발효온도와 기간에 따른 깍두기의 이화학적 특성 및 최적발효조건

Abstract

김치는 채소류에 젓갈, 양념, 향신료 등 여러 가지 부재료와 소금을 첨가하여 발효시킨 우리나라의 고유한 채소발효식품이다. 그 중 깍두기는 무를 깍둑썰기를 하여 고춧가루, 새우젓, 파, 마늘, 생강 다진 것으로 버무려 익힌 것으로 그 담금법이 간단하고 부재료의 첨가도 적어 배추김치 다음으로 그 소비량이 많다. 김치는 주재료에 여러 부재료 및 양념이 첨가되어 적당한 온도에서 숙성되는데 이 때 미생물이 발육, 번식하면서 김치의 독특한 맛과 향에 영양을 주는 각종 유기산과 유리 아미노산을 만들어낸다. 유기산을 생성하는 균들은 그 성질과 생리작용이 다르므로 발효 숙성조건에 따라 즉, 김치의 종류, 첨가한 재료, 발효 숙성온도와 시간 및 소금 농도, 저장 용기 등에 따라 다르게 일어나며, 발효숙성 조건 중 온도와 시간의 영향을 가장 많이 받는 것으로 나타난다. 이와 같이 그 동안 김치의 발효조건에 대해서는 상당히 많은 연구가 진행되었으나 요즘같이 김치를 구입해서 먹는 가정이 많은 상황에서 시중에서 익지 않은 김치를 구입한 후 가정에 가져와 어떻게 발효와 숙성을 시켜야 좋은지 또 어떤 온도와 발효조건의 김치냉장고가 필요한지에 대한 연구는 아직 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 전문 김치 생산업체에서 갓 제조한 깍두기를 이용하여 발효 및 숙성 온도와 기간을 달리 하였을 때 깍두기의 품질에 어떤 영향을 미치는지 조사하였고 관능검사에 따른 깍두기의 최적 발효 및 숙성조건을 규명하고자 하였다. 온도, 1차 발효기간, 2차 발효기간을 독립변수로 설정하였으며 예비실험을 통해 온도는 10, 20℃, 1차 발효기간 2, 4, 6일, 2차 발효기간 1, 4, 7일로 설정하였다.1차 발효는 상온에서 이루어지는 발효로 정의하였고, 2차 발효는 냉장온도에서 이루어지는 발효로 정의하였다. 깍두기의 pH와 산도는 시료간 유의적인 차이를 보였으며 온도, 1차 발효기간, 2차 발효기간 간에 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 염도의 이원분산분석결과 온도간, 1차 발효간, 2차 발효간 시료들의 유의적인 차이를 보였으며, 온도가 높아질수록 염도가 증가였고, 환원당은 2차 발효기간에 따른 시료간에 유의적인 차이를 보였으며 1차 발효기간과 2차 발효기간 사이에서만 서로의 상호작용이 일어난 다는 것을 볼 수 있다. 깍두기의 물성적 특성 검사 중 경도는 온도가 높아질수록 2차 발효기간이 길어질수록 경도가 유의적으로 감소하는 것을 볼 수 있으며 온도와 1차 발효기간, 2차 발효기간 사이의 상호관계에서 서로의 작용이 없는 것을 볼 수 있다. 색도의 L, a, b값은 온도와 2차 발효기간에서 시료간 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났으며 모두 1차 발효기간과 2차 발효기간 간의 상호작용이 있는 것을 볼 수 있었다. 깍두기의 온도, 발효조건의 최적화는 관능검사를 바탕으로 분석되었다. 관능검사는 전반적 기호도, 짠맛, 신맛, 아삭아삭 정도, 탄산미, 이취 항목 중 전반적 기호도, 신맛, 아삭아삭 정도, 이취에서 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다. 깍두기의 품질과 관능특성간의 상관관계를 보면 관능검사 중 전반적인 기호도는 산도가 높아질 수록 기호도는 감소하는 경향을 보였으며 경도가 단단할수록 기호도는 높아지는 것을 볼 수 있다. 아삭아삭 정도는 pH가 감소할수록 감소하였고 이취의 경우 pH가 증가할수록 이취는 감소하였으며, 산도가 증가할수록 이취 또한 증가하는 것을 볼 수 있다. 깍두기의 품질과 관능특성간의 주성분 분석을 보면 먼저 이화학적, 물성적 특성에 대한 주성분 분석을 살펴보면 20℃에서 발효된 대부분의 깍두기는 상대적으로 산도가 높은 값을 나타내었으며 pH, 경도, 환원당, 염도, 색도(L, a, b)가 상대적으로 낮은 값을 가지는 것을 볼 수 있다. 관능검사의 주성분 분석의 경우 모든 특성이 PC2에서 양(+)의 방향으로 부하되는 것으로 나타났으며 시료들 중 PC2에서 음(-)의 방향으로 부하되는 것들 간의 관능적 특성의 차이가 큰 것을 볼 수 있다. 온도의 차이에서 보면 10℃에서 발효되는 깍두기의 경우 대부분의 값들이 모여있는 것을 볼 수 있지만 20℃에서 발효되는 깍두기의 경우 서로의 값들이 많이 분산되어있어 발효기간의 영향을 많이 받는 것을 볼 수 있다. 온도와 발효조건을 달리한 깍두기에서 가장 선호도가 높은 깍두기는 10℃에서 2일 발효시킨 뒤 5℃에서 4일 저장시킨 것으로 나타났으며 이 때 깍두기의 pH는 4.41, 산도는 0.405%로 많은 선행연구들에서 밝힌 깍두기의 적숙기 상태와 유사하다. 많은 선행 연구들을 통해 우리나라의 전통적인 김치 발효법인 김치를 담가 중온에서 익힌 뒤 저온에서 보관하는 것이 김치의 맛을 좋게 하는 방법임이 증명되었다. 하지만 시중에서 익지 않은 김치를 구입한 후 가정에 가져와 어떻게 발효와 숙성을 시켜야 좋은지 또 어떤 온도와 발효조건의 김치냉장고가 필요한지에 대한 연구는 아직 전무한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 김치냉장고에서 깍두기의 최적 발효조건을 규명하고자 하였다. 