KR100187828B1 - 김치의 부풀어오름을 방지할 수 있는 신규한 젖산균 및 이를 이용한 김치의 제조방법 - Google Patents
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- A23V2400/00—Lactic or propionic acid bacteria
- A23V2400/11—Lactobacillus
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Abstract
배지 1ℓ에 대하여 젓갈을 10∼200㎖, 탄소원으로 글루코즈 5∼100g, Na2HPO41∼10g, 암모니움 시트레이트를 1∼10g, 소디움 아세테이트 1∼30g로 이루어진 배지에 김치 제조시 가스 발생량이 적은 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소의 기탁번호 제KCTC 8718P호의 Lactobacillus plantarum G37 균주의 특성을 나타내는 균주를 1 내지 10 부피% 접종하고 1 내지 3일 배양하고, 상기 배양액을 원심분리하여 균체를 회수하여 제조한 김치제조용 스타터 농축액에, 소금 절임, 탈염한 배추를 침지하고 양념하여 제조한 김치는 김치의 부풀음이 적은 김치이다.
Description
제1도는 본 발명의 균주를 이용하여 김치를 제조하기 위한 스타터 농축액을 제조하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정도.
제2도는 스타터 농축앨을 첨가하여 김치를 제조하는 공정을 개략적으로 나타내는 공정도.
제3도는 30℃에서 본 발명의 균주의 젓갈 배지와 MRS 배지에서의 생육도를 나타내는 그래프.
제4는 김치 제조시 본 발명의 균주의 첨가시기에 따른 가스 발생량을 나타내는 그래프.
제5도는 김치 제조시 본 발명의 균주의 첨가 농도에 따른 가스 발생량을 나타내는 그래프.
제6도는 분리된 여러 젖산균을 첨가한 김치의 발효 온도별 가스 발생량을 나타내는 그래프.
제7도는 분리된 여러 젖산균을 첨가한 김치의 발효 온도별 pH의 변화량을 나타내는 그래프.
제8도는 분리된 여러 젖산균을 첨가한 김치의 발효 온도별 산도의 변화량을 나타내는 그래프.
제9도는 본 발명의 젖산균을 첨가한 김치의 숙성중의 젖산균수 변화를 나타내는 그래프.
제10도는 본 발명의 젖산균을 첨가한 김치의 숙성중 총균수의 변화를 나타내는 그래프.
제11도는 본 발명의 젖산균 스타터 농축액 저장기간에 따른 가스 발생량의 변화를 나타내는 그래프.
[기술 분야]
본 발명은 김치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 김치로부터 가스 발생을 억제하고 산패를 억제하여 풍미가 우수한 김치를 제조할 수 있는 신규한 젖산균 및 이를 이용하여 김치를 제조하는 방법에 관한 기술이다.
[종래 기술]
최근 가공기술이 발달함에 따라 전통 식품을 산업화하여 대량으로 생산하는 발효식품의 상품화가 활발하게 이루어지고 있다. 이에 따라 최근 김치도 대량으로 생산되어 포장 용기에 제품화하여 시판되고 있다. 그러나 이와 같은 김치는 그 원료가 다양하고 재료의 처리가 복잡하여 풍미가 우수한 김치를 제조하기가 어려울 뿐만 아니라, 이와 같이 제조된 김치를 발효가 진행되는 기간중에 먹기 때문에 김치를 포장 용기에 제품화할 경우 가스가 발생하고 산패가 일어나는 문제점이 있다.
일반적으로 김치공장에서 대단위로 김치를 담그는 방법은 배추를 선별하여 크게 절단하고 소금물에 담그어 배추 조직내에 소금 함량이 약 2 내지 3% 될 때까지 15 내지 20시간 절인 후, 흐르는 물에 수회 세척하여 탈염하고, 물을 제거한 뒤 다시 작게 절단한 후 고춧가루 , 마늘, 생강, 파, 양파, 젓갈, 물 등을 혼합한 양념 혼합물과 버무려 제조한다. 그리고 이와 같이 제조된 김치는 이를 포장용기에 넣어 밀봉한 후 시판되고 있다. 그러나 이와 같이 제조된 시판용 김치는 Leuconostoc mesenteroides 등에 의해 생성되는 이산화탄소로 인하여 일정 기간이 경과하면 포장 용기의 팽창과 이에 따른 파손이 발생하며, 이와 같이 용기가 팽창될 경우 투명한 포장지를 통하여 용기 내부에 김치가 겉도는 것이 관찰되어 상품성이 더욱 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 보존제를 첨가하는 방법, 탄산가스 흡수제를 첨가하는 방법, 김치를 벌크(bulk) 용기에서 반숙성한 후 밀봉 포장하는 방법 등이 사용되고 있다. 그러나 보존제를 첨가하는 방법은 보존 효과가 우수하지 못하며 자연식품인 김치의 이미지를 손상시키는 문제점이 있으며, 숙성후 밀봉 포장하는 방법은 김치 국물이 많이 튀겨 비위생적이며 각 포장 용기내에 김치 국물이 불균일해지며 숙성전에 포장하여 출하하는 것보다 상대적으로 유통 기한이 짧아진다는 단점이 있다. 또한 산패 방지 방법으로 냉동법, 냉장법, 합성보존제 첨가법, 열처리법 등이 사용되고 있으나 저장 기간의 측면에서 냉동법이 가장 우수하나 조직감의 저하를 초래하며 합성 보존제 첨가법은 김치의 미감을 저하시키고 소비자가 기피하는 현상이 발생하며 열처리법은 조직을 연화시키고 김치찌개의 미감을 초래함으로 거의 사용되지 않고 있는 실정이다.
한편, 균일한 발효를 유도하여 균일한 품질의 김치를 제조하고, 속성으로 김치를 제조할 수 있으며, 가스 발생 관련 미생물의 생육을 억제하여 가스를 줄일 수 있는 김치 제조방법으로, 스타터(starter)를 이용한 김치의 제조방법이 알려져 있으며, 그 예로는 하덕모 등이 Enterococcus faecium bacteriocin 생산균주를 스타터로 이용한 김치의 제조(Enterococcus faecium bacteriocin 생산균주를 starter로 이용한 김치의 제조, 산업미생물학회지, 22(5), 550, 1994) 등이 있다. 이와 같이 스타터를 이용하여 제조한 김치는 균일한 발효를 유도해 품질이 균일한 김치와 속성 발효 김치를 제조할 수 있고, 가스 발생 관련 미생물의 생육을 억제하여 가스 발생량을 줄일 수 있다. 즉 스타터를 이용할 경우, 김치 제조시 원료의 종류, 원료의 배합비, 환경조건, 저장조건 등에 의하여 발효가 항상 동일하게 일어나지 않아 균일한 김치의 제조가 어려움 포장 유통시 젖산균의 지나친 증식에 따라 가스 발생 및 산패가 문제를 해결할 수 있으나, 이와 같은 방법으로는 김치의 부풀어오름을 근본적으로 막을 수 없는 방법은 문제점이 여전히 남아 있다.
