KR960001940B1 - 내산성균 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 개발법과 이를 이용한 개량김치 제조방법 - Google Patents

내산성균 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 개발법과 이를 이용한 개량김치 제조방법 Download PDF

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Abstract

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Description

내산성균 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 개발법과 이를 이용한 개량김치 제조방법
본 발명은 김치 숙성의 주된 역할을 하는 Leuconostoc sp.를 김치로부터 분리하고 변이원을 사용하여 내산성균으로 변이시켜 이를 MRS(Deman, Rogosa, Sharpe) 배지 혹은 영양배지(펩톤, 쇠고기엑기스, 효모추출액, 포도당, 소금) 등에 배양하고 건조시킨 후, 김치 개량제를 제조하고 이 김치 개량제를 이용하여 표준화된 개량김치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
김치는 우리나라 고유의 전통식품으로 배추나 무우를 절인 후 마늘, 파, 생강, 고춧가루 등을 첨가하여 일정기간 발효시켜 만든다. 김치의 맛은 재료, 담그는 방법, 담금시의 소금의 농도, 온도 및 시간에 따라서 달라지고 주로 담금중의 미생물에 의한 발효로 독특한 맛을 지니게 된다. 김치의 독특한 맛 중 특히 상쾌미를 주는 유기산에는 젖산, 초산, 호박산(succinicacid)을 들 수 있고 무기산으로는 탄산이 중요한 역할을 한다.
김치발효의 초기부터 중기에 가장 많이 류코노스톡 메센테로이즈(Leuconostoc mesenteroides)는 이상발효 젖산균(heterofermentative lacticacid bacteria)으로 저온에서도 잘 자라며, 가장 짧은 유도기를 가지고 김치의 발효초기부터 중기에 가장 많이 번식하는 김치의 주발효균으로 젖산, 초산, 호박산, CO2를 발생하는 김치 숙성균으로 잘 알려져 있으며, 김치를 산성화하는 동시에 CO2를 발생시켜 혐기상태로 만들어 주기 때문에 호기성 세균의 번식을 억제시켜 주는 중요한 역할을 한다. 김치맛이 가장 좋을 때는 Leu. mesenteroides가 가장 많이 번식하며, CO2도 이때 최대치로 되어 그 이상의 농도로 되지 않는다. 발효중기에 이르면 Leu. mesenteroides는 그 수가 급격히 떨어지며 락토바실러스 플란타리움(Lactobacillus plantarium)이 왕성히 증식하게 되는데 이 균은 산패에 관여하는 것으로 추정하고 있다. Leu. mesenteroides의 수가 급격히 떨어지는 이유는 이 균이 산에 약하고 pH 4.0 이상에서만 자라기 때문으로 생각된다. 즉 산에 약한 Leu. mesenteroides가 자라 김치를 맛좋게 숙성시키면 pH가 좀 떨어진 상태가 되며, 이때부터 CO2를 생성하지 않고 거의 젖산만을 생성하는 정상 발효균(homofermentative lactic acid bacteria)인 Lac. plantarium이 왕성하게 자라기 시작하며 pH가 계속 떨어지면서 산패에까지 이르게 되는데, 그것은 Lac. plantarium이 강력히 산을 생성하며 pH3.0 정도까지 자신이 만든 산 속에서 생육할 수 있기 때문으로 생각된다.
