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문제 정의
- 지금까지 김치에 대한 연구로는 홍삼추출액 첨가 김치(Kim HY et al 2010), 전복과 다시마 추출물 첨가 김치(Lim JH et al 2013), 백련초 추출물 첨가 김치(Lee YS et al 2012), 키토산 첨가 김치(Seo JS et al 2004), 오미자 추출물 첨가 김치(Moon YJ et al 2003), 인삼 첨가 김치(Chang KS et al 1995), 경엽식물 첨가 김치(Park DI et al 2010), 감초분말 첨가 김치(Ko & Lee 2006)와 뽕잎 분말 첨가 김치(Shin SM et al 2007) 연구가 있다. 따라서 본 연구에서는 기능성 성분을 다양하게 함유한 뽕잎 추출액을 김치에 첨가하여 저장기간 중 미생물에 미치는 변화와 이화학적 특성, 물성측정, 관능적 특성에 대한 품질 특성을 비교 분석하여, 향후 뽕잎 추출액을 이용한 김치 개발에 활용될수 있는 기초자료로 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 탈수된 배추는 김치의 조직감 측정용을 위한 전잎을 제외하고, 나머지 배추를 3×3 cm 크기로 준비하였으며, 무는 3×0.3×0.2 cm, 대파와 미나리는 3 cm의 크기로 준비하여 다진 마늘, 다진 생강, 다진 양파, 멸치 액젓, 새우젓, 찹쌀풀, 고춧가루, 배즙, 소금, 설탕을 용기에 담아 고루 혼합하였다.
- 2 cm, 대파와 미나리는 3 cm의 크기로 준비하여 다진 마늘, 다진 생강, 다진 양파, 멸치 액젓, 새우젓, 찹쌀풀, 고춧가루, 배즙, 소금, 설탕을 용기에 담아 고루 혼합하였다. 뽕잎 추출액은 조직감 측정을 위해 전잎을 이용한 김치와 실험용 김치무게에 대하여 0%(C), 0.4%(ME1), 0.8%(ME2), 1.2%(ME3)를 각각 첨가하고, 모든 재료를 고루 잘 혼합한 후 김치를 제조하였다. 김치는 4℃에서 30일 정도의 유통기간을 가지므로(Chung HK et al 1996), 제조된 김치는 1 kg씩 플라스틱 용기에 담아 5℃에서 30일간 저장하면서 김치의 품질 특성 평가에 사용하였으며, 김치의 제조 배합비율은 Table 1과 같다.
- 젖산균 수는 0.05% Bromocresol purple(BCP) 지시약이 첨가된 MRS agar(Difco, St. Louis, Missouri, USA)를 부어 굳인 후, 배지 표면에 colony의 확산집락을 방지하여 젖산균의 수를 측정하기 위해 PCA배지를 중첩하였으며, 혐기팩을 사용하여 37±1℃에서 48시간 혐기배양한 후 colony 수를 계수(CFU/mL)하였다(Oh YA et al 1998).
- 배추조직과 김치액은 Polytron homogenizer(IKA-Labortechnik, Staufeni, Germany)를 이용하여 균질화 하였고, 원심분리기(Beckman, Maryland, USA)로 1089(×g)에서 10분간 원심분리한 후 pH를 측정하였다.
- 염도 측정은 김치액 50 mL를 취해 염도계(Takemura electric works Co, Ltd, Tokyo, Japan)를 이용하여 3회 반복 측정한 후 그 평균값을 산출하였다.
- 색차계(Denshoku Co, Tokyo, Japan)를 사용하여 각 시료의 색을 측정하고, Hunter system에 의하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 나타내었다. 이때 표준백판(standard plate)의 L, a, b value는 각각 92.
- 김치의 질긴 정도와 씹힙성을 나타내는 조직감 측정은 Texture Analyzer(Stable Micro System Ltd, Haslemere, England)를 사용하였으며, 김치의 발효 정도에 따라 1일(제조당일), 15일(적숙기), 30일(과숙기)에 측정하였다. 채취 부위는 Han ES et al(1996)의 방법에 따라 배추 잎 전장의 1/4되는 지점을 제 1측정점으로 정하고, 그 지점에서 3 cm 하단을 제 2측정점으로 정한 뒤 그들을 기준으로 하여 그 둘레를 길이 8 cm, 가로 2 cm, 세로 2 cm 되게 잘라 측정재료로 사용하였다.
