KR101873977B1 - 락토바실러스 사케이 d2-212 균주 또는 이의 배양액을 이용한 저염김치의 제조방법 - Google Patents
락토바실러스 사케이 d2-212 균주 또는 이의 배양액을 이용한 저염김치의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 저염김치는 일반 김치와 비교하여 염분 함량이 현저히 낮으면서도 일반 김치와 매우 유사한 숙성 패턴과 동등 수준 이상의 맛을 유지하는 장점을 갖는다.
Description
본 발명은 락토바실러스 사케이 D2-212 균주 또는 이의 배양액을 이용한 저염김치의 제조방법에 관한 것이다.
김치는 주식인 밥과 함께 한국의 식생활에 필수적인 부식으로 배추, 무 등의 여러 가지 채소류를 소금에 절인 다음 마늘, 고추 등의 향신료와 젓갈 등의 부재료를 첨가하여 숙성시킨 우리나라 고유의 전통 발효식품이다.
영양적인 측면에서도 식이섬유소, 비타민, 무기질 등의 공급원이며 항산화 물질이 풍부한 고추와 마늘 등을 부재료로 사용하여 항산화, 항비만, 동맥경화 억제효과, 항암효과 등의 건강 기능 효과가 보고되고 있으며, 유산균 발효에 의한 항균 및 프로바이오틱으로서의 효과, 항산화 활성 유도 및 면역 활성 증가에 관한 연구가 이루어지고 있다.
김치는 2001년 코덱스(Codex) 국제식품규격 채택이후 2006년 미국의 건강 잡지인 Health에서 세계 5대 건강식품으로 선정되는 등 이제는 우리나라 전통식품에서 더 나아가 국제적인 식품으로도 관심이 점차적으로 높아지고 있다.
전통적인 김치의 소비는 집에서 담가먹는 것이 일반적이었으나, 식품산업의 발달, 가족규모의 변화, 여성들의 사회참여 그리고 외식 및 단체급식 증가 등 사회적인 현상과 더불어 외부로부터 구매소비도 늘어가고 있다.
가정식 김치에서 공장식 김치의 시장성이 크게 증대되어 산업화 생산을 기반으로 하는 시판 김치의 공급이 활발해지고 대기업이 김치 생산에 참여함으로써 시장이 크게 확대되고 김치 산업이 지속적으로 발전하고 있는 추세이다.
김치의 뛰어난 영양 가치에도 불구하고 최근에는 건강에 대한 관심이 높아지면서 나트륨에 대한 사회적 관심 또한 높아진 추세이다. 이러한 저나트륨 음식을 선호하고 있는 트랜드에 의해 김치의 높은 염분 함량에 따른 우려가 증가하고 있어 저염 김치에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다. 하지만 저염 김치 제조 시 낮은 염분함량에 의한 안전성 저하로 미생물의 올바르지 못한 증식이 일어나 맛과 품질이 유지되기가 어려운 문제가 있다. 따라서 김치의 염분함량은 낮추면서도 올바른 김치의 맛과 품질을 유지하기 위한 기술이 필요하다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 가열한 채소를 이용하는 김치 제조법이 공지되어 있다(특허문헌 1). 이는 구체적으로 소금에 절이는 단계를 생략하고, 대신 채소를 물이나 국물에 넣어 50℃ 이상으로 가열하여 연하게 하고 국물에 있는 향미 성분의 침투를 용이하게 한 방법으로, 채소를 소금에 절이는 단계를 생략하여 김치의 염도를 낮출 수는 있다는 점에서는 장점을 가지고 있다. 그러나, 가열과정에서 비타민 등의 영양소가 파괴되므로, 이를 보충하기 위해 추후에 김치에 비타민 C나 유산균을 별도로 첨가해야 하는 불편함이 있다. 즉 상술한 종래의 기술을 이용할 경우 김치의 영양소 및 향미 성분가 파괴되는 큰 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 염분의 첨가는 줄이면서 김치의 우수한 복합미를 유지하는 저염김치의 제조방법 및 이에 따라 제조된 저염김치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 이루기 위하여, a) 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조하는 단계;
b) 상기 김치에 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주 또는 이의 배양액을 첨가하는 단계; 및
c) 상기 김치를 발효시키는 단계;를 포함하는 저염김치의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 상기 목적을 이루기 위하여, 상술한 방법을 통해 제조된 저염김치.을 제공한다.
본 발명에 따른 저염김치는 일반 김치와 비교하여 염분 함량이 현저히 낮으면서도 일반 김치와 매우 유사한 숙성 패턴과 동등 수준 이상의 맛을 유지하는 장점을 갖는다.
도 1은 각 균주별 배양액의 pH 수치를 확인할 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유기산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유지산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 알데히드를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 알데히드를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 황화합물을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 9는 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 황화합물을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 10은 대량 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유기산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 11은 대량 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예, 비교예 1 및 비교예 2로부터 제조된 배양액의 짠맛에 대한 관능평가 결과를 나타낸 그래프이다. 이는 Basker의 표(도 13 참조)에 따라서 계산된 결과이다.
도 2는 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유기산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유지산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 알데히드를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 알데히드를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 황화합물을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 9는 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 황화합물을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 10은 대량 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유기산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 11은 대량 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예, 비교예 1 및 비교예 2로부터 제조된 배양액의 짠맛에 대한 관능평가 결과를 나타낸 그래프이다. 이는 Basker의 표(도 13 참조)에 따라서 계산된 결과이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명의 일 측면은 a) 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조하는 단계;
b) 상기 김치에 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주 또는 이의 배양액을 첨가하는 단계; 및
c) 상기 김치를 발효시키는 단계;를 포함하는 저염김치의 제조방법에 관한 것이다.
우선, 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조한다.
상기 김치용 채소는 제조하고자 하는 김치의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 일예로 배추, 무, 열무 및 알타리무로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 김치용 채소는 염도가 5 내지 10%인 염수에 절이는 것이 바람직하다.
만일 상기 염수의 염도가 10%를 초과할 경우에는 본 발명의 목적인 김치의 저염도화를 달성하기 어렵고, 5% 미만일 경우에는 절임 상태가 충분하지 않아, 김치 양념이 희석되어 풍미가 오히려 저하될 수 있다.
상기 소금에 절인 김치용 채소를 양념과 혼합하여 김치를 제조한다.
상기 김치 제조 단계에서, 양념류는 제조하고자 하는 김치의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있는 것으로 이는 당해 분야의 통상의 기술자라면 용이하게 제조하여 첨가할 수 있는 것이다.
본 발명에서 이러한 양념의 조성을 한정하는 것은 아니며, 일례로 무, 파, 양파, 고춧가루, 소금, 마늘, 생강, 대파, 당, 및 젓갈로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 사용자는 취향, 기호, 기후, 절기 등 상황에 따라 양념의 구성 성분을 적절하게 선택 가능하다.