본 연구를 기초자료로 하여 발효, 숙성 이후 깍두기의 맛을 살리면서 저장기간을 늘릴 수 있는 저장 조건에 대한 연구가 필요하며 깍두기뿐만이 아닌 다양한 김치에 대한 연구가 계속 되어야 할 것이다.;Kimchi is fermented vegetable with other ingredients and salt which is Korea’s traditional pickled vegetable. For the preparation of Kimchi the temperature and period of fermentation and storage are the key conditions that effect the quality of Kimchi. The purpose of this study is to provide the fundamental data for optimization of high quality Kkakdugi preparation, which has been second most consumed Kimchi made of radish root. Optimal conditions for KKakdugi preparation were found out by physicochemical characterization, hardness profile analysis and sensory evaluation test and they were analyzed by one way ANOVA, two way ANOVA, pearson’s correlation, PCA (Principal Component Analysis) using SPSS for window 17. Temperature, fermentation periods were selected as independent variables. In this study, 1st fermentation is defined as fermentation at room temperature and 2nd fermentation is defined as fermentation at refrigerator temperature. Then physico-chemical test items, the hardness properties of Kkakdugi, and preferences of the panels were used as dependent variables. Temperature and 1st fermentation period were confirmed as the most influential element in the pH and acidity of Kkakdugi; as the input ratio of temperature was higher, the acidity has been increasing while pH has been decreasing. In the hardness profile analysis properties of Kkakdugi, 1st fermentation period was the independent variable that had the greatest effect on the hardness and each value increases the hardness decreased. L(Lightness) value was decreasing when the all the independent values were changing within the experimental range. A((+)redness/(-)greenness) value was found to be reducing if the 2nd fermentation period got higher. Also, as the most influential elements on the B((+)yellowness/(-)blueness) value were 2nd fermentation period, the B value was decreased if the independent values increased. At the sensory test, the items regarding overall preference, sourness, crispness, off-flavor showed high significant. According to the test results on sourness, as independent values increased, sourness increased and hardness characteristics, as independent values decreased, crispness decreased. Correlation between physicochemical, physical and sensory characteristics, overall preference has positive correlation with hardness, saltiness, carbonic mouth-feel and negative correlation with acidity and off-flavor respectively. PCA among physicochemical, physical and sensory characteristics, mostly Kkakdugi showed difference in temperature between 10℃ and 20℃. In 20℃ group, they tend to have high acidity and low pH and hardness relatively. Also it shows they tend to have high sourness and off-flavor score relatively. Between temperature, samples fermented at 10℃, they showed very close but samples fermented at 20℃, they showed very apart which shows at 20℃, fermentation period effects more than at 10℃. The optimal conditions achieved by sensory test was 10℃ for temperature, 2 days for 1st fermentation, and 4 days for 2nd fermentation respectively and that Kkakdugi is expected to taste the best which its pH was 4.41 and acidity was 0.405% that shows best state for Kkakdugi proven by previous studies.