초록 ▼

IV. 연구개발 결과
1. 가스 발생이 없는 묵은지 발효공정의 확립 및 품질 표준화를 통한 속성 묵은지의 상품화
묵은지 품질 표준화를 위해 먼저 묵은지 제조에 사용되는 원·부재료에 대한 미생물학적 품질을 분석하였다. 각각의 원·부재료에는 유산균 10²~10⁶, 일반세균 10²~10⁶, 효모 10~10⁴, 그람음성균이 10~10⁵수준으로 분포하였다. 계절별 원·부재료의 분석 결과에서는 온도가 높아지는 하절기에 미생물 수치가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 묵은지

IV. 연구개발 결과
1. 가스 발생이 없는 묵은지 발효공정의 확립 및 품질 표준화를 통한 속성 묵은지의 상품화
묵은지 품질 표준화를 위해 먼저 묵은지 제조에 사용되는 원·부재료에 대한 미생물학적 품질을 분석하였다. 각각의 원·부재료에는 유산균 10²~10⁶, 일반세균 10²~10⁶, 효모 10~10⁴, 그람음성균이 10~10⁵수준으로 분포하였다. 계절별 원·부재료의 분석 결과에서는 온도가 높아지는 하절기에 미생물 수치가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 묵은지 제조에 사용되는 원·부재료에 전처리를 하여 미생물을 제어 한 다음 묵은지 모의 발효 실험을 한 결과 사용 비중이 가장 높은 배추만 전처리한 실험구와 모든 원·부재료에 전처리 한 실험구에서 유의차를 보이지 않았다. 전처리를 하지 않은 대조구와는 미생물 수치에서 유산균 수는 늘고 효모수는 감소하는 차이를 보여 배추에 대한 전처리를 실시하기로 하였다. 배추에 대한 전처리 방법으로는 배추 절임과정에서 절임수의 pH를 초산을 0.03% 첨가하여 낮추는 방법과 절임 배추 새척 후 최종 단계에서 유산균이 현탁된 액에 담근 후 꺼내는 방법, 감귤 농축액이 희석된 물에 최종단계에서 담근 후 꺼내는 방법이 있었다. 세가지 방법에서 미생물 제어효과가 나타났으나 유산균은 차후 묵은지 양념에 배합되어 배재하였고 감귤 농축액 역시 pH를 낮추어 미생물을 제어하는 것으로 판단되어 배제시켰다. 절임수에 초산을 0.03% 첨가하는 것만으로 90% 이상의 미생물 사멸 효과가 있었다.

묵은지 품질의 표준화를 위해 관능적 품질을 검토하였다. 현재 생산되고 있는 묵은지의 품질을 비교하였을 때 제조 시기별, 그리고 제품 로트별 기호도의 차이를 보였다. 미생물학적 분포 면에서도 각 제품간 차이가 나타났으며 이는 1년의 숙성과정 중 미생물의 작용이 달라 최종 제품인 묵은지의 맛이 다른 것으로 판단되었다.
이들 제품 중 1차 숙성 온도가 높고 pH를 4.2까지 떨어뜨린 후 2차 숙성을 진행시킨 제품에서 기호도가 높게 나타났다. 이를 바탕으로 묵은지의 주원료인 배추에 전처리를 실시하고 양념에 유산균을 첨가하여 초기 1차 숙성 기간을 달리하여 모의발효를 진행시킨 제품에 대하여 관능평가를 실시한 결과 대조구보다 절임 배추에 전처리를 실시하고 묵은지 양념에 유산균을 첨가한 실험구에서 기호도가 높게 나타났다. 동일 실험구내에서는 1차 숙성시 유산균이 충분이 생육하도록 pH 4.2 수준까지 숙성시킨 후 0℃에서 2차숙성을 진행시킨 제품의 기호도가 높게 나타났다. 1년 숙성 묵은지와의 기호도 비교에서도 큰 유의차를 나타내지 않았다.