[본 발명이 해결하려 하는 과제]
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째 부풀어오름을 방지할 수 있는 가스의 방출이 적으며 산패를 일으키는 산 생성이 적고 아울러 풍미가 우수한 김치를 제조할 수 있는 신규한 젖산균을 제공하며, 둘째 상기한 젖산균을 이용하여 풍미가 우수하며 보존성이 우수하고 아울러 균일한 맛을 유지할 수 있는 김치를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 김치 제조시 가스 발생량이 적은 한국과학기술원 부설 생명공학연구소의 기탁번호 제KCTC 8718P호의 Lactobacillus plantarum G37 균주의 특성을 나타내는 균주를 제공한다.
또 본 발명은 상기한 균주를 배양하기 위한 배지로서 배지 1ℓ에 대하여 젓갈을 10∼200㎖, 탄소원으로 글루코즈 5∼100g, Na2HPO41∼10g, 암모니움 시트레이트를 1∼10g, 소디움 아세테이트 1∼30g을 포함하는 배지를 제공한다.
또 본 발명은 상기한 균주를 이용하여 김치를 제조하는데 사용하는 스타터 농축액 제조방법으로서, 상기한 본 발명의 배지에 상기한 본 발명의 젖산균을 1 내지 10 부피% 접종하고 1 내지 3일 배양하고, 상기 배양액을 원심분리하여 균체를 회수하는 공정을 포함하는 김치 제조용 스타터 농축액의 제조방법을 제공한다.
그리고 본 발명은 또 상기한 신균한 젖산균과 이를 배양하여 제조한 스타터를 이용하여 김치를 제조하는 방법으로서, 배추를 절단하여 소금에 절임하고, 상기 절임한 배추를 탈염하고 세정하고, 상기 배추로부터 물을 제거하고, 상기 배추에 김치양념을 혼합하는 공정들을 포함하는 김치의 제조방법에 있어서, 상기 배추로부터 물을 제거하는 공정후 상기 배추에 상기한 본 발명의 스타터 농축액의 희석액을 첨가하거나 희석액에 배추를 침지하는 공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 김치의 제조방법을 제공한다. 상기한 본 발명의 김치의 제조방법에 있어서, 상기한 김치양념이 상기한 본 발명의 스타터 농축액을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
이때 상기한 스타터 희석액은 상기 스타터 농축액 5 내지 10g을 물 10ℓ에 희석한 것이 바람직하며, 상기한 스타터 농축액을 포함하는 김치양념의 스타터 농축액의 첨가량은 김치 1kg당 10 내지 20g인 것이 바람직하다.
[바람직한 실시예]
이하 본 발명의 신규한 젖산균을 분리한 방법 및 이들 젖산균을 이용하여 풍미가 우수한 김치를 제조하는 방법에 대한 실험 및 그 결과를 나타내는 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실험 재료 및 방법]
[실험 재료]
1) 재료
본 실험에 사용한 모든 김치재료는 전남 순천시 남순천농협 남도김치공장에서 구입하였다. 배추는 개체중량 2kg 정도 크기의 배추를 사용하였고, 무, 마늘, 생강, 고춧가루, 파 및 젓갈은 상품을 사용하였고, 소금은 천일염을 사용하였다.
2) 배지 및 시약
균주 분리용 김치 배지의 제조는 담금 직후의 배추김치를 녹즙기로 마쇄하여 착즙된 김치즙액을 그대로 사용하였다. 균 생육 및 측정배지는 Difco사 제품을 사용하였는데, 총 균수 측정용 배지로 플레이트 카운트 아가(plate count agar)를, 젖산균 측정 및 증균용으로는 MRS 브로스(MRS broth)와 아가를, 젖산균 분리용으로 로고사 SL 아가(Rogosa SL agar)를 사용하였고, 김치 제조시 스타터(starter)로 첨가될 젖산균 배양용 배지는 본 발명자에 의해 고안된 젓갈 액체배지를 사용하였는데, 그 젓갈 액체배지 조성은 단백질 공급원으로 배지 1ℓ당 젓갈을 10∼200㎖, 탄소원으로 글루코즈 5∼50g, Na2HPO4를 1∼10g, 암모니움 시트레이트를 1∼5g 및 소디움 아세테이트를 1∼10g까지 증가시키면서 젖산균의 생육도를 측정하여 (표 1)과 같은 최적 배지조성으로 제조하여 사용하였다. 이때 생육도 측정은 660nm에서 흡광도를 측정하여 확인하였다. 젓갈 액체배지를 개발하여 사용한 이유는 김치에서 분리한 젖산균이 김치제조시 스타터(starter)로 첨가될 때 김치에서 적응을 보다 빠르게 하기 위해서이며, 또한 경제적인 측면에서 볼 때에도 상품화된 배지를 사용할 경우보다도 훨씬 적은 경비가 소요되기 때문이다. 일반 분석 시약은 분석용 특급시약을 사용하였다.
[젖산균의 분리 및 동정]
1) 균주의 분리원 및 분리
순천 시내와 근교 지역의 9가정에서 비교적 맛이 좋은 배추김치를 일정량 취하여 그 김치즙액을 균주 분리용 시료로 하였으며, 수집된 김치시료로부터 로고사 SL 아가를 사용하여 젖산균을 순수 분리하였다.
2) 분리 젖산균의 검색
순수 분리한 균주들 중에서 가스 발생 억제 젖산균을 선발하기 위하여 아인혼(einhorn) 발효관에 김치 배지를 기포가 들어가지 않게 주입하고 순수 분리된 각 젖산균의 전배양액을 일정량씩 접종한 후, 이 배양액을 30℃에서 24∼48시간동안 배양하면서 대조구와 비교 관찰하여 가스 발생이 적은 균주를 선발하였다. 이때 대조구는 젖산균을 접종하지 않은 김치 배지를 그대로 사용하였다.
3) 젖산균 동정
분리한 젖산균의 동정은 Bergy's Manual of Systematic Bacteriology와 A Laboratory Manual of Microbiology에 의하였다.
[분리 젖산균의 배양 특성]
1) 증식 온도의 범위 및 최적 증식 온도
김치 배지에서 분리한 젖산균의 증식 온도 범위를 보기 위하여 MRS 브로스 10㎖에 시험균 1백금이를 접종하고 5, 10, 20, 30, 37, 45℃에서 1주일간 배양하면서 균의 증식 여부를 육안으로 관찰하여 증식하면 양성(positive)으로, 증식하지 못하면 음성(negative)으로 각각 판정하였다. 최적 증식 온도는 시험관에 MRS 브로스 20㎖씩을 분주하여 멸균한 후 시험균 전배양액 0.1㎖를 무균적으로 접종하고 25∼40℃의 범위에서 5℃ 간격으로 배양한 후 흡광도(660nm)를 측정하여 균의 증식을 비교하였다.
