우리나라 젊은 연령층이나 청소년들은 일상생활에서 주로 수프나 피자, 치즈, 육류, 빵, 과자 등과 같은 서구 제품에 익숙해져 있다. 그러나 우리나라 고유의 전통 식품인 김치를 과학적인 방법으로 규명하여 소비자의 신뢰성을 높일 수 있는 김치 스낵이 제공된다면 지역적 구분을 떠나 동서양인들의 기호를 충족시켜줄 수 있을 것이다.
김치에 관한 연구는 최근에 활발하게 이루어지고 있으며, 주로 기능성 성분을 첨가한 김치에 관한 연구와 김치로부터의 생리활성 물질의 규명에 관한 연구, 가공제품으로의 적용에 대한 연구 등으로 주로 연구되고 있는데, 이중 특히 가공제품으로의 연구 또한 중요한 과제 중의 하나이다.
현재 시판되고 있는 김치 첨가 가공제품으로는 김치 라면, 김치 햄버거 등이 있다. 이에 본 발명의 완성에 앞서서 동결 건조 김치를 이용하여 김치의 스테이크 소스로서의 가능성을 적용해 보았으며, 김치분말을 첨가한 피자, 크래커, 식빵 등과 같은 식품에 대한 적용가능성을 살펴보기도 하였다.
김치 분말을 첨가하면 김치의 맛과 일반 스낵의 고소함은 물론 김치의 매콤한 맛이 어우러져서 모든 연령층에서 섭취하기 좋은 제품이 될 것으로 기대하며, 동결 김치 분말을 첨가하여 만든 스낵류의 품질 최적화를 통하여 한국인의 입맛에 맞는 제품을 개발하기 위한 방안의 하나로 김치를 이용한 스낵을 만들어 이들의 휘발성 향기 성분과 관능검사를 통하여 동결 김치 분말을 첨가하였을 때 맛의 변화와 차이점도 고찰하였다.
한편, 김치 스낵은 여러 가지 원료를 배합하여 완성하였기 때문에 그 원료는 야채류에 아미노산을 첨가한 것을 주종으로 하고 있으며, 다이어트식품으로 간편하게 먹으면서 영양 간식을 할 수 있다.
본 발명의 김치 스낵은 동서양 사람 모두가 섭취하기 좋게 개발한 스낵 제품으로 김치고유의 맛과 향을 살리고 일반과자 보다 지방냄새를 제거 할 수 있어, 모든 연령층의 기호를 함께 충족시켜 줄 수 있을 것이라고 사료된다.
최근에는 동서양 음식의 혼합과 조화를 이뤄 누구나 맛있게 섭취할 수 있도록 만든 동서양 혼합 음식(fusion food)이 주요 관심분야로 떠오르고 있는데, 이에 식생활 관습을 혼합하여 새로운 음식을 제조하려는 시도가 있어 왔으나, 한국 고유의 전통식품인 김치는 연부현상과 발효특성으로 인하여 그 변형 연구에 제한이 있었다.
이에 본 발명에서는 김치를 담근 후 10℃이하에서 25일간 저장하며 5일에 한번 총 산과 pH를 조사하여 15일이 전후의 총 산의 농도가 0.3 내지 0.8%, pH 4.2 내지 4.8의 김치를 꺼내 급속 동결 한 후 건조하여 분쇄기에 곱게 갈아 분말로 만들어 부재료와 혼합함으로써 김치의 풍미를 유지하면서, 영양성과 보존성을 증가시켜서 식미감과 기호도에서 단백한 맛과 향을 나타내서 동서양인의 입맛을 충족시킬 수 있으며, 그 품질을 규격화할 수 있는 김치 스낵의 제조 방법을 완성하게 되었다.
이와 같은 본 발명의 목적은 다양한 스낵의 종류에 이용할 수 있으며, 동양인은 물론 서양인의 입맛에도 적합한 단백한 맛과 풍미를 지닌 고소한 김치 스낵 조성물 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 김치 유산균의 보존성을 높임으로써 영양면에서 효율적인 김치 스낵 조성물 제공하는 것이다.
또한 발명은 뛰어난 식감과 기호도를 나타내며, 품질의 규격화가 가능한 김치 스낵을 제공할 수 있는 김치 스낵 조성물을 제공하기 위한 것이다.
