KR20010100315A - 자일로스와 자일리톨을 이용한 김치의 저장기간 연장 방법 - Google Patents
자일로스와 자일리톨을 이용한 김치의 저장기간 연장 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 김치에 자일리톨과 자일로스를 첨가하여 저장기간 동안 숙성을 억제하는 방법으로 자일리톨은 발효 미생물 등의 성장을 억제하여 김치 저장기간 동안 숙성을 억제함으로서 유통기간을 연장시켜 김치의 가식기간을 늘이는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세히는 자일로스 및 자일리톨 등을 첨가하여 김치를 제조시, 김치 내의 자일로스 및 자일리톨은 초기 담금시 혼합시키고, 자일로스 및 자일리톨의 농도는 절임 배추의 0.5∼2 % 농도로 하여 김치의 발효를 억제시켜 김치의 숙성을 억제함으로서 저장 기간을 연장시키는 방법을 제공하고, 이때 자일로스 및 자일리톨은 김치 발효에 필요한 젖산균 락토바실러스 플라타럼(Lactobacillus platarum),루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides) 및 스트렙토코코스 파에카리스(Streptococus faecalis)등의 젖산균의 발효를 억제시켜 김치의 숙성을 억제함시켜 저장기간을 연장하는 방법을 제공하는 것이다.
Description
본 발명은 김치 제조시 자일리톨과 자일로스를 첨가하여 김치 발효미생물의 번식을 억제하여 김치의 저장기간을 연장하는 방법에 관한 것이다.
우리 고유의 전통식품인 김치류는 배추김치, 깍두기, 동치미 등 그 종류가 다양하며 독특한 맛과 향기 등을 지닌 채소 발효식품으로 주로 가정에서 주로 담가 섭취해 오던 것이 최근 주거 환경의 변화 및 집단급식 등의 증가로 기업적 규모로 생산, 판매되는 비중이 크게 증가하고 있다. 또한, 김치의 독특하고 신선한 맛에 대해 외국인의 관심이 높아지고 있어 독특한 풍미를 가진 세계적인 기호식품으로성장하고 있다.
이런 김치는 발효 숙성과정 중 산도가 증가하고 연부 현상이 일어나 먹을 수 없게 되고 풍미의 변화가 심하여 유통과정이나 상품화에 어려움이 있어 김치의 가식기간을 연장하여 저장성을 향상시키기 위한 연구가 필요하며 김치를 담그는 과정에서부터 소비에 이르기까지 김치의 젖산 발효과정을 조절하고 예측하는 것은 양질의 품질을 생산하기 위하여 매우 중요한 일이다.
김치나 동치미와 같은 한국의 전통적인 채소발효식품들은 적당한 발효가 진행된 직후에는 특이한 상쾌한 맛을 주나 저장하는 동안에 시어지는 산패 현상이 일어나서 장기간의 저장이 어려운 단점이 있다. 이런 김치류 발효초기의 주 세균은 이상 젖산발효세균인 레우코노스톡 멘센테로이데스(Leuconostoc mensenteroides)로서 김치류의 주 세균으로 생각되며[Mheen 등:Effect of temperature and salt concentration on kimchi fermertation.Korean J. Sci. Technol.,16(4) 443 (1994)], 이들이 발효를 했을 때는 상쾌한 발효채소의 맛을 주나 이 세균에 이어 나타나는 정상 젖산발효 세균인 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 너무 강한 신맛을 주므로 채소발효에 이상 젖산발효균을 이용하고자 하는 연구가 보고되어 있다[Chen 등 : Fermernation characteristics of heterolactic acid bacteria in green bean juice.J. Food Sci.,48, 962 (1983);
Chen 등:Complete hetero lactic acid fermentation of green beans by Lactobacillus cellobios.J. Food Sci.,48, 967 (1983)].
또한 채소류를 발효할 때 완전발효가 일어나 발효 가능한 당이 모두 소진된다면 정상 젖산발효세균에 의한 강한 신맛이 생기는 것을 방지할 수 있음은 물론 효모에 의한 2차 발효도 효과적으로 방지할 수 있다고 하였다[Fleming 등 : Storage stability of vergetables fermented with pH control.J. Food Sci.,48, 975 (1983)]. 그러나 젖산균이라 할지라도 반드시 발효성 당이 있어야 젖산발효를 할 수 있으므로 만일 재료에 발효성당이 아닌 당알콜이 첨가된다면 김치류가 익은 후에 산패되는 결과는 나오지 않게 된다.
김치의 유통기간 연장을 위한 저장 방법은 무엇보다 김치의 과숙 현상을 억제하는 것이 중요하다고 할 수 있는데 이런 김치의 과숙현상은 주로 내산성 발효미생물에 의한 pH의 감소, 유기산 조성의 변화 및 불쾌한 휘발성 물질의 생성 그리고 조직 구성 물질의 분해에 의한 조직의 연화로 김치의 맛, 냄새, 텍스쳐 등 관능적 품질의 저하가 주 원인이라 할 수 있으므로 과숙 현상을 억제하려면 무엇보다 이러한 현상을 일으키는 미생물의 번식억제가 선결과제라 믿어진다.
