KR100736835B1

KR100736835B1 - 미생물 스타터를 이용한 묵은 김치의 제조방법

Info

Publication number: KR100736835B1
Application number: KR1020050075507A
Authority: KR
Inventors: 황종현
Original assignee: 전은희
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2007-07-10

Abstract

본 발명은 묵은 김치의 제조방법에 관한 것으로, (a) 김치에서 분리된 류코노스톡속유산균과 내염성 사카로마이세스속 효모를 무즙 배지에 배양하여 각각의 미생물 스타터를 제조하는 단계; 및 (b) 상기 미생물 스타터를 김치에 첨가하여 숙성하는 단계를 포함하여 이루어지는 묵은 김치의 제조방법을 제공함으로써, 풍미가 우수할 뿐만 아니라 김치의 조직감이나 색상이 양호한 묵은 김치를 단기간 내에 제조할 수 있게 되었다.

묵은 김치, 류코노스톡속유산균, 내염성 사카로마이세스속 효모, 무즙 배지

Description

미생물 스타터를 이용한 묵은 김치의 제조방법{Method for preparing old ripening kimchi using starter of microorganism}

도 1은 김치 숙성의 온도별 경시적 pH의 변화를 나타낸 그래프이고,

도 2는 김치 숙성의 온도별 경시적 산도의 변화를 나타낸 그래프이고,

도 3은 본 발명에 따른 김치의 10℃ 숙성과정 중 pH변화(A)와 산도변화(B)를 분석한 그래프이고,

도 4는 본 발명에 따른 김치의 20℃ 숙성과정 중 pH변화(A)와 산도변화(B)를 분석한 그래프이고,

도 5는 20℃에서 12일간 발효 후 10에서 숙성 시, pH 변화(A)와 산도 변화(B), 유산균 수의 변화(C) 및 효모 수의 변화(D)를 나타낸 것이다.

본 발명은 묵은 김치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적당하게 숙성된 김치로부터 분리한 류코노스톡속(Leuconostoc sp.)의 유산균과 사카로마이세스속(Saccharomyces sp .)효모를 배양하여 스타터를 제조한 다음 김치 제조 시에 이를 적정량 첨가 발효함으로써 유산균에 의한 김치숙성의 촉진과 숙성된 맛의 증 진을 도모하고 효모의 발효에 의한 묵은김치의 풍미를 형성시켜 단기간에 묵은 김치를 제조하는 방법에 관한 것이다.

1970년대에 처음으로 시작된 김치의 기업적 생산의 역사는 30여년에 걸쳐 다양한 모습으로 발전되어 왔다. 특히 서울 올림픽 이후로 일본으로의 김치수출은 급신장 하였고 세계 각국에 우리나라의 전통식품을 알리는 계기가 되어 이제 세계적인 상품으로 각광을 받고 있다. 특히 최근에는 중국으로부터의 김치수입이 점차 증가하고 있어 한국의 김치시장이 위협을 받고 있다. 상품김치의 국내 수요는 일반소비자용 김치를 포함하여 업소용, 단체급식용, 군납용 등으로 구성되어 있는 데 일반소비자용의 경우는 유통특성 상 대기업의 상품이 지배적으로 판매되고 있으나, 식당 등의 업소 또는 단체급식, 군납 등은 중소기업의 김치가 경쟁적으로 공급되고 있는 실정이다. 김치시장에서 기업간의 경쟁이 치열해지고 소비자의 욕구가 다양해지면서 전통김치의 시장도 다양하게 변해가고 있다. 특히, 일반소비자를 겨냥한 상품 김치시장에서는 품질의 고급화와 다양화, 건강 및 기능성의 강조, 편의성과 안전성의 추구 등을 기치로 기능성 물질 첨가 김치, 녹차 김치, 홍삼 김치, 숙취해소김치 등 다양한 종류의 김치가 개발 판매되고 있으며, 식문화의 유행에 따라 음식과 조화를 이루는 묵은 김치, 찌개김치, 볶음김치 등 다양한 김치메뉴가 개발되어 새로운 시장을 형성해 가고 있는 실정이다.

이에 따라, 김치의 연구 분야도 상업화에 요구되는 기술의 개발에 집중되고 있다. 예를들어, 그동안 연구개발에 의하여 이루어지고 있는 김치의 특허는 대개 김치의 장기저장 및 유통을 위한 저장기술에 관한 특허와 김치에 기능성을 부여하 거나 향미를 증진시키는 품질개선의 목적, 그리고 유산균의 특성을 이용한 새로운 상품의 개발이 주류를 이루고 있다.

