KR0166456B1 - 김치 숙성도 감지재 및 그를 이용한 김치의 숙성도 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김치의 발효, 숙성 과정 중 발생하는 이산화탄소 및 휘발성 유기산과 반응하여 김치의 숙성도를 육안으로 감지할 수 있게 하는 김치 숙성도 감지재 및 그를 이용하여 김치 제품의 포장을 뜯지 않고도 내용물의 적숙 여부를 포장 내부에 부착된 지시계의 색깔 변화로 인지할 수 있게 하는 김치의 숙성도 감지방법에 관한 것이다. 본 발명의 김치 숙성도 감지방법은 종래에 사용해오던 pH, 적정 산도, 젖산균수 측정과 같은 내용물의 이화학적, 미생물학적 특성을 번거롭게 직접 확인하지 않고도, 제품의 포장을 뜯지 않은 채 내용물의 적숙 여부를 포장 내부에 부착된 지시계의 색깔 변화로 인지할 수 있게 하며, 또한 이산화탄소를 일정량 흡수하여 반응함으로써 김치 포장의 팽창을 다소 억제할 수 있는 부수적 기능도 갖는다.

Description

김치 숙성도 감지재 및 그를 이용한 김치의 숙성도 감지방법

본 발명은 김치 숙성도 감지재 및 그를 이용한 김치의 숙성도 감지 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 김치의 발효, 숙성 과정 중 발생하는 이산화탄소 및 휘발성 유기산과 반응하여 김치의 숙성도를 육안으로 감지할 수 있게 하는 김치 숙성도 감지재 및 그를 이용하여 김치 제품의 포장을 뜯지 않고도 내용물의 적숙 여부를 포장 내부에 부착된 지시계의 색깔 변화로 인지할 수 있게 하는 김치의 숙성도 감지방법에 관한 것이다.

김치는 우리나라의 대표적인 고유 복합발효식품이자 중요한 부식중의 하나로서 전통적으로 가정에서 제조하여 소비되어 왔지만, 경제발전에 따른 국민소득의 증가, 주거환경의 변화, 가공식품산업의 발달, 단체급식 수요의 증가 등에 의해 기업적 생산의 필요성이 강조되고 있다. 한편 김치의 기업적 생산에 있어 포장과 관련한 주요 문제점은, 김치 포장의 팽창에 따른 상품성 저하 및 제품 파손과 내용물의 숙성 정도를 확인할 수 없다는 것이다. 특히, 김치 시장은 향후 날로 성장할 것으로 예상되는 바, 상품성 제고라는 측면에서 김치의 유통 과정 중 큰 문제가 되고 있는 미숙, 과숙 김치제품의 정확한 판별을 위해서는 숙성 감지기술이 절대적으로 필요하나, 현재 이분야의 기술수준은 답보상태에 머물러 있다. 더욱이, 최근들어 기업적으로 생산되는 소포장 김치는 대부분 제조 후 즉시 포장하여 출고하거나 단시간 저온숙성 후 출고하고 있어, 생산단계는 물론 유통과정 중 제품의 숙성 여부를 직접 확인할 수 없으므로 소비자 판매시 많은 어려움을 겪고 있으나, 아직까지 적당한 김치의 숙성도 감지 포장방법이 개발되어 있지 않은 실정이다.

다만, 전재근 등은 김치 발효공정의 자동화 요소인 김치 숙성도를 계측할 수 있는 센서로서, 발효기체의 발생량을 계측하는 기포수 계측형 센서를 설계, 제작함으로써, 김치 숙성공정을 감지하고 제어할 수 있는 기술을 제시한 바 있다(참조: 대한민국 특허공고 제 90-6416호). 이때, 김치 센서를 사용하여 작성한 김치 숙성곡선은 김치의 원료, 염농도, 양념, 숙성 온도의 영향을 잘 나타낼 수 있었으며, 1-2개의 피크를 갖는 특성을 보였다. 이에, 여러 종류의 김치에서 김치의 숙성 개시점과 일치하는 피크 1을 검색하여 이를 기준으로 김치의 숙성도를 제어하는 기술을 개발하고, 이를 냉장고 제작에 적용하여 김치의 숙성과정을 자동으로 감지하면서 숙성속도 및 숙성정도를 자유로이 선택할 수 있도록 하였다.