김치류의 저장성 향상을 위한 연구로 발효 말기에 번식하는 젖산균 등 내산성 미생물을 살균하고자 할 때 80∼90℃에서 20∼25분의 가열처리가 필요하다고 보고되어 있으나[김순동 : 김치의 숙성에 미치는 pH 조정제의 영향. 한국영양식량학회지, 14, 259 (1985); 이시자 : 김치 통조림 제조법. 한국특허, 485 (1965); 정호권 : 김치 통조림의 간혈적 열처리 방법. 한국특허, 273 (1967); 천영해 : 김치 통조림의 살균법. 한국특허, 348 (1967)], 이러한 가열처리는 김치의 맛과 조직에 현저한 변화를 가져와 관능적 품질을 크게 감소시키는 단점이 있어 김치 특유의 신선도에 큰 영향을 주지 않는 한도 내에서 해야 하는 어려움이 있으며, 미생물의 번식 억제를 위하여 솔빅산(sorbic acid),p-하이드록부틸 벤조네이트(p-hydroxybutyl benzonate), 소디움 데하이드로아세테이트(sodium dehydroacetate) 등 방부제가 검토된 바 있지만[이춘영 등 : 김치 통조림 제조에 관한 연구, 한국농화학회지, 10, 33(1968); 조인선 등 : 김치의 산폐 방지법, 과학전람회 출품 (1967)], 소비자들의 방부제에 대한 부정적인 인식이 문제가 되고 있다.
냉장온도 (0∼5℃)에서의 김치 저장은 신선미를 유지하면서 비교적 장기간 품질이 보존된다는 점에서 유리하나 보관과 유통 시 냉장시설이 필수요건이기 때문에 유통 및 저장 비용이 많이 들어 경제적인 면에 문제점을 가지고 있다. 그리고 pH의 변화를 완화시키기 위한 완충제의 첨가가 검토된 바 있다.
방사선 조사에 의한 김치의 저장은 약간의 변색을 일으키나 맛, 냄새 그리고 조직의 연화에는 영향이 없이 비교적 장기간 저장이 가능하며, 차 등[차보숙 등 : 김치의 저장성 연장을 위한 Gamma선 조사, 한국식품과학회지, 21, 109 (1989)]도관능적인 성질에 영향을 주지 않으면서 2배 이상의 저장기간을 연장할 수 있다고 보고한 바 있다.
혼합 무기염의 첨가로는 인산염, BHT, BHA, 질산염(nitrate) 등의 미생물 성장억제 효과에 대하여 육제품 또는 고지방 제품 등에 관하여는 많은 보고가 있으나, 김치류와 같은 채소 발효식품에는 연구된 바가 거의 없어 실용화를 위하여는 좀 더 검토가 필요한 실정이며, 현재까지 김치류에 관한 연구는 미생물과 화학적 성분, pH와 산도, 발효성 당류가 김치 발효에 미치는 영향에 관하여만 주로 연구되고 있다.
또한 김치를 발효시키지 않고 김치속을 별도로 제조하여 첨가하는 것으로 김치속의 중량 %로 솔비톨, 말티톨, 자일리톨을 첨가하여 수분활성도를 낮추는 결과가 있었다. 그러나 이 경우는 김치가 숙성되는 것이 아니라 신맛을 갖는 김치를 제조한 것으로 발효시킨 것과는 다른 것이다.
따라서 김치의 맛을 향상시키면서 신선도를 유지하며 저장성을 높이는 방법의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 김치류의 저장기간을 연장시키기 위한 방법으로 김치 제조 시 첨가되는 부 재료 중 하나인 당류 중 자일리톨과 자일로스를 첨가하여 젖산균의 성장을 억제하여 김치의 유통기간을 연장시키는 것이다.
김치 제조시 자일로스와 자일리톨을 당류 대신 첨가한 후 김치 숙성의 주미생물인 젖산균의 이용 정도를 알아보았고 이들 당류의 첨가가 김치발효시 pH, 적정산도 등의 이화학적 특성에 미치는 영향과 젖산 및 유기산의 함량 등에 미치는 영향을 관찰하여 이들 당류의 첨가가 김치 제조시 숙성을 지연시켜 저장기간을 연장시키는 방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 자일로스 및 자일리톨 등을 첨가하여 김치를 제조시, 김치 내의 자일로스 및 자일리톨은 초기 담금시 혼합시키고, 자일로스 및 자일리톨의 농도는 절임 배추의 0.5∼2 % 농도로 하여 김치의 발효를 억제시켜 김치의 숙성을 억제함으로서 저장 기간을 연장시키는 방법을 제공하는 것이다.