그러므로, 우선 산에 약한 Leu. mesenteroides를 내산성형으로 개량하는 것이 필요하게 된다. 개량된 균은 야생주와는 달리 내산성이므로 pH가 낮아도 왕성하게 자라며, Lac. plantarium에 의하여 생육에 저해를 받지않을 뿐만 아니라, 어느정도 이균의 성장을 억제하며, pH의 급격저하를 막고, 계속 각종 유기산과, CO2를 다량 생상하게 되어 탄산미가 진해지며, 김치제조시 개량된 균을 첨가하므로 재래식 김치에 비하여 아주 맛좋고, 오래도록 산패가 일어나지 않는 좋은 김치맛을 유지할 수 있을 것이다. 또한 다량의 CO2생산으로 부분적으로나마 저칼로리화로 인하여 건강에도 좋을 것이다.
김치의 산패를 억제하는 방법에 대한 연구가 많이 있기는 하나 대부분 첨가물을 사용하여 산패를 억제하는 방법들이 알려져 있다. 즉, 여러 가지 젖산균을 그대로 배양하여 김치에 첨가하는 방법(한국특허공고 제89-4896호) 등이 알려져 있는데, 아직까지 Leuconostoc sp.를 내산성 등으로 개량하는 연구가 없어서 김치의 맛과 품질을 유지하는데 어려움이 있었다. 본 발명자는 김치의 맛을 가장 좋은 상태로 유지시킬 수 있는 Leu. mesenteroides를 내산성균주로 만들 수 있다면 김치의 풍미를 유지할 수 있다는데 착안하여 연구한 결과 본 발명을 완성하였다.
본 발명자는 김치로부터 Leuconostoc sp.를 분리, 동정하고 pH4.2 이상에서만 자라는 것을 확인하고, 이 균을 이용하여 산에 강한 내산성균이며 동시에 야생주보다 CO2를 많이 생산하는 균으로 개량하였다.
본 발명을 상세히 설명하면 김치로부터 Leuconostoc sp.를 분리하여 동정하고, Leuconostoc sp.로 동정된 균을 자외선 조사, NTG(N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘), 혹은 EMS(에틸메탄설폰산)를 처리하여 내산성균으로 변이시켰다. 이중 내산성균으로 개량하는데 NTG가 가장 좋았다.
[표 1. 변이원에 따른 내산성균주의 취득 비교]
pH4.2에서의 중식력 : +++ 매우 양호, ++ 양호, + 보통, ± 미약
자외선 조사는 다음과 같이 하였다. 균배양을 petri dish에 넣고 10W 자외선 등으로 30㎝의 거리에서 1분간 조사하였다. NTG 처리는 다음과 같이 대수증식기, 혹은 정지기의 균을 모아 50mM 트리스-염산(Tris-HCl)완충액에서 현탁하고 최종 농도가 0.2㎎/㎖이 되게 NTG를 첨가하여 30℃에서 0.5-1.5 시간 진탕반응시켰다. EMS 처리도 NTG 처리와 동일한 방법으로 하였다. 이렇게 하여 얻어진 내산성 변이균주는 MRS 배지 pH가 3.3에서도 생육하며(표 2), CO2생성능력도 좋았다(표 3). MRS 배지(pH6.8)에서 야생주와 내산성변이주 Leuconostoc sp. KK001(수탁번호 KFCC-10774)은 성장속도 및 CO2생성능력에서 동일하였다.
[표 2. 내산성균주의 pH에 따른 증식능력]
++ 양호, + 보통, ± 미약, - 불능.
[표 3. 내산성균주의 CO2생성능력(20℃)]
++ 양호, + 보통, ± 미약, - 불능, CO2정량은 Durham관으로 하였다.
MRS 배지(pH3.5)에서는 내산성변이주 Leuconostoc sp. KK001만 증식하였으며, 증식속도가 MRS 배지(pH6.8)에 비하여 1/2 정도였으며, CO2 생성력도 pH6.8의 경우와 비교하여 1/2 정도였다. MRS 배지의 조성은 다음과 같다. 물 1L에 쇠고기엑기스 10g, 펩톤 10g, 효모추출액 10g, 포도당 20g, 아인산칼륨(K2HPO4) 2g, 구연산암모니움(NH4-cotrate) 2g, 초산나트륨(Na-acetate) 5g, 황산망간(MnSO4) 0.05g, 황산마그네슘(MgSO4) 0.2g이다.
표 4에는 야생균과 변이균의 다른 차이점을 요약하였다.
[표 4. 야생균과 변이균의 차이점]
++ 양호, + 보통, ± 미약, - 불능