상기 a) 단계 이후에 a') 상기 김치를 1 차 중탕 살균하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 1차 중탕 살균 단계는 83 내지 87 ℃에서 10 내지 20 분간 수행되는 것이 바람직하다
만일 상기 1차 중탕 살균하는 단계가 83 ℃ 또는 10 분 미만일 경우, 충분히 살균되지 못하여 김치에 바실러스 균이 관찰되며 김치의 이미/이취가 심해지는 것을 확인할 수 있다. 또한 1차 중탕 살균 시, 87 ℃ 또는 20 분을 초과할 경우, 바실러스 균은 관찰되지 않으나, 김치의 단맛이 증가하고 신맛이 감소하게 되어 전체적인 복합미가 현저히 감소하게 되는 문제가 발생한다.
다음으로 b) 상기 김치에 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P] 또는 이의 배양액을 첨가한다.
즉 상술한 본 발명의 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P]를 김치에 직접적으로 첨가할 수 있고, 아니면 상기 균주의 배양액을 첨가할 수도 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 배양액은 1) 상기 균주를 영양배지(펩톤, 효모 추출물, 글루코스/증류수)에 접종하고 20 내지 30℃에서 18 내지 28시간 동안 전배양하는 단계; 2) 상기 전배양액을 멸균된 김치 배지에 0.5-2.0％(v/v) 접종하고 20 내지 30℃에서 18 내지 28시간 동안 배양하는 단계:를 포함하는 방법으로 제조된다. 또한 상기 김치 배지는 다음과 같은 방법으로 제조되는 것이 바람직하다: (ⅰ) 상기 소금에 절인 김치용 채소 또는 상기 소금에 절인 김치용 채소와 양념을 분쇄한 것일 수 있다.
상기 김치 배지의 염농도를 0.1 내지 1.0％로 조정된 것일 수 있다.
상기 김치 g 중량당 상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P]는 1×104 내지 1×108 CFU 첨가하여 혼합되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 김치 g 중량당 상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P]는 1×107 내지 1×108 CFU 첨가하여 혼합하는 것일 수 있다.
상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P]의 배양액은 상기 김치 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7 내지 1.5 중량% 일 수 있다.
상기 김치에서 본 발명의 상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주 또는 이의 배양액이 상기 범위 미만으로 포함될 경우에는 상기 균주에 의한 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하여 포함될 경우에는 김치의 풍미가 오히려 저하되고, 김치의 다른 발효균들의 생장이 저해되어 숙성에 문제점이 발생할 수 있다.
상기 b) 단계 이후에, c) 상기 b) 단계에서 수득한 김치를 발효시킨다.
락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주 또는 이의 배양액을 이용하여 제조된 김치를 적정 숙도를 유지하면서 장기 저장하기 위해서는 발효 온도 및 발효 시간을 최적화하는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계의 발효 단계는 10 내지 50 ℃에서 발효되는 것이 바람직하고, 1 내지 10일간 발효되는 것이 바람직하다. 만일 발효 온도가 10 ℃ 미만일 경우에는 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주가 활성화되기 어렵고, 발효 온도가 50 ℃를 초과한 경우에는 상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주 외의 다른 유산균들도 활성화되어 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주의 우점률이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한 발효 시간이 1일 미만인 경우 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주가 활성화되지 못하고, 발효 시간이 10일 이상일 경우 첨가된 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주의 초기 증식이 지나치게 되어 적정 숙도로 장기 저장이 어려워지는 문제가 발생한다.
바람직하게 상기 c) 단계의 발효는 pH 3.0 내지 3.9 또는 산도 0.5 내지 2 %의 조건을 충족할 때까지 수행되는 것이 바람직하다.
상기 숙성된 김치를 장기간 저장하기 위해서는 상기 c) 단계 이후에, c') 상기 c) 단계의 김치를 2 차 중탕 살균하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 중탕 살균은 77 ℃ 내지 83 ℃에서 10 내지 20분 인 것이 바람직한데, 만일 77 ℃ 미만이거나 10 분 미만일 경우에는 바실러스 균이 관찰되는 문제가 있고, 83 ℃를 초과하거나 20 분을 초과할 경우에는 김치의 단맛이 증가하고 신맛이 감소하는 단점이 있다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
<측정방법>
1) 유리 아미노산
Phnomenex 법에 의한 유도체화를 통해 정량화한 다음, 액체크로마토그래피-질량 분석법(Liquid chromatography-mass spectrometry)(LC-MS)을 이용하여 유리 아미노산 성분을 분리하여 검출하였다.
2) 휘발성 화합물
Head Space Solid Phase Micro Extraction(HS-SPME)을 사용하여 표본을 추출한 후, 감지된 휘발성 화합물을 가스크로마토그래피-질량 분석법(Gas Chromatography-Mass Spectrometry)(GC-MS)로 검출하였다.
3) 유기산 및 당류
표본을 추출한 후, 양극 HPLC 컬럼 상에 주입하여 산과 설탕을 분리한 후, 정량화하였다. 이때 자외선을 이용하여 분석하였다(diode array of at appropriate wave lengths).
4) 관능평가(소비자 기호도 조사)
전반적인 만족도 검사는 9점 항목 척도를 사용하였고, 이때 1 점은 매우 불만족, 9 점은 매우 만족으로 하였다.
적합도 검사는 9 점 Just-About-Right(JAR) 항목 척도를 사용하였고, 1 점은 너무 약하다, 5 점은 적합하다 및 9점은 너무 강하다로 하였다.
짠맛 수준은 2-5명의 전문가들에 의해 비공식적으로 평가하였고, 이때 척도는 -는 짜지 않다. +-는 약간 짜다, + 확실히 짜다, ++은 매우 짜다로 하였다.
<균주 배양>
1) 김치 배지 제조.
하기 표 1에서와 같이 절임 배추에 마늘, 고춧가루, 소금 및 설탕과 더불어 갖가지 재료를 첨가하여 김치를 제조한 후, 5 ℃에서 3일 동안 발효하였다. 상기 김치는 사용되지 않을 경우, - 25 ℃에서 보관해 두었고, 사용하기 전에 해동하여 사용하였다. 이때, 상기 절임 배추는 잘린 배추를 8% 염수에 3 시간동안 절인 후, 물로 2 시간 동안 탈염한 것이다.