또한, 근간에 외식산업에서 전통김치의 특성을 살려 새로운 메뉴가 개발되고 이를 소재로 하여 성업 중인 외식업의 유형 중에서 묵은 김치를 이용하여 김치찌개등의 요리를 테마로하는 식당이나 전문체인점이 등장하여 대중의 호응을 얻고 있다.

일반적으로 묵은 김치는 김치의 장기 저장 중에 유산균, 효모 등의 미생물의 증식과 소멸이 이루어지는 과정에서 풍미의 변화와 함께 미생물이 분비하는 폴리갈락투로나제(polygalacturonase)같은 효소에 의하여 배추의 조직이 연화되고 영양성분의 화학적 반응에 의하여 갈변과 함께 독특한 풍미와 조직을 형성한다.

한편, 김치의 장기(100일) 숙성 중에 일어나는 미생물적 동태의 연구에 따르면 저온(5℃)에서 초기 37일까지 류코노스톡메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides)가 주도하는 김치발효가 거의 90일까지 계속되고 그 수는 10⁸ CFU/ml 내외가 되고 이 온도에서는 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 나 락토바실러스플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 거의 나타나지 않고 기타 산 생성이 낮은 락토바실리(Lactobacilli)가 10⁶~ 10⁷CFU/ml 범위로 16일 이후에 증식하고 있다. 그러나 발효온도가 높은 15℃의 경우에는 초기 10⁸~10⁹CFU/ml 범위로 증식했던 류코노스톡메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides)는 6일을 정점으로 급격히 감 소하면서 락토바실러스플란타룸(Lactobacillus plantarum)이 10⁸ CFU/ml 의 높은 수준을 유지하면서 김치발효를 주도하고 있고 락토바실러스브레비스(Lactobacillus brevis)도 10⁷~10⁸ CFU/ml범위로 유지한다. 한편 효모는 온도에 따라 그 양상은 다르지만 10⁴CFU/ml 까지 증식하다가 다시 감소하는 경향을 보인다. (민태익,권태완: 김치발효에 미치는 온도 및 식염의 영향, 한국식품과학회지, 16(4), 443 (1984)), 겨울철 온도(1~8℃)에서 김치의 장기(120일) 숙성 중 효모의 소장에 관한 다른 연구를 보면 담금 직후의 효모수가 140 CFU/ml에서 발효기간의 경과와 함께 점차 많아져서 40~50일 후 10⁴CFU/ml으로 증가하였고, 발효 중기 이후 유산균수가 최고 수치를 이루다가 감소되는 시점부터 오히려 계속적으로 증가하고 있으며, 이러한 결과는 김치발효과정에서 유산균에 의하여 유산을 비롯한 각종 유기산의 생성으로 pH가 낮아지면서 유산균은 점차 소멸되지만 효모는 오히려 생육에 적합한 조건을 제공하기 때문이며, 특히 말기에 이르러 효모가 급증하는 것은 산막효모가 왕성하게 번식하기 때문이라고 알려져 있다(노완섭:한국산 침채류의 발효숙성에 관여하는 효모의 연구, 동국대 박사학의논문, 1980). 또한, 김치에서 분리한 사카로마이세스속(Saccharomyces sp .) 등의 효모가 채소와 과실즘의 발효향미를 증진시키거나 발효성효모인 사카로마이세스속(Saccharomyces sp .) 및 캔디다속(Candida sp.)속 균종들이 김치에 생육하면서 알코올, 기타 향미성분을 생성하는 것으로 보고되고 있으며(최홍식 외: 김치젖산균과 효모의 혼합배양방법에 의한 과채류즙의 발효양상, 한국식품영양과학회지, 27(6), 1059, 1998), 산막효모는 김치의 외관을 손상 시키고 배추의 조직을 연화시키며 풍미저하의 원인으로 보고되고 있다(최국지: 김치에서 분리한 효모에 관한 연구, 효모의 분리동정, 한국미생물학회지, 16(1),1, 1978).