2) pH에서 생육도 측정
MRS 브로스의 pH를 4.0∼8.0의 범위에서 젖산을 사용하여 초기 pH를 조정한 10㎖에 시험균 1백금이를 접종하여 30℃에서 1주일간 배양하면서 균의 증식 여부를 육안으로 관찰하여 증식하면 양성으로, 증식하지 못하면 음성으로 각각 판정하였다.
3) NaCl에 대한 내성
소금에 대한 내성의 측정은 MRS 브로스에 NaCl이 2, 4, 6 및 8% 함유되게 한 후 시험균 1백금이를 접종하고 30℃에서 1주일간 배양하면서 균의 증식 여부를 육안으로 관찰하여 증식하면 양성으로, 증식하지 못하면 음성으로 각각 판정하였다.
4) 젓갈 배지에서 생육도 측정
분리 균주가 본 실험에 사용되는 젓갈 배지에서 생육도를 MRS 배지에서의 증식 정도와 비교 측정하기 위하여 각 배지를 20㎖씩에 1백금이의 시험균을 접종하고 30℃에서 2일간 배양하면서 6시간 간격으로 흡광도(660nm)를 측정하여 경시적으로 균의 증식을 비교하였다.
[스타터 농축액의 제조방법]
스타터 농축액은 김치에서 분리한 가스 발생 억제력이 우수한 균주를 제1도와 같은 방법으로 젓갈 배지를 이용하여 30℃에서 48시간 배양한 후 이 배양액을 원심분리(3500×g, 10분)하여 균체를 회수한 다음 생리식염수를 첨가하여 660nm에서 흡광도를 측정하여 일정 농도의 균현탁액으로 제조하여 사용 목적에 따라 적당하게 희석하여 사용하였다(이때 균현탁액의 농도는 10배로 희석한 균현탁액의 흡광도가 1.5로 조절하였을 경우 이를 균체량으로 환산하면 농축액 10㎖에 균체 0.611g이 함유됨).
[시료 김치의 제조 및 스타터 첨가]
1) 대조구 김치 제조
시료 김치는 현재 대부분의 김치공장에서 대단위로 담그는 방법으로 제조하였다. 즉 배추를 4쪽으로 절단하여 8.0%의 소금물(80% 천일염)에 담그고, 상온에서 배추 조직내의 소금함량이 약 2.5% 정도 될 때까지 15∼18시간 절인 후 흐르는 물에서 3회 세척하여 5∼6시간 동안 물빼기를 한 다음 잘게 절단(3cm×4cm)하여 (표 2)의 배합으로 양념을 넣어 버무려 김치를 제조하였다(김치 A).
2) 스타터 첨가 김치제조
스타터 첨가구에 대해서는 스타터 농축액(제1도)을 다음과 같이 4가지 방법으로 첨가하여 김치를 제조한 후 가스 발생량을 비교 측정하였다. 즉 배추의 절임 단계(김치 B), 절임배추 헹굼 단계(김치 C), 버무림 단계(김치 D) 및 헹굼과 버무림 단계(김치 E)에서 스타터 농축액을 각각 첨가하여 제조하였다. 이때 스타터 균을 0.82g을 물 1ℓ에 희석하여 사용하였고(이를 흡광도로 하면 0.3임), 버무림 단계에서는 스타터 농축액을 김치 무게에 대한 일정량(%, v/w)을 그대로 사용하였다(제2도).
[pH 및 총산도 측정]
일정량의 시료 김치를 블렌더(blender)로 마쇄한 후 원심분리하여 상징액을 pH 및 산도를 측정하였다. pH는 pH 미터(Orion 960)로 측정하였으며, 산도는 AOAC(Official Methods of Analysis, 14th 3d., Association of Official Analytical Chemists, 22, 058, 1984) 방법에 의하여 원심분리한 상징액 10㎖의 증류수를 가하고 뷰렛을 사용하여 0.1N NaOH용액으로 적가하여 pH 8.3을 종말점으로 하여 종화 적정하고 적정치를 젖산으로 환산하여 산도(%)로 나타내었다.
[젖산균 및 총균수 측정]
시료 김치즙액을 1㎖를 취하여 0.85% 생리 식염수에 단계적으로 희석하여 균수측정을 위한 시료로 사용하였다. 시료 김치 중의 젖산균은 宮尾(宮尾茂雄, 小川敏男: 醱酵浸物の 各種乳酸菌の 選擇計數, 日本食品工業學會誌, 35 610, 1988)의 방법에 따라 계수 하였으며, 총 균수는 플레이트 카운트 아가를 사용하여 30℃에서 3일간 평판배양하여 나타난 콜로니를 계수하였다.
[김치의 포장 및 발효 조건]
발효용기는 플라스틱 용기(500g용, 300g용, 순천시 남순천농협 제공)를 사용하였고, 각 용기에 시료 김치는 약 300g씩 스타터를 첨가하지 않은 대조군과 스타터를 첨가한 김치군으로 나누어 김치용기에 담고 자동포장기로 밀봉하여 10, 15, 20℃에서 숙성 발효시키면서 가스 발생량을 측정하였다.
[가스 발생량 측정]
상기한 방법으로 플라스틱 용기에 밀봉된 시료 김치를 10, 15, 20℃에서 각각 발효시키면서 가스 발생량을 측정하였다. 즉 담금 직후의 시료가 담긴 플라스틱 포장 용기의 높이를 정확한 눈금자로 측정하여 포장 용기의 높이로 하고 이후 경시적으로 용기의 불어난 높이를 같은 방법으로 측정하여 불어난 높이를 가스 발생량(mm)으로 나타내었다.
[성분 분석]
1) 일반성분 분석
수분, 조단백질, 조지방, 조섬유, 조회분 및 환원당 등은 상기한 AOAC방법으로, 무기성분은 시료를 건조 분해시킨 후 원자홉광비색계로 측정하였으며, 염도는 볼하드(Volhard)법으로 염소(Cl)를 정량하여 염화나트륨(NaCl) 함량(%)으로 나타내었다.
2) 유기산 분석
유기산 정량은 시료 100g을 호모게나이저(homogenizer)로 16,000rpm(Nih onseiki Ltd An-8) 50℃에서 30분 마쇄 후 여과하고 여액 250㎖를 취하여 Palmer와 List 등의 방법(Palmer J. and D.M.J.List: Determination of Organic Acids in Foods by Liquid Chromatography, J.Agr. Food Chem., 21(5), 903, 1973)에 준하여 분석하였다. 즉 여액을 Sepak-C18을 사용하여 정제시킨 후 0.45㎛ 막 여과기로 여과한 여액 10㎕를 HPLC(high performance liquid chromatography)에 주입하였으며, 분석조건은 (표 3)과 같다.
표준 유기산으로는 락트산(lactic acid), 옥살산(oxalic acid), 말릭 에시드(malic acid), 숙신산(succinic acid), 시트릭 에시드(citric acid), 피로글루타믹 에시드(pyroglutamic acid) 및 말로닉 에시드(malonic acid)를 사용하였다.
