number of lactic acid bacteria of MASE kimchi were higher than those of control at 2.5%, 1.17%, and 8.38 log CFU/g, compared to 1.5%, 1.00%, and 2.68 log CFU/g, respectively, whereas reducing sugar content and texture were not significantly different. Overall quality of sensory evaluation was higher than 4.0 in MASE kimchi compared to lower than 4.0 in the control, and taste was significantly higher (P<0.01). The quality of kimchi salted at high salt concentration and high temperature for a short time was higher than those salted at low salt concentration and low temperature for a long time. Higher productivity in the Baechu salting process can be achieved by shortening salting time with MASE.
Baechu (Brassica campestris var. pekinensis) was salted in 29.6% brine at $30^{\circ}C$ for 4 hours on mobile automatic salting equipment (MASE) with brine circulation four times, and the quality of MASE salted kimchi was compared with that of general factory salted kimchi (control, 12% brine, $10^{\circ}C$, 16 hr) for 5 weeks. Salinity, acidity and number of lactic acid bacteria of MASE kimchi were higher than those of control at 2.5%, 1.17%, and 8.38 log CFU/g, compared to 1.5%, 1.00%, and 2.68 log CFU/g, respectively, whereas reducing sugar content and texture were not significantly different. Overall quality of sensory evaluation was higher than 4.0 in MASE kimchi compared to lower than 4.0 in the control, and taste was significantly higher (P<0.01). The quality of kimchi salted at high salt concentration and high temperature for a short time was higher than those salted at low salt concentration and low temperature for a long time. Higher productivity in the Baechu salting process can be achieved by shortening salting time with MASE.
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문제 정의
본 연구에서는 고농도 단시간 절인 배추의 품질을 평가하기 위해 절임시간을 4시간으로 단축하여 절임배추를 생산하고 김치를 담가 품질을 평가하였다. 즉 배추를 단시간에 절이는 이동식 배추자동절임장치를 제작하고 이 장비를 이용하여 염수 농도 29.
제안 방법
Han 등(12)의 방법을 참고하여 시료 500 g을 마쇄하고 4겹의 거즈로 여과한 후 pH는 pH meter(Orion star211, Thermo Scientific, West Hills, CA, USA)로 측정하였고, 산도는 여과액 10 mL를 취하여 자동뷰렛(Titrolineeasy, pH Electrode blueline 12, SCHOTT Instrument, Hardenbergstr., Germany)으로 pH가 8.3이 될 때까지 0.1 N NaOH 용액으로 적정하였고 적정 소비량을 다음 식으로 환산하여 산도(%)로 계산하였다.
Park과 Lee(13)의 DNS(dinitrosalycylic acid) 비색정량법을 참고하여 시료 500 g을 마쇄한 후, 시료 1 g을 증류수로 희석(50 mL)하여 여과한 여과액(no. 1, Whatman, Maidstone, UK) 1 mL에 DNS 시약 3 mL를 넣어 혼합하고 끓는 물에 5분간 중탕한 후 방냉한 다음 증류수 16 mL로 희석하여 분광광도계(Simadzu UV1800, Tokyo, Japan)로 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 포도당 표준용액을 같은 방법으로 시험하여 검량선을 작성한 후 시료 중의 환원당 함량을 계산하였다.
김치는 시판 양념(㈜감칠배기, 광주, 한국)을 구입하여 절임배추 대 양념을 75:25의 비율로 혼합하여 제조하고 김치냉장고 용기(34 cm×23 cm×15 cm)에 8쪽씩 담아 4°C에서 저장하며 5주간 품질을 평가하였다.
무게 3∼4 kg인 배추의 불가식 부위를 제거한 후 이동식 배추자동절임장치(Fig. 1)를 사용하여 2등분 하였고, 29.6%(w/v)의 염수 및 30°C의 온도에서 4시간 동안 절인 후 3회 세척하여 제조하였다.