내산성으로 개량된 Leuconostoc sp. KK001를 이용한 개량김치의 제조방법을 간략하게 도시하면 다음의 그림과 같다.
[그림 개량 김치 제조 공정도]
본 발명을 이하 실시예에 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
분리된 내산성균 Leuconostoc sp. KK001를 MRS 배지(pH3.4)에 접종하고 30℃, 3일간 배양하고 배양액 10㎖을 취하여 개량제로 사용하여 김치제조시 절인배추 500g에 스타터(starter)로 첨가한 후 김치를 담그고 대조구와 관능검사를 조사한 결과, 1일 후부터 내산성균쪽이 아주 좋았다. (표 5). 관능검사는 Pannel 요원 20명(28-35세, 남녀10명씩). 5점척도법(5 : 매우 좋다, 4 : 좋다, 3 : 보통, 2 : 나쁘다, 1 : 아주 나쁘다)으로 실시하였다.
[표 5. 김치에 첨가된 스타터별 관능검사(20℃)]
관능검사는 5점 척도법에 의해 실시하였다.(1-2 : 불량, 3-4 : 양호, 5 : 양호)
[실시예 2]
쇠고기 액기스 3g, 펩톤 5g, 포도당(혹은 비첨가)2g, 소금 8g을 물 1L에 녹이고 120℃, 20분간 살균하고 내산성균 Leuconostoc sp. KK001를 접종하여 30℃에서 3일간 배양하고 동결건조 후 분말화하여 김치개량제로 만들었다. 이 김치개량제 1g을 절임배추 500g에 첨가하여 김치를 제조하고 20℃, 암소에 보관하고, pH, 산도, 관능을 대조구와 비교한 결과, 내산성균인 Leuconostoc sp. KK001의 경우 pH가 아주 완만하게 내려갔으며, 관능면에서도 우수하였고, 산패는 약 2배 지연되었으며, 6일째도 김치가 아주 좋은 맛을 나타냈다.(표 6)
[표 6. 김치에 첨가된 스타터별 pH와 관능 비교(20℃)]
관능검사는 5점 척도법에 의해 실시되었다.(1-2 : 불량, 3-4 : 양호, 5 : 양호)
[실시예 3]
쇠고기액기스 10g, 효모액기스 5g, 소금 5g을 물 1L에 녹이고, 120℃, 20분간 살균하고 내산성균 Leuconostoc sp.을 접종하여 30℃에서 3일간 배양하고 동결건조 후 분말화하여 김치개량제로 만들었다. 이 김치개량제 2g을 절임배추 500g에 첨가하여 김치를 제조하고 20℃, 암소에 보관하고, pH, 산도, 관능, 젖산, CO2를 대조구와 비교한 결과, 내산성균 Leuconostoc sp. 의 경우가 완만한 pH, 우수한 관능, 적은 젖산생성, 많은 CO2생산을 나타냈으며, 6일째도 김치가 아주 좋은 맛을 나타냈다(표 7).
[표 7. 김치의 오관(6일 경과, 20℃)]
CO2정량은 A. O. A. C. 방법(Method of analysis of the A. O. A. C., 12thed.(1975))으로 하였다.

Claims (5)

  1. pH3.3-4.0에서 내산성을 가져 생육가능하며 젖산내성을 갖는 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) 미생물.
  2. pH3.3-4.0에서 내산성과 젖산 내성을 갖는 류코노스톡 속(Leuconostocsp.) 미생물을 배양하여 김치제조시 스타터로 사용하는 방법.
  3. 제2항에 있어서 사용하는 미생물을 MRS 배지에 배양하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 배양액을 동결건조 또는 분말화하여 김치 제조시 스타터로 사용하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, pH3.3-4.0에서 내산성이 있고 젖산내성을 갖는 류코노스톡 속(Leuconostoc sp.) KK001(KFCC 10774)미생물.
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