발효조건과 저장기간에 따른 나박김치의 특성 변화

Abstract

To determine the effect of different fermentation level on the quality of Nabak Kimchi during storage, this study was carried on by analysing the result of physico-chemical properties, microbiological characteristics and sensory evaluation of Nabak Kimchi stored up to 24 days. For the physico-chemical properties, pH, total acidity, reducing sugar, carbon dioxide contents, color values were investigated while for the microbiological characteristics, total microbial counts and lactic acid bacteria were studied. Nabak Kimchi products were fermented at six different level of temperature and time and stored in Kimchi refrigerator at 4℃ for 24 days. The group treated in different level were as following ; Samples of SF4, SF15 and SF25 were fermented at 4℃, 15℃ and 25℃ for 12hours respectively and samples of LF4, LF15 and LF25 were fermented at 4℃, 15℃ and 25℃ for 24hours respectively. The followings are the results obtained. As the storage period increased, the pH values of LF15, SF25 and LF25 decreased rapidly after initial fermentation and the pH values of SF4, LF4 and SF15 increased slightly in the beginning and then decreased. SF4, LF4 and SF15 did not reach its optimum pH values of 4.3~4.5 until the 24th day. The pH values of LF25 was 3.98 after initial fermentation, which means LF25 already passed the optimum pH values. SF25 reached its optimum pH at the 6th day while LF15 reached its optimum pH at the 21th day. In all samples, total acidity increased as storage period proceeded. Total acidity of SF25, LF25 and LF15 increased rapidly after initial fermentation, SF4, LF4 and SF15 increased gradually. Especially, total acidity of LF25 was 0.31% after initial fermentation and increased significantly as storage period increased then reached 0.49% at the 24th day. LF25 was the highest value among 6 samples during storage. In all samples, the amount of reducing sugar was 4.92 ㎎/㎖ before fermentation and increased significantly and reached its maximum values then decreased. Reducing sugar of SF25, LF25 were the maximum values at the 6th day, other treatments reached the maximum values after the 12th day then decreased. CO₂contents of SF25 was its maximum values at the 12th day and LF25 was its maximum values at the 9th day then significantly decreased during storage. CO₂contents of LF15 reached the maximum values at the 9th days then decreased during storage. On the other hand, CO₂contents of SF4, LF4 and SF15 continuously increased up to 24 days. In all samples lightness and redness of Nabak Kimchi decreased as storage period became longer, but yellow of Nabak Kimchi increased during storage. Total microbial counts of SF25 and LF25 reached to the highest at the 6th day and total microbial counts of LF15 reached to the highest at the 12th day and then significantly decreased. However, total