상기 제조된 김치 1.0과 절임 배추를 해동하고, 이를 물과 적절한 중량비로 혼합하여, 1 분 동안 블렌더를 이용하여 분쇄하여 균질한 혼합물을 제조하였다. 상기 균질화되지 않은 큰 입자들을 제거하기 위해, 상기 혼합물을 체로 걸러 건더기를 제거하고, 남은 현탁액을 액상의 김치 배지로 사용하였다. 이때 상기 현탁액은 80 ℃에서 3 분 동안 중탕 살균처리 한 후 배지로 사용한다.
| 성분 중량(%) |
김치 2.0 | 김치 1.0 | 일반 김치 2.0 |
| 절임 배추 (salted cabbage) |
83.03 | 83.03 | 76.70 |
| 무 (radish) |
4.00 | 4.00 | 6.00 |
| 빨간 고춧가루 (red pepper powder) |
3.20 | 3.20 | 3.00 |
| 다진 마늘 (grinded garlic) |
2.00 | 2.00 | 2.00 |
| 다진 생강 (grinded ginger) |
0.30 | 0.30 | 0.50 |
| 자당 (sucrose) |
1.00 | 1.00 | 0.40 |
| 물 (water) |
3.00 | 4.00 | 1.00 |
| 대파 (green onion(leeks)) |
2.30 | 2.30 | 2.30 |
| 소금 (salt) |
1.17 | 0.17 | 0.50 |
| 양파 (onion) |
- | - | 2.60 |
| 쌀녹말 (rice starch) |
- | - | 1.80 |
| 멸치액젓 (anchovy sauce) |
- | - | 3.20 |
| 총 중량(%) | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
상기 김치 2.0과 김치 1.0은 염성분이 1.17%와 0.17 %로 낮게 함유되어 있는 저염 김치 모델이다.
일반 김치 2.0은 통상적인 김치와 유사한 염함량을 갖도록 제조된 것이다.
이때 상기 김치 1.0과 물을 혼합하여 제조된 김치 배지의 pH는 6.1이였고, 절임 배추와 물을 혼합하여 제조된 김치 배지는 pH가 5.7이였다.
2)
절임배추
배지
잘린 배추를 8% 염수에 3 시간동안 절인 후, 물로 2 시간 동안 탈염한 것을 사용하였다. 이때 염도는 약 1%였다. 상기 절임배추는 사용하지 않을 경우, -25 ℃에서 보관하였다.
절임배추 배지를 제조하기 위해 상기 제조된 절임 배추를 해동하고, 이를 물과 적절한 중량비로 혼합하여, 1 분 동안 블렌더를 이용하여 분쇄하여 균질한 혼합물을 제조하였다. 상기 균질화되지 않은 큰 입자들을 제거하기 위해, 상기 혼합물을 체로 걸러 건더기를 제거하고, 남은 현탁액을 액상의 김치 배지로 사용하였다. 이때 상기 현탁액은 80 ℃에서 3 분 동안 중탕 살균처리 한 후 절임배추 배지로 사용한다.
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실험예
1> 22 종의 균주 선정
시중에 유통되고 있는 아워홈 김치로부터 유산균 총 15종을 분리하였고, 치즈와 같은 유제품으로부터 NIZO-1부터 NIZO-7까지의 총 7종의 균주를 분리하였다.
상기 22 종의 균주를 각각 김치 배지(김치 1.0:물, 2:1 중량비)에 접종하여, 상기 균주의 생성여부를 판단한 결과, 선정된 22종의 균주 모두 김치 배지에서 생성이 활발한 것을 확인하였다.
| genus | species | strain |
| Lactobacillus | crispatus | NIZO-1 |
| Lactobacillus | acidophilus | NIZO-2 |
| Lactobacillus | helveticus | NIZO-3 |
| Streptococcus | thermophilus | NIZO-4 |
| Lactobacillus | casei | NIZO-5 |
| Lactobacillus | casei | NIZO-6 |
| Lactobacillus | fermentum | NIZO-7 |
| Lactobacillus | plantarum | D2-067 |
| Lactobacillus | plantarum | OH-05 |
| Lactobacillus | plantarum | MBO-1 |
| Lactobacillus | brevis | SS-25 |
| Lactobacillus | brevis | JG-45 |
| Lactobacillus | sakei | D2-212 |
| Lactobacillus | sakei | OH-06 |
| Leuconostoc | citreum | JG-06 |
| Leuconostoc | citreum | D2-281 |
| Leuconostoc | kimchii | D2-224 |
| Leuconostoc | kimchii | O-10 |
| Weisella | koreensis | D2-115 |
| Weisella | koreensis | OH-03 |
| Weisella | cibaria | D2-43 |
| Weisella | cibaria | D2-120 |
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실험예
2> 10 종의 균주 선별
1) 각 균주별 김치 배양액 제조
실험예 1의 22종의 균주 중에서 짠맛에 영향을 주는 주요 요소들(유리 아미노산 중에서 글루타민 산, 아르기닌, 아스파르트 산, 라이신; 유기산 중에서 젖산, 초산; 휘발성 물질 중에서 함황화합물 및 알데히드 물질)에 대한 생성능력이 가장 우수한 균주 10종을 선별하고자 하였다.
상기 총 22종의 균주는 위의 표 2에 정리되어 있고, 먼저 각각의 균주를 김치 배지 또는 절임배추 배지에 접종하기 전에 미리 MRS(lactobacilli, leuconostoc and weisella strain) 배지 혹은 LM17(str.thermophilus) 배지에 전배양(pre-culture) 하룻동안 수행하고, 이의 OD600 값을 측정하여 성장여부를 확인하였다.
전배양이 완료된 상기 각 균주 전배양액의 1%(약 김치 배지 g 중량당 108 내지 109 CFU)를 김치 배지 또는 절임배추 배지 100g 구비된 마이크로타이터 플레이트(microtitrer plate)에 접종하고, 30 ℃에서 5 일간 배양하여, 각 균주별 김치 배양액(Kmodel1)과 각 균주별 절임배추 배양액(cabbage)을 얻었다.
2) 각 배양액에 대한 pH 분석
상술한 배양 과정을 통해 얻은 각 균주(22종)별 배양액의 pH 수치를 확인할 결과를 도 1에 나타내었고, 이때 도 1의 x 축에 따라 측정한 각 균주별 배양액이 나열되어 있고, 이는 각각 해당하는 균주명으로 표기되어 있다.
cabbage로 표기된 막대 그래프는 절임배추 배지(절임배추:물, 2:1 중량비)를 이용한 것이고, Kmodel1로 표기된 막대 그래프는 김치 배지(김치 1.0:물, 2:1 중량비)를 이용하여 얻은 배양액이다.
도 1에 나타난 바와 같이 모든 균주의 배양액들의 pH가 낮아진 것을 확인하였고, 이를 통해 마이크로타이터 플레이트(microtitrer plate)에서 산성화가 잘 진행되었음을 알 수 있었다.
3) 각 배양액에 대한 유기산 분석
상술한 배양 과정을 통해 얻은 각 균주별 배양액에 존재하는 성분들 중에서, 짠맛과 관련있는 유기산(초산(acetic acid), 젖산(lactic acid), 호박산(succinate))을 측정하여 비교하였다.
도 2는 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유기산을 분석하여 나타낸 그래프이고, 도 3은 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유지산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 각 균주별 배양액에 대한 유기산 함량을 분석한 결과, 짠맛과 관련된 주요 유기산의 함량이 균주에 따라 상이한 것을 관찰하였다.