3) 휘발성 향기 성분의 분석
휘발성 향기 성분의 포집은 허 우덕 등이 사용하였던 방법(허우덕, 하재호, 석호문, 남영중, 신동화: 김치의 저장중 향미 성분의 변화, 한국식품과학회지, 20(4), 511, 1988)으로 실시하였다. 즉 시료병에 시료 김치 100g을 취하고 탈취된 질소가스를 주입하여 향기 성분이 Tenax-GC가 들어 있는 흡착관에 흡착시켰다. 흡착후 흡착된 향기 성분을 탈착시키기 위하여 흡착관을 디에틸에테르로 녹여 분리한 후 1㎕를 GC 및 GC-MS에 주입하여 분석하였으며, 분석조건은 (표 4)와 같다.
4) 유리아미노산 분석
유리아미노산은 상기한 허 우덕 등의 방법에 따라 측정하였다. 김치 100g을 취하여 10% TCA 용액 100㎖를 가한 후 균질화하고 10,000rpm에서 10분간 원심분리하고 상징액을 취하고 남은 잔사에 상기 방법으로 2회 반복 처리하여 얻은 상징액을 모두 합한 후 증류수를 가하여 500㎖로 정용하였다. 이 중 50㎖를 취하여 분액여두에 옮기고 동량의 디에틸에테르로 3회 세척하여 TCA를 제거하였다. 세척 후 60℃에서 감압 농축하여 건조시킨 다음 0.2N, pH 2.2 구연산 완충용액을 가하여 10㎖로 정용하고 수용성 막 여과기(0.22㎛)로 여과하고 아미노산 자동분석기(LKB 4150, Alpha)로 분석하였다.
[관능검사]
관능검사는 시료 김치를 발효 조건에 따라 숙성시키면서 실시하였으며, 관능검사 요원은 순천대학교 식품공학과 대학원생과 학부생 중 예비실험을 거쳐 10명을 선정하여 관능평가를 실시하였다. 관능평가를 통하여 조사한 특성은 외관, 향기, 산미, 상큼한 맛 및 전체적인 기호도로서 각각 5단계 평점법을 사용하여 평가하였다. 즉(대조구와 같다) 3점, (대조구보다 조금 좋다) 4점, (좋다) 5점, (대조구보다 조금 나쁘다) 2점, (나쁘다) 1점으로 평점하여 그 합을 점수로 표시하였다.
[실험 결과]
[가스 발생 억제 젖산균의 분리 및 동정]
1) 젖산균의 분리 및 선별
순천시내 및 근교지역의 가정에서 제조한 맛이 비교적 좋은 상태의 김치 20여점의 시료 김치즙액으로부터 1차적으로 분리용 배지에서 배양하여 420여개 균주를 순수분리하였다. 순수분리된 젖산균들 중에서 가스 발생량이 억제되는 균주를 선별하기 위하여 분리된 균주들을 각각 MRS 브로스에 접종하고 30℃에서 48시간 전배양한 다음, 이 균배양액 0.1㎖를 김치 배지가 들어 있는 아인혼 발효관에 접종하고 10, 20 30℃에서 각각 48시간 배양하여 가스 발생량을 측정하였다. 이때 대조구는 김치 배지에 균을 접종하지 않고 그대로 사용하였다. 420개의 분리 균주를 각각 김치 배지에 첨가하여 가스 발생량을 측정한 결과(표 5), 12균주를 선별하였다. 이들 분리 균주는 30℃에서 배양하였을 경우 가스가 적게 생성되는 균주는 대조구에 비해서 현저한 차이를 보였으나, 20℃에서 배양하였을 경우에는 대조구보다는 가스 발생량이 적었지만 30℃에서의 결과와 반드시 일치하지는 않았다. 또한 10℃에서는 대조구에서는 0.7mm의 가스 발생량을 보인 반면 30와 20℃에서 가스 발생량이 적었던 분리 젖산균 첨가구들에서는 나타나지 않았다. 이와 같은 결과로 볼 때 미생물들의 최적생육온도와 김치 배지의 산도에 의한 영향도 배제할 수 없으나 일부 분리 젖산균에 의하여 김치 배지에 존재하는 미생물군이 영향을 받는 것으로 확인되었다. 따라서 A4, E2, G1, G37 등 4균주는 30, 20 및 10℃에서 모두 대조구와 비교해서 가스 발생량이 현저하게 적게 생산되어 본 발명 실험의 목적에 알맞은 우수한 균주로 선정하였으며, 이들 4균주를 시험균주로 하여 이후의 실험을 수행하였다.
2) 분리 젖산균의 동정
김치에서 분리한 4균주에 대하여 동정한 결과는 (표 6)과 같다. 4균주 모두 그람 염색(Gram staining)은 양성이고 포자를 형성하지 않는 통성혐기성의 구균 또는 간균으로 운동성은 없는 것으로 나타났다. 또한 카날라제(catalase)와 옥시다제(oxidase)는 음성으로 나타났으며, 글루코즈(glucose)에서 젖산을 잘 생성하는 등 젖산균의 일반적인 특성을 나타내고 있다. 균주번호 G1과 G37 등 2균주는 단간균이고, 글루코즈에서 가스를 생성하지 않고, 글루코네이트(gluconate)는 양성이고, DL형의 젖산을 생성하는 점 등이 Lactobacillus plantarum의 전형적인 특성과 잘 일치하였다. 따라서 G1과 G37 균주를 Lactobacillus plantarum G1과 Lactobacillus plantarum G37로 각각 동정하였다. 균주번호 A4와 E2 균주는 쌍구균이고, 포도당으로부터 가스를 생성하지 않고, DL형의 젖산을 생성하는 점 등이 Pediococcus 속의 전형적인 특성과 잘 일치하고 있고, 45℃에서 생육을 하지 못하는 점이 Pediococcus cerevisiae와 일치하였다. 따라서 A4와 E2균주는 Pediococcus cerevisiae A4와 Pediococcus cerevisiae E2로 각각 동정하였다.
[분리 젖산균의 배양 특성]
1) 증식 온도의 범위 및 최적 증식 온도
김치에서 분리한 가스 발생억제 젖산균 4주에 대하여 증식 온도 범위와 최적 증식 온도를 조사해 본 결과(표 7), 4균주 모두 10, 20, 30, 37에서 증식하였으며, Pediococcus cerevisiae로 동정된 A4와 E2 균주는 5℃와 45℃에서는 생육이 확인되지 않았으며, Lactobacillus plantarum로 동정된 G1과 G37 균주는 5℃에서도 생육이 가능하였으며 45℃에서는 약간의 생육이 관찰되었다. 최적 증식 온도는 A4균주와 E2 균주가 35℃, 그 외 G1 및 G7 균주는 모두 30℃로 각각 나타났다.
