KR20160063669A

KR20160063669A - 김치 숙성 지연 효과가 있는 유산균발효분말 함유 고춧가루의 제조방법

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Publication number: KR20160063669A
Application number: KR1020140167206A
Authority: KR
Inventors: 김진호; 정도연; 조성호; 김윤순
Original assignee: 재단법인 발효미생물산업진흥원; 순창군; 재단법인 전라북도생물산업진흥원; 영농조합법인 정담원
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-07

Abstract

본 발명은 (a) 유산균을 배양한 유산균 배양액에 말토덱스트린을 첨가한 후 분무건조하여 유산균발효분말을 제조하는 단계; 및 (b) 고춧가루에 상기 (a)단계의 제조한 유산균발효분말을 혼합하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루 및 상기 고춧가루를 이용하여 제조된 숙성이 지연된 김치에 관한 것이다.

Description

김치 숙성 지연 효과가 있는 유산균발효분말 함유 고춧가루의 제조방법{Method for producing red pepper powder containing fermented powder of lactic acid bacteria with ripening delay effect of Kimchi}

현재 고춧가루에 대한 우리나라 연구동향은 고춧가루를 이용한 김치나 고추장 등에 대한 연구에 편중되어 있고, 고춧가루 자체에 기능성이나 활용도에 대한 연구는 아직 전무한 상태이며 외식문화 및 DIY(Do It Yourself) 등의 식품소비 트랜드(trend) 변화에 부응하고, 소비를 이끄는 새로운 기능성 고춧가루 제품의 필요성이 대두되고 있다.

김치발효는 유산균에 의한 유산균 발효가 주축을 이루고 있으며 유산균의 증식으로 pH가 낮아지고 CO₂가스가 발생한다. 김치의 발효에 있어서 발효초기에는 이상 젖산발효균인 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteriodes)가 자라다가 발효가 진행됨에 따라 그 수가 감소하고, 정상 젖산발효군인 스트렙토코커스(Streptococcus)와 페디오코커스(Pediococcus)가 성장하며, 산 생성이 어느 정도 이루어진 후에는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)이 성장하는 것으로 알려져 있다.

김치의 맛과 숙성에 관여하는 미생물인 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteriodes)는 젖산, 초산 등을 생성하여 김치를 산성화하는 동시에 빠른 속도로 탄산가스를 발생하여 혐기상태로 만들어 주는 역할을 하는 것으로 보고되고 있으며, 김치발효 중 CO₂의 발생은 저장과 유통과정 중 포장의 팽창 및 압력발생 유발의 원인이 되는 부정적인 면이 있는 반면 김치의 탄산미와 풍미를 좋게 해주는 역할을 한다.

또한, 김치의 숙성기간 조절과 품질보존 기간에 중요한 역할을 하는 것은 유산균으로 유산균의 성장속도를 조절하여 숙성기간을 연장하여 품질보존 기간을 늘린다면 보관 및 유통기간의 연장으로 기업의 비용절감과 수출의 확대를 기대할 수 있고, 신선도 유지의 연장 효과를 얻을 수 있다.

하지만 유산균의 효능과 유산균분말의 제조에 관한 연구에만 편중되어 있고, 이를 활용하여 제품개발을 통한 산업적 적용에 대한 연구는 아직 미비한 상태이다. 또한, 김치제조에 있어서 원재료인 고춧가루 자체에 대한 품질특성 연구는 있지만, 유산균분말을 첨가한 기능성 고춧가루에 대한 연구는 전무한 상태이다.

따라서, 지역농산물을 특화하는 기능성 고춧가루 제품 개발을 통하여 지역고추농가의 소득 증대와 기업의 발전을 통하여 고용을 창출할 수 있고, 김치의 숙성 및 저장기간을 연장하면서 풍미가 우수한 김치제조에 적용 가능한 고춧가루 제품의 개발이 필요한 실정이다.

한국공개특허 제2013-0130598호에는 인삼 및 산삼 고춧가루의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1188316호에는 해양심층수를 이용한 매운 고춧가루의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 유산균발효분말을 이용한 고춧가루의 제조방법과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 김치 제조 시 첨가할 경우 김치의 숙성을 지연시켜 김치 저장 중 품질의 변화가 거의 없어 상품 가치를 장기간 유지할 수 있는 유산균발효분말 함유 고춧가루의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 유산균을 배양한 유산균 배양액에 말토덱스트린을 첨가한 후 분무건조하여 유산균발효분말을 제조하는 단계; 및 (b) 고춧가루에 상기 (a)단계의 제조한 유산균발효분말을 혼합하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 고춧가루를 이용하여 제조된 숙성이 지연된 김치를 제공한다.

