KR101580541B1 - 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추절임 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해양심층수 중의 불쾌하고 쓴맛을 내는 마그네슘염과 칼슘염을 제거하고 염화칼륨을 첨가하여 저 나트륨 해양심층수 용액을 만들어 배추 절임에 사용하는 방법에 관한 것이다. 절단된 배추를 절임탱크에 넣고 소금을 뿌려 숨을 죽인 후, 소금물에서 배추를 1차 절인 다음 음용수로 수회 세척하여 염도를 낮추고 분리하여 과량의 물기를 제거한다. 1차 절임을 한 배추를 상기의 저 나트륨 해양심층수에 넣어 배추의 염도를 적절히 조절하고 미량성분이 골고루 절임배추에 침투되도록 2차 절임을 한다. 2차 절임이 끝난 배추는 과량의 물기를 제거하고 김치 양념을 버무려 김치를 제조하게 되면 김치 고유의 풍미를 유지하고, 신맛 생성이 지연되어 맛이 좋으면서도 나트륨 함량이 낮아 건강에 이로운 김치를 제공할 수 있다.

Description

저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추절임 방법{Preparation method of Salted Chinese Cabbage Using Low Sodium Deep Ocean Water}
본 발명은 해양심층수를 이용한 배추절임의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 해양심층수 중의 불쾌하고 쓴맛을 내는 마그네슘(Mg)과 칼슘(Ca)을 제거하고 염화칼륨(KCl)을 첨가하여 저 나트륨 해양심층수 용액을 만들어 배추절임에 사용하는 해양심층수를 이용한 배추절임의 제조방법에 관한 것이다. 절단된 배추를 절임탱크에 넣고 소금을 뿌려 숨을 죽인 후, 소금물에서 배추를 1차 절인 후, 음용수로 수회 세척하여 염도를 낮추고 배추의 물기를 제거한다. 1차 절임 후 물기를 제거한 배추를 상기 저 나트륨 해양심층수 용액에 넣어 배추 내의 염도를 조절하고 미량성분이 골고루 절임배추에 침투되도록 2차 절임을 하고, 과량의 물기를 제거하여 저 나트륨 해양심층수를 이용한 절임 배추를 제조한다. 상기의 절임 배추에 김치 양념을 버무려 김치를 제조하면 맛있고 건강에 좋은 저 나트륨 김치를 제공할 수 있다.
김치는 우리나라의 대표적인 전통발효식품으로서 우리 식생활에서 가장 중요한 부식의 하나이며 그 맛과 기능성으로 인하여 점차 세계화되고 있는 추세이다. 김치에는 다양한 종류가 있으나, 채소류가 나지 않는 겨울철에 대비하여 담그는 김장 김치가 대표적이다. 가정에서 김장을 담그기 위해서는 배추를 손질하여 절이고 수세하는 등의 여러 가지 번거로움이 따르는데 주거환경과 사회환경의 변화에 따라 배추 대신 절인 배추를 구입하여 김장을 담그는 방식이 보편화되고 있다. 한편 김치의 맛은 원료인 배추, 양념 등의 부재료나 발효과정 등의 영향을 받지만 무엇보다 중요한 것이 김치의 염도로서 김치를 절일 때의 소금의 종류와 염도가 크게 영향을 미친다. 배추를 절일 때 천일염을 더 선호하는 것은 천일염에는 각종 미네랄이 함유되어 있어 김치의 맛을 더 좋게 하기 때문이다.
본 발명에서 이용하고자 하는 해양심층수는 해수 표면으로부터 200미터 이하의 해수를 일컫는데, 필수 미량원소와 다양한 미네랄 성분을 균형 있게 포함하고 있고, 대장균 또는 일반세균에 의한 오염이 없으며, 육지나 대기로부터의 화학물질에 의한 오염이 적은 청정성을 갖고 있어 생수나 식품에 사용되고 있으며 그 용도가 확대될 전망이다.