또한 이때 자일로스 및 자일리톨은 김치 발효에 필요한 젖산균 락토바실러스 플라타럼(Lactobacillus platarum),루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides) 및 스트렙토코코스 파에카리스(Streptococus faecalis)등의 젖산균의 발효를 억제시켜 김치의 숙성을 억제함을 특징으로 하고, 한편 자일로스 및 자일리톨 등을 첨가하여 동치미를 제조시, 동치미 내의 자일로스 및 자일리톨은 초기 담금시 혼합시키고, 자일로스 및 자일리톨의 농도는 소금물의 0.5∼2 % 농도로 하여 동치미의 발효를 억제시켜 동치미의 숙성을 억제함으로서 저장 기간을 연장시키는 방법을 제공하는 것이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 김치 제조시 일정한 비율의 당류를 첨가하여 10∼15℃ 사이에서 약 2주일 동안 발효시켜 pH 및 적정산도와 젖산과 유기산의 함량을 측정하였고 미생물의 당이용도와 젖산균수를 함께 측정하였다.
(참조예 1) 김치의 제조
먼저 배추를 잘 다듬어 깨끗이 씻은 후 4등분하여 절임수에 잠기도록 절임통에 넣는다. 절임수로 10%의 소금물에 15시간 절인 다음 흐르는 물로 2회 세척 후 1시간 탈수시킨 후 절임 배추 100 g당 파, 고춧가루, 마늘 등의 부 재료를 각각 5, 3, 2.5 g 씩 각각 첨가하여 혼합하였다. 이때 당류는 절임 배추의 1%씩 첨가하여 김치를 제조하였다.
다음으로 동치미의 제조로 무는 길이와 직경이 15∼20 cm와 10∼12 cm인 크기의 신선한 무를 구입하여 껍질을 얇게 벗겨 깨끗이 세척 후 2.4%의 소금물에 무와 소금물의 비율이 1 : 1.5가 되도록 용기에 담고 마늘, 파를 전체 무 무게의 1, 1.5%씩 각각 첨가하여 동치미를 제조하였다.
(참조예 2) 발효된 배추김치의 pH와 적정산도 측정
제조한 김치시료의 약 50 g을 믹서기(한일믹서기, FM-707T)로 2분간 분쇄하고 여과지(Whatman No.1, England)로 여과한 후 그 여과액으로 pH와 적정산도를 구하였다(26). pH는 여과액 20 mL를 취하여 pH meter (Orion Model 720A, USA)로 직접 측정하였다. 산도는 김치액 10 mL를 0.1 N NaOH용액으로 pH 8.3이 될 때까지 적정하여 소비된 NaOH의 소비량을 구한 후 젖산(%, w/w)로 환산하여 표시하였다.
(참조예 3) 발효된 김치의 유기산 측정
김치와 동치미 시료의 유기산은 시료 15 mL를 10,000 rpm에서 20분간 원심분리하고 상등액을 취하여 0.45 μm의 멤브레인 필터(Whatman, England)로 여과한 후 HPLC에 주입하여 분석하였다. 유기산의 분석을 위하여 Aminex HPX-87H 컬럼을 사용하였으며 컬럼의 온도는 35℃에서 분석하였다. 시료 20 μL는 0.6 mL/min의 속도로 흘려주었고, 분석에 이용된 HPLC는 Shimadzu LC-10AD이며 검출기는 Shimadzu SPD-10A를 이용하였고 210 nm에서 측정하였다.
(참조예 4) 미생물의 당이용도 측정
김치의 주요 젖산균인 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 레우코노스톡 멘센데로이데스(Leuconostoc mensenteroides), 스트렙토코코스 파에칼리스(Streptococcus faecalis)를 선정하여 김치에서 분리하여 보관된 락토바실러스 플란타룸(KFRI 814, KFRI 815), 레우코노스톡 멘센데로이데스(KFRI 819, KFRI 820) 및 스트렙토코코스 파에칼리스(KFRI 822, KFRI 826)를 한국식품개발연구원 생물공학 연구부에서 분양받아 MRS 액체배지 (Difco Lab) 5 mL에서 24시간 동안 배양시킨 후 다시 20 mL MRS 액체배지에서 재활성화 시킨 것을 접종 원액으로 사용하였다. 포도당, 과당, 갈락토오스, 설탕, 솔비톨과 자일로스, 자일리톨을 20%로 제조하여 멸균된 용기에 0.45 μm의 필터로 여과한 후 당이 제거된 MRS 액체배지에 당의 최종농도가 0.5%가 되도록 배지를 제조하였다. 이렇게 제조된 MRS 액체배지에 활성화시킨 균을 0.1%씩 접종한 후 37℃에서 4일간 배양하면서 흡광도의 변화와 pH를 측정하여 균주의 당 이용도를 비교 조사하였다.
(참조예 5) 젖산균수의 측정
분양받은 균은 MRS 액체배지 5 mL에서 24시간동안 배양시킨 후 20 mL MRS 액체배지에서 재활성화 시킨 것을 접종 원액으로 사용하였다. 우선 당이 제거된 MRS 액체배지에 자일로스와 자일리톨을 각각 1, 10% 씩 첨가하여 배지를 제조하였으며, 다음으로 당을 제거하지 않은 MRS 액체배지에 자일로스와 자일리톨을 각각 1, 10% 씩 첨가하여 배지를 제조한 후 활성화시킨 균을 0.1% 씩 접종하여 배양시킨 후 1 mL 취하여 0.85% 멸균식염수에 단계적으로 희석한 후 1 mL씩 pouring culture method로 접종하였다. MRS agar 배지를 사용하여 32℃에서 48 시간 평판 배양한 후 균수를 측정하였다.
