KR100411632B1 - 클로렐라를 첨가한 김치 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 야채를 주원료로 하는 김치 조성물에 클로렐라를 함유시킴을 특징으로 하는 클로렐라 김치 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 클로렐라 김치 조성물은 기존의 김치의 향미를 유지하면서 저장성이 향상되는 산업적으로 유용한 장점을 갖는다.

Description

클로렐라를 첨가한 김치 조성물 {Kimchi composition containing chlorella}

본 발명은 클로렐라를 이용한 김치 조성물에 관한 것이다. 상세하게는 김치 제조시 김치양념 또는 김치에 클로렐라를 직접 첨가 혼합하여 발효함으로써 김치 고유의 향미와 영양성을 유지시키면서 김치의 가식기간을 연장할 수 있는 보존성이 향상된 김치의 조성물에 관한 것이다.

김치는 배추, 무우 등의 야채에 파, 고추가루, 마늘, 생강 등의 향신료와 소금, 젓갈 등을 혼합하여 일정기간 발효, 숙성시킨 우리 나라 고유의 음식으로 섬유질, 미네랄, 비타민, 유산균 등이 다량 함유되어 있는 영양학적으로 우수한 식품이며 사계절 우리 식단에서 빠지지 않는 중요한 부식의 하나이다. 김치는 숙성과정에서 여러 종류의 미생물에 의한 복합적인 작용으로 다양한 맛이 조화된 독특한 맛과 향이 생성되는 발효식품이다. 김치에서 미생물에 의한 발효는 김치의 향미와 저장기간에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 즉, 일정한 발효기간 이후에도 미생물들이 계속 생육하므로 맛이 시어지게 되고 조직이 연화되어 불쾌취가 생성되어 섭취하기 곤란한 상태로 되어 저장성이 결여되므로 상품학적 가치가 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 김치의 산패와 연부현상을 방지하여 보존성을 향상시키는 많은 연구가 행하여져 왔으나 지금까지의 결과로는 냉장방법 이외에는 그다지 만족할 만한 결과가 없는 실정이다. 이러한 결과는 김치의 저장성 향상에 획기적인 효과를 보이는 보존제가 없기도 하지만 김치의 저장성에 영향을 끼치는 인자들이 매우 많은 점도 그 원인이라 사료된다.

김치의 보존성을 연장시키기 위한 방법으로, 물리적인 처리로 김치 중의 미생물의 생육을 정지시키는 방법과 녹차 추출물을 첨가하는 방법(한국특허 공개 2001-25438), 게껍질 분말을 첨가하는 방법(한국특허 공개 99-10731), 실크 가수분해물을 첨가하는 방법(한국특허 공개 99-999), 올리고당을 첨가하는 방법(한국특허 등록 96-5000), 키토산을 주성분으로 하는 천연 보존제를 사용하는 방법(한국특허 공개 99-61707) 등과 같이 천연물 유래의 첨가물을 사용하여 김치 숙성에 관여하는 미생물의 생육을 억제하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 이상의 방법들은 김치의 저장성 연장효과가 약하거나 첨가물의 제조에 따른 제조공정의 번거로움, 경제성 등의 이유로 산업적으로 응용성이 뛰어난 기술은 부족한 실정이다.