- Kim WJ et al(1991), Lee EH et al(2012)의 연구에 따르면 김치의 적숙기는 김치의 상큼한 신맛과 채소의 세포벽이 적절히 파괴된 상태의 아삭아삭함이 느껴지는 시기로 저장온도 4℃에서 2주 정도이며, 이후 저장기간이 길어짐에 따라 과숙기에 이른다. 따라서 김치의 관능평가는 제조된 김치를 5℃에 저장하면서 김치의 발효 정도에 따라 제조당일(1일)과 적숙기(15일), 과숙기(30일)에 실시하였다. 관능평가요원은 J대학교 식품영양학과 대학원생 15명을 선정하여 실험목적과 관능적 품질요소를 잘 인식하도록 설명하고, 예비실험을 통하여 훈련시킨 후 7점 평점법(Scoring test)을 이용하여 실시하였다.
- 따라서 김치의 관능평가는 제조된 김치를 5℃에 저장하면서 김치의 발효 정도에 따라 제조당일(1일)과 적숙기(15일), 과숙기(30일)에 실시하였다. 관능평가요원은 J대학교 식품영양학과 대학원생 15명을 선정하여 실험목적과 관능적 품질요소를 잘 인식하도록 설명하고, 예비실험을 통하여 훈련시킨 후 7점 평점법(Scoring test)을 이용하여 실시하였다. 전 시료에 대한 관능적 특성이 다음 시료에 영향을 주지 않도록 하기 위해 각 시료의 검사 전에는 물을 제공하여 입안을 헹구도록 하였으며, 동반식품으로 밥의 제공은 시료를 평가하는데 영향을 주지 않을 정도의 100 g씩을 제공하였다.
- 관능평가요원은 J대학교 식품영양학과 대학원생 15명을 선정하여 실험목적과 관능적 품질요소를 잘 인식하도록 설명하고, 예비실험을 통하여 훈련시킨 후 7점 평점법(Scoring test)을 이용하여 실시하였다. 전 시료에 대한 관능적 특성이 다음 시료에 영향을 주지 않도록 하기 위해 각 시료의 검사 전에는 물을 제공하여 입안을 헹구도록 하였으며, 동반식품으로 밥의 제공은 시료를 평가하는데 영향을 주지 않을 정도의 100 g씩을 제공하였다. 관능평가 항목은 색(Color), 향미(Flavor), 젓갈냄새(Jeotgal odor), 아삭함(Crispness), 맛(Taste), 전체적인 기호도(Overall acceptance)로 가장 좋으면 7점, 보통이면 4점, 매우 나쁘면 1점으로 구분하여 평가를 실시하였으며, 젓갈냄새는 냄새가 강할수록 높은 점수로 평가하였다.
- 전 시료에 대한 관능적 특성이 다음 시료에 영향을 주지 않도록 하기 위해 각 시료의 검사 전에는 물을 제공하여 입안을 헹구도록 하였으며, 동반식품으로 밥의 제공은 시료를 평가하는데 영향을 주지 않을 정도의 100 g씩을 제공하였다. 관능평가 항목은 색(Color), 향미(Flavor), 젓갈냄새(Jeotgal odor), 아삭함(Crispness), 맛(Taste), 전체적인 기호도(Overall acceptance)로 가장 좋으면 7점, 보통이면 4점, 매우 나쁘면 1점으로 구분하여 평가를 실시하였으며, 젓갈냄새는 냄새가 강할수록 높은 점수로 평가하였다.
- 뽕잎 추출액을 첨가하지 않은 대조군(C)과 추출액 0.4%(ME1), 0.8%(ME2), 1.2%(ME3)를 첨가한 김치를 5℃에서 30일 동안 저장하면서 pH를 측정한 결과는 Fig. 1과 같다. 김치 특유의 신선한 맛은 김치의 발효과정으로 인한 각종 유기산들에 의한 것으로 김치의 pH와 산도는 김치의 주요한 품질지표이다(Park BH et al 2002).
대상 데이터
- 김치의 준비를 위해 배추, 무, 다진 마늘, 생강, 대파, 양파, 미나리, 소금((주)신송2014), 백설탕((주)CJ, 2014), 고춧가루 ((주)농협, 2014), 찹쌀전분((주)이마트, 2014), 멸치액젓((주) 대상, 2014), 새우젓((주)대상, 2014), 배는 지역의 마켓에서 국내산을 구입하여 사용하였다. 뽕잎은(Mulberry leaves)은 2013년 5월에 부안지역에서 수확한 제품을 (주)새만금 김치에서 구입하여 5℃에서 냉장 보관하며 사용하였다.
- 김치의 준비를 위해 배추, 무, 다진 마늘, 생강, 대파, 양파, 미나리, 소금((주)신송2014), 백설탕((주)CJ, 2014), 고춧가루 ((주)농협, 2014), 찹쌀전분((주)이마트, 2014), 멸치액젓((주) 대상, 2014), 새우젓((주)대상, 2014), 배는 지역의 마켓에서 국내산을 구입하여 사용하였다. 뽕잎은(Mulberry leaves)은 2013년 5월에 부안지역에서 수확한 제품을 (주)새만금 김치에서 구입하여 5℃에서 냉장 보관하며 사용하였다.