(제조 실시예 1) 자일리톨과 자일로스를 첨가한 김치의 제조
참조예 1의 방법으로 김치 제조 시 김치시료에 우선 당류를 첨가하지 않은 대조구와 자일로스, 자일리톨, 설탕을 각각 절임 배추의 1%씩 첨가하여 김치의 pH와 적정산도의 변화를 조사하여 표 1에 나타내었다.
| 저장기간(일) | pH | 적정산도 (%) | ||||||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | 5.30 | 5.40 | 5.40 | 5.40 | 0.48 | 0.54 | 0.57 | 0.51 |
| 2 | 5.15 | 5.15 | 5.15 | 5.15 | 0.60 | 0.66 | 0.60 | 0.60 |
| 4 | 4.90 | 4.85 | 4.90 | 4.90 | 0.66 | 0.69 | 0.72 | 0.75 |
| 6 | 4.85 | 4.80 | 4.85 | 4.90 | 0.81 | 0.87 | 0.84 | 0.78 |
| 9 | 4.65 | 4.60 | 4.60 | 4.60 | 0.90 | 0.99 | 0.93 | 0.93 |
| 12 | 4.60 | 4.50 | 4.55 | 4.55 | 0.96 | 1.05 | 1.02 | 1.02 |
| 15 | 4.55 | 4.50 | 4.50 | 4.50 | 1.05 | 1.14 | 1.08 | 1.11 |
| 18 | 4.45 | 4.40 | 4.40 | 4.40 | 1.20 | 1.32 | 1.26 | 1.26 |
| 20 | 4.20 | 4.15 | 4.20 | 4.40 | 1.38 | 1.38 | 1.35 | 1.41 |
| 22 | 4.00 | 3.90 | 3.90 | 4.00 | 1.50 | 1.59 | 1.62 | 1.62 |
| 25 | 3.90 | 3.80 | 3.85 | 3.80 | 1.68 | 1.74 | 1.71 | 1.74 |
표 1은 김치의 단맛을 내기 위해 첨가하는 설탕과 자일로스와 자일리톨을 첨가하여 김치를 제조한 후 10℃에서 저장하면서 pH와 총산도를 측정한 그래프이다. 표 1에서 보는 바와 같이 pH의 경우 초기 5.4이던 것이 발효가 진행됨에 따라 모든 실험군에서 비슷하게 약간의 감소를 보이다가 9일째에 대조구는 4.65이며 다른 실험군은 4.60이었다. 각 시료간에 약간의 차이가 있었는데 설탕과 자일로스 첨가구는 대조구에 비하여 낮은 pH를 나타내었다. 자일리톨의 경우는 자일로스와 비슷하거나 약간 높은 pH를 나타내었다.
또한, 적정산도의 경우 pH와는 달리 당류에 따라 약간의 차이는 볼 수 있는데 발효 초기에는 모든 시료가 0.32∼0.35% 정도로 비슷한 산도를 보이다가 10일 이후에는 당류 첨가구가 대조구에 비하여 산도가 높게 나타났다. 본 실험에 의하면 대조구와 자일로스와 자일리톨을 첨가한 시료의 경우 9∼12일이고, 설탕 첨가구의 경우에는 6∼9일로 10일 이상이면 적장산도가 0.8%이상을 나타내어 발효성 당인 설탕이 김치의 산 생성 속도를 증가시킨 다는 것을 알 수 있었다.
(제조실시예 2) 자일리톨과 자일로스를 첨가한 김치의 젖산 및 유기산 함량
참조예 1의 방법으로 김치 제조시 당류를 첨가하지 않은 대조구와 자일로스, 자일리톨, 설탕을 각각 절임 배추의 1%씩 첨가하여 김치를 제조하여 김치의 젖산과 유기산 함량을 측정하여 표 2와 표 3∼7에 나타내었다.