이와 같이, 저온(5℃)에서 장기(100~120일)숙성한 김치에서의 유산균과 효모의 동태를 또 다른 연구와 비교하여 보면 15℃에서 2주간 숙성하면서 젖산균과 효모의 소장을 살펴본 결과, 젖산균수는 총 생균수의 증식양상과 거의 비슷하며 발효 2일째까지 6.3×10⁷ CFU/ml이었던 것이 발효 4~5일째 김치의 적숙기(산도 0.5~0.7, pH 4.0)에는 2.26×10⁸ CFU/ml로 최고에 달하고 점차 감소하고 있으며, 효모는 김치의 적숙기 이후 젖산균이 감소하는 시기에 급격히 증가하는 경향을 보인다. 즉 김치의 숙성과정중의 미생물의 동태는 발효온도에 따라 젖산균과 효모의 증식속도는 다르지만 숙성이 진행되면서 젖산균의 증식이 활발해지다가 pH가 낮아지면 젖산균은 점차 줄어들고 효모의 생육이 활발해짐을 알 수 있다. 바꾸어말하면 겨울 김장김치의 경우는 겨우내 젖산발효의 진행과 더불어 서서히 숙성되는 김치가 이듬해 봄이 되어 기온이 상승하면서 젖산균은 점차 소멸하고 효모의 활발한 증식과 함께 묵은김치의 풍미가 형성되는 것이다.

한편, 미생물을 스타터로 이용하여 김치를 제조하는 기술 중 지금까지 등록되어 있는 특허의 유형은 주로 김치의 숙성과정 중 나타나는 변화를 방지하고 장기적으로 유통 가능한 김치를 개발하기 위하여 김치의 주요 발효균인 류코노스톡속(Leuconostoc sp .)중에서 주요한 생리적 특성을 갖는 유산균을 분리하고, 이의 특 성을 이용하는 기술에 관한 것이나 산패의 지연효과가 있는 사카로마이세스속(Saccharomyces sp .)을 이용하여 김치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이에 대한 구체적인 사례를 보면, 공개번호 특1999-0083667(루코노스톡시트리움아이에이치22균주를 이용하여 제조한 채김치 및 김치쥬스)에서는 내산성이우수하고 정장작용이 있는 김치 및 김치쥬스 제조에 관한 것이고, 공개번호 10-2004-0051564(김치에서 분리한 내산성 류코노스톡 메센테로이드 및 이를 이용한 맛있는 김치의 제조방법)에서는 내산성 유산균주와 기능성물질인 가바를 첨가하여 맛과 기능성이 우수한 김치의 제조방법에 관한 것이며, 공개번호 10-1996-0009893(김치로부터분리한사카로마이세스속YK-19를이용한개량김치제조방법)에서는 김치로부터 산패를 지연시키는 효모를 분리 배양하여 스타터로 사용하여 신선하고 맛잇는 김치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이와 같은 특허의 방법들은 모두가 김치의 산패를 지연시키기 위하여 내산성의 미생물을 스타터로 이용하는 방법에 관한 것들이다.

한편, 묵은 김치의 제조방법에 관한 특허로는 등록번호 10-0212879-0000(묵은김치의 숙성발효방법)이 있다. 이 방법은 토굴에서 6개월간 숙성하여 제조하는 방법으로써 김장철인 12월부터 김치를 제조하여 약 1개월은 12℃의 토굴에서 숙성시키며, 다음 3개월은 1~4℃의 토굴에서 숙성시키고, 다음 3개월은 0℃의 토굴에서 숙성시키는 방법으로 자연발효에 의하여 숙성되는 원리를 이용한 것이다. 하지만, 이와같은 방법은 기간 숙성에 의한 비용의 증가와 대량숙성 저장을 위해서는 관리의 어려움과 대용량의 저장시설이 필요한 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 기존의 유산균스타터를 이용하여 김치의 산패를 지연하는 방법과는 전혀 다르면서 단기간 내에 묵은 김치를 제조하는 방법을 개발하고자 하였으며, 김치에서 분리된 류코노스톡속유산균과 내염성 사카로마이세스속 효모를 무즙 배지에 배양한 미생물 스타터를 이용하면 단기간 내에 묵은 김치를 제조할 수 있음을 입증하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 김치의 숙성과정에 관여하는 미생물을 김치로부터 분리한 후 스타터를 배양하고 김치 제조 시 첨가하여 김치의 발효 숙성을 촉진시킴으로써 단기간에 묵은 김치의 풍미를 재현하고 조직감이 살아있는 묵은김치의 제조방법의 제공을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 김치에서 분리된 류코노스톡속유산균과 내염성 사카로마이세스속 효모를 각각의 무즙 배지에 배양하여 유산균 스타터와 효모 스타터의 미생물 스타터를 제조하는 단계; 및 (b) 상기 미생물 스타터를 김치에 첨가하여 숙성하는 단계를 포함하여 이루어지는 묵은 김치의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 김치의 숙성과정에 관여하는 미생물을 김치로부터 분리한 후, 이를 스타터로 배양하고, 김치 제조 시 이를 첨가하여 김치의 발효 숙성을 촉진시킴으로써, 단기간에 묵은 김치의 풍미를 재현하면서, 조직감은 살아있게 한 것으로, 종래 유산균 스타터(starter)를 이용하여 김치의 산패를 지연하는 방법과는 전혀 반대의 방법이면서 종래 묵은 김치의 제조방법과도 전혀 다른 새로운 제조방법이다.

