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문제 정의
- 본 연구의 목적은 맥문동의 첨가가 배추김치의 맛과 발효 숙성에 미치는 융복합 효과를 알아보기 위한 것으로 김치 제조 시 사용되는 총 재료의 무게를 기준으로 맥문동 첨가량을 0, 3, 5. 7, 10%로 달리하여 김치를 제조한 후 5℃에서 28일간 발효 시키면서 pH, 산도, 총균수, 젖산균수 등의 이화학 및 미생물학적 특성을 조사하고, 관능적 향미와 맛, 신맛, 감칠맛, 조직감, 전체적인 기호도 등을 평가하였다.
- 맥문동에 관련된 연구는 항산화력과 항균력[13], 항염증 효과[18], 면역조절 효과[19], 사포닌 성분 분석[14], 영양특성 및 생리기능성[15] 등에 대한 결과가 보고되었고, 맥문동을 이용한 가공제품 개발과 관련하여 인삼정과[20], 바게트 빵[21], 발효음료[17]의 품질 특성에 대한 연구 보고가 있으나 맥문동을 배추김치에 첨가하여 과학적으로 분석한 사례는 진행된 것이 없다. 현대인들은 생활수준 향상에 따라 식품의 기능성에 대한 관심이 높아지고 있으므로 본 연구에서는 기능성이 우수한 맥문동을 첨가하여 김치를 제조함으로써 기능성뿐만 아니라 김치의 저장기간을 연장시키고 기호성이 우수한 김치를 개발하고자 맥문동의 첨가량을 달리한 배추김치를 제조한 후 발효과정 중에 나타나는 품질 특성의 변화를 조사하였다.
제안 방법
- 본 연구의 목적은 맥문동의 첨가가 배추김치의 맛과 발효 숙성에 미치는 융복합 효과를 알아보기 위한 것으로 김치 제조 시 사용되는 총 재료의 무게를 기준으로 맥문동 첨가량을 0, 3, 5. 7, 10%로 달리하여 김치를 제조한 후 5℃에서 28일간 발효 시키면서 pH, 산도, 총균수, 젖산균수 등의 이화학 및 미생물학적 특성을 조사하고, 관능적 향미와 맛, 신맛, 감칠맛, 조직감, 전체적인 기호도 등을 평가하였다.
- 5점 좋다, 6점 조금 좋다, 7점 매우 좋다의 평가 항목으로 진행하였다. 관능검사 속성은 향미(Flavor), 맛(Taste), 신맛(Sour taste), 감칠맛(Palatability), 조직감(Texture) 그리고 전체적인 기호도(Overall acceptability)로 평가하였다. 관능검사에 사용한 배추김치는 접시에 10g씩 소분하여 제공되었으며, 검사 중 패널 간의 소통을 금하게 하여 객관적인 평가를 할 수 있도록 하였고, 충분한 시간동안 시료를 평가할 수 있도록 제공하였다.
- 관능검사 속성은 향미(Flavor), 맛(Taste), 신맛(Sour taste), 감칠맛(Palatability), 조직감(Texture) 그리고 전체적인 기호도(Overall acceptability)로 평가하였다. 관능검사에 사용한 배추김치는 접시에 10g씩 소분하여 제공되었으며, 검사 중 패널 간의 소통을 금하게 하여 객관적인 평가를 할 수 있도록 하였고, 충분한 시간동안 시료를 평가할 수 있도록 제공하였다.
- 본 검사에 사용된 제품은 맥문동 무첨가 배추김치와 맥문동을 3, 5, 7, 10% 첨가한 배추김치로 총 5개의 제품을 대상으로 검사를 진행하였다. 관능검사에 참여한 15명의 패널은 식품과학부 학생으로 관능평가 이전에 평가 방법에 대하여 사전 교육 후 평가를 실시하였다. 관능검사에 사용된 기호도 검사 방법은 7점 척도법으로 1점 대단히 싫다, 2점 조금 싫다, 3점 싫다, 4점 보통이다.