따라서 본 발명에 의하여 제조되는 동결 김치 분말 첨가 김치 스낵 조성물은 과학적 근거에 의한 정확한 데이터와 레시피를 통해 대량생산이 가능하게 하고, 김치를 이용한 스낵은 신제품의 생산성을 높일 수 있는 연구의 영역을 확정한다는 점에서 큰 의미와 기업의 매출을 향상 시킬 수 있는 혁신적인 연구가 될 것으로 사료된다.
본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 김치 스낵 조성물은, 밀가루 50~55중량%, 숙성된 김치 16~25중량%, 계란 20~23중량%, 설탕 8~12중량%, 우유 0.3~0.7중량%, 버터 0.3~0.6중량%, 참깨 0.2~0.6중량%, 물엿 0.1~0.5중량%, 소금 0.1~0.5중량%를 혼합하여서 되는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 김치 스낵 조성물을 제조하는 방법은 담그어진 김치를 10℃ 이하에서 25일간 저장하면서 약 5일에 한번 총 산과 pH를 조사하여 15일 전후의 총 산의 농도가 0.3~0.8%, pH 4.2~4.8의 김치를 꺼내 급속 동결 한 후 건조하여, 분쇄기에 곱게 갈아 분말로 만들고, 여기에 밀가루 50~55중량%, 계란 20~23중량%, 설탕 8~12중량%, 우유 0.3~0.7중량%, 버터 0.3~0.6중량%, 참깨 0.2~0.6중량%, 물엿 0.1~0.5중량%, 소금 0.1~0.5중량%를 6~8분 동안 혼합 반죽한 다음, 140~150℃의 식용유에 100~140초 동안 튀겨서 제조된다.
이와 같은 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 기능성 김치 스낵을 완성하기 위하여 선행되어야 할 연구방법은, 동결 김치 분말에 첨가되는 부재료가 고소한 맛과 향을 내는 일정한 조건을 갖추고 일정한 혼합 비율로 혼합되어야 하며, 저장방법에 따라 맛과 향이 변할 수 있으므로 저장온도와 저장기간의 실험이 정확해야 한다.
따라서 스낵을 가공할 때에 첨가되는 김치는 저장조건과 첨가량 및 부재료의 혼합에 따라 pH와 총산을 측정하여 일정한 범위의 조건이 일치할 때의 김치를 동결 건조하고, 스낵을 완성하기위한 부재료들을 각각의 2, 4, 6, 8%별로 첨가하여 스낵 혼합물을 만들고, 일반스낵과 비교하기 위해서 같은 방법으로 김치 분말을 첨가하지 않은 무첨가 대조군을 제조한 다음, 각기 다른 첨가군(different addition)과 비교하여 김치 스낵제품에 대한 신뢰도를 높이기 위해 여러 차례 반복하여 관능검사를 함으로써 최종상품을 완성하도록 한다.
특히 김치는 일정한 온도에 저장하기 위해 인큐베이터에 넣고 10 ℃의 온도로 맞추어 보관하며, 숙성기간에 따라 김치를 담은 초기와 5일 단위인 5일, 10일, 15일, 20일, 25일에 소량의 김치를 꺼내서 pH와 총산을 조사한 것은 표 1에 나타내었다. 상기에서 김치는 총 산의 농도가 0.3~0.8%이고, pH 4.2~4.8 범위의 숙성된 김치를 사용하는 것이 바람직하다.
10℃에서 김치가 발효되는 동안의 특성 변화
특성 |
발효기간 |
5일 |
10일 |
15일 |
20일 |
25일 |
pH |
5.29 |
4.35 |
4.23 |
4.0 |
3.97 |
산성도 |
0.36 |
0.65 |
0.68 |
0.92 |
1.20 |
미생물 (CFU/mL) |
1.7×10(6승) |
5.0×10(8승) |
5.5×10(8승) |
3.5×10(8승) |
1.8×10(8승) |
젖산균 (CFU/mL) |
6.0×10(4승) |
2.9×10(8승) |
3.0×10(8승) |
2.1×10(8승) |
1.0×10(8승) |
본 발명에 의한 김치 스낵의 완성도를 높이기 위하여 김치 분말에 혼합 및 첨가되는 부재료로써 밀가루 50~55중량%, 숙성된 김치 16~25중량%, 계란 20~23중량%, 설탕 8~12중량%, 우유 0.3~0.7중량%, 버터 0.3~0.6중량%, 참깨 0.2~0.6중량%, 물엿 0.1~0.5중량%, 소금 0.1~0.5중량%를 준비하였다.