microbial counts of SF4, LF4 and SF15 continuously increased up to the 24th day. The number of lactic acid bacteria was similar to the phase of the change of total microbial counts. In the results of sensory evaluation, the scores of the green flavor and saltiness for all samples became significantly lower as the period of storage got longer. On the other hand, the scores of the sourness of all samples became higher according to the storage period. At the early stage, the scores of the carbonated flavor of all samples were low because of the effect of strong green flavor, but then, significantly increased thorough the storage period. The scores of the off flavor for all samples became significantly increased in accordance to the storage period.;나박김치는 단기 숙성하여 먹는 우리나라의 대표적인 국물김치로서 젓갈류 같은 동물성 재료를 사용하지 않고, 양념류가 많이 들어가지 않으며 물을 많이 사용하기 때문에 맛이 담백한 음식이다. 김치의 숙성정도와 맛은 초기 발효 조건에 따라 차이가 있다고 한다. 특히 초기 발효 온도가 높은 여름에 담궈 먹는 나박김치의 경우 초기 발효 온도 설정에 대해 연구가 필요하리라 사료된다. 본 연구는 초기 발효 시킨 후 나박김치를 김치 냉장고에 저장하면서 먹을 경우 나박김치에 가장 적합한 초기 발효 조건을 결정하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 발효 온도는 우리나라 봄·가을 평균온도(15℃), 여름 평균온도(25℃), 겨울 평균온도(4℃)로 실험하였고, 발효 시간은 12시간, 24시간으로 하여 초기 발효시킨 나박김치를 4℃에서 저장하면서 이화학적, 미생물학적 및 관능적 특성 변화를 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. pH의 변화를 살펴보면, 담금 직후 나박김치의 pH는 5.61 이었다. 초기 발효 직후 SF4, LF4, SF15의 pH는 처리군 간의 유의적인 차이가 없었고, 다른 세 처리군은 LF25의 pH가 유의적으로 가장 낮았고, SF25, LF15 순으로 pH값이 낮았다. 저장 24일 동안 SF25, LF25, LF15의 pH는 감소하는 경향을 나타내었고, SF4, LF4, SF15의 pH는 초기에 상승하다가 저장 기간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. SF4, LF4, SF15의 pH는 저장 24일까지 적절한 가식범위로 알려져 있는 pH 4.3~4.5 부근에 도달하지 못하였고, LF25는 발효 직후 pH 3.89에 도달하여 적숙기를 지난 것으로 나타났다. 적숙기의 pH 4.3~4.5 부근에 도달하는데 SF25는 저장 6일, LF15는 저장 21일 정도 소요되었다. 총산도는 초기 발효 직후 SF4, LF4, SF15의 세 처리군 간에 유의적인 차이는 없었고, LF25의 총산도가 처리군 중에 유의적으로 가장 높았으며 SF25, LF15 순으로 유의적으로 높았다. 총산도의 변화는 저장 24일 동안 모든 처리군에서 증가하는 경향을 나타내었다. SF25, LF25, LF15의 총산도는 발효 직후 급격하게 증가하였으나 SF4, LF4, SF15의 총산도는 완만하게 증가하였다. 저장 24일에 SF4, LF4, SF15의 총산도는 0.11~0.15 로 적숙기의 산도에 미치지 못하였다. 환원당 함량을 살펴보면 담금 직후 나박김치의 환원당 함량은 4.92㎎/㎖ 였고, 초기 발효 직후 LF15가 유의적으로 가장 많았으며 SF4, LF4, SF15 간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았고, LF25의 환원당 함량이 유의적으로 가장 적었다. 환원당 함량은 모든 처리군에서 저장 기간에 따라 유의적으로 증가하다가 최대치를 보이고 감소하였다. SF25와 LF25의 환원당은 각각 저장 6일에 최대치를 나타내었고, 다른 처리군은 12일 이후에 최대치를 나타낸 후 감소하는 경향을 나타내었다. 저장 6일에는 SF25의 환원당 함량이 유의적으로 가장 많았고, 저장 12일에는 SF15와 LF15의 환원당 함량이 유의적으로 많았다. 용존 CO₂함량은 초기 발효 직후 LF25의 값이 유의적으로 가장 많았으며, SF4, LF4, SF15는 처리군 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. SF25와 LF25의 용존 CO₂함량은 각각 저장 12일, 저장 9일에 최대치를 나타낸 후에 유의적으로 감소하였고, LF15의 용존 CO₂함량은 저장 9일에 최대치를 나타낸 후에 감소하였고, 저장 초기에 빠르게 증가하였다. 반면 SF4, LF4, SF15의 용존 CO₂함량은 저장 24일까지 계속하여 증가하는 경향을 나타내었다. 초기 발효 직후부터 저장 9일까지 SF25, LF25, LF15의 용존 CO₂함량은 SF4, LF4, SF15 보다 유의적으로 많았고, 그 이후에 감소하여 저장 15일에는 LF15를 제외하고 5개의 처리군들이 비슷한 수치를 나타내었다. 