| 저장기간(일) | 젖산 농도 (mg/mL) | |||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | 7.16 | 7.12 | 6.03 | 5.88 |
| 1 | 30.85 | 30.64 | 25.11 | 23.40 |
| 3 | 49.92 | 57.39 | 39.64 | 35.01 |
| 4 | 104.47 | 118.78 | 85.16 | 55.07 |
| 5 | 137.95 | 199.75 | 105.49 | 66.62 |
| 6 | 144.90 | 252.54 | 151.18 | 87.80 |
| 8 | 174.73 | 256.39 | 170.18 | 167.57 |
| 9 | 226.10 | 276.01 | 242.00 | 196.43 |
| 12 | 257.73 | 279.01 | 255.44 | 228.06 |
| 15 | 397.31 | 293.66 | 287.32 | 236.01 |
| 저장기간(일) | 초산 농도 (mg/mL) | |||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | 0.0356 | 0.0459 | 0.0207 | 0.0276 |
| 1 | 0.0410 | 0.0657 | 0.0287 | 0.0438 |
| 3 | 0.0411 | 0.0894 | 0.0312 | 0.0558 |
| 4 | 0.0421 | 0.1000 | 0.0745 | 0.0623 |
| 5 | 0.0952 | 0.1395 | 0.1206 | 0.0834 |
| 6 | 0.1278 | 0.1539 | 0.1402 | 0.1179 |
| 8 | 0.1506 | 0.1673 | 0.1896 | 0.1880 |
| 9 | 0.1640 | 0.1958 | 0.2061 | 0.1998 |
| 12 | 0.2232 | 0.2626 | 0.2243 | 0.2136 |
| 15 | 0.2245 | 0.4161 | 0.4626 | 0.2288 |
| 저장기간(일) | 구연산 농도 (mg/mL) | |||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | 0.2224 | 0.8012 | 0.6001 | 0.4336 |
| 1 | 0.6328 | 0.8588 | 0.6127 | 0.7414 |
| 3 | 0.6510 | 0.9659 | 1.0952 | 0.9637 |
| 4 | 0.9445 | 1.2488 | 1.3818 | 1.1695 |
| 7 | 1.3482 | 1.6428 | 1.9664 | 1.9095 |
| 8 | 1.6857 | 1.8841 | 2.1753 | 2.0396 |
| 11 | 2.0296 | 2.4888 | 2.2776 | 2.2334 |
| 15 | 2.0378 | 6.9809 | 5.8290 | 2.6586 |
| 저장기간(일) | 호박산 농도 (mg/mL) | |||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | -1) | 1.6599 | -1) | -1) |
| 1 | 2.1507 | 3.1320 | 2.6201 | 2.8231 |
| 3 | 2.3080 | 4.4852 | 3.3985 | 2.8755 |
| 4 | 3.0517 | 4.5238 | 4.1243 | 3.1059 |
| 5 | 3.7153 | 4.5687 | 4.3042 | 3.3614 |
| 6 | 4.3339 | 4.8499 | 6.1555 | 4.5272 |
| 8 | 5.4659 | 6.2433 | 6.9608 | 5.1364 |
| 9 | 5.8549 | 6.8539 | 7.4637 | 6.9467 |
| 12 | 5.8893 | 7.9841 | 7.7156 | 7.1055 |
| 15 | 6.6712 | 10.9433 | 11.2955 | 7.3876 |
1)Not detected
| 저장기간(일) | 사과산 농도 (mg/mL) | |||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | 1.8451 | 2.6579 | 2.0201 | 2.1027 |
| 1 | 4.1621 | 6.4007 | 3.7086 | 5.4464 |
| 3 | 4.1803 | 6.4233 | 3.9760 | 5.4915 |
| 4 | 5.5723 | 6.6726 | 7.1016 | 6.1025 |
| 5 | 7.5908 | 9.3809 | 7.9440 | 6.1947 |
| 6 | 8.0356 | 11.9352 | 7.9634 | 6.3058 |
| 8 | 8.1107 | 11.9697 | 10.3623 | 6.3096 |
| 9 | 8.9951 | 12.1762 | 11.1803 | 7.6761 |
| 12 | 10.8328 | 12.7163 | 12.4124 | 11.1236 |
| 15 | 10.9342 | 14.7769 | 13.6054 | 11.2123 |
| 저장기간(일) | 푸마르산 농도 (mg/mL) | |||
| 대조구 | 설탕 | 자일로스 | 자일리톨 | |
| 0 | 0.0452 | 0.0133 | 0.0868 | 0.0037 |
| 1 | 0.0638 | 0.0727 | 0.1084 | 0.0134 |
| 3 | 0.1083 | 0.1161 | 0.2202 | 0.0253 |
| 4 | 0.2442 | 0.1516 | 0.2858 | 0.0361 |
| 5 | 0.3199 | 0.2835 | 0.2872 | 0.0958 |
| 6 | 0.3206 | 0.3317 | 0.4508 | 0.1451 |
| 8 | 0.3656 | 0.3765 | 0.4854 | 0.4457 |
| 9 | 0.4887 | 0.4717 | 0.5060 | 0.4852 |
| 12 | 0.5633 | 0.6950 | 0.5670 | 0.5313 |
| 15 | 0.5677 | 1.2083 | 1.5408 | 0.5819 |
김치는 숙성이 진행됨에 따라 상큼한 신맛이 생기고 이러한 신맛은 김치의 숙성과정 중 생성되는 유기산 함량의 증가에 큰 영향을 받는다. 김치발효 중 각각의 비휘발성 유기산 함량의 변화를 보면 젖산이 가장 많이 증가되고 거의 대부분을 차지하는 것을 알 수 있다. 김치의 기호도에 큰 영향을 미치는데 이런 유기산 중 젖산함량 변화를 발효기간에 따라 측정하여 표 2에 나타내었다. 김치의 발효시에는 모든 유기산이 유리산의 형태로 생성되며, 김치의 발효는 단순한 젖산의 생성이 아닌, 다른 유기산이 생성되어 증가하는 발효로써 특히 젖산과 호박산의 생성이 다른 유기산들의 생성량에 비하여 주된 발효산임을 알 수 있다. 김치 발효에 관여하는 혐기성균은 발효가 진행됨에 따라 급격한 증가를 보여주는 발효 최적기의 혐기성균은 대부분이 유산균이라고 보고하였다.