이와 같은 본 발명의 김치 스낵 조성물을 제조하는 방법은,
김치를 10 ℃의 온도에서 냉장 보관하며 숙성하는 제1단계;
상기 제1단계에 의하여 숙성된 15일 전후의 김치를 분석하여 총 산과 pH가 일정한 김치를 선별하여 급속 동결 건조하는 제2단계;
상기 제2단계에서 동결 건조된 김치를 분쇄기에 넣어 고운 분말을 만드는 제3단계;
상기 제3단계에서 얻어진 동결 김치 분말과 밀가루 및 여러 가지 부재료를 혼합기에 넣고, 혼합기의 회전수, 온도를 체크하여 6~8분 동안 혼합하는 제4단계;
상기 제4단계에서 얻어진 혼합물을 적정한 스낵의 크기가 되도록 넓게 펴고 절단하는 제5단계;
상기 제5단계에서 얻어진 혼합물을 140~150℃ 의 식용유에서 약 2분간 튀겨 건져낸 다음 냉각시키는 제6단계를 포함한다.
상기 단계별 제조 방법에서 제1단계에서는 김치를 담그기 위하여 생육상태와 외관상태를 육안으로 판별하여 엄선한 배추를 재료로 하여 일반적인 방법에 따라 젖갈과 양념을 배합하여 담그었다.
제2단계에서는 김치를 일정한 온도에서 저장하기 위하여 인큐베이터에 넣고 10℃에 보관하면서 숙성되는 김치를 5일 단위로 일부를 꺼내서 총 산과 pH를 조사하한 바 15일 전후의 김치가 가장 적당한 것임을 알 수 있었다. 따라서 10℃에서 15일 동안 숙성된 김치를 선택하여 급속 동결 건조한다.
급속 동결 건조 방법은 유기 농산물을 -48℃에서 급속하게 냉각 및 냉동시켜서 진공상태에서 저온 건조시킴으로써 각종 화학 반응을 돕는 효소의 파괴를 최소화시킬 수 있게 되어 자연 생식에서 얻을 수 있는 효소와 영양분을 그대로 보존할 수 있는 방법이다.
따라서 급속 냉동 건조된 김치 분말은 김치 고유의 향과 영양을 그대로 김치 스낵에 흡수될 수 있게 된다.
제3단계에서는 급속 동결 건조시킨 김치를 분쇄기에 넣고 분말을 만드는데, 분쇄된 김치는 스낵 제품으로 완성된 다음 섭취할 때 아삭아삭한 질감을 느끼게 할 수 있고, 맛과 향의 확산을 촉진하여 고소함과 우수한 풍미를 느낄 수 있게 된다.
제4단계에서는 동결김치분말과 밀가루, 버터, 설탕, 우유 계란, 물엿, 소금 등 스낵의 부재료를 혼합기에 넣고 6~8분 정도 혼합한다.
제5단계는 혼합기의 회전수, 온도를 체크해서 잘 혼합된 반죽을 꺼내 넓게 펴서 면반죽기에 넣고 두께를 조정하여 적당한 스낵의 굵기가 되도록 조정하고 일정한 길이로 절단한다.
제6단계는 튀김 냄비에 식용유를 붓고 140~150℃로 가열하고, 여기에 상기 제5단계에 의하여 절단된 스낵 재료를 약 2분간 튀긴 다음 건져내어 기름기를 뺀 후 바로 팬에 담아 찬 공기에 냉각하여서 김치 스낵을 완성한다.
관능검사
상기 실시예와 동일한 방법으로 김치 스낵을 완성하기 위하여 1차적으로 김치를 담아 3일, 6일, 12일, 18일, 21일이 경과한 김치에 대하여 각각 산도 및 pH를 측정하고, 총 산도와 pH가 다른 김치 분말로 제조된 김치 스낵을 이용하여 배재대학교 학생 50명에게 식감의 변화와 기호도를 조사한 결과를 표 2에 나타내었다.