본 발명의 유산균발효분말 함유 고춧가루를 김치 제조 시 첨가할 경우 일반 고춧가루에 비해 김치의 맛과 기호성을 증대시킬 뿐만 아니라, 김치 발효 유산균의 생장을 억제하여 유산균에 의한 산 생성을 최소화함으로써, 김치의 숙성을 지연시켜 김치의 저장성을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조방법에 따른 유산균발효분말 함유 고춧가루를 김치 제조 시 첨가할 경우 김치의 유통 과정에서 품질 변화를 최소화하여 김치의 상미 기한을 늘릴 수 있으므로, 국내 유통뿐만 아니라 수출에도 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 일반 고춧가루, 유산균발효분말 및 허브발효분말의 유산균 증식 억제 효과를 비교한 그래프이다.
도 2는 유산균발효분말과 고춧가루의 혼합비에 따른 유산균 증식 억제 효과를 비교한 그래프이다.
도 3은 유산균발효분말과 고춧가루의 혼합비에 따른 색도를 비교한 그래프이다.
G-C: 일반고춧가루, G-Y-0.5%: 유산균발효분말 0.5% 첨가 고춧가루, G-Y-1%: 유산균발효분말 1% 첨가 고춧가루, G-Y-3%: 유산균발효분말 3% 첨가 고춧가루, G-Y-5%: 유산균발효분말 5% 첨가 고춧가루, G-Y-10%: 유산균발효분말 10% 첨가 고춧가루
도 4는 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치의 제조공정을 도식화한 것이다.
도 5는 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치의 제조공정을 나타낸 사진이다.
도 6은 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치의 숙성 중 pH 변화를 비교한 그래프이다.
도 7은 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치의 숙성 중 산도 변화를 비교한 그래프이다.
도 8은 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치의 숙성 중 유산균 수 변화를 비교한 그래프이다.
도 9는 유산균발효분말을 5% 첨가하여 제조된 고춧가루 시제품 디자인이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 유산균을 배양한 유산균 배양액에 말토덱스트린을 첨가한 후 분무건조하여 유산균발효분말을 제조하는 단계; 및

(b) 고춧가루에 상기 (a)단계의 제조한 유산균발효분말을 혼합하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 고춧가루의 제조방법에서, 상기 유산균은 바람직하게는 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.), 락토코커스 속(Lactococcus sp.), 웨이셀라 속(Weissella sp.), 페디오코커스 속(Pediococcus sp.), 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 및 엔테로코커스 속(Enterococcus sp.)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유산균일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 유산균은 김치 발효 유산균의 생장을 억제하여, 유산균에 의한 산 생성을 최소화함으로써, 김치의 숙성을 지연시켜 김치의 저장성을 증진시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 고춧가루의 제조방법에서, 상기 (b)단계의 혼합은 바람직하게는 고춧가루에 유산균발효분말을 고춧가루 중량대비 4~6% 혼합할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 고춧가루에 유산균발효분말을 고춧가루 중량대비 5% 혼합할 수 있다. 상기 비율로 유산균발효분말을 혼합한 고춧가루를 이용하여 김치를 제조할 경우, 김치의 풍미를 유지하면서 김치의 숙성을 효과적으로 지연시킬 수 있었으나, 유산균발효분말의 첨가량이 상기 범위를 벗어나는 경우 김치의 풍미가 저하되고 김치가 과숙성되는 문제점이 있다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 고춧가루를 이용하여 제조된 숙성이 지연된 김치를 제공한다. 상기 고춧가루를 이용한 김치의 종류에는 특별한 제한은 없으나, 배추김치, 열무김치, 파김치, 갓김치, 부추김치, 깻잎김치, 총각김치, 고들빼기김치 및 얼갈이 김치 등을 예로 들 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 유산균발효분말 함유 고춧가루 제조

유산균을 배양한 유산균 배양액에 말토덱스트린을 첨가한 후 분무건조하여 유산균발효분말을 제조하였다. 고춧가루에 상기 제조한 유산균발효분말을 고춧가루 중량대비 각각 0.5, 1, 3, 5, 10% 첨가한 후 혼합하여 실험에 사용하였다.

2. 실험방법

1) 실험재료

정담원에서 판매하는 일반고춧가루와 유산균발효분말 및 허브(로즈마리)발효분말을 대상으로 농도별로 희석하여 항균활성을 분석하였다.