뿐만아니라, 상술한 특성으로 묵은 김치의 대량생산을 가능하게 하고, 생산원가를 낮출 수 있게 한 것이다.

본 발명에서 미생물 스타터로 사용하는 미생물은, 가장 알맞게 익은 적숙기의 김치(산도 0.6~0.8, pH 4.3~4.1)로부터 시료를 취하고 0.85% 생리식염수로 단계별로 10배씩 희석하여 각각의 희석액 1ml를 다음의 분리용 배지에 도말하여, 유산균은 37℃에서 36시간, 효모는 25℃에서 48시간 배양한 다음, 트립톤(Trypton) 1%, 효모엑기스(Yeast Extract) 0.5%, 설탕(sugar) 10%, 한천(agar) 2%로 구성된 류코노스톡스 선택배지(Mayeux,J.V. and Colmer,A.R: Selective medium for Leuconostoc detection. J. Bacteriol., 81, 1009-1011(1961))를 이용하여 배지 상에서 덱스트란(dextran)의 점질물을 형성하는 콜로니를 분리하여 획득한 류코노스톡균주를 사용하는 것이 바람직하고, 내염성효모는 포도당(glucose) 3%, 카사민산(casamino acid) 0.4%, 효모엑기스(Yeast Extract) 0.2%, 인산칼륨(Potassium phosphate) 0.1%, 황산마그네슘(Magnesium sulphate) 0.05%, 염화칼슘(Calcium chloride) 0.01%, 염화나트륨(NaCl)16.5%, 증류수 100, 한천 (agar) 15g /pH 4.8에 가온 용해한 배지 100ml에 Ortho-vanillin ethanol용액(6mg/ml) 0.2ml을 가해 혼합하여 도말한 배지에 생육하는 효모를 선택 분리한 것을 사용하는 것이 바람직하다 (산리일영(山里一英) : 미생물의 분리법, p 315,1986).

그리고, 분리된 유산균과 효모는 각각의 사면배지에서 보존하면서 스타터를 배양할 때마다 제공하였다. 김치 제조 시에는 다음의 스타터 배양단계를 거쳐서 제조되었다. 전배양 단계로 각기 보존된 균주는 1백금이를 취하여 10ml 무즙배지에서 류코노스톡속 유산균은 37℃에서 18~24시간, 사카로마이세스속 효모는 25℃에서 24∼48시간 진탕 배양하였고, 본배양에서는 전배양액을 각각의 멸균된 무즙배지에 1~5%(v/v)접종하여 류코노스톡속 유산균은 37℃에서 18~24시간, 사카로마이세스속 효모는 25℃에서 24∼48시간 진탕 배양하여 균주를 활성화시켜 스타터로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 김치 제조 시 첨가하는 효모 스타터의 배양은 일반적으로 사용되는 미생물 배지를 사용하면 잘 생육하지만, 유산균과 효모 모두가 일반적으로 김치에서 잘 자란다는 점과, 김치에 직접 첨가해야하는 점을 고려하여 위해성이 없고 풍미에서도 영향이 적은 무즙 배지를 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게 상기 무즙배지는 무:마늘:양파:설탕:소금:물이 100:3:3:3:7.5:200로 혼합되어 이루어지는 무즙 배지를 멸균하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이는 이의 배합비율이 김치에 첨가하여 숙성할 때 김치의 향미와 맛 등이 가장 우수하였기 때문이다. 보다 구체적으로 균주의 배양을 위해 사용된 무즙 배지는 무, 마늘, 양파 등의 야채 원료는 물과 함께 물:무:마늘:양파을 200:100:3:3의 비율로 함께 파쇄한 후 여과용 거즈를 이용하여 거른 다음 맑은 무즙에 탄소원으로 설탕을 1%를 첨가하고, 정제염의 양은 스타터를 첨가하여도 스타터에 의하여 김치의 염도에 영향을 주지 않도록 김치의 평균염도인 2.5%로 조절하여 121℃에서 15분간 멸균하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 미생물 스타터 중 류코노스톡속의 유산균 스타터와 사카로마이세스속의 효모 스타터는 균수는 5×10⁸∼1×10⁹ CFU/ml가 바람직하고, 이를 김치에 첨가 시에는 김치 전체중량의 2∼5%가 되게 첨가하여 김치를 숙성시키는 것이 바람직하다. 이는 숙성 초기의 김치에 존재에는 류코노스톡속 유산균과 사카로마이세스속 효모의 초기 숫자가 각각 1×10⁷∼5×10⁷CFU/ml로 유지되어야 하기 때문인데, 상기 범위 내로 균주가 유지되어야 초기에 류코노스톡속 균에 의한 발효가 진행되면서 탄산미가 풍부한 김치 숙성이 진행되고 산도가 상승하면서 자연적으로 원료 내에 존재하던 락토바실러스속의 유산균에 의한 산패와 함께 효모의 발효에 의한 독특한 향미생성이 진행되어 묵은 김치의 숙성이 30일 만에 조기 완성되기 때문이다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의해 보다 더 상세히 설명하고자 한다. 하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 여러가지 변형 또는 수정할 수 있음은 이 분야에서 당업자에게 명백한 것이다.