해양심층수를 이용한 배추의 절임이나 김치의 제조에 관한 종래의 기술로는 한국 등록특허 10-1238253호(해양심층수를 이용한 백김치의 제조방법), 한국 등록특허 10-1145707호(해양심층수를 이용한 배추절임의 제조방법), 한국 등록특허 10-0435502호( 해양심층수를 이용한 야채 절임방법 및 그 장치), 한국 등록특허 10-1098719호(해양심층수를 이용한 백김치 제조방법), 한국 등록특허 10-0911826호(해양심층수에 의한 품질개선 및 보존성 향상 김치의 제조방법), 한국 공개특허 10-2009-0055238호(해양심층수를 이용한 배추절임 제조방법), 한국 등록특허 10-1238863호(해양심층수 함유 곰취 김치 제조방법 및 이로부터 제조된 곰취 김치), 한국 공개특허 10-2011-0082101호(해양심층산소수를 이용한 김치용 야채 절임 방법), 한국 등록특허 10-1314090호(해양심층수와 열처리 마늘을 포함하는 묵은 김치의 속성 제조방법), 한국 공개특허 10-2012-0090166호(해양심층수를 이용한 배추 절임 방법) 등이 있다.
한편, 소금은 일상 생활에서 식품의 짠맛을 내는 가장 기본적인 조미료로서 사용되며, 식품의 보존기간을 연장시키기 위하여 사용되기도 한다. 소금은 주성분이 염화나트륨(NaCl)으로서 동물에게 생리학적으로 필수 불가결한 물질의 하나로서 체액의 삼투압을 일정하게 유지시키고, 체액의 산염기 평형에 관여한다. 염화나트륨의 구성 원소인 나트륨은 신경자극 전달 물질로 인간의 신경이나 근육의 흥분성을 유지하고, 신진대사를 촉진시키며 장내 알칼리성 소화액을 구성하는 중요 성분이다. 그리고 또 다른 구성 원소인 염소는 위액을 구성한다. 이와 같이, 조미료로 사용되는 소금은 동물의 생리활성 및 생명유지와 밀접하게 관련된 작용을 한다. 소금의 섭취가 부족하면 단기적으로는 소화액의 분비가 감소되어 식욕감퇴가 일어나고, 장기적으로는 전신 무력, 권태, 피로나 정신불안 등이 일어난다. 그러나, 과도한 소금의 섭취는 인슐린 민감도를 저하시켜 당뇨병의 유발과 관련이 있고, 고혈압의 원인으로 지적되는 등 대사성 질환을 포함한 다양한 질환의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 김치를 비롯한 우리나라의 대부분의 전통식품이 소금의 함량이 높아 저염화의 필요성이 크게 대두되고 있는 실정이다. 저염 절임 및 저염 김치에 관련된 종래의 기술로는 한국 등록특허 10-1155143호(저염 절임수 조성물 및 이를 이용한 저염 절임 방법), 한국 등록특허 10-1215594호(대체염을 이용한 저염김치의 발효) 등이 있다. 그러나 본 발명은 상기의 해양심층수를 이용한 배추의 절임 또는 김치의 제조에 관한 기술이나 저염 절임 및 저염 김치에 관한 기술과는 그 기술적 구성이 다르다.
본 발명은 종래의 해양 심층수를 사용한 배추절임 방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 쓴맛을 내는 마그네슘염과 칼슘염을 제거하고, 나트륨 함량을 줄여서 배추를 절이는 방법으로서, 본 발명의 절인 배추를 사용하면 김치의 나트륨 함량을 줄이면서도 맛있는 김치를 만들 수 있는 배추절임 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 해양심층수 중의 쓴맛을 내는 마그네슘염과 칼슘염을 칼륨염으로 대체하여 제거하고, 염화칼륨을 첨가함으로서 상대적으로 나트륨 함량이 낮은 저 나트륨 해양심층수를 만든다. 1차 배추절임은 절단된 배추를 절임탱크에 넣고 소금을 뿌려 숨을 죽인 후, 소금물에서 절인 후, 수회 세척하여 염도를 낮추고 분리하여 물기를 제거한다. 1차 절임 배추를 저 나트륨 해양심층수에 넣어 배추의 염도를 조절하여 2차 절임을 한다.