가스 비발생 발효균의 분리를 위해 브로콜리, 당근, 감귤, 녹차, 일반김치, 묵은지 등에서 유산균을 분리하였다. 분리 유산균 중 배지에서 생육이 우수한 균을 선별한 후 배양하여 묵은지 모의 발효 실험시 양념에 첨가하여 진행시켰다. BRC-01, JH-332 균주 등에서 가스 발생 정도가 현저하게 차이를 보였으며 관능적 기호도에서도 우수하였다. 가스 발생이 적은 모의 발효구의 미생물 분포를 확인한 결과 공통적으로 효모의 개체수가 감소한 것을 확인할 수 있었다.
초기 묵은지 발효시 가스 생성의 주 원인을 파아하기 위해 김치에서 분리한 효모를 인위적으로 배양한 후 묵은지 모의 발효시 양념에 첨가하였다. 효모가 첨가된 실험구에서 가스 발생 정도가 심하게 나타났으며 유산균을 인위적으로 첨가한 실험구에서는 가스 발생 정도가 첨가한 유산균의 종류에 따라 달랐다. 대조구에 비해 팽창 정도가 높은 것도 있었으나 대부분 낮은 팽창 정도를 나타냈다. 특히 BRC-01 균주와 JH-332 균주를 첨가한 실험구는 가스 팽창이 나타나지 않았다. 미생물 분포를 확인한 결과에서도 효모의 개체수가 상당히 감소하였으며 BRC-01 균주와 JH-332 균주가 첨가된 실험구에서는 효모 개체수의 감소가 확연히 차이가 나 타났다.
이는 묵은지의 발효시 가스 생성의 주 원인으로 작용하는 것은 유산균 보다 효모의 생리활동에 의한 것을 확인할 수 있었으며 묵은지 내의 효모를 효율적으로 관리할 수 있으면 가스 팽창을 억제할 수 있는 것으로 확인되었다.
BRC-01 균주의 경우 효모의 생육을 효과적으로 억제하여 가스 생성을 방지할 수 있을 뿐 아니라 묵은지 숙성 시 묵은지의 pH를 4.0 수준으로 유지시키는 작용이 있어 최종 제품의 신맛을 줄여주는 효과도 있었다.

가스 발생이 없는 속성 묵은지의 대량 생산을 위하여 먼저 원료의 품질을 균일하게 표준화하였다. 절임 배추의 오염도를 줄이기 위해 절임 공정에서 절임수에 초산을 0.03% 첨가하여 pH를 떨어뜨린 후 15시간 절임처리를 하였다. 묵은지의 조기 숙성과 가스 발생을 억제하기 위해 유산균 BRC-01과 ML17균주를 양념 중량 대비 0.3% 첨가하여 절임배추와 버무린 후 500kg 숙성통에 밀봉하여 숙성을 진행시켰다. 1차 숙성은 10°C에서 15일, 2차 숙성은 0°C에서 75일 진행시켰다. 90일 숙성된 묵은지는 관능검사에서 1년 숙성 묵은지의 기호도와 유산한 결과를 나타냈다.
묵은지의 발효에 관여하는 유산균의 산업적 생산을 위해 배지 조성을 검토한 결과 MY배지 (당사 제조)에서 생육이 우수한 것으로 확인되었다.
기존 묵은지 공정에서 늘어난 부분은 배추 절임시 초산을 0.03% 첨가하는 부분과 묵은지 양념 배합 시 유산균을 첨가하는 부분이다. 1차 숙성 온도와 시간, 2차 숙성 온도와 시간을 정하였다.

2. 속성 묵은지 제조를 위한 종균의 분리 및 개발
묵은지의 발효 특성을 확인하기 위해 5°C, 10°C에서 1차 숙성을 진행시키고 0°C에서 2차 숙성을 진행시켰다. 염도, 환원당, 색도, 경도, 유리 아미노산, 향기성분 등은 두 실험구 간에 큰 유의차를 보이지 않았다. 산도와 pH는 5°C 처리구에서 느리게 변화했으나 최종일에는 두 실험 구간 유의차는 나타나지 않았다. 유기산 중 lactic acid와 acetic acid는 초기 숙성 온도가 높은 10°C 실험구에서 초반 증가폭이 크게 나타났다. 유리 아미노산과 유산균 수 증가 폭 역시 비슷하였다. 기호도 위주의 관능평가 결과에서는 10°C에서 1차 숙성 시킨 후 0°C에서 2차 숙성 시킨 실험구에서 높게 나타났다.