배추김치 2종에 대하여 관능검사 전문패널 12명을 대상으로 외관, 색, 향, 질감, 단맛, 신맛, 짠맛, 전체적인 맛, 전체적인 품질을 5주간 평가하였다. 배추김치를 2 cm×4 cm 크기로 자른 후 20 g을 용기에 담아 제공하였으며, 물과 크래커를 같이 제공하여 시료 간의 교호작용을 최소화하였다.
배추김치를 2 cm×4 cm 크기로 자른 후 20 g을 용기에 담아 제공하였으며, 물과 크래커를 같이 제공하여 시료 간의 교호작용을 최소화하였다.
유산균은 MRS agar(Lactobacilli MRS agar, DIFCO, Sparks, MD, USA)에 BCP(bromocresol purple) 지시약을 25 ppm 넣은 배지를 사용하여 단계별로 희석한 시료를 접종하고 평판주입법(15)으로 도말하여 30°C에서 48시간 배양하고 황색 발색반응을 나타낸 집락수를 계수하였다.
조직감은 배추의 속에서 10 cm 이상의 잎 중 5번째 잎을 선별하고 아래에서 3 cm부터 8 cm까지 폭 2 cm로 절단하여 Texture Analyzer(Model TAXT-2, Stable Micro Systems Ltd., Godalming, UK)를 사용하여 3회 반복 측정하였다. 측정조건은 pretest speed 1.
조직감은 김치의 주요 품질요소 중 하나로 신선미를 나타낸다(7). 조직감을 측정하는 방식은 경도, 강도, 인성, 변형성 등이 있는데, 보통은 외부의 단단함만을 측정하는 경도를 측정하나 본 실험에서는 물리적인 힘을 가하였을 때 내부반발력 등을 나타내는 강도를 측정하였다. 측정 결과 Fig.
즉 배추를 단시간에 절이는 이동식 배추자동절임장치를 제작하고 이 장비를 이용하여 염수 농도 29.6%에서 절임온도를 30°C로 높여 4시간 안에 고염도 절임배추를 제조하며, 이 절임배추로 제조한 김치의 품질을 통상의 김치공장에서 절인 저염도 김치와 비교하여 평가하였다.
1, Whatman, Maidstone, UK) 1 mL에 DNS 시약 3 mL를 넣어 혼합하고 끓는 물에 5분간 중탕한 후 방냉한 다음 증류수 16 mL로 희석하여 분광광도계(Simadzu UV1800, Tokyo, Japan)로 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 포도당 표준용액을 같은 방법으로 시험하여 검량선을 작성한 후 시료 중의 환원당 함량을 계산하였다.
대상 데이터
대조구는 같은 배추를 해남 절임배추 공장에서 생산하는 공정에 따라 절인 배추로 12%의 염수로 약 10°C의 온도에서 16시간 절인 후 3회 세척하여 사용하였다.
배추는 2013년 해남산 월동배추로 해남배추㈜(해남군, 한국)에서 2월부터 저온저장고에 저장한 것을 4월에 꺼내어 사용하였고 소금은 정제염(한주소금, 신안군, 한국)을 사용하였다.
데이터처리
자료는 SPSS PASW Statistics 19.0 통계패키지(IBM, Armonk, NY, USA)를 이용하여 분석하였으며, 배추김치의 이화학적 실험결과는 독립표본 T-test로 분석하였고, 관능 검사에서의 시료 간 차이는 비모수분산분석 방법인 MannWhitney 방법으로 분석하였다.
0% 이하로 낮은 것으로 보아 저염김치는 발효가 충분히 일어나지 않을 수 있다. 김치에서 유산균이 감소하면 효모가 증식하면서 이취가 발생하는데 공장절임 김치에서 관능검사 결과 5주차에 냄새가 나쁜 것으로 평가된 것으로 보아 효모가 증식한 것으로 사료되며, 이를 방지하려면 유산균이 충분히 증식하도록 염도가 1.5% 이상이 되어야 할 것이다. Park 등(16)은 전해수로 세척한 절임배추로 4°C에 저장하면 24일에 최고로 증가했다 감소한다고 하였으나 김치에서는 양념이 영양원으로 추가되므로 5주차까지 계속 증가하였다.