데이터처리
- 채취 부위는 Han ES et al(1996)의 방법에 따라 배추 잎 전장의 1/4되는 지점을 제 1측정점으로 정하고, 그 지점에서 3 cm 하단을 제 2측정점으로 정한 뒤 그들을 기준으로 하여 그 둘레를 길이 8 cm, 가로 2 cm, 세로 2 cm 되게 잘라 측정재료로 사용하였다. 모든 시료에 대한 텍스쳐는 10번 반복 측정하여 측정치가 가장 높거나 가장 낮은 것을 제외한 측정값으로 평균값 산출하였으며, 이때의 측정조건은 Table 2와 같다.
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4. 통계처리
통계분석은 SPSS for Windows 12.0(SPSS Inc., 2004, Chicago, USA)을 사용하여 평균값과 표준편차를 산출하였다. 실험결과는 일원 분산분석(one-way ANOVA)에 의해 유의성을 분석하였고, 유의차는 Duncan의 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)를 실시하여 p<0.
- 실험결과는 일원 분산분석(one-way ANOVA)에 의해 유의성을 분석하였고, 유의차는 Duncan의 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)를 실시하여 p<0.05 수준으로 검증하였다.
이론/모형
- 김치의 제조는 선행연구(Lee YS et al 2011, Lee YS et al 2012)를 참고하여 결정하였다. 배추는 겉잎을 제거하고 실온에서 배추 중량의 10%(w/v) 소금용액에 20시간 절인 후 3회 세척하여 3시간 동안 자연 탈수시켰으며, 이 때 절임 배추의 최종 소금농도는 2%이었다.
- 배추조직과 김치액은 Polytron homogenizer(IKA-Labortechnik, Staufeni, Germany)를 이용하여 균질화 하였고, 원심분리기(Beckman, Maryland, USA)로 1089(×g)에서 10분간 원심분리한 후 pH를 측정하였다. 상층액의 pH와 적정산도는 pH meter(Sartorius, Goettingen, Germany)와 pH-metric 방법을 이용하여 각각 측정하였고, 산도의 측정은 0.1 N NaOH 용액을 pH 8.3이 될 때까지 적정한 후, 그 소비 mL수를 젖산(lactic acid 함량(%))으로 환산하여 3회 반복 측정 후 평균값을 산출하였다(Kang KO et al 1991).
- 김치의 질긴 정도와 씹힙성을 나타내는 조직감 측정은 Texture Analyzer(Stable Micro System Ltd, Haslemere, England)를 사용하였으며, 김치의 발효 정도에 따라 1일(제조당일), 15일(적숙기), 30일(과숙기)에 측정하였다. 채취 부위는 Han ES et al(1996)의 방법에 따라 배추 잎 전장의 1/4되는 지점을 제 1측정점으로 정하고, 그 지점에서 3 cm 하단을 제 2측정점으로 정한 뒤 그들을 기준으로 하여 그 둘레를 길이 8 cm, 가로 2 cm, 세로 2 cm 되게 잘라 측정재료로 사용하였다. 모든 시료에 대한 텍스쳐는 10번 반복 측정하여 측정치가 가장 높거나 가장 낮은 것을 제외한 측정값으로 평균값 산출하였으며, 이때의 측정조건은 Table 2와 같다.
성능/효과
- 반면, ME2과 ME3는 저장 12일째부터 완만한 값의 증가를 보이며, 저장 18일째까지 0.68∼0.82% 수준으로 적숙기 상태를 유지하였으며, ME3의 발효 속도가 가장 느린 것으로 나타났다.
- 82% 수준으로 적숙기 상태를 유지하였으며, ME3의 발효 속도가 가장 느린 것으로 나타났다. 이후 저장기간이 길어질수록 모든 실험군의 산도는 증가하였으나, 뽕잎 추출액 첨가량이 증가할수록 낮은 값을 보였다.
- 제조 당일 대조군의 염도는 2.40%로 가장 높았으며, ME1과 ME3는 2.05∼2.30% 수준으로 대조군에 비해 낮은 염도를 보이며, 유의적 차이를 나타냈다(p<0.001).
- L값은 저장 초기부터 말기까지 값의 증감을 보이며 담금 직후와 비슷한 수준을 보였으나, 대조군이 가장 높은 값을 유지하였고 뽕잎 추출액 첨가량이 증가할수록 낮은 값을 보이며 유의적 차이를 보였다(p<0.001).