음성 대조군인 Blank와 비교하였을 때, 초산(acetic acid)의 경우 11 개의 균주(NIZO-6, D2-067, OH-05, JG45, JG-06, D2-281, D2-224, O-10, D2-115, OH-03, D2-43 및 D2-120)에서 확연히 증가한 것을 확인할 수 있다.
한편 호박산(succinate)은 8 개의 균주(D2-067, OH-05, JG-45, D2-281, O-10, D2-115, OH-03, D2-43 및 D2-120)에서 함량이 증가한 것을 확인하였다.
4) 각 배양액에 대한 유리 아미노산 분석
상술한 배양 과정을 통해 얻은 각 균주별 배양액에 존재하는 성분들 중에서, 짠맛과 관련있는 유리 아미노산(아르기닌, 라이신, 아스파르트 산, 클루타민 산)을 측정하여 비교하였다.
도 4는 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이고, 도 5는 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 4, 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 균주들 중 D2-212, OH-06, NIZO-3 및 NIZO-4 균주를 배양한 배양액에서, 짠맛과 관련된 유리 아미노산의 함량이 가장 크게 증가되고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 염농도가 높은 절임배추 배지를 이용했을 때보다 김치 배지를 이용했을 때 가장 확연한 차이를 보여주었다.
4) 각 배양액에 대한 휘발성 화합물 분석
상술한 배양 과정을 통해 얻은 각 균주별 배양액에 존재하는 성분들 중에서, 짠맛과 관련있는 휘발성 화합물인 알데히드(벤즈알데히드(Benzaldehyde), 헥사날(hexanal), 2-메틸부타날(2-methylbutanal) 및 3-메틸부타날(3-methylbutanal))와 황화합물을 측정하여 비교하였다.
도 6은 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 알데히드를 분석하여 나타낸 그래프이고, 도 7은 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 알데히드를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 6, 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 균주들 중 일부 균주의 배양액에서, 짠맛과 관련된 휘발성 화합물 중 알데히드의 함량이 크게 증가하는 것을 확인하였다. 특히, 벤즈알데히드와 헥사날은 절임배추 배지에서는 균주 NIZO-1, NIZO-2, NIZO-3, NIZO-4, NIZO-6, D2-212, OH-06, O-10 균주를 배양한 배양액에서 크게 증가하였고, 이는 김치 배지를 사용하였을 때와 유사한 경향을 갖는 것으로 확인되었다.
도 8은 절임배추 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 황화합물을 분석하여 나타낸 그래프이고, 도 9는 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 휘발성 화합물 중 황화합물을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도8, 9에 나타난 바와 같이, 황화합물의 경우에는 특정 균주로 결정짓기 어려우나, 절임배추 배지를 사용했을 때에는 특정균주에서 크게 증가되고 있는 것을 확인할 수 있다.
5) 결론
상술한 잠재적으로 짠맛에 관여한다고 여겨지는 성분(특히, 유리 아미노산과 알데히드)들에 대한 실험결과를 바탕으로, 총 22종의 균주로부터 10 종의 균주를 선별하였고, 선정된 균주는 다음의 표 3과 같다.
| 시료순서 | genus | species | strain | 주 생성물 |
| 1 | Lactobacillus | sakei | D2-212 | 알데히드, 유리 아미노산 |
| 2 | Lactobacillus | sakei | OH-06 | 알데히드, 유리 아미노산 |
| 3 | Lactobacillus | plantarum | D2-067 | 호박산, 아세테이트 |
| 4 | Lactobacillus | plantarum | OH-05 | 호박산, 아세테이트 |
| 5 | Leuconostoc | kimchii | O-10 | 호박산, 아세테이트 |
| 6 | Weisella | koreensis | D2-115 | 호박산, 아세테이트 |
| 7 | Lactobacillus | plantarum | MBO-1 | 황 화합물 |
| 8 | Streptococcus | thermophilus | NIZO-4 | 알데히드, 유리 아미노산 |
| 9 | Lactobacillus | acidophilus | NIZO-2 | 알데히드 |
| 10 | Lactobacillus | helveticus | NIZO-3 | 알데히드, 유리 아미노산 |
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실험예
3> 7 종의 균주 선별
1) 대량 배양을 위한 대량 김치 배지 제조, 및 배양
절임배추 배지와 김치 배지와 물을 1 : 1 : 1.5의 중량비로 혼합하여 블렌더를 이용해 분쇄하고 균질화한 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물을 중심온도 85 ℃ 도달 후, 15 분 동안 1차 중탕 살균하고, 이를 450 g씩 무균 백에 넣어 1 L의 캔 안에 넣어 대량 김치 배지를 제조하였다.
상기 대량 김치 배지에 각 균주(10종)를 접종하기 전에 먼저, 상기 표 3에 기재된 총 10종의 균주를 각각 미리 MRS(lactobacilli, leuconostoc and weisella strain) 배지 혹은 LM17(str.thermophilus) 배지에 전배양(pre-cultur) 하룻동안 수행하고, 이의 OD600 값을 측정하여 성장여부를 확인하였다.
전배양이 완료된 상기 각 균주 전배양액의 1%(약 108 내지 109의 생균수)를 상기 대량 김치 배지에 접종하고, 30 ℃에서 5 일간 배양한 후, 배양액의 산도가 1%를 달성하였을 때, 40 메쉬로 여과하고, 이를 중심온도 80 ℃에서 15 분 동안 중탕 살균(2차) 처리하여 10 종의 균주에 대한 대량 배양액을 얻었다.
상술한 과정을 통해 얻은 10종의 균주에 대한 대량 배양액의 이화학 분석을 실시하여 최종 1 종의 균주를 선발하였는데, 이화학 분석 결과는 아래에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
2) 상기 배양액에 대한 유기산 분석
상술한 배양 과정을 통해 얻은 각 균주(총 10종; 표 3)별 배양액에 존재하는 성분들 중에서, 짠맛과 관련이 있는 유기산(초산(acetic acid), 젖산(lactic acid), 호박산(succinate) 및 개미산(formic acid))을 측정하여 비교하였다.
도 10은 대량 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유기산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 10에 나타난 바와 같이, 짠맛과 관련된 유기산이 가장 높게 생성된 배양액은 D2-212, OH-06, D2-067, OH-05, O-10, D2-115, MBO-1, NIZO-3 균주를 배양한 배양액으로 관찰되었다.
이에 반해 아무 균주도 첨가하지 않은 blank(음성 대조군; 시료순서 11)의 배양액과 NIZO-2, NIZO-4 균주의 배양액에서는 유기산 함량이 거의 관찰되지 않았다.
3) 상기 배양액에 대한 유리 아미노산 분석
상술한 배양 과정을 통해 얻은 각 균주(총 10종; 표 3)별 배양액에 존재하는 성분들 중에서, 짠맛과 관련이 있는 유리 아미노산(알라닌, 라이신, 아스파르트 산, 글루타민 산, 총 유리 아미노산)을 측정하여 비교하였다.
