[논문]자생식물 추출물을 첨가하여 개발된 저장용기의 김치 저장 중 미생물과 관능적 특성의 변화

우나리야; 이혜란; 고성희

doi:10.5392/jkca.2022.22.01.646

자생식물 추출물을 첨가하여 개발된 저장용기의 김치 저장 중 미생물과 관능적 특성의 변화
Changes in Microbial Properties and Sensory Characteristics during the Storage of Kimchi in Containers with Native Plant Extracts 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.22 no.1, 2022년, pp.646 - 655

우나리야 (호서대학교 식품공학과) , 이혜란 (배화여자대학교 식품영양학과) , 고성희 (성신여자대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구는 자생식물 추출물을 첨가하여 개발된 항균용기(KAPP)에 저장된 김치의 발효 및 품질특성을 비교하였다. 실험에 사용된 저장용기는 개발된 항균용기(KAPP)와 기존 시판 용기인 폴리프로필렌 용기(KPP), 스테인레스 스틸 용기(KST), 포세린 용기(KPC)로 총 4가지를 사용하였다. 김치를 저장하는 동안 총균수의 증가와 감소는 4가지 용기 모두 비슷했으나 KAPP의 경우 가장 낮은 증가를 보였고, 대장균군의 경우에는 저장 15일 이후부터 50일까지 가장 낮은 수준을 유지하는 것으로 나타났다. Leuconostoc spp. 과 Lactobicillus spp.는 저장 15일까지 모든 실험군에서 급격한 증가를 보인 후 감소하는 경향을 나타내었으나 특히 KAPP 용기에 저장된 김치는 나머지 3가지 저장 용기에 비해 높은 수준을 유지하는 것으로 측정되었다. 저장 40일의 김치를 관능 검사한 결과 KAPP 용기에 저장된 김치가 시판 KPP, KST, KPC 용기의 김치에 비하여 전반적으로 외관, 냄새, 맛 및 전반적인 기호도 항목에서 관능적인 점수가 높았다. 이를 통해 자생식물의 추출물을 첨가하여 개발한 항균용기가 시판 3가지 저장 용기와 비교했을 때 젖산발효에 효과적임을 확인하였으며 관능적인 면에서도 우수함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the quality characteristics of Kimchi during fermentation and storage according to containers with native plant extract. The containers used in the experiment were antimicrobial polypropylene containers(KAPP) developed with the addition of native plant extracts, and it was tested by comparing the microbial changes and sensory characteristics of the existing commercial containers, such as polypropylene containers(KPP), stainless steel containers(KST), and porcelain containers(KPC). Change in total microbial cell were similar for each container. Coliform maintained the lowest level from 15 days after storage to 50 days. Leuconostoc spp. and Lactobacillus spp. showed a rapid increase in all four storage containers until the 15th day of storage and then decreased. The KAPP container maintained its highest level. The sensory evaluation was carried out on Kimchi optimal condition(storage 40 days). The sensory scores of KAPP were generally higher than those of other experimental samples in characteristics of appearance, odor, taste and overall preference. As a result, KAPP container has an excellent antibacterial effect as compared with the three commercially available storage containers, is effective for fermentation of lactic acid.

주제어

표/그림 (8)

그림 Figure 1. Development of antimicrobial container
표 Table 1. Ingredients ratio of standardized Kimchi
표 Table 2. Changes in total microbial cell counts of during storage in Kimchi (단위 : logCFU/mL)
표 Table 3. Changes in coliform group of during storage in Kimchi (단위 : logCFU/mL)
표 Table 4. Changes in Leuconostoc spp. of during storage in Kimchi (단위 : logCFU/mL)
표 Table 5. Changes in Lactobacillus spp. of during storage in Kimchi (단위 : logCFU/mL)
표 Table 6. Sensory evaluation of Kimchi in various containers
그림 Figure 2. Sensory evaluation of Kimchi in various containers The abbreviation is as in the table above