2) 초기 pH에서 생육도
김치에서 분리한 가스 발생 억제 젖산균 4주들이 젓갈 배지에서 증식 가능한 초기 pH를 조사해 본 결과(표 8), 4균주 모두 젓갈 배지에서 배양시에 초기 pH 4.2∼4.8의 범위에서 증식하였으며, Pediococcus cerevisidae로 동정된 A4, E2 균주는 초기 pH 7.0 이상에서는 증식하지 않았으나 Lactobacillus plantarum으로 동정된 G1과 G37 균주는 초기 pH 8에서도 증식이 관찰되었으며 pH 4.0에서도 약간의 증식이 관찰되었다.
3) NaCl에 대한 내성
김치에서 분리한 가스 발생 억제 젖산균 4주에 대하여 소금 함유배지에서 증식 여부를 조사해 본 결과(표 9), Pediococcus cerevisiae로 동정된 A4, E2 균주들은 소금 8% 함유배지에서 약간의 증식이 관찰되었으며, Lactobacillus plantarum로 동정된 G1과 G37 균주들은 소금 6% 함유배지에서도 약간의 증식이 관찰되었으나 8% 함유배지에서는 증식하지 못하였다.
4) 젓갈 배지에서 생육도
분리 균주가 본 실험에 사용되는 젓갈 배지에서 증식정도를 측정하기 위하여 Lactobacillus plantarum으로 동정된 G37 균주를 사용하여 30℃에서 MRS 배지에서의 증식 정도와 비교 측정한 결과, 제3도에서 보는 바와 같이, MRS 브로스 경우에는 발효 6시간까지는 서서히 증가하다가 그 이후로는 급격히 증가하여 발효 30시간에 최대치에 도달하였고, 젓갈 배지의 경우는 발효 12시간까지는 거의 증식이 지연되다가 그 이후에 급격하게 증가를 하여 발효 30시간에는 MRS 배지에서의 생육 수준에 도달하였다. 따라서 젓갈 배지에서의 생육이 MRS 배지에서의 증식보다는 초기에 약간 지연되는 경향을 보이고 있지만 뚜렷한 차이가 보이지 않으므로 대량생산이 요구되는 기업적인 면에서 젓갈 배지를 사용하여 균증대 배양을 할 경우 경제적으로 많은 이익을 줄 것으로 생각된다.
[스타터 첨가 시기가 가스 발생량에 미치는 영향]
가장 효과적인 스타터 첨가시기를 결정하기 위하여 김치에서 순수분리한 4균주 중에서 Lactobacillus plantarum G37 균주를 사용하여 제2도와 같은 방법으로 김치제조 과정중의 절임, 물빼기, 버무리기 및 물빼기와 버무리기 단계에서 스타터를 각각 첨가하여 20℃에서 숙성시키면서 대조구(비첨가구, 김치A)와 숙성 중의 가스 발생량을 측정한 결과는 제4도와 같다. 가스 발생량의 변화는 스타터 첨가시기에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. 즉 절임(김치B)과 물빼기단계(김치 C)에서 첨가한 시료구에서는 대조구(김치 A)와 비교하여 가스 발생량의 억제에 대해서 뚜렷한 효과를 볼 수 없었으나 양념혼합단계에서만 첨가한 시료구(김치 D)와 물빼기 양념혼합시 2번 첨가한 시료구(김치 E)에서는 가스 발생량이 현저하게 감소하였다. 특히 김치 E 시료구에서는 발효 8일째 가스 발생량이 대조구의 발효초기의 수준정도와 비슷하여 효과가 크게 나타났다. 이와 같이 물빼기 때부터 스타터를 첨가한 시료구가 가장 효과가 좋은 이유는 배추 절임시의 소금농도가 약 8%에 달해 배추에 상존하는 미생물들이 이때는 증식이 상당한 억제를 받으나, 물빼기 단계에서는 소금의 농도가 약 2∼3% 정도로 씻겨진 상태이며 또한 물을 빼는데 소요되는 7∼8시간 동안 많은 미생물들의 증식이 활발하게 진행된 것으로 생각되어진다. 이와 같은 결과로 볼 때 스타터 첨가시기는 물빼기 단계에서부터 첨가하여 김치를 제조하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다.
[스타터 첨가농도가 가스 발생량에 미치는 영향]
가장 효과적인 스타터 첨가농도를 결정하기 위하여 첨가시기는 제4도에서 가장 효과가 좋은 것으로 판명된 김치 E의 방법으로 고정하고, G37 균주를 사용하여 김치 중량당 스타터 농축액을 0, 1, 2.5, 5 및 7%씩 각각 첨가하여 20℃에서 숙성시키면서 가스 발생량을 측정한 결과는 제5도와 같다. 1% 첨가구에서는 대조구에 비하여 초기에는 약간의 차이가 있었지만 발효 4일째부터는 대조구와 비슷하게 가스 발생량이 증가하여 뚜렷한 효과를 볼 수 없었고, 2.5%(김치 1kg당 균체 무게로 1.63g) 이상의 첨가구에서는 많은 차이를 보이고 있다. 2.5% 이상의 첨가구들에서 가스 발생량을 보면 8일째의 가스량이 대조구의 2일째보다도 적게 나타났다. 7% 첨가구에서는 2.5% 첨가구 보다 효과를 보이고는 있지만 크게 차이가 보이지 않았다. 따라서 스타터 농축액의 첨가는 김치 무게에 대하여 2.5%가 가장 적합한 것으로 나타났다.
[분리 젖산균이 배추김치 발효에 미치는 영향]
1차 선별된 4균주 중에서 김치발효 중 가스 부풀어오름을 억제시키면서 김치의 산패를 지연시키는 우수 균주를 최종 선발하기 위하여 스타터 첨가시기와 접종량을 본 실험에서 확인된 방법에 따라 김치를 제조하여 발효에 미치는 영향을 검토하였다. 즉 김치제조 과정에서 물빼기 단계와 양념첨가 직전의 버무리기 단계에서 각각의 균주를 제1도와 같은 방법으로 배양하여 만들어진 스타터 균현탁액(농축액)을 김치 무게에 대한 7%(v/w)씩 첨가한 후 10℃, 15℃ 및 20℃의 발효 온도에서 저장 보관하면서 경시적으로 가스 발생량, pH 및 적정산도 등의 변화를 측정하여 산패 억제효과를 검토하였다.
1) 가스 발생에 미치는 영향
가스 발생의 경시적인 변화를 살펴본 결과를 제6도와 같다. 가스 발생량은 각 발효 온도에서 전반적으로 저장 온도가 높을수록 증가함을 보였으며, 분리된 균주를 스타터로 첨가한 시료구에서 가스 발생량이 완만하여 대조구에 비하여 뚜렷한 차이를 보였다. 발효 온도별로 보면 10℃의 경우 대조구는 발효 2일째까지는 가스 발생량이 비교적 완만하게 증가하다가 그 이후로는 급격하게 증가하여 발효 8일째에는 일부 포장이 터지는 경향을 보였으나 첨가구는 모두 발효 2일까지는 대조구와 비슷한 양으로 증가하다가 그 이후로는 완만하게 증가하여 대조구와는 큰 차이를 보였다. 특히 G37 균주 첨가구는 발효 8일째에 생성된 가스의 양이 대조구의 발효 3일째에 생성된 가스량과 비슷하여 스타터 첨가에 의하여 가스 발생량이 현저히 감소되고 있음을 보이고 있다. 15℃와 20℃의 경우도 발효 초기에는 모든 시료구에서는 현저하게 가스 발생량이 적게 나타났다. 특히 G37 균주 첨가구에서는 10℃에서와 마찬가지로 효과가 가장 크게 나타났는데 발효 8일째에도 가스 발생량이 크게 둔화되었다. 이러한 결과로부터 포장김치에 가스 발생억제 젖산균 G37균주를 접종하여 김치를 제조함으로서 가스 발생으로 인한 포장 용기의 파열, 상품가치의 저하와 저장·유통상의 불편을 해결할 수 있음을 알 수 있다.