초기 발효 후 SF4와 SF15의 명도는 유의적인 차이가 나타내지 않았고, 다른 처리군에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 적색도는 초기 발효 후 모든 처리군들이 유의적으로 차이를 나타내었다. 황색도는 SF25와 LF25가 다른 처리군에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 모든 처리군에서 명도와 적색도는 저장 기간이 길어짐에 따라 감소하고, 황색도는 증가하였다. 이는 담금 직후의 나박김치는 투명한 상태로 명도가 높으나 발효가 진행됨에 따라 미생물의 작용으로 가용성 물질들이 생성되어 이들이 빛의 투과를 방해하여 명도가 감소하는 것으로 생각된다. 나박김치의 적색도는 저장 기간 동안 소금이 무로 침투되고 무에서 나오는 수분이 용출되어 담금 직후보다 점차 적색도가 감소하는 것으로 생각되며, 발효가 진행되면서 총산도의 증가로 인해 엽록소가 황색으로 변하여 황색도가 증가한 것으로 생각된다. 총균수와 젖산균수은 초기 발효 직후 LF25가 유의적으로 가장 많았으며 SF4와 LF4는 두 처리군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았고, SF4와 LF4는 처리군 중에 유의적으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 총균수와 젖산균수의 변화는 용존 CO₂함량 변화와 유사한 경향을 나타내었다. SF25와 LF25의 총균수는 저장 6일에 최대치를 나타내었고, LF15의 총균수는 저장 12일 최대치를 나타낸 후에 유의적으로 감소하였다. 반면, SF4, LF4, SF15의 총균수는 저장 24일까지 계속해서 증가하는 경향을 나타내었으며 이는 총균수가 최대치까지 도달하지 못했기 때문이라고 생각된다. 젖산균수는 총균수의 변화 양상과 유사하였으며 젖산균수의 증가가 총균수 증가의 주원인으로 생각된다. 관능적 특성 분석 결과, 초기 발효 직후 SF4, LF4, SF15의 풋내(Green flavor)는 처리군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았고, LF25가 가장 낮게 평가되었다. 짠맛(Saltiness)은 초기 발효 직후 SF4, LF4, SF15와 LF15의 네 처리군 간에 유의적인 차이가 없었고, SF25와 LF25는 유의적으로 다른 처리군에 비해 낮게 평가되었다. 신맛(Sourness)과 탄산미(Carbonated flavor)는 초기 발효 직후 LF25가 유의적으로 다른 처리군에 비해 가장 높게 평가되었고, SF4, LF4, SF15는 처리군 간에 유의적인 차이가 없었다. 초기 발효 직후 SF25와 LF25의 이취(Off flavor)는 다른 처리군에 비해 유의적으로 높게 평가되었고, SF4, LF4, SF15와 LF15의 이취(Off flavor)는 처리군 간에 유의적인 차이가 없었다. 풋내(Green flavor)와 짠맛(Saltiness)은 전 처리군에서 저장기간에 따라 유의적으로 낮게 평가되었다. 신맛(Sourness)은 풋내, 짠맛이 저장기간이 길어짐에 따라 감소한 것과는 달리 저장 기간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 탄산미(Carbonated flavor)는 발효초기에는 강한 풋내와 덜 익은 맛으로 인하여 낮게 나타나지만, 저장 기간이 길어질수록 유의적으로 증가하였다. 이취(Off flavor)는 신맛과 같은 경향으로 저장 기간이 길어질수록 높게 평가되었다. 발효초기에는 풋내가 강하여 다른 냄새들이 가려지는 것으로 생각되며, LF25는 저장 0일부터 적숙기가 지나 신맛과 이취가 다른 처리군에 비하여 유의적으로 높았다. SF4, LF4, SF15는 저장 기간 동안 적숙기에 도달하지 못하여 풋내는 높고 탄산미는 낮게 나왔고 SF25, LF15는 저장 기간 동안 풋내, 이취는 낮은 수준을 유지하면서 탄산미는 높게 나타났다. 관능적 특성 결과에서 초기 발효 조건으로 25℃에서 24시간 발효시킨 나박김치(LF25)의 경우 과숙을 일으키며, 4℃에서 12시간, 24시간 발효시킨 나박김치(SF4, LF4)와 15℃에서 12시간 발효시킨 나박김치(SF15)의 경우 적숙기에 도달하는데 오랜 시간이 소요되며 최적 상태의 발효에 다다르기 전에 이상 발효취를 보였다. 이상의 결과에서 SF4, LF4, SF15는 발효가 지연되어 저장 24일까지 숙성 적기의 pH와 총산도에 도달하지 못하였으며 맛에 관계하는 용존 CO₂함량도 저장 초기에 다른 처리군에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다. 관능검사 결과 발효가 지연되어 풋내와 짠맛이 높게 평가되었고, 탄산미는 낮게 평가되었다. 따라서 이들 처리군은 적숙기에 도달하는데 오랜 시간이 소요될 것으로 생각되어 단기 숙성 식품인 나박김치에 적합하지 않은 것으로 사료된다. LF25는 초기 발효가 끝난 직후 이미 pH가 3.89 이였고, 관능검사 결과 다른 처리군에 비해 신맛과 이취가 유의적으로 높게 평가되어 바람직하지 않은 발효조건으로 사료된다. 15℃에서 24시간 발효시킨 나박김치(LF15)와 25℃에서 12시간 발효시킨 나박김치(SF25)는 저장 6일과 저장 21일에 숙성 시의 적정 pH에 도달하였다. 또한 탄산미와 관계가 있는 용존 CO₂함량도 저장 12일까지 지속적으로 증가하였으며 관능검사 결과 저장 기간 동안 다른 처리군에 비해 풋내와 이취가 적으면서 탄산미가 높게 평가되어 LF15와 SF25가 나박김치의 적합한 초기 발효 조건으로 생각된다. 이러한 연구 결과를 통해 물김치류인 동치미나 열무 물김치도 초기 발효 조건에 따라 이화학적, 미생물학적 및 관능적 특성에 많은 차이가 있을 것이므로 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.