김치의 산도 및 pH의 변화와 이에 따른 기호도 및 식감 조사
산도 (pH) |
숙성기간 |
기호도 |
좋다 |
보통이다 |
나쁘다 |
0.35% (5.5) |
3일후 |
5 |
20 |
25 |
0.43% (5.0) |
6일후 |
20 |
29 |
1 |
0.55% (4.8) |
12일후 |
38 |
9 |
3 |
0.73% (4.2) |
18일후 |
39 |
10 |
1 |
0.82% (3.9) |
21일후 |
20 |
25 |
5 |
그 결과, '맛있다', '단백하다', '고소하다' 등의 식감과 맛에서 호감도를 나타낸 비율은 저장 6일부터 1일 사이에 큰 차이를 나타내지 않고 비슷한 값을 보였으나, 저장 3일 및 21에는 급격하게 선호도가 낮아지는 것으로 나타났다.
김치는 숙성에 따라 pH는 낮아지고 총 산은 증가하므로 관능검사 결과에서는 10℃ 온도로 일정하게 저장한 김치의 경우 12일에서 18일 전 후에 인접한 김치를 김치 스낵을 만드는 김치에 포함하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
따라서 김치 소시지를 만드는데 적합한 김치의 총 산은 0.3~0.8%, pH는 4.2~4.8의 범위가 적당한 것으로 판단된다.
또한 완성된 김치 스낵의 품질을 평가하여 제품의 신뢰도를 높이기 위해 김치 스낵을 제조하되 각각 냉장 보관한지 5일, 10일, 15일, 20일, 25일 동안 5일에 한번씩 일정량을 꺼내 총산 및 pH를 조사하여 15일 전후의 김치를 급속 동결 건조 한 다음 분말로 만들어 김치 스낵의 제조에 이용하였다.
김치 스낵 제품을 완성하기 위하여 관능적 특성을 관찰하고자 각 시험재료별로 강력분의 밀가루에 컨트롤 시험재료를 별도 분리하여 가공하고, 다른 시험재료별로 2%, 4%, 6%, 8%의 동결 김치 분말을 첨가하여 스낵 반죽을 만들고, 두께0.3cm, 길이 5cm로 넓이 1×4cm 크기로 성형하여 160℃정도의 온도로 2분간 식용유에 튀겨서 스낵을 완성한 후, 기호도 및 식감의 변화를 조사하기 위해 20명의 배재대학교 학생들을 관능검사 패널로 협조를 구하여 관능검사에 응하도록 하였으며, 1차 관능검사 때 맛과 색감의 구분이나 강도 조절에 미맹인 학생은 제외하고, 3회 이상 반복 실시하여 신뢰도를 높일 수 있도록 하였다.
이렇게 각각의 제품에 대한 관능적 특성을 살펴본 결과 도 1에서 보는 바와 같이 김치를 첨가하지 않은 컨트롤 시험 재료의 경우, 신선한 풍미와 부드러운 정도는 높게 나타났으나, 전반적인 기호감은 낮게 나타났다.
김치의 함량이 높아질수록 전반적인 색감과 김치의 맛, 그리고 매운맛은 높은 것으로 나타났으며, 6%의 시험재료에서는 색도와, 신선한 풍미, 부드러움 등에서 높은 평가를 받았으나 상대적으로 매운맛이 강하고 기호도가 낮았다.
8%의 시험재료는 김치맛과, 매운맛은 강하였으나 상대적으로 신선한 풍미와 부드러움에 대한 평가는 낮았다.
따라서 본 발명에서는 4% 김치분말을 첨가한 스낵이 기호도와, 김치의 맛, 신선한 풍미 및 전전반적인 상품 기호도가 가장 적당한 것으로 판단되었다.
실험예
상기와 같이 완성되는 김치 스낵에 대하여 가스크로마토그래피(gas chromatography)로 분석하기 위해서는 용매 추출법(SDE)으로 향기성분을 추출하였다.
먼저 김치 스낵 200mg과 증류수 200cc을 혼합하여 멘탈기에 넣어 120∼150℃의 온도를 3시간 동안 가열하여 에스테르 50cc에 향기성분을 추출한다. 추출된 에스테르를 수분 제거 페이퍼에 걸러 낸 후, 질소로 0.1㎖까지 농축한다. 농축한 시료를 에스테르와 함께 0.5㎍을 샌드위치 기법으로 주입한 다음 분사하여 75분간 여러 가지 향기 성분을 분석하였다.
가스 크로마토그래피의 향기 성분 조사 결과는 표 3과 같다.