한편 클로렐라는 직경 2∼10 ㎛의 구형 단세포 녹조류로 담수 중에 증식하며 엽록소를 다량 함유하고 세포 표면은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스의 세포막으로 이루어져 있으며, 단백질 50∼60%, 지방 10∼15%, 당질 5%, 식이섬유 13%, 회분 5% 등이 함유되어 있으며, 수용액에서 양이온이 되는 무기물의 함량이 높아 알칼리도가 매우 높은 전형적인 알칼리성 식품이다. 클로렐라의 단백질은 필수 아미노산인 이소류신, 류신, 라이신, 페닐알라닌, 타이로신, 발린이 전체 아미노산의 36%를 차지하고 있는 인체에 유익한 우수한 품질의 단백질이다. 그 밖에 비타민 A, B군, C, E와 클로렐라 생육인자(chlorella growth factor; CGF)가 들어있다. 이러한 클로렐라는 대체식량으로 연구되어 왔으며 최근 다양한 생리적인 기능성이 규명되고 있다. 예를 들면, 면역 강화기능, 콜레스테롤 저하작용, 다이옥신 배출 촉진작용, 혈압상승 억제작용, 스트레스 궤양 예방작용, 골다공증 예방효과, 생체 내 중금속 축적 억제 및 배설효과, 항산화작용 등이 있는 것으로 알려져 있다. 클로렐라는 대부분 건강보조식품으로 직접 섭취하도록 제품화되어 있으나, 최근 생리적인 기능성을 이용한 다양한 식품들이 개발되고 있으며, 클로렐라를 두부에 첨가하여 기능성을 강화하고 보존기간을 연장하는 방법을 본 발명자가 국내 특허출원(출원번호 2001-59881, 2001.9.27 출원)으로 제안한 바 있다.

따라서 본 발명의 목적은 김치 고유의 맛과 영양성은 유지하면서 김치에 클로렐라를 첨가하여 보존성이 향상된 산업적으로 응용성이 높은 클로렐라 함유 김치의 조성물을 제공함에 있다.

이에 본 발명자는 종래의 김치의 특성은 유지하면서 상술한 문제점을 해결하고자 연구하였다. 김치의 제조과정에서 건강식품으로 섭취하는 클로렐라를 첨가하고 4℃에서 발효시키면서 시간경과에 따른 pH변화, 산도, 미생물의 수, 색도의 변화를 측정하고 관능검사를 실시한 결과, 클로렐라를 첨가하면 맛과 색에서 문제가 없고 김치의 숙성과정에서 pH저하 및 산도증가를 억제하여 산패를 방지하고 저장성을 향상시킬 수 있슴을 알아내고 클로렐라 김치 조성물을 발명하게 되었다.

본 발명은 김치 조성물에서 김치 중량에 대하여 건조 클로렐라를 0.01∼0.5중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 클로렐라 함유 김치 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 김치를 제조하는 방법은 선별한 김치원료(배추 또는 무우)를 소금에 절인 후 세척, 탈수, 양념과 혼합, 숙성 등의 제조과정을 거친다. 본 발명에서는 종래의 일반적인 제조방법에 의하여 김치를 제조한 후 클로렐라를 첨가하거나 양념혼합과정에서 첨가하여 김치를 제조한다. 클로렐라는 클로렐라속에 속하는Chlorella vulgaris, Chlorella pyenoidosa, Chlorella ellipsoidea등의 단세포 식물로 옥외배양이나 암소 발효조 순수배양으로 배양하여 원심분리, 세척, 농축 후 분무건조하여 제조된다. 본 발명에서 클로렐라는 어떠한 배양방법으로 제조된 것을 사용하여도 무방하나 생리적인 기능성을 보강하는 측면에서 엽록소와 클로렐라 생육인자(chlorella growth factor; CGF)가 많이 함유된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 클로렐라 파쇄물을 사용하여도 무방하다. 클로렐라의 첨가량은 김치를 기준으로 0.01∼0.5 중량%, 바람직하게는 0.02∼0.2 중량% 정도가 효과적이다. 클로렐라의 첨가량이 0.01 중량% 이하인 경우에는 김치의 숙성과정에서 충분한 pH저하와 산도증가를 억제하는 기능을 기대하기 곤란하고, 0.5 중량%를 초과하여 첨가하면 고추가루의 붉은 색과 클로렐라의 푸른 색이 혼합되어 김치의 색이 나빠지며 클로렐라 특유의 냄새와 맛 때문에 기호성이 떨어지는 단점이 있다.