본 발명은 저 나트륨 해양심층수를 이용하여 배추를 절임으로써 절인 배추의 나트륨 함량을 낮출 수 있고, 배추의 부위별 품질 균일성을 높일 수 있으며, 숙성 단계에서 김치의 나트륨 함량이 종래의 김치에 비해 낮은 상태에서도 숙성이 원활하여 김치의 고유의 풍미를 내면서도 나트륨 함량이 낮아 건강에 유익한 배추김치를 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 해양심층수를 이용한 배추절임의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 해양심층수에서 마그네슘(Mg)과 칼슘(Ca)을 제거하고 염화칼륨을 첨가하여 저 나트륨 해양심층수 용액을 제조하는 단계와, 절단된 배추를 절임탱크에 넣고 소금을 뿌려 숨을 죽이고 소금물에 배추를 절인 다음 음용수로 세척하고 물기를 제거하는 1차 절이는 단계와, 1차 절인 배추를 전처리된 저 나트륨 해양심층수 용액에 넣고 2차 절이는 단계로 구성되는 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추의 절임 방법이다. 상기에서 해양심층수의 마그네슘(Mg)과 칼슘(Ca)의 제거는 K 2 CO 3 또는 K 2 HPO 4 를 이용하여 실시할 수 있으며, 본 발명의 해양심층수의 전처리는 다음과 같이 이루어진다. 해양심층수(울릉도 현포, 수심 650m)는 수온이 0.5℃이고 용존산소(DO)는 6mg/ℓ이며, 해양심층수 중의 무기물은 NaCl 3.41wt％, Mg 1,320mg/ℓ, Ca 393 mg/ℓ, K 380mg/ℓ 정도인 것으로 알려져 있다(한국 등록특허 10-1005430).
1) 해양심층수 중의 마그네슘과 칼슘의 제거
마그네슘과 칼슘의 제거제로는 K 2 CO 3 또는 K 2 HPO 4 등을 사용하는 것이 좋다. 해양심층수 중의 무기물은 NaCl 3.3-3.4wt％, Mg 1,300-1,330 mg/ℓ, Ca 390-394mg/ℓ, K 378-381mg/ℓ 이므로 마그네슘과 칼슘의 함량을 기준하여 0.1 ~ 0.5M K 2 CO 3 또는 K 2 HPO 4 용액을 만들어 해양심층수와 반응시키면 다음의 화학반응에 의하여 마그네슘과 칼슘을 용이하게 제거할 수 있다.
MgCl 2 + K 2 CO 3 → MgCO 3 ↓ + 2KCl
MgCl 2 + K 2 HPO 4 → MgHPO 4 ↓ + 2KCl
CaCl 2 + K 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2KCl
CaCl 2 + K 2 HPO 4 → CaHPO 4 ↓ + 2KCl
3) 저 나트륨 해양심층수의 조제
해양심층수에 함유되어 있는 염화나트륨의 30~60중량%에 해당하는 염화칼륨을 상기 1)과 같이 칼슘과 마그네슘이 제거된 해양심층수에 첨가하여 용해하고, 음용수로 염화나트륨과 염화칼륨의 합계 농도가 2.5~4.0중량%, 바람직하게는 3.0~3.5중량%가 되도록 조정한다.
4) 1차 배추절임
시중에서 구입한 결구 배추의 손상된 겉잎과 뿌리 등의 불가식 부분과 이물을 제거하고 2 ~ 4등분으로 배추를 절단하여 충분히 세척한 다음 과잉의 물기를 제거한다. 1차 배추절임은 절단된 배추를 절임탱크에 넣고 소금을 뿌려 숨을 죽인 후, 8 ~ 20중량％의 소금물에 상온(15~25℃)에서 6~20시간, 바람직하게는 10~1중량5%의 소금물에 상온에서 10~15시간 배추를 1차 절인 후, 음용수로 배추의 염도가 1.5~1.8중량％가 될 때까지 수세한다.