2) pH의 변화에 미치는 영향
pH의 경시적인 변화를 살펴본 결과는 제7도와 같다. 발효 경과 중의 pH 변화의 양상은 분리 균주 첨가구와 대조구에 있어서 큰 차이를 나타내었고, 각 발효 온도에 따른 변화의 양상은 저온보다 고온에서 급격히 낮아졌으며 경향을 비슷하였다. 각 발효 온도별로 pH의 변화를 살펴보면, 10℃의 경우 대조구에서는 발효 초기인 2일째에는 5.7, 4일째에는 5.3, 6일째에는 4.2로 나타나 비교적 완만하게 계속적으로 저하한 반면, 첨가구의 경우는 발효초기인 2일째에 5.2∼5.6, 4일째에 4.3∼4.5까지 급격히 낮아져 스타터 첨가에 의한 발효 촉진 효과를 나타냈었으며 그 이후의 저하속도는 훨씬 완만하여 스타터균에 의한 발효 억제 효과를 나타내었다. 15℃와 20℃의 경우도 발효 초기에 5.1∼5.6, 3.9∼4.0으로 각각 나타나 대조구에 비해서 급격히 낮아져 역시 10℃에서와 마찬가지로 스타터 첨가에 의한 숙성이 더 빨리 진행되는 결과를 나타내었으며 발효가 계속 진행되어 4일 이후부터는 저하 속도가 훨씬 완만하여 6일경부터는 대조구와 거의 같은 pH를 나타내었다. 이와 같은 결과는 하덕모 등이 Enterococcus faecium bacteriocin 생산균주를 스타터로 이용한 김치의 제조(하덕모, 차동수: Enterococcus faecium bacteriocin 생산균주를 starter로 이용한 김치의 제조, 산업미생물학회지, 22(5), 550, 1994)에서 발효중의 pH는 첨가구에서 비첨가구에 비해서 발효 초기에 4.0∼4.2까지 빠른 속도로 저하하였으나 발효 후기의 저하 속도가 훨씬 완만하였다는 보고와 비슷한 경향을 보였다. 민태익 등은 가장 알맞은 pH를 4.2로 보고한 바 있는데(민태익, 권태완: 김치발효에 미치는 온도 및 식염농도의 영향, 한국식품과학회지, 11(3), 63, 1984) 이에 도달하는 시기는 10℃의 경우 대조구에서 6일, 첨가구에서는 4∼5일이며 15℃의 경우는 대조구에서 5일 첨가구에서는 3∼4일, 20℃의 경우는 대조구에서 4일 첨가구에서는 대부분 2일 이내에 도달하여 첨가구가 빠르게 저하되었다.
3) 적정산도 변화에 미치는 영향
산도의 경시적인 변화를 살펴본 결과는 제8도와 같다. 발효 온도 10℃에서 산도는 대조구와 첨가구에서 발효 4일째에 0.32와 0.34∼0.52의 범위로 각각 나타나 스타터 첨가에 의한 숙성이 촉진되고 있음을 보여주고 있으며 발효시간이 경과함에 따라 비슷하게 증가하는 경향을 보였다. 또한 발효 온도 15, 20℃에서도 비슷한 경향으로 나타났는데 첨가구의 경우 숙성 초기에 산도의 증가 속도가 대조구에 비하여 크게 증가하다가 일정 수준에 도달한 후에는 증가 속도가 완만해지는 반면, 대조구는 발효가 진행함에 따라서 발효 초기의 일정 기간이 지나면 증가 속도가 증가하여 발효 6일 이후는 산도가 첨가구와 거의 비슷한 수준으로 증가하였다.
[스타터 첨가가 젖산균수 및 총균수 생육에 미치는 영향]
스타터를 첨가하여 제조된 배추김치의 숙성기간 중 젖산균수와 총균수의 경시적인 변화에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 가스 발생 억제력이 가장 우수했던 G37 균주를 사용하여 15℃에서 숙성시키면서 8일동안 측정한 결과는 제9도 및 제10도와 같다.
젖산균의 경우 대조구는 숙성 초기부터 급격히 증가하여 발효 4일째에는 8.1×10 /㎖로 최고치에 도달한 후 그 이후는 서서히 감소하는 경향을 보이고 있으며, 발효 초기와 후기의 젖산균수의 차이가 크게 나타나고 있다. 그러나 스타터가 첨가된 경우는 초기의 생균수가 6×10 /㎖를 나타내어 24시간 이후에 2.5×10 /㎖로 최고치에 도달한 후 발효 3일째까지 서서히 증가하다가 그 이후로는 뚜렷한 증감의 현상이 관찰되지 않았다. 이와 같은 현상은 스타터를 첨가하여 김치를 제조할 경우 김치의 발효는 원부재료에 존재하는 여러 종류의 젖산균의 증식은 억제되고 스타터로 첨가한 젖산균에 의해 진행된 것으로 생각된다. 따라서 스타터를 사용하여 김치를 제조할 경우 가스 발생 억제와 함께 비교적 균일한 품질을 갖는 김치의 제조가 가능할 것으로 판단된다.
한편, 총균수에 미치는 영향은 스타터 첨가구와 대조구에서 뚜렷한 차이를 보이고 있는데, 첨가구의 경우 발효 초기인 24시간에 2×10 /㎖로 급격히 증가한 후 숙성 5일까지 완만하게 증가하다가 그 이후로는 서서히 감소하는 경향을 보이고 있는데, 발효 24시간 이후의 증가가 현저하게 둔화된 것은 스타터 첨가 젖산균이 최고값에 도달하는 시기와 일치하여 스타터에 의한 다른 미생물들이 생육에 저해를 받는 것으로 추정된다. 대조구의 경우 총균수는 발효 초기인 2일까지 급격히 증가하고 그 이후로 서서히 증가하여 발효 5일에는 5×10 /㎖로 최고치에 도달하여 그 이후로는 감소하는 경향을 보였다.