도 11은 대량 김치 배지에서 배양된 각 균주별 배양액에 대한 유리 아미노산을 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 11에 나타난 바와 같이 짠맛과 관련된 유리 아미노산이 가장 높게 생성된 배양액은 D2-212, OH-06 균주를 배양한 배양액으로 관찰되었다.
아무 균주도 첨가하지 않은 blank(음성 대조군)의 배양액과 NIZO-2, NIZO-4, NIZO-3, MBO-1 및 O-10 균주의 배양액은 동일한 정도의 유리 아미노산 함량이 관찰되었다. 즉, 대량 김치 배지 자체에 유리 아미노산이 어느 정도 존재한다고 여겨진다.
이를 통해 NIZO-2, NIZO-4, NIZO-3, MBO-1, D2-067 및 O-10 균주의 배양액에서 측정된 유리 아미노산은, 음성 대조군의 유리 아미노산 함량을 그대로 가지고 있는 것을 관찰되기 때문에, 상술한 균주에 의해 유리 아미노산이 생성된 것이 아니고, 초기 대량 김치 배지에 존재하던 유리 아미노산 함량이 그대로 존재하는 것이라 여겨진다.
4) 결론
상술한 이화학 분석 결과를 종합한 결과, 짠맛과 관련된 유리 아미노산과 유기산 생성능력이 거의 없는 NIZO-4, NIZO-2 및 NIZO-3 균주를 제외하였고, 이화학 분석시 우수한 짠맛 관련 화합물을 생성하는 D2-212, OH-06, D2-067, OH-05, O-10, D2-115, MBO-1의 균주 7 종을 선별하였다.
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실험예
4> 1 종의 균주 선별
1) 상기 실험예 3을 통해 선별된 7종의 균주 중에서 이미, 이취에 대한 관능평가를 실시하여 균주를 선별하기로 하였다. 상기 실험예 3을 통해 선별된 7종의 균주는 하기 표 4에 나타내었다.
| 시료순서 | genus | species | strain |
| 1 | Lactobacillus | sakei | D2-212 |
| 2 | Lactobacillus | sakei | OH-06 |
| 3 | Lactobacillus | plantarum | D2-067 |
| 4 | Lactobacillus | plantarum | OH-05 |
| 5 | Leuconostoc | kimchii | O-10 |
| 6 | Weisella | koreensis | D2-115 |
| 7 | Lactobacillus | plantarum | MBO-1 |
상기 선별된 7 종의 균주 역시 실험예 3과 동일한 방법으로 대량 김치 배양액을 얻어, 이에 대한 관능평가를 실시하였다.
관능검사를 위하여 전문 패널 32명을 관능검사 요원으로 선발하고, 상기 배양액의 짠맛, 신맛, 쓴맛 및 이미의 4 가지 항목으로 15점법(1에서 15)을 이용하여 각각의 시료 간의 차이를 확인하였다.
| 시료 순서 |
균주(strain) | 짠맛 | 신맛 | 쓴맛 | 이미 |
| 1 | D2-212 | 9.31 | 5.84 | 4.31 | 3.84 |
| 2 | OH-06 | 6.44 | 5.97 | 4.22 | 3.75 |
| 3 | D2-067 | 4.97 | 5.13 | 5.5 | 5.69 |
| 4 | OH-05 | 5.91 | 7.06 | 5.09 | 3.38 |
| 5 | O-10 | 4.5 | 4.94 | 7.19 | 5.78 |
| 6 | D2-115 | 7.19 | 7.56 | 4.97 | 4.19 |
| 7 | MBO-1 | 3.19 | 5 | 4.16 | 4.56 |
표 5에 나타난 바와 같이, D2-212 균주를 사용한 대량 김치 배양액의 짠맛이 가장 유의적으로 강한 것을 확인하였다.
이에 반해, 균주 OH-05와 O-10을 사용한 대량 김치 배양액은 신맛의 강도가 7 이상으로 매우 높은 것으로 측정되었고, 이는 젖산 함량이 높아 산도가 증가하였기 때문인 것으로 여겨진다.
또한, 쓴맛의 경우 O-10 균주와 D2-067 균주를 사용한 대량 김치 배양액이 5.5 이상의 강한 쓴맛을 갖고 있다고 평가되었다.
이미 평가에서는 D2-067 균주와 O-10 균주를 사용한 대량 김치 배양액에서 5.5 이상이 평가되었다.
상술한 관능평가 결과를 조합한 결과, 짠맛이 가장 약한 것으로 평가된 MBO-1 균주와 쓴맛과 이미 평가에서 최고점이 나온 O-10 균주와 D2-067 균주를 제외하였다.
D2-212 균주를 사용한 대량 김치 배양액에서 짠맛은 가장 높으면서도, 쓴맛과 이미 평가에서 낮은 값을 받았으며, 신맛은 적당한 수치를 갖는 것으로 평가되었다. 즉, 김치 조성물에 대한 다른 맛에는 영향을 미치지 않으면서 단지 짠맛만을 향상시키고 있는 것을 확인하였는바, 상기 균주들 중에서 D2-212 균주를 선정하게 되었다. D2-212 균주를 제외한 나머지 균주들은 짠맛외에 다른 맛을 동시에 증진시키거나 짠맛보다 다른 맛을 더 증진시키는 등의 문제점이 존재하는 것을 확인할 수 있다.
2) 선정된
D2
-212 균주에 대한 분자생물학적 동정
최종선정된 D2-212 균은 16S rRNA 염기서열을 결정하여 NCBI(National Center for Biotechnology Information)의 blastn program을 이용하여 분석한 후 GenBank에 등록된 표준군주(type strain)와의 상동성을 비교하였다.
D2-212 균주의 16S rRNA 염기서열은 서열번호 1에 나타내었다. 이를 GenBank에 등록된 다른 균주들과 염기서열을 비교한 결과 D2-212 균은 표준균주인 Lactobacillus sakei subsp. sakei 23k와 100%의 상동성을 나타내어, D2-212 균주는 락토바실러스 사케이 D2-212로 명명하여 한국생명공학연구원 생물자원센터에 2016년 08월 31일 기탁하고, 기탁번호 KCTC18493P를 부여받았다.
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실험예
5> 선정
D2
-212 균주의 배양액에 대한 산도 평가
상기 관능평가 결과 선정된 1 종의 균주를 실험예 3의 배양방법과 동일한 방법으로 배양하여, 대량 김치 배양액을 얻었고, 이에 대한 pH, 산도 및 염도를 측정하여 하기 표 7에 나타내었다.
산도는 총 산도에 대해서 측정을 한 것이며, 메틀러토레도 社의 Auto titrator를 이용하여 산도를 측정하였다.
| 시료 순서 |
균주(strain) | pH | 산도 | 염도 |
| 1 | D2-212 | 3.39 | 1.05 | 0.53 |
표 7에 나타난 바와 같이, D2-212 균주를 사용하여 5일 간 배양한 대량 김치 배양액은 pH가 3.39, 산도가 1.05, 염도가 0.53인 것을 확인하였다.