유산균을 제외한 다른 유기산의 함량을 측정한 결과를 보면 당류를 첨가하지 않은 대조구와 자일리톨 첨가구가 비슷한 유기산의 함량을 나타내었다. 자일로스 첨가구의 경우 초산(표 3)는 설탕과 거의 유사하게 생성되었고, 호박산(표 5), 푸마르산(표 7)은 설탕 첨가구보다 다소 많이 생성되었으며 다른 구연산(표 4), 사과산(표 6)은 설탕첨가구보다 각각의 함량이 적게 생성되었다.
이러한 실험의 결과 발효 시간이 지날수록 유기산함량은 점차로 증가하는데 설탕을 첨가한 실험구에서는 당류를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 유기산함량 증가가 빠르게 일어나며 그 함량도 많은 것을 볼 수 있으며 자일로스와 자일리톨을 첨가한 시료의 경우는 대조구와 비슷하거나 대조구보다 적은 것으로 나타났다. 김치의 발효는 단순한 젖산만의 생성이 아니지만 주된 발효산이라 생각할 때 자일로스와 자일리톨의 첨가가 김치의 발효를 억제시킨다고 생각된다.
(제조실시예 3) 자일리톨과 자일로스를 첨가한 동치미의 제조
동치미는 참조예 1의 방법으로 제조하였는데 여기에 자일로스와 자일리톨을 첨가하지 않은 대조구와 자일로스와 자일리톨을 소금물의 각각 1, 3, 5%씩 첨가한 동치미를 제조하여 유기산 함량을 측정하여 표 8과 표 9, 10에 나타내었다.
| 저장기간 (일) | 젖산 농도 (mg/mL) | ||||||
| 대조구 | 자일로스 (%) | 자일리톨 (%) | |||||
| 1 | 3 | 5 | 1 | 3 | 5 | ||
| 3 | 10.56 | 5.00 | 5.22 | 3.22 | 5.45 | 9.13 | 7.19 |
| 6 | 54.34 | 50.83 | 48.27 | 45.45 | 45.18 | 51.43 | 59.41 |
| 7 | 105.23 | 100.20 | 96.84 | 82.72 | 88.00 | 82.00 | 84.00 |
| 10 | 164.36 | 162.66 | 161.16 | 142.66 | 144.54 | 145.66 | 132.40 |
| 12 | 177.70 | 172.55 | 172.09 | 157.45 | 171.74 | 175.29 | 172.50 |
| 14 | 195.19 | 193.64 | 182.05 | 177.14 | 177.76 | 178.89 | 186.38 |
| 17 | 217.56 | 209.12 | 197.61 | 194.68 | 180.56 | 183.49 | 194.86 |
| 20 | 211.48 | 196.79 | 195.87 | 184.44 | 161.46 | 186.63 | 197.51 |
| 저장기간 (일) | 초산 농도 (mg/mL) | ||||||
| 대조구 | 자일로스 (%) | 자일리톨 (%) | |||||
| 1 | 3 | 5 | 1 | 3 | 5 | ||
| 3 | 0.0643 | 0.0243 | 0.0272 | 0.0244 | 0.0344 | 0.0217 | 0.0287 |
| 6 | 0.2648 | 0.1558 | 0.0576 | 0.1534 | 0.0649 | 0.2219 | 0.1064 |
| 7 | 0.2852 | 0.1963 | 0.0649 | 0.2374 | 0.0713 | 0.2313 | 0.2049 |
| 10 | 0.3150 | 0.2189 | 0.1206 | 0.2854 | 0.1043 | 0.2391 | 0.2122 |
| 12 | 0.3332 | 0.3051 | 0.2860 | 0.3116 | 0.2801 | 0.2559 | 0.2367 |
| 14 | 0.3545 | 0.3060 | 0.3345 | 0.3428 | 0.3099 | 0.2621 | 0.2422 |
| 17 | 0.3793 | 0.3333 | 0.3464 | 0.3642 | 0.3283 | 0.2789 | 0.2569 |
| 20 | 0.3971 | 0.3386 | 0.3780 | 0.3798 | 0.3409 | 0.2935 | 0.2597 |
| 저장기간 (일) | 사과산 농도 (mg/mL) | ||||||
| 대조구 | 자일로스 (%) | 자일리톨 (%) | |||||
| 1 | 3 | 5 | 1 | 3 | 5 | ||
| 3 | 0.4894 | 2.7554 | 0.9625 | 0.9875 | 1.5782 | 0.9625 | 1.2815 |
| 6 | 1.5782 | 3.6772 | 1.5150 | 1.5782 | 1.9218 | 1.3239 | 1.4015 |
| 7 | 2.8262 | 3.8215 | 1.6008 | 2.9332 | 2.8116 | 1.5015 | 1.5782 |
| 10 | 5.1039 | 3.9071 | 2.9107 | 4.0164 | 4.5829 | 1.6663 | 1.6041 |
| 12 | 7.6479 | 4.4225 | 4.0873 | 5.0944 | 4.7146 | 1.9413 | 2.1921 |
| 14 | 7.6942 | 6.5370 | 4.4317 | 6.0609 | 4.8226 | 2.2015 | 2.8211 |