- 김치 시료 100g을 믹서기(Hanil, HMC-150T, Korea)로 고속에서 1분간 분쇄하고, 2겹 거즈를 사용하여 여과한 후 그 여과액을 취하여 pH와 산도를 측정하였다. pH는 pH meter(Thermo orion 3-star benchtop pH meter, USA)로 실온에서 3번 반복 측정하였다.
- 배추김치를 제조하기 위해 사용한 부재료의 종류와 양은 [Table 1]과 같다. 김치 재료의 배합비는 대조구의경우 고춧가루 6%, 무 5%, 마늘 4%, 양파 4%, 파 3%, 부추 2%, 새우젓 2%의 비율에 절임배추를 74% 첨가하여 100%가 되도록 혼합하였고, 맥문동 처리구는 대조구와 김치 재료는 동일하게 하고 맥문동을 전체 김치 재료의 총 중량에 대해 각각 3, 5, 7, 10%를 첨가하여 제조하였다.
- 1%에 도달하였을 때 흐르는 물로 3회 세척한 후 3시간 방치하여 자연 탈수하였다. 무와 양파, 파, 부추는 비슷한 길이와 두께로 채 썰어 고춧가루, 새우젓, 마늘, 맥문동을 넣어 혼합한 후 절인배추에 고루 버무려 사용하였다. 김치 제조를 완성한 후 5℃에서 28일간 발효시키면서 실험에 사용하였다.
- pH는 pH meter(Thermo orion 3-star benchtop pH meter, USA)로 실온에서 3번 반복 측정하였다. 적정산도는 김치 착즙액에 0.1N NaOH 용액을 가하여 pH 8.3이 될 때까지 적정하여 그 소비된 mL를 lactic acid의 함량(%)으로 환산하여 산출하였다.
- , USA) 배지에 pouring culture method로 접종한 다음 35℃에서 2일 배양 후 출현한 colony를 계수하여 CFU/mL으로 나타내었다. 젖산균수는 젖산균 분리용 배지(Lavtobaccillus MRS agar and broth, Dofco Lab., USA)를 사용하여 총균수와 동일한 방법에 의하여 실험하고 계수하였다.
- 총균수의 측정은 마쇄하여 착즙한 김치시료 1mL를 무균적으로 취하여 0.85% 생리식염수로 단계 희석한 후 PCA(Plate count agar, Difco Lab., USA) 배지에 pouring culture method로 접종한 다음 35℃에서 2일 배양 후 출현한 colony를 계수하여 CFU/mL으로 나타내었다. 젖산균수는 젖산균 분리용 배지(Lavtobaccillus MRS agar and broth, Dofco Lab.
대상 데이터
- 무와 양파, 파, 부추는 비슷한 길이와 두께로 채 썰어 고춧가루, 새우젓, 마늘, 맥문동을 넣어 혼합한 후 절인배추에 고루 버무려 사용하였다. 김치 제조를 완성한 후 5℃에서 28일간 발효시키면서 실험에 사용하였다.
- 본 검사에 사용된 제품은 맥문동 무첨가 배추김치와 맥문동을 3, 5, 7, 10% 첨가한 배추김치로 총 5개의 제품을 대상으로 검사를 진행하였다. 관능검사에 참여한 15명의 패널은 식품과학부 학생으로 관능평가 이전에 평가 방법에 대하여 사전 교육 후 평가를 실시하였다.
- 본 실험에서 사용한 배추는 포기 당 중량이 약 2.5～3.0kg인 것을 사용하였고, 맥문동, 고춧가루, 무, 마늘, 양파, 파, 부추와 함께 충청남도 청양에서 생산된 것을 구입하였으며, 새우젓은 전라북도 신안군 산을 사용하였고, 소금은 천일염을 사용하였다. 맥문동은 세척하여 물기를 제거한 후 상온의 물에 10시간 동안 침지하였다.
데이터처리
- 3) a～c Means with different letters in a column are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple test.