단위: 최대범위× 107)
|
성분 |
RT |
김치 분말의 양 |
향기 종류 |
피어슨 관계 |
0% |
4% |
8% |
1 |
아세트알데히드 (Acetaldehyde) |
3.57 |
4.39 |
5.89 |
8.20 |
cabbage |
0.99 |
2 |
에틸알콜 (Ethyl alcohol) |
4.33 |
12.41 |
9.80 |
7.97 |
sweet |
-0.99 |
3 |
메탄 (Methane) |
4.56 |
- |
0.12 |
0.11 |
- |
0.83 |
4 |
아세톤 (Acetone) |
4.68 |
3.54 |
2.74 |
0.07 |
- |
-0.89 |
5 |
에탄올 (Ethanal) |
5.42 |
17.48 |
6.22 |
5.59 |
pungent |
-0.89 |
6 |
디메틸 황화물 (Dimethyl sulfide) |
5.64 |
- |
0.12 |
0.31 |
cabbage |
0.99 |
7 |
탄소 이황화물 (Carbon bisulfide) |
6.17 |
25.16 |
32.09 |
27.29 |
- |
0.30 |
8 |
프로페놀 (Propanal) |
6.58 |
1.26 |
2.58 |
5.72 |
solvent |
0.97 |
9 |
부탄 (Butanal) |
7.72 |
29.22 |
0.50 |
0.05 |
pungent |
-0.87 |
10 |
펜탄 (Pentane) |
8.15 |
0.20 |
0.20 |
0.28 |
alkane |
0.87 |
11 |
아세트산 (Acetic acid) |
8.55 |
- |
0.49 |
0.66 |
sour |
0.96 |
12 |
헥산 (Hexane) |
8.91 |
0.81 |
0.50 |
0.50 |
alkane |
-0.87 |
13 |
에틸아세테히드 (Ethyl acetate) |
8.99 |
1.05 |
0.50 |
0.48 |
pine apple |
-0.88 |
14 |
시클로펜탄 (Cyclopentane) |
10.23 |
0.75 |
0.66 |
0.61 |
- |
-0.99 |
15 |
벤젠 (Benzene) |
11.51 |
0.47 |
0.39 |
0.38 |
- |
-0.91 |
16 |
시클로헥산 (Cyclohexane) |
12.02 |
0.24 |
0.24 |
0.23 |
- |
-0.87 |
17 |
헵탄 (Heptane) |
14.52 |
0.25 |
0.21 |
0.22 |
alkane |
-0.72 |
18 |
디메틸 디설파이드 (Dimethyl disulfide) |
16.22 |
0.13 |
0.26 |
0.57 |
onion |
0.97 |
19 |
헥산올 (Hexanal) |
19.66 |
0.17 |
0.94 |
0.52 |
fat, grass |
0.45 |
20 |
옥탄 (Octane) |
21.11 |
0.05 |
0.45 |
0.21 |
alkane |
0.40 |
21 |
크실렌 (Xylene) |
24.98 |
0.23 |
2.69 |
0.30 |
- |
0.02 |
22 |
스티렌 (Stylene) |
26.15 |
0.15 |
1.25 |
0.22 |
balsamic |
0.06 |
23 |
벤즈알데히드 (Benzaldehyde) |
29.83 |
0.23 |
2.24 |
0.24 |
burnt sugar |
0.00 |
24 |
캄펜 (Camphene) |
30.75 |
- |
1.01 |
0.16 |
camphor |
0.15 |
25 |
페놀 (Phenol) |
31.29 |
0.25 |
2.56 |
0.38 |
phenol |
0.15 |
26 |
디-리모넨 (d-Limonene) |
35.45 |
1.42 |
2.26 |
3.91 |
lemon |
0.98 |
자동 열 탈착기(Automatic Thermal Desorber)를 이용하여 김치 스낵의 휘발성 향기성분을 포집한 후 GC-MSD를 통해 분석한 결과를 살펴보면 김치스낵의 휘발성 향기 성분의 차이를 알기 위해 김치의 함유량에 따라서 0%의 대조구와 4%, 8%로 나누어 실험한 결과를 나타내게 하였는데, 총 26개의 성분을 동정하였으며, 분리된 휘발성 성분 중에서 알데히드(aldehyde)류 13종, 케톤(ketone)류 1종, 함황화합물 3종, 산(acid)류 1종, 테르펜(terpene)류 1종 기타 화합물 7종류를 동정하였다. 김치 스낵은 3개 시료 모두 휘발성 향기 성분의 종류에서의 차이는 크게 나타나지 않았으며 최대 범위의 크기가 다르게 나타나는 휘발성 성분들을 일부 발견할 수 있었다.