| 17 | 8.6313 | 6.7684 | 5.2648 | 6.2236 | 4.9013 | 2.6938 | 2.9893 |
| 20 | 8.7550 | 8.6214 | 6.2271 | 6.3603 | 5.8226 | 3.6956 | 3.6866 |
동치미의 경우 젖산이 발효 2∼3일 만에 빠르게 나타나는데 이러한 젖산의 증가 경향을 보였다. 젖산 함량은 배추김치보다 적은 것으로 나타났는데 자일로스 1, 3, 5%, 자일리톨 0.5, 1, 3, 5%를 첨가하여 동치미를 제조한 후 15℃에서 발효시키면서 젖산함량의 변화를 측정한 결과는 표 8에서 보는 바와 같다. 먼저 자일로스를 첨가한 경우 첨가하지 않은 대조구에 비하여 자일로스를 첨가한 시료의 젖산함량이 적은 것으로 나타났는데 자일로스를 1, 3% 첨가한 것은 대조구와 비교하면 젖산함량이 95%정도 내외로 나타나 비슷하였으며, 5%의 자일로스가 첨가된 경우는 대조구와 비교하여 약 80%의 젖산함량을 나타내었다. 자일리톨의 경우도 대조구와 비교하여 자일리톨 첨가구의 젖산함량이 대조구의 약 90%로 측정되는 것으로 보아 자일로스와 자일리톨의 첨가가 젖산발효를 억제시키는 것으로 보인다.
젖산을 제외한 다른 유기산의 경우를 보면 초산의 경우 표 9에서 보는 바와 같이 당류를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 자일로스와 자일리톨을 첨가한 구에서 초산의 함량이 적게 나타났으며 자일로스와 자일리톨의 함량이 증가할수록 그 차이는 커지는 것을 볼 수 있었다. 다음으로 사과산의 경우도 표 10에서 보는 바와 같이 초산와 같은 결과를 보여주고 있다.
(실시예 1) 미생물의 당이용도
김치에서 분리하여 보관된 젖산균 중 6종을 분양 받아 이 균주들의 당이용 정도를 조사하여 표 11에 나타내였다. 단당류인 포도당와 프럭토오스는 젖산균 6종 모두 이용을 하였으나, 갈락토오스의 경우는 레우코노스톡 멘센데로이데스 KFRI 820을 이용하지 못하였고, 설탕의 경우는 레우코노스톡 멘센데로이데스 KFRI 820과 스트렙토코코스 파에칼리스 KFRI 822를 이용하지 못하였다. 또한 솔비톨은 레우코노스톡 멘센데로이데스 KFRI 820을 스트렙토코코스 파에칼리스 KFRI 822, KFRI 826에서 이용하지 못하여 성장이 없었다. 자일로스의 경우는 레우코노스톡 멘센데로이데스 820을 제외한 균을이 이용하지 못하였고, 자일리톨의 경우는 젖산균 6종 모두 이용하지 못하였다. 따라서 자일로스와 자일리톨이 김치에서 분리한 젖산균 중 일부를 이용하지 못하므로 김치 발효에 영향을 미칠 수 있는 것으로 알 수 있었다.
| 균 | 당 원 | ||||||||
| 대조구 | 포도당 | 과당 | 갈락토스 | 설탕 | 솔비톨 | 자일로스 | 자일리톨 | ||
| Lactobacillus platarum | 814 | - | + | + | + | + | + | - | - |
| 815 | - | + | + | + | + | + | - | - | |
| Leuconostoc mesenteroides | 819 | - | + | + | + | + | + | - | - |
| 820 | - | + | + | - | - | - | + | - | |
| Streptococus faecalis | 822 | - | + | + | + | - | - | - | - |
| 826 | - | + | + | + | + | - | - | - |
(실시예 2) 젖산균수
자일로스와 자일리톨을 첨가하지 않은 대조구와 자일로스와 자일리톨을 각각 0.5, 5% 씩을 배지에 첨가된 구의 젖산균수를 비교하여 표 12에 나타내었다. 락토바실러스 플란타룸의 젖산균수를 측정한 결과 대조구와 자일로스와 자일리톨 첨가구 사이에 큰 차이는 없었으며 레우코노스톡 멘센데로이데스 균수의 측정결과 대조구에 비하여 자일리톨 첨가구가 약간의 적게 나타난 것을 알 수 있다. 이에 비해 자일로스 첨가구는 대조구와 거의 비슷하게 나타났으며 스트렙토코코스 파에칼리스의 경우도 대조구와 큰 차이는 없었다. 일반적으로 젖산균은 김치 발효에 가장 큰 영향을 미치는 균으로 초기에 급격히 증가하다가 산도의 증가에 의해 서서히 감소하는 경향이 있다. 위의 결과로 볼 때 김치에서 분리한 젖산균 중 일부는 자일로스와 자일리톨을 이용하고 일부는 이용하지 못하지만 자일로스와 자일리톨의 첨가가 젖산균 성장에는 큰 영향을 주지는 못하는 것으로 보인다. 이는 김치에서 분리한 젖산균이 자라기 위해서는 김치 재료에 들어있는 영양만으로도 발효가 충분하므로 당류 첨가가 젖산균의 성장에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었으며 김치에서 분리한 젖산균 중 일부는 자일로스와 자일리톨을 이용하고 일부는 이용하지 못하나 김치에 있는 다른 당을 이용하여 성장하므로 자일로스와 자일리톨의 첨가여부에는 큰 영향을 받지 못한 것으로 여겨진다.