- 001). 저장 6일부터 18일까지 모든 실험군의 염도는 점차적으로 감소하다가 이후 값의 증감을 보였는데, 뽕잎 추출액의 첨가량이 증가할수록 낮은 염도를 보였다.
- 대조군은 저장 6일과 12일에 8.37∼9.36 log CFU/mL의 균 증식을 보였으나, 실험군(ME1∼ME3)은 6일째에 7.94, 7.38, 7.09 log CFU/mL와 12일째 8.60, 8.56, 8.27 log CFU/mL의 균 활성을 보임으로써 대조군보다 다소 낮은균 증식을 보였다.
- 김치의 발효가 진행됨에 따라 모든 실험군의 젖산균수는 저장 6일째부터 급격히 증가하여 적숙기인 저장 12일째에 대조군(C)은 9.17 log CFU/mL로 최대치를 나타내었고, 실험군(ME1∼ME3)은 8.11∼8.62 log CFU/mL의 균 증식을 보였는데, ME3가 대조군에 비해 약 1 log CFU/ mL 정도 억제율을 나타내었다.
- 김치의 질긴 정도나 씹힙성을 나타내는 절단력은 김치의 품질을 좌우하는 중요한 요소로(Chung HJ et al 2005), 본 연구에서는 대조군에 비해 실험군(ME1∼ME3)이 저장기간 동안 다소 높은 값을 유지하여 조직의 단단함을 보였다.
- 001). a값은 적숙기를 지난 저장 18일째 모든 실험군의 값이 감소하였으나, 이후 다시 증가하는 현상을 나타내었으며, 추출액 첨가량이 증가할수록 a값이 높은 것으로 나타났다. b값도 L값과 같은 결과로 대조군이 저장기간 동안 가장 높은 값을 유지하였으며, 추출액 첨가량이 증가할수록 낮은 값을 보였다(p<0.
- Shin SM et al(2007)의 연구에 따르면 뽕잎 분말을 첨가하지 않은 대조군에 비해 뽕잎 분말의 첨가량이 증가할수록 L값과 b값은 낮아지는 경향을 보였으며, a값은 감소하는 것으로 보고하였다. L값과 b값의 감소 현상은 본 연구 결과와도 일치하였으나, a값의 감소는 본 연구와는 다른 결과를 나타내어 김치에 뽕잎 분말의 첨가보다 추출물의 첨가가 김치의 적색도를 더 좋게 하는 것으로 보인다. 이와 같이 김치에 뽕잎 추출액 첨가 시 뽕잎 분말에 비해 적색도가 높게 나타남으로써 뽕잎 추출액이 김치의 색상을 더욱 선명하게 하여 기호도에 영향을 미치는 것으로 판단되며, 관능평가 결과에서도 뽕잎 추출액을 첨가한 김치가 대조군보다 색상과 기호도가 높게 나타났다.
- L값과 b값의 감소 현상은 본 연구 결과와도 일치하였으나, a값의 감소는 본 연구와는 다른 결과를 나타내어 김치에 뽕잎 분말의 첨가보다 추출물의 첨가가 김치의 적색도를 더 좋게 하는 것으로 보인다. 이와 같이 김치에 뽕잎 추출액 첨가 시 뽕잎 분말에 비해 적색도가 높게 나타남으로써 뽕잎 추출액이 김치의 색상을 더욱 선명하게 하여 기호도에 영향을 미치는 것으로 판단되며, 관능평가 결과에서도 뽕잎 추출액을 첨가한 김치가 대조군보다 색상과 기호도가 높게 나타났다.
- 62 log CFU/mL의 균 증식을 보였는데, ME3가 대조군에 비해 약 1 log CFU/ mL 정도 억제율을 나타내었다. 이후 저장 30일까지 뽕잎 추출물의 첨가량이 증가할수록 낮은 균의 생육을 보였으며, ME3가 가장 높은 균 증식 억제율을 보였다. Shin SM et al(2007) 의 연구에서도 김치의 적숙기에 젖산균수가 최대로 증가하다 이후 감소하였으며, 뽕잎 분말 첨가량이 증가할수록 젖산 균수의 생육이 억제되었다고 하였는데, 이는 본 연구결과와도 유사하였다.
- 총 균수의 변화도 젖산균수의 결과와 같이 저장기간 동안 대조군에 비해 뽕잎 추출액 첨가량이 증가할수록 미약하게 균 활성의 억제를 보였다. 대조군과 실험군은 저장 6일째부터 급격하게 균의 증식을 보이다 적숙기 상태인 저장 12일째 최대치를 나타내었다.
- 3) A∼D Value with different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05, * p<0.05.
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