AI 본문요약
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문제 정의

김치 발효 및 저장 용기는 미생물학적 측면에서 김치의 품질과 발효 과정에 큰 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 김치의 저온 발효 및 저장 중 품질을 최적화할 수 있는 조건 중의 하나로 김치 저장 용기의 개발과 활용 가능성을 알아보기 위하여 진행되었다. 먼저 선행 연구에서 천연 자생식물을 항균 소재로 이용하여 그 추출물을 첨가한 식품 저장용기를 개발하였고, 개발된 항균 소재용 기와 기존의 저장 용기에 김치를 저장하면서 미생물학적 특성과 관능적 특성을 비교 실험함으로써 용기별 특성 비교는 물론 개발된 항균 용기의 활용 가능성을 알아보고자 하였다.
이를 바탕으로 본 연구에서는 개발된 항균 소재 용기와 기존의 저장 용기에 김치를 저장하면서 김치의 미생물학적 변화와 관능적 품질 특성을 비교 실험함으로써 용기별 저장 중 특성 비교는 물론 개발된 저장 용기의 활용 가능성을 알아보고자 하였다.

제안 방법

관능검사원은 23세∼26 세의 호서대학교 식품공학 전공 남학생 5명, 여학생 5 명을 관능검사원으로 각각 선발하고 사전에 관능검사에 대한 훈련을 시킨후에 실시하였다
즉 용기 표면에 접촉하는 김치시료의 양을 최대한으로 하였다. 대형 용기에 저장할 경우, 내부에 저장되어 있는 김치 시료와 용기 표면에 근접한 시료 간의 실험적 오차가 있을 것으로 판단되어, 매회 실험에 사용되는 김치의 양을 나누어 용기에 저장하면서, 미생물적 변화를 측정하였다.
본 연구는 김치의 저온 발효 및 저장 중 품질을 최적화할 수 있는 조건 중의 하나로 김치 저장 용기의 개발과 활용 가능성을 알아보기 위하여 진행되었다. 먼저 선행 연구에서 천연 자생식물을 항균 소재로 이용하여 그 추출물을 첨가한 식품 저장용기를 개발하였고, 개발된 항균 소재용 기와 기존의 저장 용기에 김치를 저장하면서 미생물학적 특성과 관능적 특성을 비교 실험함으로써 용기별 특성 비교는 물론 개발된 항균 용기의 활용 가능성을 알아보고자 하였다. 실험에 사용된 저장용기는 선행연구를 통해 개발된 항균 용기(KAPP)와 기존 시판 용기로서 폴리프로필렌 용기(KPP), 스테인레스 스틸 용기 (KST), 포세린 용기(KPC)를 포함하여 총 4 가지였다.
실험에 사용된 배추김치는 총 15 kg을 생산하여 50 일간 저장하면서 저장중의 발효 특성을 비교하였다. 실험에 사용된 저장 용기(1900×1500×700 mm)는 자생식물 소재를 첨가하여 개발된 용기와 시판용기를 비교군으로 사용하였다.
실험에 사용된 저장 용기(1900×1500×700 mm)는 자생식물 소재를 첨가하여 개발된 용기와 시판용기를 비교군으로 사용하였다
먼저 선행 연구에서 천연 자생식물을 항균 소재로 이용하여 그 추출물을 첨가한 식품 저장용기를 개발하였고, 개발된 항균 소재용 기와 기존의 저장 용기에 김치를 저장하면서 미생물학적 특성과 관능적 특성을 비교 실험함으로써 용기별 특성 비교는 물론 개발된 항균 용기의 활용 가능성을 알아보고자 하였다. 실험에 사용된 저장용기는 선행연구를 통해 개발된 항균 용기(KAPP)와 기존 시판 용기로서 폴리프로필렌 용기(KPP), 스테인레스 스틸 용기 (KST), 포세린 용기(KPC)를 포함하여 총 4 가지였다.
자생식물 소재를 이용하여 개발된 저장용기와 시판저장 용기에 저장한 김치를 붉은 정도, 숙성 정도와 같은 외관(appearance), 냄새(odor; 신내, 군덕내), 맛 (taste; 단맛, 신맛, 감칠맛, 탄산미, 전체적인 맛), 조직감(texture; 단단한 정도, 질긴 정도, 아삭아삭한 정도), 전반적인 기호도(overall preference) 5가지 항목으로 검사하였다.
저장기간동안 5일간격으로 시료를 채취 후 분석하였기 때문에 각 시료별로 250±1.5 g 씩 담아 10개의 용기에 저장하였고, 총 40개 통의 김치 시료는 1±1℃에서 저장하면서, 매 실험에 1개통 씩 무작위로 택해서 실험에 사용하였다.