또한, 홍석인 등은 김치 제품의 숙성도를 확인하지 않은 상태로 출고하는 대다수 김치업체에게 효과적인 숙성도 감지기술을 제공함으로써, 제품생산 및 유통 중 품질관리가 가능하도록 하기 위해 포장 내부 기체조성 변화에 의한 김치의 숙성도 판정기법을 개시한 바 있다(참조: 한국식품과학회지, 26권, 5호, 590-595(1994)). 즉, 밀봉용기에 충진한 배추김치를 온도별로 저장하면서 포장 내부의 기체조성 변화를 측정한 결과, 포장내 산소 농도는 지수적으로 감소하고 이산화탄소 농도는 2단계 증가양상을 나타내었다. 김치의 숙성정도와 연관하여 산소보다는 이산화탄소의 농도변화가 더 특징적인 변화양상을 갖는데, 이산화탄소 농도변화 과정 중 2단계 상승기(CO₂발생속도 최고점)에서 김치의 pH와 산도가 최적상태에 도달함으로써 이산화탄소 농도변화를 이용하여 김치의 숙성도 감지가 가능함을 확인하였다.

이에, 본 발명자들은 김치의 숙성 과정 중 발생하는 발효산물인 이산화탄소 및 각종 휘발성 유기산과 반응하여 색깔이 변화하는 발색제를 지시계(indicator)로 김치 포장재에 도입함으로써, 김치의 숙성도를 육안으로 확인할 수 있게 하는 감지방법을 개발하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 김치의 발효, 숙성 과정 중에 발생하는 발효산물과 반응하여 김치의 숙성도를 육안으로 확인할 수 있는 감지재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기 김치 숙성도 감지재를 이용한 김치의 숙성도 감지방법을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 김치의 숙성도 감지재 및 그를 이용한 김치의 숙성도 감지방법을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 김치 숙성도 감지재는 기체투과성이 우수한 고분자 필름(봉투)과 이산화탄소를 흡수하면서 물분자를 생성하는 흡수재, pH에 따라 색깔이 변하는 발색제로 구성된다. 이때, 전기 기체투과성이 우수한 고분자 필름(봉투)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 실리콘, 셀로판(셀룰로오즈 아세테이트) 등의 천연 또는 합성 재질이 사용될 수 있으며, 이러한 고분자 재질은 몇가지 형태로 필름을 형성할 수 있으므로, 본 발명에서는 종이나 섬유, 혹은 이와 동등한 재질의 소재에 고분자 필름을 라미네이팅 또는 고분자 물질을 코오팅시켜 제조한 고분자 필름이나 순수하게 고분자로 구성된 필름을 사용할 수 있다. 그리고, 고분자 필름으로 흡수제와 발색제를 싸는 방법으로는, 이를 봉지 형태뿐만 아니라 캡슐형태나 고분자 담체에 흡수제 및 발색제를 포괄(encapsulation) 또는 혼입시킨 형태로 사용할 수도 있다. 한편, 이산화탄소를 흡수하여 물분자를 생성하는 흡수제로는, 산화칼슘, 수산화칼슘, 수산화나트륨 등을 사용할 수 있고, pH 범위에 따라 색깔이 변하는 발색제 또는 염료시약은 브로모크레졸 퍼플(dibrome-o-cresol-sulphone-phthalein), 브로모크레졸 그린(terabromo-m-cresol-sulphone-phthalein), 브로모페놀 레드(dibromophenl-sulphone-phthalein), 브로모티몰 블루(dibromothymol-sulphone-phthalein), 클로로페놀 레드(dichlorophenol-sulphone-phthalein), 메틸 레드(o-carboxybenzene-azodimethyl-aniline), 나트로페놀(4-nitrophenol), 아조리트민(리트머스) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서는 상기의 이산화탄소 흡수제와 발색제 또는 염료시약을 액체 및 고체는 투과시키지 않으면서 기체는 통과시키는 고분자 필름으로 싼 다음, 봉합하여 김치와 함께 밀폐성 투명(혹은 일부 투명한 부분이 있는) 포장용기 내에 넣어 포장한다. 따라서, 고분자 필름은 액체 및 고체를 투과시키지 않으므로써 액체 및 고체인 흡수제와 발색제가 고분자 필름 밖으로 유출되어 포장 내용물을 오염 또는 손상시킬 염려가 없고, 기체는 자유로이 통과시키므로써 이산화탄소 및 휘발성 유기산은 고분자 필름안으로 투입되어 흡수제 및 발색제와 반응하고, 그 결과로 발색제 또는 염료시약의 색깔이 변하게 되어 지시계의 역할을 한다. 이때, 지시계로서의 기능을 발휘할 수 있도록 하는 발색제 또는 염료시약의 색깔변화 기작은, 우선 이산화탄소가 흡수제에 흡수되면서 화학반응을 일으켜 물분자를 생성하게 되고, 여기에 이산화탄소 및 휘발성 유기산이 용해되어 이들 혼합물 전체의 pH를 저하시키므로써, 발색제의 색깔이 초기의 색깔에서 점차 특정색깔로 변하게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서 자명할 것이다.