두 종류 배추김치의 환원당 함량 변화는 2주차에서 이동식 자동절임장치로 절인 김치가 3.22%로 공장절임 김치의 2.84%보다 유의적으로 높았으나(P<0.01), 3주차에서는 이동식 자동절임장치에서 절인 김치의 환원당이 1.25%였으나 공장절임 김치의 환원당은 1.61%로 나타나 유의적으로 더 낮게 나타났다(P<0.01).
배추김치를 4°C에 5주간 저장하면서 염도를 측정한 결과 Fig. 2와 같이 염도의 경시적 변화는 적었으나 절임방법에 따른 염도는 차이가 있어서 이동식 자동절임장비로 절인 김치는 염도 2.46∼2.88%를 나타냈고, 공장생산 김치는 1.48∼1.57%로 나타났다.
12로 서서히 낮아져 비슷하였다. 산도는 모두 2주차에서 3주차까지 급격히 높아진 후에 5주차까지 완만하게 증가하였는데, 이동식 자동절임장치로 절인 김치는 3주차에 0.98로 공장절임 김치의 0.82에 비해 크게 높았고 5주차에서도 각각 1.17, 1.00으로 차이가 커서 염도가 2.5%로 높은 김치가 염도가 1.5%로 낮은 김치보다 산도가 높았다. 이러한 결과는 염도 1.
실험 결과 염수 농도 29.6%로 30°C에서 4시간 절이면 절임배추의 염도가 2.5% 이상으로 충분히 절여졌으므로 염도 2.0%를 목표로 하면 4시간 이내에 절임이 가능함을 확인하였고, 공장절임배추는 저염김치용으로 저농도 염수(12%)로 장시간 절였기 때문에 절임배추의 염도가 1.5%였다.
그러나 공장절임 김치는 저장기간 내내 1천 마리 이하로 낮았다. 유산균 수의 변화는 산도 변화와 비슷한 양상을 보였으며 염도가 1.5%로 낮은 공장절임 김치에서 산도도 1.0% 이하로 낮은 것으로 보아 저염김치는 발효가 충분히 일어나지 않을 수 있다. 김치에서 유산균이 감소하면 효모가 증식하면서 이취가 발생하는데 공장절임 김치에서 관능검사 결과 5주차에 냄새가 나쁜 것으로 평가된 것으로 보아 효모가 증식한 것으로 사료되며, 이를 방지하려면 유산균이 충분히 증식하도록 염도가 1.
이동식 자동절임장비에서 염농도 29.6%의 염수로 30°C에서 4시간 절인 배추로 담근 고염도 김치의 품질은 김치공장에서 12% 염수로 10°C에서 16시간 절인 배추로 담근 저염도김치의 품질보다 전체적인 맛과 짠맛에서 더 높았고 다른 요소들은 유의적인 차이가 없었다.
70으로 낮게 평가되었다. 저장 5주차에서 이동식 자동절임장치로 절인 김치가 조직감과 전체적인 맛, 단맛, 신맛 및 짠맛에서 4.50 이상으로 좋은 평가를 받은데 비해 공장절임 김치는 4.00 이하로 낮았고 특히 냄새는 군내가 나서 3.10으로 낮은 평가를 받은 것으로 보아 염도 1.5%의 저염김치는 초기에는 너무 싱겁고 5주차까지 저장하면 군내가 나는 문제가 발생하였다. 반면에 이동식 자동절임장치로 절인 김치는 염도가 2.
70) 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 저장기간 중에 추가로 절여지면서 수분의 배출과 조직의 연화가 일어나서 저장 후기에도 이동식 자동절임장치로 절인 김치보다 조직감이 낮게 평가되었다. Kim 등(21)도 저장기간이 길어지면 조직으로부터 수분 유출과 미생물의 증식으로 조직의 연화가 일어나 탄력성이 감소한다고 하였다.