[실시 예 1] 적숙기의 김치로부터 유산균과 효모의 분리

김치로부터 유산균과 효모를 분리하기 위하여 절임배추 85.5%, 고춧가루 2.8%, 마늘 2.5%, 생강 0.5%, 대파 2.4%, 양파 1.2%, 멸치액젓 2.5%, 정제염 1.8%, 설탕 0.8%의 배합비로 구성된 김치를 제조하였다. 상기 제조된 김치를 10℃에서 숙성하되(도 1 참조), 관능적으로 김치의 탄산미와 산미가 우수했던 발효 5일째(pH 4.2,산도 0.78)의 김치를 유산균과 효모의 분리시료로 사용하였다. 상기 김치 시료를 믹서로 분쇄 한 다음, 멸균 거즈를 2회 접어 깔대기에 받치고 여과하여 김치 국물을 얻고 이를 0.85% 멸균 생리식염수로 10배씩 희석하였고, 상기 희석액을 0.1ml씩 취하여 류코노스톡속 분리용 배지(Trypton 10g, Yeast Extract 5g, sucrose 100g, agar 20g, sodium azide 1%용액 0.5ml / D.W 1L)와 내염성 사카로마이세스속 분리용 배지(glucose 30g, yeast extract 2g, casamino acids 4g, Potassium phosphate 1g, Magnesium sulphate 0.5g, Calcium chloride 0.1g, NaCl 165g, D.W 1L, agar 15g)의 평판배지에 각각 접종한 후 유리막대로 도말하였다. 그리고, 류코노스톡속의 분리배지는 37℃에서 24시간을 배양하고, 내염성 사카로마이세스속의 분리배지는 25℃에서 48시간 배양하였다. 그런 다음, 류코노스톡속 분리배지에서는 덱스트란의 점질물을 형성한 단일 콜로니를 분리한 것과, 내염성 사카로마이세스속 배지에서는 독립된 단일 콜로니를 분리한 것을 따로 각각의 사면배지에 접종하여 배양한 후, 이를 냉장고에 보관하면서 각각의 공시 균주로 사용하였다.

[실시 예 2] 분리된 균주의 미생물 스타터 제조

실시 예 1에서 분리된 각각의 균주는 무:마늘:양파:설탕:소금:물=100:3:3:3:7.5:200의 비율로 구성된 무즙배지에서 배양하였다. 무즙 배지는 야채원료를 물과 함께 믹서에 간 다음 거즈를 이용하여 여과한 후, 멸균하여 사용하였 다. 류코노스톡속 균주는 무즙배지 10ml가 들어있는 시험관에 균주를 1백금이 취하여 접종하고 37℃에서 24시간 정치 배양한 다음, 배양액 10ml를 무즙 배지 300ml가 들어있는 삼각플라스크에 접종하여 37℃에서 18~24시간 정치 배양하였고, 사카로마이세스속 균주는 동일한 방법으로 무즙배지 10ml가 들어있는 시험관에 균주를 1백금이 취하여 접종하고 25℃에서 24시간 진탕 배양한 다음, 배양액 10ml를 무즙배지 300ml가 들어있는 삼각플라스크에 접종하여 25℃에서 24~36시간 진탕 배양하여 김치 제조 시 사용하였다.