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실험예
6> 종래 짠맛증진제와
D2
-212 균주의 배양액에 대한 관능평가.
선정된 D2-212 균주를 소금의 대체물로 사용하여, 소금을 덜 첨가하여도 높은 풍미를 지닌 김치의 제조가 가능한지 여부를 확인하고자 하였다.
이를 위해 상기 D2-212 균주를 대량 김치 배지에 첨가한 경우와 종래 짠맛증진제(또는 일반적인 소금대체물; KCl 및 MSG)를 대량 김치 배지에 넣은 경우, 동일한 발효시간 후에 배양액의 짠맛을 비교하였다.
a) D2-212 균주의 대량 김치 배양액 제조
대량 김치 배지와 배양방법은 모두 실험예 3과 같이 진행하였다.
b) 비교예 1,2를 사용한 대량 김치 배양액 제조
비교예 1, 2는 상기 실험예 3과 모두 동일하게 하되, 상기 D2-212 균주 대신에 KCl(비교예 1) 또는 MSG(비교예 2)를 사용한 것을 제외하고는 모두 동일하게 하였다.
다만 KCl과 MSG 첨가 기준은 상기 D2-212 균주를 사용한 배양액 내에 짠맛 성분(짠맛을 내는 유기산, 유리아미노산, 알데히드 및 황화합물)이 약 0.1% 함유되어 있으므로, 이를 근거로 하여 상기 KCl, MSG를 각각 0.1% 첨가하였다.
상기 대량 김치 배양액을 표 8에 정리하여 나타내었다.
| 구분 | 배지 | 첨가물 | 첨가량 | 배양기간 |
| 실시예 1 | 대량 김치 배지 450 g |
D2-212 균주의 전배양액 | 전 배양액 1% (생균수 108~109 cell/㎖); 짠맛 성분 약 0.1% |
30 ℃, 5일 |
| 비교예 1 | 대량 김치 배지 450 g |
KCl | 배지 총 중량의 0.1% | 30 ℃, 5일 |
| 비교예 2 | 대량 김치 배지 450 g |
MSG | 배지 총 중량의 0.1% | 30 ℃, 5일 |
이때, 표 1에서 언급하고 있는 용어 '짠맛 성분'은 짠맛을 유발하는 유기산, 유리 아미노산, 황화합, 알데히드 등을 일컫는 것으로, 상술한 바와 같은 과정을 통해 측정되며, 상기 전 배양액 총 중량을 기준으로 측정된 상기 성분들의 총합이 0.1% 포함되어 있는 것이다.
상기와 같이 제조된 세가지 대량 김치 배양액에 대한 관능평가를 실시하였다.
관능검사를 위하여 전문 패널 7명을 관능검사 요원으로 선발하고, 상기 배양액의 짠맛을 랭킹법(1에서 3)을 이용하여 각각의 시료 간의 차이를 확인하였다. 이의 결과를 도 12에 나타내었다.
도 12는 실시예, 비교예 1 및 비교예 2로부터 제조된 배양액의 짠맛에 대한 관능평가 결과를 나타낸 그래프이다. 이는 Basker의 표(도 13 참조)에 따라서 계산된 결과이다.
도 12와 같이, 5 % 유의수준에서 시료가 3 개이고 패널이 7명일 때, 최소 유의차는 10부터 이다.
결과적으로 도 12에 나타난 바와 같이, 실시예가 전문 패널들로부터 가장 짠맛이 높은 것으로 평가되었고, 실시예와 비교예 1,2의 차가 10 이상이므로, 본 발명에 따른 균주를 이용한 배양액은 동일한 염 농도의 비교예 1, 2에 비해 매우 유의적으로 현저하게 맛의 차이를 가지고 있다 할 것이다.
다시 말해 본 발명에 따른 D2-212 균주를 이용하여 김치를 발효할 경우, 김치에서 잘 성장할 수 있을 뿐만 아니라, 생장과정에 짠맛을 내는 생성물(화합물)을 생성하므로, 김치 제조시 소금을 많이 사용하지 않아도 김치의 풍미를 충분히 유지할 수 있다. 게다가 종래 소금 대체물로 제안되고 있는 KCl과 MSG보다 더 짠맛을 유도할 수 있다.
<
실험예
7>
D2
-212 균주를 첨가하여 제조된
저염김치의
공정조건 최적화
상술한 과정을 통해 선정된 D2-212 균주는 종래 짠맛증진제보다 우수한 짠맛을 제공하고 있음을 알 수 있었다. 다음으로 본 발명을 통해 선정된 균주를 이용하여 김치를 발효시킬 때, 상기 D2-212 균주의 생장률이 우수하면서도 짠맛의 성분들을 잘 생성하는 살균 조건을 최적화하고자 하였다.
우선, 본 발명의 D2-212 균주를 사용한 저염김치의 전반적인 공정은 다음과 같다.
먼저 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조하고, 이를 1차 중탕 살균한다. 이러한 과정을 통해 김치에 존재하는 불필요한 균들을 제거하고, D2-212 균주의 생장률을 향상시키기 위한 것이다.
다음으로, 상기 김치에 기탁번호 KCTC18493P로 기탁된 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주를 첨가하고, 이를 30 ℃에서 5일 간 배양(또는 발효)한 후, 목표 산도에 도달하면 여과한 다음, 이를 2차 중탕 살균한다.
본 실험예에서는 상기 1차 중탕 살균과 2차 중탕 살균 조건을 각각 최적화하여 각 조건에 따라 균수 측정과 관능평가를 실시하였다.
1) 1차 중탕 살균 조건 최적화
상술한 과정 중에서, 먼저 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조하고, 이를 다양한 조건으로 1차 중탕 살균한 후에 균수와 관능 평가를 실시하였다. 결과를 표 9에 정리하였다.
| 구분 | 1차 중탕 조건 | 1차 중탕 후의 균수(CFU) | 관능 평가 결과 | 바실러스 균 유무 |
| 대조군 | - | 7.0 × 107 | - | - |
| 실시예 2 | 80 ℃, 15 분 | 1.15 × 105 | 대조군과 유사 | 관찰됨 |
| 실시예 3 | 80 ℃, 30 분 | 2.5 × 104 | 이미/이취 심함 | 관찰됨 |
| 실시예 4 | 85 ℃, 15 분 | 2.65 × 103 | 대조군과 유사 | 관찰안됨 |
| 실시예 5 | 85 ℃, 30 분 | 1.4 × 103 | 단맛이 증가하고 신맛은 감소함 | 관찰안됨 |
| 실시예 6 | 90 ℃, 15 분 | 2.15 × 103 | 단맛이 증가하고 신맛은 감소함 | 관찰안됨 |
표 9에 나타난 바와 같이 상기 1차 중탕 살균 단계는 83 ℃ 내지 87 ℃에서 10 내지 20 분간 수행되는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있는데, 만일 상기 1차 중탕 살균하는 단계가 83 ℃ 또는 10 분 미만일 경우, 충분히 살균되지 못하여 김치에 바실러스 균이 관찰되며 김치의 이미/이취가 심해지는 것을 확인할 수 있다. 또한 1차 중탕 살균 시, 87 ℃ 또는 20 분을 초과할 경우, 바실러스 균은 관찰되지 않으나, 김치의 단맛이 증가하고 신맛이 감소하게 되어 전체적인 복합미가 현저히 감소하게 되는 문제가 발생하는 것을 확인하였다.