| 균 | Strain No. | 젖산균수 (cfu/mL) | ||
| 당 원 | ||||
| W/ | W/O | |||
| Lactobacillus platarum | KFRI 814 | 대조구 | 3×1010 | 3×1010 |
| 자일로스 0.5 | 2×1010 | 6×105 | ||
| 5.0 | 2×1010 | 6×105 | ||
| 자일리톨 0.5 | 1×1010 | 7×104 | ||
| 5.0 | 2×1010 | 3×104 | ||
| KFRI 815 | 대조구 | 4×1010 | 4×1010 | |
| 자일로스 0.5 | 5×1010 | 2×105 | ||
| 5.0 | 6×1010 | 4×105 | ||
| 자이리톨 0.5 | 5×1010 | 5×105 | ||
| 5.0 | 4×1010 | 3×105 | ||
| Leuconostoc mesenteroides | KFRI 819 | 대조구 | 2×1010 | 2×1010 |
| 자일로스 0.5 | 4×109 | 4×105 | ||
| 5.0 | 3×109 | 3×105 | ||
| 자일리톨 0.5 | 2×109 | 3×104 | ||
| 5.0 | 2×109 | 2×104 | ||
| KFRI 820 | 대조구 | 4×109 | 4×109 | |
| 자일로스 0.5 | 2×109 | 1×107 | ||
| 5.0 | 2×109 | 5×106 | ||
| 자일리톨 0.5 | 1×109 | 5×104 | ||
| 5.0 | 6×108 | 4×104 | ||
| Streptococus faecalis | KFRI 822 | 대조구 | 3×109 | 3×109 |
| 자일로스 0.5 | 2×109 | 9×104 | ||
| 5.0 | 2×109 | 2×104 | ||
| 자일리톨 0.5 | 2×109 | 4×103 | ||
| 5.0 | 1×108 | 2×103 | ||
| KFRI 826 | 대조구 | 4×109 | 4×109 | |
| 자일로스 0.5 | 1×109 | 5×104 | ||
| 5.0 | 1×109 | 9×104 | ||
| 자일리톨 0.5 | 2×109 | 5×103 | ||
| 5.0 | 1×109 | 3×103 |
본 발명의 효과는 김치류의 저장기간을 연장시키기 위한 방법으로 김치 제조 시 첨가되는 부 재료 중 하나인 당류 중 자일리톨과 자일로스를 첨가하여 젖산균의 성장을 억제하여 김치의 유통기간을 연장시키는 것이다. 더욱 상세히는, 김치 제조시 자일로스와 자일리톨을 당류 대신 첨가한 후, 김치 숙성의 주 미생물인 젖산균의 이용 정도, 이들 당류의 첨가시 김치발효 pH, 적정산도 등의 이화학적 특성에 미치는 영향과 젖산 및 유기산의 함량 등에 미치는 영향을 관찰하여 이들 당류의 첨가가 김치 제조시 숙성을 지연시켜 저장기간을 연장시키는 방법을 제공하는 것이다.
Claims (3)
- 자일로스 및 자일리톨 등을 첨가하여 김치를 제조시, 김치 내의 자일로스 및 자일리톨은 초기 담금시 혼합시키고, 자일로스 및 자일리톨의 농도는 절임 배추의 0.5∼2 % 농도로 하여 김치의 발효를 억제시켜 김치의 숙성을 억제함으로서 저장 기간을 연장시키는 방법
- 제1항에 있어서, 자일로스 및 자일리톨은 김치 발효에 필요한 젖산균 락토바실러스 플라타럼(Lactobacillus platarum),루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides) 및 스트렙토코코스 파에카리스(Streptococus faecalis)등의 젖산균의 발효를 억제시켜 김치의 숙성을 억제함으로서 저장 기간을 연장시키는 방법
- 자일로스 및 자일리톨 등을 첨가하여 동치미를 제조시, 동치미 내의 자일로스 및 자일리톨은 초기 담금시 혼합시키고, 자일로스 및 자일리톨의 농도는 소금물의 0.5∼2 % 농도로 하여 동치미의 발효를 억제시켜 동치미의 숙성을 억제함으로서 저장 기간을 연장시키는 방법
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| KR100388866B1 (ko) * | 2001-01-18 | 2003-06-25 | 주식회사 두산 | 열에 약한 유산균 균주를 이용한 김치의 제조방법, 열에약한 유산균 균주 류코노스톡 메센테로이데스 지케이1 및류코노스톡 메센테로이데스 지케이2, 및 그 분리방법 |
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