2) 실험방법

가) 항균활성

Agar well diffusion assay를 이용하여 시료의 대한 항균활성을 확인하였다. 표준균주를 MRS 액체배지 5 mL에 순수분리균을 30℃에서 10시간 배양하여, 0.85% 연한천(soft agar)을 만든 후, 시료를 농도별로 희석한 후 상등액을 13,000 rpm 및 4℃에서 30분간 원심분리하여, 각 WELL에 상등액을 100 ㎕씩 분주하고, 무균상태에서 자연건조를 거친 후 37℃에서 24시간 배양하였다. 배양 후, WELL 주위에 형성된 저해환의 지름(cm)을 측정하여 항균활성의 유무를 확인하였다. 본 실험에서 사용한 균주는 한국미생물보존센터(KCCM)에서 분양 받은 표준균주를 사용하여 분석하였다(표 1).

균주(Strains)

락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum KCCM 11322)

류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides KCCM 11325)

페디오코커스 애시딜락티시(Pediococcus acidilactici KCCM 12112)

락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis KCCM 34717)

락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis KCCM 35464)

나) 색도 측정

색도 측정기는 색차계(Minnolta Japan)로 3회 반복 측정하였고, 명도(L-value, lightness), 적색도(a-value, redness), 황색도(b-value, yellowness)의 평균값을 구하였다.

다) pH 측정

시료를 5 g을 취하여 pH 미터(CH/MPC227,10046965)로 3회 측정한 후 평균값을 산출하였다.

라) 산도 측정

시료 5 g을 취하여 적정산도는 0.1% 페놀프탈레인 용액이 분홍색으로 변하는 점까지 적정한 후 소비된 0.1N NaOH 소비량을 총산도(젖산, %)로 나타내었다.

마) 유산균수 측정

시료 25 g을 무균적으로 취하여 멸균수 225 mL을 넣어 Bag mixer로 균질화한후 각 시료를 10배 희석법으로 희석한 후 희석액 100 ㎕를 락토바실러스 MRS 한천 배지에 도말한 후 25℃에서 48시간 배양하고 콜로니 수를 계수(CFU/mL)하였다.

바) 관능검사

훈련된 관능검사 요원을 대상으로 맛, 색, 향, 신맛, 전체적인 기호도를 9점 척도법에 의해 나타내었다.

바) 위해미생물(식중독균)

식품공전법에 의거하여 시행하였다.

실시예 1: 유산균발효분말의 유산균 증식 억제 효과

본 발명의 유산균발효분말의 유산균 증식 억제효과를 확인한 결과는 도 1과 같다. 그 결과, 유산균 저해환은 일반고춧가루 및 허브발효분말에 비해 유산균발효분말이 김치숙성에 관여하는 초기 중기 후기 유산균인 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum KCCM 11322), 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides KCCM 11325), 페디오코커스 애시딜락티시(Pediococcus acidilactici KCCM 12112), 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis KCCM 34717), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis KCCM 35464) 균주에 대해 우수한 항균력을 보였다.

실시예 2: 유산균발효분말과 고춧가루의 혼합비에 따른 유산균 증식 억제 효과

유산균발효분말과 고춧가루의 혼합비에 따른 유산균 증식 억제 효과는 도 2와 같다. 그 결과, 유산균발효분말을 0.5% 및 1% 첨가한 고춧가루는 저해환이 1.5 cm로 나타났으나, 유산균발효분말의 첨가량이 증가할수록 저해환이 더 커지는 것을 확인하였다. 유산균발효분말 5% 및 10% 첨가한 고춧가루의 저해환 크기는 큰 차이를 나타내지 않아, 고춧가루에 유산균발효분말을 5% 첨가하는 것이 경제적으로 고춧가루를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.

실시예 3: 유산균발효분말과 고춧가루의 혼합비에 따른 색도

유산균발효분말과 고춧가루의 혼합비에 따른 색도는 도 3과 같다. 그 결과, 고춧가루에 유산균발효분말 첨가량에 증가할수록 명도인 L값이 증가하였고, a값인 적색도와 b값인 황색도에서도 유산균발효분말 첨가량에 증가할수록 값이 증가하였으나, 유의적인 차이를 보이지 않았다.

실시예 4: 유산균발효분말 첨가 고춧가루 위해미생물 검사

유산균발효분말 5% 첨가 고춧가루의 위해미생물 검사한 결과는 하기 표 2와 같다. 그 결과 바실러스 세레우스를 포함한 다양한 위해미생물인 식중독균이 검출되지 않아, 식품으로 사용시 안전하다는 것을 확인할 수 있었다.