통상적인 김치의 양념배합에서 설탕 대신에 올리고당을 0.2∼10 중량% 사용하면 발효 중 미생물의 생육이 억제되어 김치의 숙성이 지연되어 저장기간이 길어지는 것이 알려져 있다(한국특허 등록96-5000호). 본 발명에서 올리고당이 첨가된 김치에 추가로 클로렐라를 첨가하여 4℃에서 숙성시키면서 비교한 결과 pH저하와 산도증가 억제효과가 관찰되어 올리고당과 클로렐라를 동시에 사용하면 김치의 보존성 향상에 상승효과가 있는 것으로 측정되었다.

본 발명에 따라 클로렐라를 첨가하여 제조된 김치는 클로렐라를 첨가하지 않은 김치, 설탕을 첨가한 김치, 올리고당을 첨가한 김치에 비하여 관능적으로 전혀 문제가 없었으며, 4℃에서 보관하는 경우 저장기간이 7∼10일 향상되는 우수한 저장성을 보였다.

클로렐라가 김치의 숙성을 지연시켜 저장성을 향상시키는 원인으로는 두 가지를 꼽을 수 있다. 첫째, 클로렐라는 수용액 조건에서 양이온이 되는 무기물을 다량 함유하고 있는 강한 염기성 식품이므로 클로렐라가 첨가된 김치가 숙성됨에 따라 불용성의 클로렐라가 미생물과 효소의 작용으로 수용성으로 분해되면서 김치 중에 존재하는 젖산을 중화하기 때문에 김치의 pH하락이 억제되는 것으로 판단된다.둘째, 클로렐라는 미생물의 증식을 억제하는 효과가 알려져 있으므로(식품저널, 1999년 11월호, 92∼97쪽) 김치에 첨가된 클로렐라가 숙성에 관여하는 미생물의 생육을 지연시킴으로써 보존성 향상에 효과가 있는 것으로 판단된다.

이하 실시예, 비교예 및 시험예로 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하나 이들 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼3

통상적인 방법으로 설탕을 사용하지 않고 제조한 맛김치 1kg을 기준으로 클로렐라 분말(대상(주) 제품)과 프락토올리고당(고형분 75 중량%, 제일제당 제품)을 표 1과 같은 조건으로 각각 혼합하여 김치를 제조하였다.

표 1. 클로렐라와 프락토올리고당 첨가량

비교예 1∼3

실시예 1∼3에서와 동일하게 제조한 맛김치 1kg을 기준으로 프락토올리고당(고형분 75 중량%, 제일제당 제품)과 설탕(삼양사 제품)을 표 2와 같은 조건으로 각각 혼합하여 김치를 제조하였다.

표 2. 설탕과 프락토올리고당 첨가량

시험예 1 : 숙성기간에 따른 pH의 변화 비교

실시예 1∼3과 비교예 1∼3에서 제조한 김치를 4℃에서 숙성시키면서 일정기간 간격으로 시료를 채취하였다. 채취한 김치를 국물과 함께 무균적으로 blender(Waring사 제품, 미국)에서 곱게 간 후 거즈로 여과하여 김치 파쇄물을 얻어 실험의 시료로 사용하였다. 김치 파쇄물의 pH는 pH meter(Orion사 제품, USA)를 사용하여 직접 측정하여 표 3에 나타내었다.

표 3 숙성기간에 따른 pH 변화

클로렐라를 첨가한 경우 김치 파쇄물의 pH가 높았으며, 설탕을 첨가한 김치(비교예 2) 보다 7∼10일 정도의 저장성 연장효과가 있슴을 알 수 있었다.

시험예 2 : 숙성기간에 따른 젖산농도의 변화 비교

'시험예 1'에서 얻은 김치 파쇄물 5 ㎖를 100 ㎖로 희석한 후 페놀프탈레인을 지시약으로 0.1 N NaOH 표준용액으로 적정하여 소비된 NaOH의 ㎖수를 젖산%로 표시하여 표 4에 나타내었다.