- 통계분석은 SPSS program(Statistical Package for the Social Science, Ver. 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 구하고 차이 유무는 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였고, 각 샘플간의 유의성은 Duncan의 다중범위 검정 (Duncan's multiple range test)을 이용하여 p<0.05 수준에서 검정하였다.
성능/효과
- 감칠맛과 조직감에서 대조구가 각각 2.73점, 3.47점으로 가장 낮은 점수를 보였으며, 감칠맛은 맥문동을 5%첨가한 처리구가 4.40점으로 가장 높게 평가되었고, 조직감은 맥문동을 10% 첨가한 처리구가 4.53점으로 가장 높게 평가되어 신뢰도(p<0.05)로 유의적인 차이를 보였다.
- 1]과 같다. 김치의 pH는 김치를 담근 첫날은 6.30～6.50의 분포를 보였으나, 발효 7일째 대조구는 4.62로 급격히 떨어지는 경향을 보였으며, 맥문동 처리구는 5.53～5.71의 분포로 대조구보다 다소 높은 수치를 보였다. 이후 발효 14일째까지 지속적으로 낮아지면서 대조구 4.
- 맥문동을 0, 3, 5, 7, 10%로 첨가량을 달리하여 담근 배추김치를 5℃에서 28일 동안 발효 숙성시킨 후 평가한 관능검사 결과는 [Table 2]와 같다. 대조구에 비해 맥문동을 첨가한 처리구에서 전체적인 기호도, 향미, 맛, 신맛, 감칠맛, 조직감이 모두 유의하게 높은 것으로 나타났다. 전체적인 기호도는 95% 신뢰도(p<0.
- 62로 급격히 떨어지는 경향을 보였고, 맥문동 처리구는 14일째까지 서서히 낮아지는 경향을 보였으며, 14일째 이후 큰 변화 없이 발효가 진행되었다. 대조구와 맥문동 처리구의 pH는 20～28일까지 최적숙기의 pH를 유지하는 것을 알 수 있었으며, 맥문동 첨가 비율에 따른 변화는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 맥문동 김치의 pH 변화는 발효 초기 모든 실험구에서 pH 6.30～6.50으로 비슷한 분포를 보였으며, 발효 7일째 대조구는 4.62로 급격히 떨어지는 경향을 보였고, 맥문동 처리구는 14일째까지 서서히 낮아지는 경향을 보였으며, 14일째 이후 큰 변화 없이 발효가 진행되었다. 대조구와 맥문동 처리구의 pH는 20～28일까지 최적숙기의 pH를 유지하는 것을 알 수 있었으며, 맥문동 첨가 비율에 따른 변화는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 맥문동 김치의 관능검사 결과, 대조구에 비해 맥문동 처리구의 전체적인 기호도, 향미, 맛, 신맛, 감칠맛, 조직감이 모두 유의하게 높은 것으로 나타났다. 향미와 맛, 조직감은 맥문동 10% 처리구에서, 신맛과 감칠맛은 맥문동 5% 처리구에서 대조구에 비해 유의하게 높게 나타났으며, 전체적인 기호도에서는 맥문동 5% 처리구에서 가장 높은 선호를 보였다.
- 맥문동 김치의 총균수를 측정한 결과, 발효 초기 총균수는 큰 차이를 보이지 않았으며, 대조구는 숙성 21일차부터 증가하는 경향을 보였으나 맥문동 처리구는 14일차 이후 큰 변화 없이 숙성이 진행되어 맥문동 첨가가 배추김치의 발효 숙성에 영향을 미쳐 대조구에 비해 처리구의 발효 진행을 약간 늦춘 것으로 판단된다.