5) 2차 배추절임
세척된 1차 절임 배추를 상기 3)에서 제조한 저 나트륨 해양심층수로 18~22℃에서 4~6시간 동안 2차 절임을 한 후 건져내어 과량의 물기를 제거한다. 이때 배추의 2차 절임에서 배추의 염도는 2.0~2.5중량％ 정도이다. 본 발명의 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추의 절임 방법에 대하여 다양한 조건으로 실시한 바, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기에서 언급한 조건에 의해 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추의 절임 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기에서 언급한 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추의 절임 방법에 의해 제조된 절임배추를 포함한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예, 시험예, 적용예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1-3>
시중에서 구입한 배추의 불가식 부위를 제거하고 수세한 후, 배추를 4등분으로 쪼개어 1차 배추절임 탱크에 넣고 배추 위에 소금을 뿌려 6시간 동안 숨을 죽인 후, 10중량％의 소금물을 탱크에 주입하고 15시간 동안 배추를 1차 절임을 하였다. 절인 배추를 꺼내어 수세 탱크에 넣고 배추의 염도가 1.5중량％가 되도록 음용수로 3회 세척한 다음 과량의 물기를 제거하였다. 표 1과 같이 조제한 저 나트륨 해양심층수에 세척한 1차 절임배추를 넣어 20℃에서 6시간 동안 2차 절임을 하여 절임배추를 제조하였다. 이때 절임배추의 염화나트륨과 염화칼륨의 합계 농도는 2.2중량%이었다.
저 나트륨 해양심층수의 조성
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3
염화칼륨 첨가 비율(%) 30 45 60
<비교예 1>
세척한 1차 절임 배추를 아무런 처리를 하지 않은 해양심층수로 2차 절임하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절임 배추를 제조하였다.
<비교예 2>
1차 절임 배추를 음용수로 염도 2.2중량% 정도가 되도록 수세하여 절임 배추를 제조하였다.
<시험예 1> 절인 배추의 나트륨 함량 분석
절인 배추의의 나트륨 함량은 외부 공인 분석기관에 의뢰하여 ICP 분광광도계(Inductively Coupled Plasma Spectrophotometer) 나트륨 이온을 정량 분석하였다. 이때 절인 배추를 우선 칼로 잘게 썬 다음 믹서(한일, 국산)에 넣어 곱게 마쇄한 후 분석용 시료로 사용하였다.
절인 배추의 나트륨 함량 분석 결과
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
나트륨 함량(mg%) 664 593 546 839 860
표 2에 나타난 바와 같이 실시예 1~3에서 비교예 1과 2에 비하여 절인 배추의 나트륨 함량이 낮게 나타났으며, 소금만을 사용한 비교예 2의 절인 배추에 비하여 나트륨 함량은 22.8~36.5% 낮게 나타났다.
<시험예 2> 절인 배추의 관능검사
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~2의 절인 배추에 대한 관능검사를 실시하였다. 검사 대상은 가정에서 김치를 담그는 30~60세의 기혼여성 20명이었으며, 본 시료는 동일한 조사 대상자에게 해당 제품에 대한 설명 없이 순차적으로 제공하여 각각 절인 배추에 대한 맛, 조직감 및 외관을 5점 척도법(아주 좋음, 5점~ 아주 나쁨, 1점)으로 조사하였으며 맛에 대한 평가는 쓴맛이 적을수록 좋은 것으로 평가하도록 하였다(표 3).
절인 배추의 관능검사 결과
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
맛 4.3 4.2 4.2 2.8. 4.3
조직감 4.2 4.3 4.2 4.3 4.4
외관 4.3 4.2 4.3 4.2 4.3
표 3에 나타난 바와 같이 비교에 1의 경우는 쓴맛이 많이 나는 것으로 나타났으나, 실시예 1~3의 경우 통상적인 절임배추인 비교에 2와 비교할 때 맛, 조직감 및 외관에서 대등한 결과를 나타내었다.