2) 2차 중탕 살균 조건 최적화
먼저 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조하고, 이를 상술한 과정을 통해 최적화된 조건(85 ℃, 15 분)으로 1차 중탕 살균한 다음, 상기 김치에 기탁번호 KCTC18493P로 기탁된 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주를 첨가하고, 이를 30 ℃에서 5일 간 배양(또는 발효)한 후, 목표 산도에 도달하면 여과한 다음, 이를 2차 중탕 살균한다.
상술한 과정 중에서, 2차 중탕 살균을 다양한 조건으로 수행한 후, 이의 생균수와 관능 평가를 실시하였다. 결과를 표 10에 정리하였다.
| 구분 | 2차 중탕 조건 | 2차 중탕 후의 균수(CFU) | 관능 평가 결과 | 바실러스 균 유무 |
| 대조군 2 | - | 2.23 × 108 | - | - |
| 실시예 7 | 70 ℃, 30 분 | 2.1 × 104 | 대조군과 유사 | 관찰됨 |
| 실시예 8 | 80 ℃, 15 분 | 1.0 × 102 | 대조군과 유사 | 관찰안됨 |
| 실시예 9 | 80 ℃, 30 분 | 0 | 단맛이 증가하고, 신맛은 감소함 | 관찰안됨 |
| 실시예 10 | 85 ℃, 15 분 | 1.6 × 102 | 단맛이 증가하고 신맛은 감소함 | 관찰안됨 |
| 실시예 11 | 85 ℃, 30 분 | 0 | 단맛이 증가하고 신맛은 감소함 | 관찰안됨 |
| 실시예 12 | 90 ℃, 15 분 | 0 | 단맛이 증가하고 신맛은 감소함 | 관찰안됨 |
상기 숙성된 김치를 장기간 저장하기 위해, 2차 중탕 살균을 진행하였다. 표 10에 나타난 바와 같이 상기 2차 중탕 살균은 77 ℃ 내지 83 ℃에서 10 내지 20분 인 것이 바람직한 것을 확인하였다. 만일 77 ℃ 미만이거나 10 분 미만일 경우에는 바실러스 균이 관찰되는 문제가 있고, 83 ℃를 초과하거나 20 분을 초과할 경우에는 김치의 단맛이 증가하고 신맛이 감소하는 단점이 있음을 확인하였다.
<
실험예
8> 다양한 조미료가 첨가된
저염김치와
본 발명에 따른
저염김치의
관능검사
1) 관능평가 방법
본 발명의 저염김치의 관능검사는 스펙트럼 묘사분석(The SpectrumTM descriptive analysis)을 일부 적용한 정량적 묘사분석(quantitative descriptive analysis)방법을 사용하여 평가되었다.
특성 평가는 향미 및 텍스쳐 순서로 진행되었으며 패널들은 한 시료의 모든 감각적 특성을 평가한 후 다음 시료를 평가하는 monadic 절차를 사용하였다. 특성 평가시 패널 요원들에게 제시된 평가용 젓가락을 이용하여 시료의 맛을 본 후 평가하도록 하였다. 한 시료의 평가가 끝난 후에는 정수로 입을 한 번 헹군 후 가래떡 한 조각을 섭취하고 정수로 다시 한 번 입을 헹구도록 하여 이전 시료에 의한 영향을 최소화하였으며, 이전 시료에 대해 점수를 고칠 수 있도록 허용하였다. 평가에 사용된 척도는 16점 항목척도이며 1점에서 15점으로 갈수록 강도가 강해지는 것을 나타내었고 특성이 없는 경우에는 0점에 표시하도록 하였다. 패널들은 느껴지는 각 특성의 강도를 주어진 척도 상에 표시하였다. 평가는 칸막이가 설치된 개별 부스에서 수행 되었다. 패널들에게는 평가 1시간 전부터 물 이외의 음료나 음식물의 섭취를 피하도록 하였으며 향수 등과 같이 향이 강한 화장품의 사용을 금하도록 하였다.
제조된 저염김치 시료는 하기 표 11에 정리하여 나타내었다.
| 구분 | 포함된 조미료 함량(김치 총 중량 대비 중량%) | |||
| NaCl | KCl | MSG | D2-212의 배양액 | |
| 비교예 3 | 1.5 | - | - | - |
| 비교예 4 | 1.0 | - | - | - |
| 비교예 5 | 1.0 | 0.47 | - | - |
| 비교예 6 | 1.0 | 0.47 | 0.2 | - |
| 실시예 13 | 1.0 | 0.47 | - | 3.53 |
2) 통계 분석
저염김치의 묘사분석 결과 시료의 감각적 특성에 따라 시료 간에 차이가 있는지 알아보기 위하여 각 특성별로 삼원분산분석(three-way analysis of variance, ANOVA)이 수행되었다. 저염김치에 대한 감각적 특성을 종속변수로 두고, 고정요인 (fixed factor)에는'김치 (Kimchi)', '검사원 (subject)'을, 임의요인 (random factor)에는'반복 (replicate)'을 두어 이들의 상호작용을 독립변수로 한 모델을 사용하였다.
또한, 사후 검정으로 Duncan's multiple range test (α=0.05)가 수행되었다. 분산분석에는 SPSS for window 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL., USA) 통계패키지를 사용하였다.
3) 결과
상술한 과정과 같이 측정된 묘사분석 데이터를 3-way ANOVA로 분석한 결과를 하기 표 12에 나타내었다.