대상 데이터

관능검사에 사용한 김치는 김치의 최적숙기인 40일째의 저장 김치를 사용하였다. 관능검사원은 23세∼26 세의 호서대학교 식품공학 전공 남학생 5명, 여학생 5 명을 관능검사원으로 각각 선발하고 사전에 관능검사에 대한 훈련을 시킨후에 실시하였다.

데이터처리

각 시료로부터 얻은 실험 결과의 통계분석은 IBM SPSS(ver.19.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 각 실험군 간 평균과 표준편차를 계산하였다. 각 실험군 간 유의성 검정은 Duncan's multiple range test를 사용해 처리하였다(p<0.
각 실험군 간 유의성 검정은 Duncan's multiple range test를 사용해 처리하였다(p<0.05).

이론/모형

관능검사원은 23세∼26 세의 호서대학교 식품공학 전공 남학생 5명, 여학생 5 명을 관능검사원으로 각각 선발하고 사전에 관능검사에 대한 훈련을 시킨후에 실시하였다. 관능검사 항목은 붉은 정도, 숙성 정도와 같은 외관(Appearance), 냄새 (odor; 신내, 군덕내), 맛(taste; 단맛, 신맛, 감칠맛, 탄산 미, 전체적인 맛), 조직감(texture; 단단한 정도, 질긴 정도, 아삭아삭한 정도), 전반적인 기호도(overall preference)이며, 7점법(7-point scale)을 이용하여 평가하였다. 시료를 1회용 흰색 폴리에틸렌 접시에 각각 20 g씩 나누어 담았으며, 한 개의 시료를 먹고 난 다음 물로 헹군 뒤 평가하도록 하였다.