전체적인 맛은 이동식 자동절임장치로 절인 김치가 전 기간 동안 ‘보통이다’ 이상으로 높았으나 공장절임 김치는 1주차에 3.40으로 낮았는데 특히 짠맛이 3.00으로 너무 싱거워서 덜 절여진 것을 알 수 있었고 이는 조직감에서도 3.70으로 낮게 평가되었다.
절임방법이 다른 두 가지 절임배추로 제조한 김치의 pH 와 산도를 1주마다 측정한 결과 Fig. 3과 같이 이동식 자동절임장치로 절인 김치에서 pH는 초기에 약간 높게 나타났으나 그 후 비슷하였고, 산도는 5주 동안 공장절임 김치보다 높게 나타났다. 이동식 자동절임장비에서 29.
절임방식이 다른 절임배추로 제조한 배추김치를 4°C에서 저장하며 환원당의 함량을 측정한 결과 Fig. 4와 같이 산도가 급격히 높아지는 2주차부터 3주차까지의 기간에 환원당 또한 2.84∼3.22%에서 1.25∼1.61%까지 급격하게 떨어졌다.
05). 즉 고농도 염수로 고온에서 단시간 절인 배추의 품질이 저농도에서 저온으로 장시간 절인 배추의 품질보다 우수하였다. 이러한 결과는 김치공장의 생산성 향상을 위해 배추의 절임공정을 개선하는 데 방향을 제시하는 것이고, 이동식 배추절임 자동화장비를 실용화하는 데 근거가 될 것이다.
후속연구
이동식 배추자동절임장치로 절임시간을 4시간으로 단축하는 속성절임 시스템이 상용화되고 염수의 재사용기술이 개발되면 고농도 단시간 절임이 실용화되어 배추의 절임 생산성을 크게 높일 수 있을 것이다.
즉 고농도 염수로 고온에서 단시간 절인 배추의 품질이 저농도에서 저온으로 장시간 절인 배추의 품질보다 우수하였다. 이러한 결과는 김치공장의 생산성 향상을 위해 배추의 절임공정을 개선하는 데 방향을 제시하는 것이고, 이동식 배추절임 자동화장비를 실용화하는 데 근거가 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
김치제조업에서 노무비의 비중이 높은 이유는?
한국산 김치는 품질에서는 중국산과 차별화가 어려운 반면 가격은 2∼3배 비싸서 경쟁력이 낮기 때문에 이를 극복하기 위해서는 품질차별화 전략과 원가절감 노력이 필요하다. 김치제조업은 산업화 초기단계로 수작업에 의존하고 있어서 노무비의 비중이 제조원가의 20∼30%로 식품산업의 평균인 7%보다 매우 높은 수준이다(1). 김치 제조공정 중 절임과 양념소 넣기 공정의 기계화와 자동화로 노무비를 절감하여 김치산업을 고도화 하는 것이 필요하다.
한국의 김치산업이 중국산 김치의 수입으로 어려움에 처한 까닭은?
김치의 종주국을 자처하는 한국의 김치산업은 중국산 김치의 수입으로 어려움에 처해 있다. 한국산 김치는 품질에서는 중국산과 차별화가 어려운 반면 가격은 2∼3배 비싸서 경쟁력이 낮기 때문에 이를 극복하기 위해서는 품질차별화 전략과 원가절감 노력이 필요하다. 김치제조업은 산업화 초기단계로 수작업에 의존하고 있어서 노무비의 비중이 제조원가의 20∼30%로 식품산업의 평균인 7%보다 매우 높은 수준이다(1).
김치 제조공정에서 배추 절임 공정의 특징은?
김치 제조공정 중 절임과 양념소 넣기 공정의 기계화와 자동화로 노무비를 절감하여 김치산업을 고도화 하는 것이 필요하다. 특히 배추절임공정은 김치의 최종 품질에 큰 영향을 줄 뿐 아니라 절임 시 넓은 공간, 많은 노동력, 오랜 시간이 소요되어 생산성 향상에 애로사항으로 남아 있다. 배추의 절임방법은 소금절임법에서 염수절임법으로 개선되었으나(2), 고농도 염수로 고온에서 단기간에 절여서 생산성을 향상하려는 노력은 답보 상태이다.
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