[스타터 농축액의 저장기간이 가스 발생량에 미치는 영향]
스타터 농축액의 저장기간을 알아보기 위하여 제1도에 도시한 방법으로 스타터 농축액을 제조한 후 4℃의 냉장고에서 8일 동안 보관하면서 2일 간격으로 스타터 첨가 김치를 제조하여 대조구와 가스 발생량을 측정하여 비교한 결과 제11도에 도시한 바와 같이, 저장 4일째까지는 저장하지 않은 시료구와 뚜렷한 변화가 관찰되지 않았으나, 저장 6일째부터는 다소 가스 발생량이 증가하기 시작하였으며 저장 8일째의 시료구에서는 대조구보다는 약간 적게 나타났지만 저장하지 않은 시료구와 비교해보면 현저한 차이를 보이고 있다. 이와 같은 결과로 보면 스타터 농축액을 저장할 수 있는 기간은 6∼7일 정도였다.
[스타터 첨가가 배추김치 성분에 미치는 영향]
1) 김치재료와 배추김치의 일반 성분 함량
김치의 원부재료와 담금직후의 배추김치의 일반성분 함량은, 배추김치의 수분이 85%, 조단백질이 2.2%, 조지방이 0.8%, 조섬유가 1.1%, 조회분이 3.6% 및 가용성무질소물이 6.8%로 나타났다. 배추김치에서 주재료인 배추보다 조단백질과 조지방의 함량이 높게 나타난 것은 부재료인 젓갈과 고춧가루 에서 기인된 것으로 보였고, 회분의 함량이 재료보다 높아진 것은 첨가한 염분에서 기인된 것으로 생각된다. 김치의 일반성분 함량은 대체적으로 원부재료의 종류나 첨가량에 따라 소폭의 증감이 있을 것으로 생각된다.
2) 유기산 함량
(1) 재료중 유기산 함량
김치재료중 유기산의 함량은 식물성 재료에서는 수산이 가장 많이 검출되었으며 동물성 재료인 멸치젓에서는 젖산이 가장 많이 검출되었는데 식물성 식품재료에서는 수산 다음으로 호박산의 함량이 높았는데 생강을 제외한 모든 재료에서 검출되었다.
(2) 김치 숙성중 유기산의 변화
분리 젖산균 중 가스 발생 억제력이 가장 좋았던 G37 균주를 스타터로 첨가하여 제조한 배추김치 시료구와 대조구와의 유기산 함량의 차이를 알아보기 위하여 김치담금 직전부터 9일 동안 1일 간격으로 유기산 함량의 변화를 측정한 결고, 초산 농도의 변화는 김치가 숙성됨에 따라서 두 시험구에서 모두 증가하였으나 대조구는 발효 7일까지는 130㎎/%로 완만하게 증가하여 G37 첨가구보다 다소 낮은 함량을 보였으나 발효 8일째에는 200㎎/%로 급격히 증가하여 G37 첨가구에 비하여 높은 함량을 보였다. 이와 같은 이유는 스타터 첨가에 의한 초산균의 오염방지 및 젖산의 농도가 초기에 높아 초산균의 생육을 억제하기 때문이라 생각되며, 후반기에 증가하는 것은 균체의 분해, 지질의 분해와 오염이 그 원인으로 생각된다. 젖산의 함량 변화는 시간이 경과함에 따라 두 시험구 모두 농도가 증가하였으며, G37 첨가구가 대조구보다 100㎎%∼150㎎% 더 높게 나타났다. 수산의 경우는 김치의 유기산 중 가장 함량이 많이 나타났으며, 두 시료구 모두 발효 경과중 뚜렷한 변화를 보이지 않았다. 호박산은 두 시험구에서 초기 농도는 198㎎%로 나타났으나 발효가 진행됨에 따라서 급격히 감소하는 경향을 보였으며, 사과산과 주석산은 두 시험구에서 뚜렷한 변화가 관찰되지 않았다.
김치의 주된 유기산으로는 초산, 젖산, 호박산 및 수산으로 나타났으며 그중에서 젖산함량의 증가는 관능검사 결과 맛의 증가와 밀접한 관계를 보인 것으로 보아, 김치의 신맛중 가장 중요한 산으로 생각되며 초산의 경우 산이 증가될 때 맛이 증가하였지만 젖산보다 상관관계가 적은 것으로 나타났으며 수산과 호박산은 증가와 감소가 맛의 증가 및 감소와 상관 관계가 없었다.
이와 같은 결과는 최신양 등이 젖산균을 스타터를 첨가한 김치(최신양, 이신호, 구영조, 신동화: starter를 이용한 속성 발효김치의 제조, 한국산업미생물학회지, 17(4), 403, 1989)에서 젖산함량이 0.1∼0.75%로 보고한 결과와 비슷한 경향을 보였다.
3) 휘발성 향기 성분의 함량
(1) 김치 및 재료의 향기 성분의 확인
김치와 김치재료를 Tenax-GC법과 헤드스페이스(headspace)법으로 채취한 향기 성분을 GC/MS로 분석한 총이온모니터링을 제12도에 나타냈다. 김치의 향기 성분으로 18종의 물질이 분리되었으며 이들의 체류 시간(retention time)과 매스 스펙트라(mass spectra)를 검토하여 13종의 물질을 동정할 수 있었는데 김치에서 확인된 향기 성분으로는 휘발성 물질로 알데히드, 메틸머캅탄, 디알릴디설파이드(diallyl disulfide), 알릴 설파이드(allyl sulfide), 프로피온산 알릴티오(propionic acid allylthio) 및 몇 종의 알콜류 등이 검출되었는데 알콜류로는 미량의 메탄올, 프로판올, 부탄올, 에탄올이 검출되었고 에탄올은 원료 배추에도 소량 함유되어 있으나 김치 숙성 과정중에서 휘발성 향기 성분으로 제일 많은 증가를 보였다. 에스테르 화합물로 초산 에스테르, 부틸에스테르 등이 소량 검출되었으며 알데히드도 상당량이 검출되었다.
한편, 김치 재료중의 휘발성 향기 성분을 조사한 결과 김치의 주된 향기 성분은 김치 재료중에서 얻어진 휘발성 향기 성분과 비교하여 보면 김치의 주된 향기 성분인 디알릴 디설파이드, 프로피온산, 알릴티오 및 알릴 설파이드는 대부분 파와 마늘에서, 메틸 머캅탄 등은 배추에서, 푸란-2-에틸 등은 젓갈에서, 메틸 머캅탄 등은 고추에서 기인된 것으로 생각된다.