<적용예 1-3 및 비교 적용예 1, 2> 김치 담그기
상기 실시예 1~ 3와 비교예 1, 2에서 얻은 2차 절임을 한 배추에 대해 하기의 표 4의 조성으로 통상의 방법에 의해 제조한 김치 양념을 배추 포기 사이에 집어넣고 김치통에 담아 10℃의 냉장고에서 숙성시켰다.
배추김치의 배합 비율
구분 혼합 비율(중량%)
절인 배추 85
무채 3
대파 2
고춧가루 3
마늘 3
생강 1
멸치 액젓 3
합계 100
<시험예 3> 김치의 pH 및 산도의 측정
본 발명의 적용예 및 비교 적용예에서 제조된 김치는 10℃에서 숙성시키면서 3일 간격으로 김치를 샘플링한 후 각 김치의 산도와 pH를 각각 측정하였다. 김치액 20mL를 시료로 하여 pH 미터(Mettler-Toledo 345, USA)로 pH를 측정하였다. 산도의 측정은 김치액 10 mL를 취하여 0.1 N NaOH 용액으로 pH 8.1이 될 때까지 적정한 다음 이 때 소비된 값을 아래의 계산식에 의하여 젖산(lactic acid)으로 환산하여 표시하였다.
적정산도(젖산 %) = 적정에 사용한 NaOH의 양(mL)×F×0.009×100/시료 채취량(g)
F: factor of 0.1 N NaOH
김치의 pH 측정 결과
숙성 일수 적용예 1 적용예 2 적용예 3 비교 적용예 1 비교 적용예 2
0 5.8 5.7 5.7 5.8 5.6
3 6.0 5.9 5.8 5.9 5.8
6 5.7 5.8 5.8 5.7 5.6
9 4.5 4.5 4.6 4.4 4.2
12 4.1 4.2 4.2 4.1 4.0
15 4.0 4.0 4.1 4.0 3.8
김치의 산도 측정 결과
숙성 일수 적용예 1 적용예 2 적용예 3 비교 적용예 1 비교 적용예 2
0 0.28 0.29 0.27 0.28 0.27
3 0.31 0.32 0.31 0.31 0.31
6 0.36 0.35 0.36 0.36 0.38
9 0.87 0.87 0.89 0.91 0.94
12 0.96 0.96 0.97 1.02 1.05
15 0.98 0.99 1.02 1.07 1.12
표 5 및 6과 같이 숙성 15일째인 김치의 경우 적용예 1~3의 pH와 산도가 경우 비교 적용예 2보다 pH는 높고 산도는 낮은 것으로 나타나, 적용예 1~3의 김치가 숙성이 서서히 진행되어 산패가 지연되는 것을 알 수 있다.
<실험예 4> 김치의 류코노스톡 속(Leuconostoc spp.) 유산균수의 측정
김치의 주발효균으로 알려진 Leuconostoc 속 유산균수의 측정은 다음과 같은 방법(유광원, 황종현. 2011. 대체염을 이용한 저 나트륨 김치의 발효특성. 한국식품영양학회지, 24. 753)으로 측정하였다. 김치 10 g을 멸균 핀셋을 이용하여 Stomacher 전용의 무균 pouch에 취한 다음, 멸균 생리식염수(0.85% NaCl) 90mL를 붓고 Stomacher(Promedia SH-II M, Tokyo, Japan)를 이용하여 1분간 균질화한 후 상징액을 취하여 순차적으로 10배씩 희석액을 조제한 다음 0.1mL씩을 취하여 배지에 도말하고 35℃에서 24~48시간 배양하여 콜로니수가 30~300이 되는 배지를 선택 계수하여 유산균수(cfu/g)로 하였다 Leuconostoc 속 균수측정에 사용한 배지는 PES 배지(tryptone 5.0 g, yeast extract 0.5 g, sucrose 20.0 g, ammonium sulfate 2.0 g, MgSO4 0.5 g, KH2PO4 2.5 g, phenylethylalcohol 15.0 g in 1 liter, pH 6.8)를 사용하였다.