성능/효과

은 20 ℃에서 5 일간 Lactobacillus spp.은 30 ℃에서 2 일간 평판 배양하여 colony를 계수하고 여기에 희석배수를 곱해서 시료 mL당의 균수로 나타내었다.
김치의 최적숙기인 저장 40일의 김치를 관능 검사한 결과[Table 6][Fig. 2], KAPP 용기에 저장된 김치가 시판 KPP, KST, KPC 용기의 김치에 비하여 전반적으로 외관, 냄새, 맛 및 전반적인 기호도 항목에서 관능적인 점수가 높았다.
3].
4] 김치는 단기간에 발효와 숙성이 진행되면서 풍미가 변화하는 특성을 갖는다. 특히 발효, 숙성되면서 풍미는 저하되는데, 그러므로 김치의 풍미 변화를 최소화하기 위해서 김치의 발효 속도 및 저장성에 관한 연구들이 많이 진행되었다[5][6].
김치 발효 및 저장 용기는 미생물학적 측면에서 김치의 품질과 발효 과정에 큰 영향을 줄 수 있다. 즉, 김치는 저온에서 숙성․저장시키는 과정을 거치므로 젖산균과 같은 유용 미생물의 증식과 그 대사산물이 용기의 재질적 특성과 통기성에 영향을 미칠 수 있다[13].
4. 김치의 최적숙기인 저장 40일의 김치를 관능 검사한 결과 KAPP 용기에 저장된 김치가 시판 KPP, KST, KPC 용기의 김치에 비하여 전반적으로 외관, 냄새, 맛 및 전반적인 기호도 항목에서 관능적인 점수가 높았다.
대장균군수는 저장 초기에 급격하게 증가하여 저장 15 일째 4가지 시료 모두 5.54∼5.81 logCFU/mL 범위로 가장 최대치로 측정되었으나 이후 모든 저장 용기에서 대장균군수는 감소하는 경향을 보였다
총균수 측정 결과, 저장 초기에 급격한 균수의 증가를 보였으며 이후 감소하였는데, KAPP 용기에 저장된 김치의 총균수가 나머지 3개의 시판 용기보다 낮은 증가를 보였다. 이는 KAPP 용기의 항균력 때문으로 이처럼 KAPP 용기가 김치의 숙성을 늦춤으로써 김치의 저장에 효과가 있는 것으로 판단되었다.
이상의 결과 자생식물의 추출물을 첨가하여 개발된 저장 용기는 시판 저장 용기와 비교했을 때 젖산발효에 효과적이며, 유익하지 않은 균에 대한 항균 효과가 우수하여, 김치의 저장기간을 연장시킴으로써 김치의 저장에 활용 가능한 용기로 판단된다.
98 logCFU/mL 이었고 저장 15일까지 4가지 저장 용기에서 모두 급격한 증가를 보인 후 감소하는 경향을 나타내었다. 저장 45일째의 같은 기간에 KAPP 용기에 저장된 김치는 Leuconostoc spp.의 수가 6.66 logCFU/mL로 유지되었는데 이는 저장 중 김치 발효 초기 미생물이 유지되는 것이므로, 숙성 속도를 지연시켜 저장기간을 연장시킬 것으로 보여진다. Lactobicillus spp.
초기 Leuconostoc spp.의 수는 3.98 logCFU/mL 이었고 저장 15일까지 4가지 저장 용기에서 모두 급격한 증가를 보인 후 감소하는 경향을 나타내었다. 저장 45일째의 같은 기간에 KAPP 용기에 저장된 김치는 Leuconostoc spp.
1. 총균수 측정 결과, 저장 초기에 급격한 균수의 증가를 보였으며 이후 감소하였는데, KAPP 용기에 저장된 김치의 총균수가 나머지 3개의 시판 용기보다 낮은 증가를 보였다. 이는 KAPP 용기의 항균력 때문으로 이처럼 KAPP 용기가 김치의 숙성을 늦춤으로써 김치의 저장에 효과가 있는 것으로 판단되었다.
81 logCFU/mL 범위로 가장 최대치로 측정되었으나 이후 모든 저장 용기에서 대장균군수는 감소하는 경향을 보였다. 특히 KAPP 용기에 저장된 김치는 다른 용기에 저장된 김치와 비교해 볼 때 저장 50일째 1.78 logCFU/mL로 가장 낮은 수치로 측정되었는데, 이 결과 역시 KAPP 용기의 항균특성과 이후 젖산균 수의 증가가 적절하게 이루어진 것으로 판단된다.

후속연구

본 연구에서는 김치 저장 실험의 오차를 최소화 하기 위해 저장일수에 맞추어 소량씩 소분하여 저장하였기에 미생물 발효 양상을 관찰하는데 한계가 있었다. 향후 다양한 크기의 용기로 개발하여 미생물 발효 양상을 살펴보고 용도에 따른 저장성 평가가 이루어져야 할 것이다.
본 연구에서는 김치 저장 실험의 오차를 최소화 하기 위해 저장일수에 맞추어 소량씩 소분하여 저장하였기에 미생물 발효 양상을 관찰하는데 한계가 있었다. 향후 다양한 크기의 용기로 개발하여 미생물 발효 양상을 살펴보고 용도에 따른 저장성 평가가 이루어져야 할 것이다.

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저자의 다른 논문 :

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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