시판 묵은지에서 발효 균주를 분리하기 위해 경기도, 경상도, 전라도 등에서 22종의 제품을 구입하였다. 각각의 제품은 숙성기간이 6개월에서 3년 6개월까지 다양하였다. 시판 묵은지는 pH 3.5~42, 산도 1.0 이상, 염도는 0.91~1.7%로 대체로 낮게 나왔으며, 미생물은 숙성기간이 상대적으로 길어 10³~10⁵ 수준으로 낮게 나타났다.
구입 제품 중 관능적으로 기호도가 높은 묵은지에서 미생물을 분리하여 유산균 9종, 효모 6종을 분리하여 모의 발효를 진행하였다. 1차 모의 발효 후 유산균 4종, 효모 1종을 선별하였으며 이를 다시 2차 모의 발효를 진행시켜 관능적으로 우수한 ML17균주와 MY7균주를 선별하였다.

종균 첨가 묵은지의 발효 특성을 확인하기 위해 분리 유산균 ML17과 MY7균주를 사용하여 발효를 진행시켰다. 1차 발효는 10°C에서 7일 동안 발효시킨 후 90일까지 김치냉장고(-1°C)에서 숙성시켰다. pH와 산도는 90일경 1년 숙성 묵은지와 비슷한 수치를 나타냈으며, 첨가한 균주는 우점율 90%를 유지하였다. 관능평가 결과에서는 혼합종균을 처리한 실험구에서는 1년 숙성 묵은지보다 기호성이 높게 나타나기도 했다.

종균의 산업적 내구성 및 기능성을 확인하였다. 인체 안전성을 확인하기 위해 용혈성 테스트를 실시한 결과 용혈 반응은 나타나지 않았다. 효소 활성 분석 결과 β-glucosidase와 β-glucumidase 활성이 없는 것으로 확인되었다. 각 균주에 대하여 pH 내구성과 내염성을 확인 한 결과에서도 초기 균수와 거의 차이가 없어 pH 내구성과 내염성이 우수한 것으로 확인되었다. 인공 위액과 인공 담즙하에서 생존 실험을 실시한 결과에서도 80%이상 생존이 확인되었다. 또한 ML17균주는 유해균주 및 식중독 균에 대한 항균 활성을 나타냈다.

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

IV. Result of Research
1. Commercialization of Mukenji through the establishment of the fermentation processing of Mukenji without gas generation and quality standardization
For the quality standardization of the Mukenji, the analysis was made on the microbiologic quality on the raw and incide

IV. Result of Research
1. Commercialization of Mukenji through the establishment of the fermentation processing of Mukenji without gas generation and quality standardization
For the quality standardization of the Mukenji, the analysis was made on the microbiologic quality on the raw and incidental materials used in the Mukenji production. For respective raw and incidental material, it is distributed 102-106 of lactic acid bacteria, 102-106 of general cell, 10~104 of enzyme and 10~105 of Gram negative bacteria. Under the analysis result of the raw and incidental material for each season, the microbe figure is confirmed to be heightened in summer when the temperature is heightened. As a result of the mock fermentation experiment for the Mukenji after controlling the microbe with the pre-processing on raw and incidental materials used in making Mukenji, it did not shown the noticeable difference between the experiment group with the pre-process and experiment group with the pre-process for all raw and incidental materials in the lettuce with the highest use ratio. The contrast group without the pre-process showed the difference in extending the lactic acid bacteria number and decreasing enzyme number in the microbe figure that the pre-processing on the lettuce is to be implemented. For the pre-processing methods on lettuce, there are a method to add 0.03% of acetic acid for pH of the preserved water in the lettuce seasoning process to lower, a method to wash the salted lettuce and then dip in the liquid with the lactic acid bacteria in the final phase, and method to dip in the water diluted with the tangerine condensed liquid and then take out. For the three methods, the microbe controlling effect was shown, but the lactic acid bacteria was mixed into the Mukenji condiments to be excluded and the tangerine condensed liquid also lowered pH to control the microbe in its exclusion. Adding the 0.03% of acetic acid to the preserved water alone may have 90% or more of microbe eliminating effect.