- 이상의 결과에서 맥문동의 첨가가 pH와 산도 변화 기간을 연장시킴으로서, 배추김치의 최적숙기 유지 기간을 연장시키는 것을 알 수 있었으며, 총균수와 젖산균수 변화에서도 맥문동 첨가가 발효 진행을 약간 늦추는 것을 확인할 수 있었고,. 맥문동의 첨가량에 따라서는 큰 차이가 없었으나 관능평가에서 맥문동 5% 처리구에서 전체적인 기호도가 높게 나타나 배추김치에 맥문동을 5% 첨가한 처리구가 이화학적 특성 및 미생물 변화 조건뿐만 아니라 관능평가에도 융복합적으로 작용을 함으로서 김치의 맛과 저장성을 향상시켜 줄 것으로 기대된다.
- 59의 분포를 보였다. 발효 14일 이후 대조구는 급격히 상승하여 21일째 0.92, 28일째 1.02의 산도를보였으며, 맥문동 처리구는 21일째부터 산도 변화가 거의 없이 일정한 수준을 유지하여 21일째 0.69～0.77, 28일째 0.73～0.79의 분포를 보여 맥문동 처리구의 산도가 대조구에 비해 비교적 낮은 분포를 보였고, 맥문동 첨가 함량에 따라서는 큰 차이를 보이지 않았다. 김치의 최적 산도는 0.
- 48으로 대체적으로 비슷한 분포를 보였으며, 대조구의 산도가 맥문동 처리구보다 다소 높은 경향을 보였다. 발효 14일 이후 대조구의 산도는 급격히 상승하였으며, 맥문동 처리구는 21일째부터 산도 변화가 거의 없이 일정한 수준을 유지하였다. 김치의 최적 산도는 0.
- 34 log CFU/g의 범위로 유사한 분포를 보였으며, 발효의 진행과 함께 젖산균 수가 증가하였다가 14일차부터 일정 수준을 유지하는 양상을 보였다. 발효 7일 시점에서 대조구의 젖산균 수가 4.19 log CFU/g으로 가장 낮은 수치를 보였으며, 맥문동을 첨가한 처리구는 5.13～5.51 log CFU/g의 범위로 대조구보다 높은 분포를 보였다. 발효 14일 시점에서 젖산균수는 대체적으로 가장 높은 수치를 나타내었으며, 이후 젖산균수는 대조구와 처리구가 비슷한 분포를 보였다.
- 배추김치의 산도는 담근 직후 대조구는 0.51, 맥문동 처리구는 0.45～0.48으로 대체적으로 비슷한 분포를 보였으며, 대조구의 산도가 맥문동 처리구보다 다소 높은 경향을 보였다. 발효 14일 이후 대조구의 산도는 급격히 상승하였으며, 맥문동 처리구는 21일째부터 산도 변화가 거의 없이 일정한 수준을 유지하였다.
- 이는 발효 말기까지 적당한 수의 젖산균을 유지함으로써 다양한 유기산의 생성을 촉진시켜 적 숙기의 맛을 발효 말기까지 유지시켜주는 것으로 판단된다. 본 실험에서는 대조구에 비해 맥문동을 첨가한 처리구가 7일 후 최대 젖산균 수에 도달되어 맥문동의 첨가가 발효 숙성 속도에 미치는 영향을 알 수 있었다.
- 18 log CFU/g의 범위로 시료간의 큰 차이를 보이지 않았다. 숙성 7일차에 맥문동을 첨가하지 않은 대조구의 총균수는 4.23 log CFU/g으로 가장 낮은 반면, 맥문동을 5% 첨가한 처리구의 총균수는 5.76 log CFU/g으로 가장 높은 것으로 나타났다. 대조구는 숙성 21일차부터 증가하는 경향을 보였으나, 맥문동을 첨가한 처리구의 총균수는 14일차 이후 큰 변화 없이 숙성이 진행되어 맥문동 첨가가 배추김치의 발효 숙성에 영향을 미쳐 대조구에 비해 처리구의 발효 진행을 약간 늦춘 것으로 판단 된다.
- 05)로 유의적인 차이를 보였다. 위의 실험 결과를 종합해 보면, 맥문동을 5% 첨가한 처리구가 관능적 특성 항목에서 대체적으로 높은 점수를 받아 맥문동을 이용한 김치 제조에 5% 첨가가 가장 적합한 것으로 판단된다.