표 4. 숙성기간에 따른 젖산농도의 변화

클로렐라를 첨가한 경우 젖산의 농도가 낮게 나타났는데 클로렐라가 젖산균에 의한 젖산의 생성을 억제하는 것으로 판단되었고 따라서 김치의 저장성 향상에 효과가 있슴을 알 수 있었다.

시험예 3 : 숙성기간에 따른 김치 색의 변화

'시험예 1'에서 얻은 김치 파쇄물의 색도를 색차계(model JS555, ColorTechno System Corp., 일본)를 이용하여 측정하였다. 10회 반복측정하여 평균값으로 표 5에 나타내었다.

표 5. 숙성기간에 따른 김치의 색도 변화

클로렐라를 첨가한 김치의 색은 표 5에서와 같이 클로렐라를 사용하지 않은 김치와 크게 다르지 않은 것으로 나타났다.

시험예 4 : 숙성기간에 따른 김치의 관능 평가

실시예 1∼3과 비교예 1∼3에서 제조한 김치를 4℃에서 숙성시키면서 일정기간 간격으로 시료를 채취하여 5점 척도법(1점=대단히 좋다, 5점=대단히 나쁘다)으로 10명에게 관능을 색, 향, 신맛, 조직감(아삭함), 전제적인 맛 등의 항목을 평가하였다. 그 결과는 표 6과 같다. 관능 검사의 평균치간의 유의성은 SPSS통계 프로그램을 이용하여 ANOVA 및 Tukey's test로 검증하였다.

표 6. 숙성기간에 따른 관능 평가 결과

윗첨자인 영문소문자(a, b)는 Tukey's test에 의하여 처리간에 0.05% 수준에서 유의성이 있음을 나타낸다.

김치의 색은 실시예와 비교예 사이에 유의하지 않았으나 올리고당을 사용한 김치의 색을 선호하였다. 클로렐라를 사용한 경우(실시예 2와 3) 신맛과 향은 0.05% 수준에서 유의성이 있어 클로렐라를 첨가한 김치를 선호하는 것으로 나타났으며 전체적인 맛은 클로렐라와 프락토올리고당은 동시에 사용한 김치와 설탕만을 사용한 김치간에 유의성이 존재하였다. 즉, 관능적으로도 기존의 김치보다 신맛이적어 저장성이 향상되었슴을 알 수 있었다.

시험예 5 : 숙성기간에 따른 유산균수의 변화

'시험예 1'에서 얻은 김치 파쇄물을 1 ㎖ 취하여 생리식염수에 10배 희석법으로 적절히 희석한 후 희석액 1 ㎖를 유산균수 측정에 사용하였다. 사용한 배지는 Lactohacilli MRS agar(Difco사 제품, 미국)에 0.02%로 Na-azide를 첨가한 고체배지를 사용하였으며 30℃ 항온기에서 2일간 배양한 후 생성된 콜로니수를 계수하였다. 유산균수는 김치 파쇄물 1 ㎖당 콜로니 형성단위(colony forming unit; CFU)의 상용로그값으로 표시하여 표 7에 정리하였다.

표 7. 숙성기간에 따른 유산균수의 변화

클로렐라를 첨가한 경우 유산균수가 감소되어 김치의 저장성이 향상됨을 알 수 있었다.

본 발명에서 클로렐라를 김치 제조시 첨가하면 무첨가군에 비하여 지나친 pH저하 및 산도증가를 방지할 수 있으며 젖산균의 생육을 조절하여 유기산의 생성을 억제하여 김치의 숙성을 지연시키므로 저장성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한 클로렐라를 첨가한 김치는 맛, 향, 기호도 등과 같은 관능적인 측면에서도 무첨가군과 유사하였다.

Claims (2)

1. 배추, 무우 등을 주재료로 하는 김치의 제조에 있어서, 클로렐라를 사용하는 것을 특징으로 하는 김치 조성물.
2. 제1항에 있어서 김치 중량에 대하여 건조 클로렐라를 0.01∼0.5 중량% 사용하는 것을 특징으로 하는 김치조성물.