For the standardization of the Mukenji quality, the sensory quality is reviewed. When the quality of the currently produced Mukenji was compared, it showed the difference of preferential level for each production time and for each product lot. In the micro-biologic distribution aspect, products showed difference and it has different reaction of microbe in the ageing process of one year to have different taste in the final product, the Mukenji.

From these products, the first ageing temperature was high and then pH was dropped to 4.2 and then progressed for the second ageing to show high preference level. On the basis of the foregoing, the pre-processing is implemented on the lettuce that is the main ingredient of the Mukenji as well as adding the lactic acid bacteria to make different first aging period to implement the sensory evaluation on products with mock fermentation, and the preference level was shown to be higher at the experiment group added with the lactic acid bacteria on the Mukenji condiment as implementing the pre-processing on the preserved lettuce than the contrast group. Under the same experiment group, it is aged up to the pH 4.2 level to sufficiently grow the lactic acid bacteria at the first ageing period and the preference level of the product with the second ageing at 0℃ was shown to be high. In the comparison of preference level with the one-year Mukenji, there was no significantly noticeable difference.

For the separation of the non-gas generated fermented bacteria, the lactic acid bacteria was separated from broccoli, carrot, tangerine, green tea, kimchi and Mukenji. From the separated lactic acid bacteria, the bacteria with outstanding growth from the medium were selected to process with the addition to the condiment at the time of mock fermentation experiment for the Mukenji. From BRC-01, JH-332 strain and others, the gas generation was shown for clear difference and it was outstanding in the sensory preference level. As a result of confirming the microbe distribution of the mock fermentation with less gas generation, the number of enzyme was reduced in common.

In order to find out the main cause of gas generation at the time of initial Mukenji fermentation, the enzyme separated from kimchi was artificially cultured and then it is added to the condiment at the time of mock fermentation of the Mukenji. The experiment group added with the enzyme showed severe gas generation and the experiment group added with lactic acid bacteria artificially had different types of lactic acid bacteria added with the different gas generation. Compared to the contrast group, there are some with high expansion but most have shown low expansion level. In particular, the experiment tools that added the BRC-01 strain and JH-332 strain were not shown to have the gas expansion. The number of enzyme was significantly reduced in the result of confirming the microbe distribution and the experiment group added with the BRC-01 strain and JH-332 strain has shown clear difference in the reduction of experiment numbers.

Working as the main cause of gas generation when fermenting the Mukenji was confirmed as the physiological activities of the enzyme rather than the lactic acid bacteria, and if the enzyme in the Mukenji could be effectively managed, gas expansion could be controlled.

For the BRC-01 strain, the growth of enzyme is effectively controlled to prevent the gas generation and when the Mukenji is aged, pH of the Mukenji is maintained for 4.0 range to reduce the sour taste of the final product.

For the mass production of the Mukenji without the gas generation, the quality of the raw ingredient was standardized. In order to reduce the pollution of the preserved lettuce, 0.03% of acetic acid was added to the preserved water in the preserving processing to decrease pH for the preservation for 15 hours. In order to control the initial ageing of the Mukenji and gas generation, it adds 0.3% of lactic acid bacteria BRC-01 and ML17 strain for the condiment weight to process the ageing by sealing into the 500kg container after blending with the preserved lettuce다. The first ageing was undertaken for 15 days at 10℃ and the second ageing was [regressed for 75 days at 0℃ . The Mukenji ripe for 90 days showed the result similar to the preferential level of 1-year Mukenji in the sensory test.

As a result of building up the medium for industrial production of the lactic acid bacteria involving in the Mukenji fermentation, the MY medium (produced by our company) was confirmed to have outstanding growth.

The part extended from the existing Mukenji processing is the part to add the lactic acid bacteria at the time of mixing in the Mukenji condiment and the part to add 0.03% of acetic acid when preserving the lettuce. The first ageing temperature and the second ageing temperature are set forth.