[실시예 1]

지시계를 구성하는 이산화탄소 흡수제로서 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을, 발색제로서 브로모크레졸 퍼플을 사용하고, 고분자 필름으로 저밀도 폴리에틸렌 필름을 사용하였다. 즉, 수산화칼슘 5g과 브로모크레졸 퍼플 0.5g을 고르게 혼합한 후, 저밀도 폴리에틸렌 필름 봉투(표면적: 25㎠)에 넣고 밀봉한 다음, 이를 500g의 김치와 함께 투명한 기밀성 포장용기 또는 포장재 내벽면에 부착하여 포장하고, 상온에 저장하면서 김치를 발효시켰다. 발효 시간의 경과에 따라 초기에 하늘색 또는 파란색이었던 지시계는 점차 노란색 또는 주황색으로 변화하면서 내용물인 김치의 숙성정도를 잘 나타내었다.

[실시예 2]

이산화탄소 흡수제로서 산화칼슘을 사용하고 발색제와 함께 정당량의 수분을 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였으며, 그 결과는 실시예 1에서와 동일하였다.

이상에서 상세히 설명하고 입증한 바와 같이, 본 발명의 김치 숙성도 감지방법은 종래에 사용해오던 pH, 적정 산도, 젖산균수 측정과 같은 내용물의 이화학적, 미생물학적 특성을 번거롭게 직접 확인하지 않고도, 제품의 포장을 뜯지 않은 채 내용물의 적숙 여부를 포장 내부에 부착된 지시계의 색깔 변화로 인지할 수 있게 하며, 또한 이산화탄소를 일정량 흡수하여 반응함으로써 김치 포장의 팽창을 다소 억제할 수 있는 부수적 기능도 갖는다. 본 발명의 김치 숙성도감지방법이 시판되고 있는 김치 제품에 폭넓게 적용될 경우, 경제적이면서 효과적인 숙성도 감지기술을 이용함으로써, 제품 생산 및 유통 중의 품질관리가 가능하여 김치의 상품성 제고에 따른 판매촉진과 수출증대 효과를 기대할 수 있다. 또한, 본 발명은 김치 고유의 맛에 영향을 주지 않으면서 내용물의 숙성정도를 지시할 수 있는 포장기법이므로, 김치의 상품성 제고와 동시에 고품위의 상품적 가치를 일정하게 유지시키므로써 김치 제품의 품질향상, 수출 경쟁력 강화, 김치 자체의 이미지 제고에 기여할 수 있다. 아울러, 김치는 물론 그 밖의 전통 발효식품의 포장에 있어서도 커다란 장애가 되어온 내용물의 적숙여부 확인 문제를 효과적으로 해결해 줄 수 있다.

Claims (7)

1. 이산화탄소를 흡수하여 물분자를 생성하는 흡수제 및 pH변화에 따라 색깔이 변하는 발색제를 기체투과성이 좋은 고분자 필름으로 싼 다음, 봉합하여 구성된 김치 숙성도 감지재.
2. 제1항에 있어서, 흡수제는 산화칼슘, 수산화칼슘 및 수산화나트륨으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 1종이상의 물질인 것을 특징으로하는 김치 숙성도 감지재.
3. 제1항에 있어서, 발색제는 브로모크레졸 퍼플, 브로모크레졸 그린, 브로모페놀 레드, 브로모티몰 블루, 클로로페놀 레드, 메틸 레드, 니트로페놀 및 아조리트민(리트머스)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 김치 숙성도 감지재.
4. 제1항에 있어서, 고분자 필름은 액체 및 고체는 투과시키지 않으면서 기체는 투과 시키는 성질을 갖으며, 종이나 섬유, 혹은 이와 동등한 재질의 소재에 고분자 물질을 라미네이팅 또는 코오팅시켜 제조하거나, 고분자 물질 자체만으로 구성된 것을 특징으로 하는 김치 숙성도 감지재.
5. 제1항에 있어서, 고분자 필름은 봉지 형태, 캡슐 형태이거나 고분자 담체에 포괄(encapsulation) 또는 혼입시키는 형태로, 흡수제와 발색제를 싸서 사용함을 특징으로 하는 김치 숙성도 감지재.
6. 발효기체를 흡수하는 흡수제와 pH 변화에 따라 색깔이 변화하는 발색제를 액체 및 고체는 투과시키지 않으면서 기체는 투과시키는 고분자 필름으로 싸고, 이를 김치 포장재 내부에 부착하고 발색 변화를 확인하는 단계를 포함하는 김치의 숙성도 감지방법.
7. 제6항에 있어서, 발효기체는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 김치의 숙성도 감지방법.