(2) 김치 숙성 중 향기 성분의 변화
분리 젖산균 중 가스 발생 억제력이 가장 좋았던 G37 균주를 스타터로 첨가하여 제조한 배추김치 시료구와 대조구와 향기 성분의 차이를 알아보기 위하여 김치담금 직전부터 8일 동안 2일 간격으로 향기 성분 함량 변화를 측정한 결과, 에탄올은 숙성전의 김치에도 소량 검출되었으나 김치 발효가 진행됨에 따라서 전시험구에서 많은 량이 검출되었고, 젖산균구는 숙성 5일부터 급증하여 숙성 22일에 530(peak area)을 최고에 이르고 그 후 서서히 감소하였고, 효모구는 숙성 3일부터 급증하여 숙성 20일에 1060(peak area)으로 가장 많았다. 대조구는 숙성 20일까지는 서서히 증가하다 20일 이후에는 급격히 증가되었다. 알릴설파이드류는 디알릴 디설파이드, 알릴 설파이드 및 프로피온산-3-알릴티오 등 3종이 확인되었으며, 이중 디알릴 디설파이드는 스타터 첨가구에서는 숙성후기까지 계속 감소되었고 대조구는 초기에 급격한 감소후 숙성 후기에는 소량이 검출되었다. 에스테르류는 에틸아세테이트와 부틸에스테르가 검출되었으며 부틸에스테르는 스타터 첨가구에서 거의 유사한 양상을 보이고 있으나 대조구에서는 숙성후기에 검출되었다.
4) 아미노산 함량
(1) 김치재료의 유리아미노산 함량
김치 재료중 유리아미노산 함량은 다음과 같다. 배추에 함유된
*아미노산은 세린, 하스티딘, 및 알라닌 순으로 검출되었고, 마늘은 프롤린, 알지닌 및 세린순으로 검출되었으며, 파는 세린, 알지닌 및 알라닌 순으로 검출되었다. 젓갈은 리신, 프롤린 및 알지닌 순으로 검출되었으나 다른 재료에 비하여 많은 량이 검출되었다. 그리고 고추는 세린, 히스티딘 및 티로신 순으로 검출되었다.
(2) 김치 숙성중 유리아미노산의 변화
분리 젖산균 중 가스 발생 억제력이 가장 좋았던 G37 균주를 스타터로 첨가하여 제조한 배추김치 시료구와 대조구와 유리아미노산 함량의 변화를 알아보기 위하여 김치담금 직전부터 9일 동안 경시적으로 측정한 결과, 김치담금 직후의 유리아미노산의 함량은 810㎎였으며, 전체적인 아미노산의 증감은 스타터 첨가구와 대조구 모두 발효가 경과되면서 2∼3일까지는 서서히 감소하다가 다시 증가되어 발효후기에 다시 약간 감소하는 경향을 보였으며, G37균주 첨가구의 변화정도가 비교적 더 크게 나타났다.
두 시료구 모두에서 발효가 진행됨에 따라 글루탐산, 글리신, 티로신 등은 증가하고, 아스파틱 에시드, 트레오닌, 알라닌, 발린, 트레오닌, 알라닌, 발린, 히스티딘, 아르지닌 등은 감소하였으며, 메티오닌, 리신 등은 뚜렷한 변화를 보이지 않았다. 그러나 이소루신, 루신, 티로신, 페닐알라닌 등은 G37 첨가구에서는 증가를 하였으나 대조구에서는 감소를 보였다. 이와 같이 두 시료 구간에 다소 차이를 보이는 것은 김치 관련 미생물의 세포내에 식염 침투와 내부 수용성 아미노산이 용출되고 세균이나 효소의 작용으로 분해 또는 합성되기 때문으로 알려져 있는데 스타터를 첨가함으로 인하여 일부 미생물이 생육에 영향을 받기 때문으로 추정된다.
[관능적인 검사]
김치 발효중 가스 부풀어오름을 억제시키면서 김치의 산패를 지연시키는 우수 균주로 최종 선발된 젖산균 4주를 첨가시기와 접종량을 본 실험에서 확인된 가장 좋은 방법에 따라 스타터로 각각 첨가하여 김치를 제조한 후, 10℃, 15℃ 및 20℃에서 각각 7일 동안 발효 속성시켜 관능적 품질의 변화를 평가한 결과는 (표 10)과 같다. 관능 평가 결과 색과 조직에 있어서는 모든 온도에서 스타터 첨가구와 대조구에서 차이를 보이지 않았으며, 냄새의 경우는 10℃의 저온에서는 A4와 E2 균주 첨가구를 제외하고 G1과 G37 균주 첨가구에서는 대조구와 같은 점수를 받았으나 15℃와 20℃에서는 대조구보다 나쁜 것으로 평가되었다. 풍미의 경우는 10℃의 저온에서 G37균주만이 대조구와 같이 평을 받았으며 그외에는 전반적으로 대조구보다도 나쁜 평을 받았으나 그 차이는 미미하였다.
이상의 관능평가의 결과로 보면 모든 스타터 첨가구가 대조구와 뚜렷한 차이는 볼 수 없었으나, 본실험 목적에 가장 적당한 스타터 균주는 가스 발생량 등과 종합해 보면 G37 균주가 가장 적당한 것으로 판명되었으며, 본 균주를 스타터로 사용하여 김치를 제조할 경우 저온에서 숙성시키는 것이 그 효과가 더욱 좋을 것으로 생각된다.
[효과]
상기한 바와 같이 본 발명의 신규한 젖산균을 이용하여 김치를 제조할 경우 종래의 김치보다 숙성이 촉진되고 풍미가 우수할 뿐만 아니라 발효시에 가스의 발생량이 적어 가스 발생으로 인한 포장 용기의 파열, 상품 가치의 저하와 저장·유통상의 불편을 해결할 수 있는 우수한 김치를 제조할 수 있다. 특히 상기한 본 발명의 젖산균을 배양하여 스타터로 사용하여 김치의 물빼기 공정과 양념 혼합 공정에 첨가할 경우 가스 발생량을 더욱 줄일 수 있을 뿐만 아니라 맛이 균일한 맛의 김치를 제조할 수 있다.
Claims (7)
- 김치 제조시 가스 발생량이 적은 락토바실러스 플란타룸 지 37(Lactobacillus plantarum G37) KCTC 8718P.
- 배지 1ℓ에 대하여 젓갈을 10∼200㎖, 탄소원으로 글루코즈 5∼100g, NaPHO41∼10g, 암모니움 시트레이트를 1∼10g, 소디움 아세테이트 1∼30g을 포함하는 상기한 제1항의 균을 배양하기 위한 배지.
- 제2항의 배지에 제1항의 균을 1 내지 10부피% 접종한 후, 1 내지 3일동안 배양하고; 상기 배양액을 원심분리하여 균체를 회수하는; 공정을 포함하는 김치제조용 스타터 농축액의 제조방법.
- 배추를 절단하여 소금에 절임하고; 상기 절임한 배추를 탈염하고 세정하고; 상기 배추로부터 물을 제거하고; 상기 배추에 김치양념을 포함하는; 공정들을 포함하는 김치의 제조방법에 있어서, 상기 배추로부터 물을 제거하는 공정후 상기 배추에 제3항의 스타터 농축액의 희석액을 첨가하는 공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 김치의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기한 김치양념은 제3항의 스타터 농축액을 더욱 포함하는 것인 김치의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기한 스타터 농축액의 희석액은 제3항의 스타터 농축액 5 내지 10g을 물 10에 희석하여 제조된 것인 김치의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기한 김치양념은 전체 김치 1kg당 10 내지 20g의 스타터 농축액을 포함하는 것인 김치의 제조방법.
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