김치의 Leuconostoc 속 유산균수 측정 결과 단위 : cfu/g
숙성 일수 적용예 1 적용예 2 적용예 3 비교 적용예 1 비교 적용예 2
0 2.5x10 6 2.3x10 6 2.5x10 6 2.4x10 6 2.5x10 6
3 2.4x10 6 5.4x10 6 1.1x10 7 2.3x10 6 2.4x10 6
6 2.9x10 8 3.5x10 8 3.8x10 8 3.2x10 8 8.1x10 6
9 6.7x10 7 7.2x10 7 7.6x10 7 7.0x10 7 3.6x10 7
12 4.9x10 6 5.4x10 6 6.0x10 6 5.1x10 6 2.3x10 6
15 2.8x10 6 4.7x10 6 5.8x10 6 4.2x10 6 1.2x10 6
표 7에 나타난 바와 같이 김치 주발효균인 Leuconostoc 속 유산균은 적용예 1~3에서 비교 적용예 2보다 더욱 왕성하게 증식하여 김치의 산패를 지연시키고 풍미를 좋게 하는 효과가 있음을 알 수 있다.
<시험예> 김치의 관능검사
숙성 9일째의 적용예 1, 적용예 2, 적용예 3, 비교 적용예 1, 비교 적용예 2의 6종류의 김치를 잘 훈련된 관능검사요원(20대~60대 남녀 각 10명)으로 하여금 맛 향, 조직감, 전체적인 기호도에 대하여 5점 만점으로 평가하여 다음의 표 7에 나타냈다.
김치의 관능검사 결과
구분 맛 향 조직감 전체적인 기호도
적용예 1 4.2 4.2 4.3 4.2
적용예 2 4.2 4.3 4.3 4.3
적용예 3 4.2 4.1 4.2 4.1
비교 적용예 1 3.2 4.1 4.2 3.6
비교 적용예 2 4.3 4.2 4.3 4.2
상기 표 8과 같이 적용예 1~3의 김치는 비교 적용예 2와 맛, 향, 조직감 및 전체적인 기호도면에서 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에 비교 적용예 2의 경우는 마그네슘염과 칼슘염이 제거되지 않아 쓴맛으로 인하여 맛과 전체적인 기호도가 낮게 평가된 것으로 사료된다.
본 발명은 해양심층수에 함유되어 있는 쓴맛을 내는 염류를 제거하고, 저 나트륨의 해양심층수를 제조하여 배추를 절임으로써 절인 배추의 나트륨 함량을 낮출 수 있고, 배추의 부위별 품질 균일성을 높일 수 있으며, 숙성 단계에서 김치의 나트륨 함량이 종래의 김치에 비해 낮은 상태에서도 숙성이 원활하여 김치의 고유의 풍미를 내면서도 나트륨 함량이 낮아 건강에 유익한 배추김치를 제조할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (4)

  1. K 2 CO 3 또는 K 2 HPO 4 를 사용하여 해양심층수에서 마그네슘과 칼슘을 제거하고, 염화칼륨을 첨가하여 저 나트륨 해양심층수 용액을 제조하는 단계와,
    배추를 절임 탱크에 넣고 소금을 뿌려 숨을 죽인 다음, 소금물로 배추를 절이고 정제수로 세척하여 물기를 제거하는 1차 절이는 단계와,
    1차 절인 배추를 전처리된 저 나트륨 해양심층수 용액에 넣고 2차 절이는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추의 절임 방법
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 염화칼륨의 첨가는 해양심층수에 함유되어 있는 염화나트륨의 30~60중량%에 해당하는 양을 첨가하는 것을 특징으로 하는 저 나트륨 해양심층수를 이용한 배추의 절임 방법
  4. 제1항 또는 제3항의 방법으로 제조한 저 나트륨 해양심층수 절임 배추
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