| 구분 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 실시예 13 | |
| 맛/ 풍미 |
짠맛(salty) | 8.36a | 5.57c | 7.39ab | 8.11ab | 7.93b |
| 신맛(sour) | 6.57b | 7.32ab | 5.57c | 7.54a | 5.21c | |
| 쓴맛(bitter) | 5.82bc | 5.04c | 7.14a | 6.43ab | 6.39ab | |
| MSG | 6.00b | 5.54b | 5.89b | 7.25a | 4.96b | |
| 단맛(sweet) | 5.36ab | 6.32a | 4.79b | 5.29ab | 4.75b | |
| 발효향 (fermented) |
8.11a | 8.36a | 7.71a | 8.21a | 6.18b | |
| 중국 양배추향 (chinese cabbage) |
7.64 | 6.82 | 7.32 | 7.07 | 7.25 | |
| 빨간 고추향 (red pepper) |
3.68 | 2.89 | 2.82 | 3.14 | 3.50 | |
| 마늘향(garlic) | 2.57 | 2.36 | 2.36 | 2.64 | 2.50 | |
| 골파향(green onion) | 2.89 | 3.18 | 2.71 | 3.04 | 2.75 | |
| 금속맛(metallic) | 5.36 | 5.75 | 6.61 | 5.75 | 5.93 | |
| 발효된 해산물 향 (fermented seafood) |
4.89 | 3.82 | 4.39 | 4.93 | 4.89 | |
| 입맛 (mouthfeel) |
탄산감(carbonated) | 5.00a | 4.57abc | 4.00bc | 4.79ab | 3.79c |
| 탄감(burning) | 6.32 | 5.89 | 5.86 | 5.82 | 6.21 | |
| 감촉(texture) | 빳빳함(stiffness) | 6.25 | 6.75 | 6.54 | 7.07 | 6.29 |
| 아삭아삭함 (crunchness) | 7.14bc | 8.07ab | 6.96c | 7.50abc | 8.29a | |
| 촉촉함(moistureness) | 6.71 | 7.21 | 6.93 | 6.71 | 7.46 | |
| 억셈(toughness) | 8.04 | 7.29 | 7.68 | 7.61 | 7.43 | |
표 12에 나타난 바와 같이, 점수가 높을수록 감각 특성의 강도가 높은 것으로, 같은 알파벳이면 유의차가 없는 것으고, 다른 알파벳이면 유의차를 갖는 것이다.
18 개의 관능적 특성 중 8개의 특성(짠맛, 신맛, 쓴맛, MSG 맛, 단맛, 발효 향미, 탄산감 및 아삭한 정도)에서 시료간 유의차가 발생하였다. 구체적으로 짠맛에서는 본 발명에 따른 실시예 13으로 제조된 저염김치의 경우 짠맛은 다른 조미료를 사용한 것과 동등한 수준이나 신맛, 쓴맛, MSG맛, 단맛 등에서 다른 조미료를 사용한 것보다 유의적으로 낮게 측정되었음을 확인하였다.
즉, 종래의 KCl, MSG를 사용할 경우 짠맛이 증가하긴 하나, 신맛, 쓴맛, 단맛, MSG 맛도 덩달하 유의적으로 증가하고 있음을 알 수 있다. 허나 본 발명에 따른 D2-212 균주의 배양액을 사용한 경우 염도의 증강없이 짠맛만 증진시키고, 다른 맛은 전혀 영향을 미치지 않고 있음을 알 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 D2-212 균주의 배양액을 사용하여 김치를 발효할 경우 김치의 풍미를 유지하면서도 짠맛을 유의적으로 증진시킨 저염김치가 제조됨을 알 수 있다.
<110> Ourhome Co., Ltd.
<120> preparation method for low salt kimchi using Lactobacillus sakei
D2-212
<130> HPC-6875
<160> 1
<170> KopatentIn 2.0
<210> 1
<211> 1571
<212> RNA
<213> Unknown
<220>
<223> 16S rRNA of lactobacillus sakei strains D2-212 isolated from
kimchi
<400> 1
gagagtttga tcctggctca ggacgaacgc tggcggcgtg cctaatacat gcaagtcgaa 60
cgcactctcg tttagattga aggagcttgc tcctgattga taaacatttg agtgagtggc 120
ggacgggtga gtaacacgtg ggtaacctgc cctaaagtgg gggataacat ttggaaacag 180
atgctaatac cgcataaaac ctaacaccgc atggtgtagg gttgaaagat ggtttcggct 240
atcactttag gatggacccg cggtgcatta gttagttggt gaggtaaagg ctcaccaaga 300
ccgtgatgca tagccgacct gagagggtaa tcggccacac tgggactgag acacggccca 360
gactcctacg ggaggcagca gtagggaatc ttccacaatg gacgaaagtc tgatggagca 420
acgccgcgtg agtgaagaag gttttcggat cgtaaaactc tgttgttgga gaagaatgta 480
tctgatagta actgatcagg tagtgacggt atccaaccag aaagccacgg ctaactacgt 540
gccagcagcc gcggtaatac gtaggtggca agcgttgtcc ggatttattg ggcgtaaagc 600
gagcgcaggc ggtttcttaa gtctgatgtg aaagccttcg gctcaaccga agaagtgcat 660
cggaaactgg gaaacttgag tgcagaagag gacagtggaa ctccatgtgt agcggtgaaa 720
tgcgtagata tatggaagaa caccagtggc gaaggcggct gtctggtctg taactgacgc 780
tgaggctcga aagcatgggt agcaaacagg attagatacc ctggtagtcc atgccgtaaa 840
cgatgagtgc taggtgttgg agggtttccg cccttcagtg ccgcagctaa cgcattaagc 900
actccgcctg gggagtacga ccgcaaggtt gaaactcaaa ggaattgacg ggggcccgca 960
caagcggtgg agcatgtggt ttaattcgaa gcaacgcgaa gaaccttacc aggtcttgac 1020
atcctttgac cactctagag atagagcttt cccttcgggg acaaagtgac aggtggtgca 1080
tggttgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt cccgcaacga gcgcaaccct 1140
tattactagt tgccagcatt tagttgggca ctctagtgag actgccggtg acaaaccgga 1200
ggaaggtggg gacgacgtca aatcatcatg ccccttatga cctgggctac acacgtgcta 1260
caatggatgg tacaacgagt tgcgagaccg cgaggtttag ctaatctctt aaaaccattc 1320
tcagttcgga ttgtaggctg caactcgcct acatgaagcc ggaatcgcta gtaatcgcgg 1380
atcagcatgc cgcggtgaat acgttcccgg gccttgtaca caccgcccgt cacaccatga 1440
gagtttgtaa cacccaaagc cggtgaggta acccttcggg gagccagccg tctaaggtgg 1500
gacagatgat tagggtgaag tcgtaacaag gtagccgtag gagaacctgc ggctggatca 1560
cctcctttct a 1571
Claims (9)
- a) 소금에 절인 김치용 채소 및 양념과 혼합하여 김치를 제조하는 단계;
b) 상기 김치에 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P] 또는 이의 배양액을 첨가하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계로부터 제조된 김치를 발효시키는 단계;를 포함하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
a') 상기 a) 단계의 김치를 1 차 중탕 살균하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
c') 상기 c) 단계의 김치를 2 차 중탕 살균하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 김치 g 중량당 상기 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei ) D2-212 균주[기탁번호 : KCTC18493P]는 1×107 내지 1×108 CFU 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 c) 단계의 발효 단계는 10 내지 50 ℃에서 발효되는 것을 특징으로 하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 c) 단계의 발효는 pH 3.0 내지 3.9의 조건을 충족할 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 저염김치의 염농도는 0.1 내지 1% 인 것을 특징으로 하는 저염김치의 제조방법. - 제1항에 따라 제조된 저염김치.
- 제8항에 있어서,
상기 저염김치의 염농도는 0.1 내지 1%인 것을 특징으로 하는 저염김치.
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-
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