[실시 예 3] 숙성온도에 따른 김치의 pH, 산도변화

본 실시 예에서는 김치의 최적발효온도를 선정하기 위하여 숙성 온도에 따른 김치의 pH와 산도변화를 측정하였다.

이때, 온도에 따른 김치의 숙성과정 중 품질변화를 분석하기 위하여, 김치를 믹서로 마쇄한 후 거즈로 여과하여 김치즙을 준비하고, 상기 준비된 김치즙을 pH 미터(Radiometer PHM210., France)를 이용하여 pH를 측정하고, 김치즙 20ml을 비이커에 취한 후 0.1N NaOH로 pH 8.3이 될 때까지 중화 적정 후 적정에 사용된 수산화나트륨(NaOH)량을 젖산함량(%)으로 환산하여 산도를 나타내었다.

먼저, 본 실시 예에서는 염도 2.3±0.2%로 절여진 절임배추 85.5%, 고춧가루 2.8%, 마늘 2.5%, 생강 0.5%, 대파 2.4%, 양파 1.2%, 멸치액젓 2.5%, 정제염 1.8%, 설탕 0.8%의 배합비로 구성된 김치를 10℃, 15℃, 20℃에서 배양하면서 김치의 pH와 산도를 분석하였다.

이의 결과, 도 1에 도시된 바와 같이 10℃와 15℃의 발효시에는 효모생육에 유리한 pH 3.5에 이르기까지 30일 이상이 소요되지만 20℃의 경우에는 발효속도가 빨라서 발효 15일 만에 pH 3.52에 이르렀다. 이는 스타터를 첨가하지 않은 김치의 속성발효를 위해서는 20℃의 고온발효에 의하여 급속히 김치가 시어진다는 것을 의미한다.

이외에, 도 2에 도시된 바와 같이, 관능적 풍미에서는 10℃와 15℃의 경우에는 탄산미가 있는 김치의 맛이 느껴지고, 20℃에서 숙성한 김치는 강렬한 신맛을 나타내었다. 특히, 10℃에서 숙성한 김치의 경우에는 탄산미와 부드러운 산미가 조화된 김치의 맛을 느낄 수 있었다.

이와 같은 결과로 묵은김치의 풍부한 맛을 살리고 신속한 발효 숙성을 위해 10℃ 숙성김치와 20℃ 숙성김치의 장점을 살린 발효 숙성방법이 가능할 것으로 판단하였다.

[실시 예 4]

류코노스톡속 유산균과 사카로마이세스속 효모를 첨가한 김치의 제조

상기 실시 예 2에서 배양한 스타터를 첨가하여 김치를 제조하였다. 김치의 제조는 절임염도 2.3±0.2%로 절여진 절임배추(80.5중량%)에 무즙(7중량%)고춧가루(3.2중량%),마늘(2.8중량%),생강(0.5중량%),대파(1.5중량%),양파(1.5중량%),액젓(2중량%),설탕(1중량%)로 구성된 양념을 버무려서 양념소로 혼합하였다. 여기에서 스타터를 첨가하지 않은 대조구는 배합비율 그대로 하였고, 유산균과 효모스타터를 첨가하는 경우에는 무즙 대신에 배양액을 각각 2%씩 첨가하여 제조하였다. 제조된 김치는 10℃와 20℃의 온도에서 30일간 숙성하면서 pH와 산도를 분석하고 묵은 김 치의 풍미를 비교하였다.

이의 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 10℃ 숙성과정 중 효모와 유산균을 첨가한 김치는 스타터를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 초기 6일째까지는 산생성력이 빠르나, 그 이후로는 오히려 대조구의 pH저하와 산생성력이 빠르게 진행되었으며 1개월 숙성 후에도 대조구의 김치가 신맛이 강하데 비하여 산미와 풍미가 은은한 묵은 김치의 맛을 느낄 수 있었다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 20℃ 숙성과정 중에서는 효모와 유산균을 첨가한 김치는 스타터를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 pH저하와 산생성이 빠르고 숙성 12일째부터 pH가 3.5대에 이르러 풍미의 변화가 시작되었고, 숙성 21일째부터는 대조구에서는 상부에 산막효모가 생성되면서 관능적으로 좋지 않은 냄새가 발생하기 시작하면서 색상이 점차 거무스름해지는 현상이 나타났으나, 효모와 유산균을 첨가한 구에서는 다소 변색이 진행되고 있으나 온화한 묵은 김치의 풍미가 발생하면서 탄산미가 살아 있는 온화한 산미를 나타내는 김치의 맛을 느낄 수 있었다. 그리고, 숙성 30일 째에는 효모와 유산균을 첨가한 김치에서도 변색이 점차 진행되면서 묵은 김치의 풍미가 다소 강해지면서 전통적인 묵은 김치의 풍미를 느낄 수 있었다.