- 이상의 결과에서 맥문동을 첨가한 배추김치의 pH는 높고, 산도는 낮은 분포를 보이는 것은 맥문동이 발효 유지기간을 연장시키는 효과가 있는 것으로 판단된다. 마늘[27], 마쇄홍고추[22], 완숙토마토[32], 녹차추출물[33], 인삼[34] 등을 첨가한 김치의 실험에서도 비슷한 경향을 보였다.
- 이상의 결과에서 맥문동의 첨가가 pH와 산도 변화 기간을 연장시킴으로서, 배추김치의 최적숙기 유지 기간을 연장시키는 것을 알 수 있었으며, 총균수와 젖산균수 변화에서도 맥문동 첨가가 발효 진행을 약간 늦추는 것을 확인할 수 있었고,. 맥문동의 첨가량에 따라서는 큰 차이가 없었으나 관능평가에서 맥문동 5% 처리구에서 전체적인 기호도가 높게 나타나 배추김치에 맥문동을 5% 첨가한 처리구가 이화학적 특성 및 미생물 변화 조건뿐만 아니라 관능평가에도 융복합적으로 작용을 함으로서 김치의 맛과 저장성을 향상시켜 줄 것으로 기대된다.
- 71의 분포로 대조구보다 다소 높은 수치를 보였다. 이후 발효 14일째까지 지속적으로 낮아지면서 대조구 4.31, 맥문동 처리구 4.20～4.62의 분포를 보였으며, 28일째 대조구 4.20, 맥문동 처리구 4.06～4.42로 큰 변화 없이 발효가 진행되었으나, 맥문동 5% 첨가 배추김치의 pH가 4.62로 가장 높게 나타났다. 김치 숙성과정 중 pH의 감소 현상은 발효가 진행됨에 따라 생성되는 유기산들의 증가에 기인한 것으로 생각되며, 숙성 후기 pH의 변화량이 완만한 것은 발효가 진행됨에 따라 김치 내에 존재하는 유리아미노산, 단백질, 무기이온들 등의 완충작용 때문이라고 보고되어 있다[22, 23, 24].
- 전체적인 기호도는 95% 신뢰도(p<0.05)로 대조구에 비해 맥문동을 첨가한 김치에 대한 선호도가 유의적으로 높게 나타났으며, 맥문동 첨가 김치 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 4]와 같다. 젖산균수의 변화는 총균수의 변화와 비슷한 결과를 보였고, 김치를 담근 직후의 젖산균 수는 2.45～3.34 log CFU/g의 범위로 유사한 분포를 보였으며, 발효의 진행과 함께 젖산균 수가 증가하였다가 14일차부터 일정 수준을 유지하는 양상을 보였다. 발효 7일 시점에서 대조구의 젖산균 수가 4.
- 젖산균수의 변화는 총균수의 변화와 비슷한 결과를 보였고, 발효가 진행되면서 젖산균 수가 증가하였다가 21일차부터 변화가 거의 없이 28일까지 유지되는 양상을 보였다. 이는 맥문동 첨가로 인해 발효 말기까지 적당한 수의 젖산균을 유지함으로써 다양한 유기산의 생성을 촉진시켜 적숙기의 맛을 발효 말기까지 유지시켜주는 것으로 판단된다.
- 맥문동 김치의 관능검사 결과, 대조구에 비해 맥문동 처리구의 전체적인 기호도, 향미, 맛, 신맛, 감칠맛, 조직감이 모두 유의하게 높은 것으로 나타났다. 향미와 맛, 조직감은 맥문동 10% 처리구에서, 신맛과 감칠맛은 맥문동 5% 처리구에서 대조구에 비해 유의하게 높게 나타났으며, 전체적인 기호도에서는 맥문동 5% 처리구에서 가장 높은 선호를 보였다.
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