유산균발효분말 첨가 고춧가루 위해미생물 검사

시료명	대장균군	B. cereus	Salmonella	S.aureus	Cl.perfrigens	E.coli O157:H7	Listeria
유산균발효분말 고춧가루	음성	불검출	ND	ND	ND	ND	ND

실시예 5: 유산균발효분말 첨가 고춧가루 이용한 배추김치의 숙성 중 pH 및 산도 변화

본 발명의 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용하여 도 4 및 5의 공정으로 배추김치를 제조한 후, 김치를 4℃에 저장하면서 pH 및 산도를 측정한 결과는 도 6 및 7과 같다. 그 결과, 김치 숙성기간이 길어질수록 pH는 낮아지고 산도는 높아지는 경향을 나타내었는데, pH는 일반고춧가루를 사용한 배추김치(0%)와 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 사용한 배추김치의 pH는 큰 차이를 나타내지 않았고, 산도는 일반고춧가루를 사용한 배추김치(0%)가 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 사용한 배추김치에 비해 더 높게 나타났다.

실시예 6: 유산균발효분말 첨가 고춧가루 이용한 배추김치의 숙성 중 유산균 수 변화

본 발명의 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용하여 도 4 및 5의 공정으로 배추김치를 제조한 후, 김치를 4℃에 저장하면서 유산균 수 변화를 측정한 결과는 도 8과 같다. 그 결과, 일반고춧가루를 사용한 배추김치(0%)는 숙성 중 가장 높은 유산균 수를 나타내었고, 유산균발효분말을 5% 및 10% 첨가 고춧가루를 사용한 배추김치(5%, 10%)가 숙성 중 가장 낮은 유산균 수를 나타내었다.

실시예 7: 유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치의 관능검사

유산균발효분말 첨가 고춧가루를 이용하여 도 4 및 5의 공정으로 제조된 배추김치의 관능검사한 결과는 하기 표 3과 같다. 그 결과, 다른 첨가량에 비해 유산균발효분말을 5% 및 10% 첨가 고춧가루를 이용한 배추김치가 맛, 색, 신맛 및 전반적인 기호도에서 높은 기호도를 나타냄을 확인할 수 있었다.

따라서, 실시예 6 및 7의 결과, 유산균발효분말 5% 및 10% 첨가 고춧가루를 이용하여 김치를 제조할 경우, 김치의 풍미를 증진시키면서 김치의 유산균 생장을 효과적으로 저해하는 것을 확인하였으며, 유산균발효분말을 5% 및 10% 첨가한 고춧가루의 김치 숙성 유산균 저해효과 및 기호도는 큰 차이를 나타내지 않아, 유산균발효분말을 5% 첨가하여 고춧가루를 제조하는 것이 경제적으로 가장 바람직할 것으로 판단되며, 유산균발효분말을 5% 첨가하여 제조된 고춧가루 시제품 디자인은 도 9와 같다.

유산균발효분말 첨가 고춧가루 이용한 배추김치의 관능검사

	GC-0	GY-1	GY-3	GY-5	GY-10
맛	5.80±1.30	5.70±1.10	6.16±1.12	6.68±1.22	6.70±1.06
색	5.72±0.90	6.00±0.87	6.18±0.89	6.26±0.86	6.24±0.92
향	5.58±0.80	5.78±0.86	5.94±1.07	5.94±0.76	6.14±0.94
신맛	4.72±1.18	5.06±1.12	5.70±1.24	6.30±0.94	6.32±0.95
전반적기호도	5.50±1.08	5.56±0.98	5.92±0.91	6.48±0.96	6.40±0.82

GC-0: 유산균발효분말 무첨가 고춧가루 이용

GY-1: 유산균발효분말 1% 첨가 고춧가루 이용

GY-3: 유산균발효분말 3% 첨가 고춧가루 이용

GY-5: 유산균발효분말 5% 첨가 고춧가루 이용

GY-10: 유산균발효분말 10% 첨가 고춧가루 이용

Claims

(a) 유산균을 배양한 유산균 배양액에 말토덱스트린을 첨가한 후 분무건조하여 유산균발효분말을 제조하는 단계; 및
(b) 고춧가루에 상기 (a)단계의 제조한 유산균발효분말을 혼합하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 유산균은 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.), 락토코커스 속(Lactococcus sp.), 웨이셀라 속(Weissella sp.), 페디오코커스 속(Pediococcus sp.), 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 및 엔테로코커스 속(Enterococcus sp.)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유산균인 것을 특징으로 하는 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)단계의 혼합은 고춧가루에 유산균발효분말을 고춧가루 중량대비 4~6% 혼합하는 것을 특징으로 하는 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 김치 숙성 지연 효과가 있는 고춧가루.
제4항의 고춧가루를 이용하여 제조된 숙성이 지연된 김치.