2. Separation and development of spawn for production of rapidly ripe Mukenji
In order to confirm the fermentation of the Mukenji, the first ageing was undertaken at 5℃ and 10℃ with the second ageing at 0℃ . Salinity, restored sugar, pigment, hardness, free amino acid, and aromatic ingredient did not show great noticeable difference between two experiment groups. The acidity and pH changed slowly for 5℃, but there was no noticeable difference in the two experiment groups on the final date. From the organic acids, lactic acid and acetic acid were shown to have great initial increase range in the experiment group with high initial ageing temperature of 10℃ . The range of the increase in the number of free amino acid and lactic acid bacteria also had similar range. Under the preference level-oriented sensory evaluation result, the figure was higher in the experiment group that had the first ageing at 10℃ , followed by the second ageing at 0℃ .

In order to separate the fermented strain from the Mukenji on the market, 22 types of products were purchased from Gyeonggi-do, Gyeongsang-do and Jeolla-do. Respective products have diverse ageing period ranging for 6 months to 3 years and 6 months. The Mukenji on the market had generally low figures of pH for 3.5~4.2, acidity for 1.0 or more, and salinity of 0.91~1.7% and the microbe had relatively long ageing period to show for low level of 103~105.

From the purchased products, the microbe was separated from the Mukenji with high sensory preference level to separate 9 types of lactic acid bacteria and 6 types of experiment for the mock fermentation. After the first mock fermentation, 4 types of lactic acid bacteria and 1 type of enzyme were selected, and the second mock fermentation was undertaken to select ML17 strain and MY7 strain with outstanding sensory feature.

In order to confirm the fermentation characteristics of the spawn-added Mukenji, the separated lactic acid bacteria of ML17 and MY7 strain were used for the fermentation. The first fermentation was ripe for 90 days in kimchi refrigerator ((-1℃ ) after fermenting for 7 days at 10℃ . pH and acidity showed similar figure for 1-year aged Mukenji around 90 days and the added strain is maintained with 90% of the rate. Under the sensory evaluation result, the experiment group processed with the mixed spawn was shown to have high preference level than the Mukenji with one year of ageing.

It confirmed the industrial durability and functionality of the spawn. In order to confirm the bodily safety, the blood test was implemented without showing the clogging reaction. As a result of enzyme facilitation analysis, β-glucosidase and β-glucurnidase facilitation were shown not to be available. For each strain, under the result of confirming the pH durability and salt tolerance, it has almost no difference with the initial number of bacteria that it has outstanding pH durability and salt tolerance. For the artificial stomach liquid and artificial juice, the survival experiment was implemented with the survival rate of 80% or more. In addition, the ML17 strain showed the anti-lactic acid bacteria facilitation on the harmful strain and food poisoning bacteria.

(출처 : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 17
• 목차 ... 18
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 19
• 제1절 연구개발의 목적 ... 19
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 19
• 제3절 연구개발 범위 ... 20
• 1. 묵은지 주요 발효균을 이용한 묵은지의 속성 발효용 종균 개발 ... 20
• 2. 가스 비생성 유산균을 이용한 묵은지의 제조를 통한 제품의 고품질화 ... 20
• 3. 묵은지의 주요 품질요소의 탐구 및 품질기준의 확립 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 제1절 가스발생이 없는 묵은지 발효공정의 확립 및 품질표준화를 통한 속성 묵은지의 상품화 ... 22
• 1. 묵은지 제조용 원·부재료의 미생물학적 품질의 검토 ... 22
• 2. 묵은지 품질의 표준화를 위한 관능적 품질의 검토 ... 35
• 3. 가스를 발생시키지 않는 고활성 발효균의 분리 및 전처리된 원·부재료를 이용한 묵은지 발효 실험 ... 40
• 4. 묵은지의 수출용 상품화 및 대량 생산을 위한 제조 공정의 확립 ... 50
• 제2절 속성 묵은지 제조를 위한 종균의 분리 및 개발 ... 56
• 1. 연구 수행 방법 ... 56
• 2. 연구 결과 ... 67
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 119
• 제1절 목표달성도 ... 119
• 제2절 관련 분야에의 기여도 ... 121
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 122
• 제1절 연구개발 결과의 활용 ... 122
• 1. 논문게재: 1건 ... 122
• 2. 특허출원: 1건 ... 122
• 3. 학술발표: 7건 ... 122
• 제7장 참고문헌 ... 124
• 끝페이지 ... 125