[실시 예 5] 본 발명에 따른 김치 숙성과정 중 pH, 산도 및 미생물 수의 분석결과

상기 실시 예 4에서 나타난 결과에 따르면 유산균과 효모를 첨가한 20℃ 숙성 시 김치의 풍미를 조사하였을 때 발효 12일째부터 pH 3.5 대에 이르고 묵은 김 치의 풍미가 나타나면서 21일째부터 풍미가 강해지면서 변색이 시작되는 것을 확인하였다.

본 실시 예에서는 상기 결과에 따라서 묵은 김치의 발효를 신속하게 진행시킨 후 묵은 김치의 풍미를 유지하면서 장기간 저장할 수 있는 방법을 찾고자, 숙성 12일째까지는 20℃에서 숙성을 진행하고 그 이후부터는 10℃에서 숙성 보관하면서 pH와 산도 및 미생물의 변화를 분석하고 관능 검사를 실시하였다.

이때, pH와 산도는 상기 실시 예 3과 동일한 방법으로 수행하였으며, 미생물 수의 측정은, 숙성과정 중의 김치를 1/4포기 크기로 잘라낸 다음 믹서로 마쇄한 다음 멸균거즈를 이용하여 김치즙을 취하고, 김치즙은 0.85% 멸균 생리식염수로 단계적으로 10배씩 희석하였고, 상기 단계별 희석액 1ml씩을 채취하고, 이를 유산균의 측정을 위해서는 브로모 크레졸 퍼플 배지(Bromo Cresol Purple media, Difco Lab., Detroit, MI)에 부어서 플레이팅(pour plating)하여 37℃ 배양기에서 24~36시간 배양한 다음, 황색콜로니를 계수하여 유산균수(CFU/ml)로 하였고, 효모의 측정을 위해서는 감자 덱스트로스 아가 배지(Potato Dextrose Agar, Difco Lab., Detroit, MI)에 부어서 플레이팅하여 25℃ 배양기에서 48시간 배양하여 나타나는 콜로니를 계수하여 효모수로(CFU/ml)로 하였다.

이의 결과를 도 5에 도시하였다.

먼저, pH의 분석결과 숙성 12일째까지 대조구와 스타터 첨가구는 모두 pH 저하와 산생성이 신속히 진행되었고, 대조구에 비하여 스타터 첨가구가 산생성이 4일정도 앞서서 진행되었으며 다소 빠르게 진행되었고, 스타터 첨가구의 경우 발효 10 일째 최저 pH 3.46에 이른 다음, 그 이후부터는 약간의 pH 상승과 함께 오히려 산도가 감소되는 경향을 보이며 비슷한 수준을 유지하였다(도 5-A와 5-B 참조).

한편, 미생물의 동태를 살펴보면, 유산균의 경우에는 대조구에 비하여 스타터첨가구가 초기 생육이 왕성하여 숙성 3일 만에 10¹⁰ CFU/ml수준까지 이르렀다가 점차 유산균수가 줄어들었고, 대조구의 경우에는 김치에 서식하는 유산균이 자연적으로 점차 증가하여 숙성 6일째에 최대에 이르러 10⁹ CFU/ml에 이르고 점차 감소하였다(도5-C와 도5-D참조).

이와 같이, 본 발명에 의한 김치의 발효는 초기에 스타터로 접종한 류코노스톡속 유산균에 의하여 초기에 완성한 발효가 진행됨으로써 류코노스톡속의 유산균에 의한 발효를 통해 유산 이외에 초산, 에탄올, 탄산가스 등을 함께 생산함으로써 초기에 김치의 깊은맛을 형성하고, 이후 내산성이 약한 류코노스톡속의 유산균은 감소하지만 내산성이 강한 락토바실러스속 유산균의 증가로 인해 산도의 급속한 증가가 이루어지면서 묵은 김치의 산미를 형성하는 것으로 판단된다. 그리고, 효모의 경우에는 대조구의 경우에는 초기에 자연적으로 존재하는 효모가 10³~10⁴CFU/ml 수준으로 존재하고 있으나 24일째 부터는 표면에 산막효모가 나타나면서 효모수가 다소 증가하는 경향을 보였으나, 스타터 첨가구에서는 10⁴~ 10⁶ CFU/ml 수준으로 유지하면서 풍미형성에 관여하는 것으로 보인다.

[ 실시예 6] 관능검사

상기 실시 예 4의 방법으로 제조한 스타터를 첨가하지 않은 대조구의 김치 와 상기 실시 예 2의 방법으로 배양한 효모와 유산균 스타터를 첨가한 김치를 제조한 다음, 상기 실시 예5의 방법으로 1개월 숙성 후, 80명을 대상으로 관능검사를 실시하여 본 발명에 따른 묵은 김치와 대조구와의 효과를 비교하고자 하였다. 이때, 관능검사는 5점을 만점으로 하는 기호도 척도법에 준하여 실시하였고, 유의성 검증을 t-test에 의하여 실시하였다.

이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	조직	풍미	이취	색상	종합적인 맛
대조구	2.6	2.9	4.1	2.7	2.7
본 발명	3.6	3.9	2.8	3.4	3.8

상기 표 1의 결과, 본 발명에 의하여 제조된 김치는 대조구에 비하여 장기발효에서 나타나는 군내와 같은 이취가 나타나지 않고 전체적인 맛이 우수한 것으로 평가되었다. 그리고, 외관과 색상에서는 통상적으로 적절하게 숙성된 김치(산도 0.7~0.8)와 비교할 때 갈변화된 색상이 나타나므로 관능검사 시 상대적으로 기호성이 떨어지는 것으로 평가되었으나, 묵은 김치의 특성상 갈변화 되고 배추가 무른 듯한 외관이 일반적인 것으로 볼 때, 스타터를 첨가한 김치는 오히려 조직이 무르지 않으면서 풍미가 우수한 묵은김치의 상태를 유지하고 있음을 알 수 있었다.

이상과 같이, 본 발명에서는 적절하게 숙성된 김치로부터 류코노스톡속의 균주와 내염성 사카로마이세스속 균주를 분리하고, 이를 무즙 배지에서 배양하여 스타터로 첨가된 김치를 제조하였을 때 스타터를 사용하지 않은 김치에 비하여 풍미 가 우수할 뿐만 아니라 김치의 조직감이나 색상이 양호한 묵은 김치를 단기간 내에 제조할 수 있게 되었다.

Claims

(a) 김치에서 분리된 류코노스톡속 유산균과 내염성 사카로마이세스속 효모를 각각의 무즙 배지에 배양하여 유산균 스타터와 효모 스타터의 미생물 스타터를 제조하는 단계; 및

(b) 상기 미생물 스타터를 김치에 첨가하여 숙성하는 단계를 포함하여 이루어지는 묵은 김치의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (a) 단계에서 류코노스톡속 유산균은 37℃에서 18∼24시간동안 무즙 배지에서 정치배양을 하고, 사카로마이세스속 효모는 25℃에서 24∼48시간동안 무즙배지에서 진탕 배양하는 전배양 단계와, 상기 전배양액을 각각 무즙배지에 1∼5%를 접종한 후 유산균은 37℃에서 18~24시간 정치배양을 하고 사카로마이세스속 효모는 25℃에서 24~48시간 진탕 배양하는 본배양 단계를 거쳐 미생물 스타터를 각각 제조하는 것을 특징으로 하는 묵은 김치의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 미생물 스타터는 류코노스톡속 유산균과 내염성 사카로마이세스속 효모 의 균수가 각각 5×10⁸∼1×10⁹ CFU/ml 인 것을 특징으로 하는 묵은 김치의 제조방법.
제 3 항에 있어서,

상기 유산균 스타터와 효모 스타터의 미생물 스타터를 김치 총중량 기준으로 2∼5%로 첨가하는 것을 특징으로 하는 묵은 김치의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

숙성 초기의 김치 내 류코노스톡속유산균과 내염성 사카로마이세스속 효모의 균수가 각각 1×10⁷∼5×10⁷ CFU/ml 로 유지되도록 유산균 스타터와 효모 스타터의미생물 스타터를 첨가하는 것을 특징으로 하는 묵은 김치의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서.

상기 무즙 배지는 무:마늘:양파:설탕:소금:물이 100:3:3:3:7.5:200의 비율로 제조된 멸균 무즙 배지인 것을 특징으로 하는 묵은 김치의 제조방법.