감동젓무김치의 발효 온도와 시간에 따른 저장 중의 품질 특성 변화

Abstract

In order to investigate the fermentation effect of Gamdongjeotmu Kimchi in different storage conditions, the analysis of physico-chemical characteristics, microbiological properties and preference test of Gamdongjeotmu Kimchi in different temperatures and periods were carried out in this study.Gamdongjeotmu Kimchi were fermented at three conditions of temperature and period - 18℃ for 24hours (18F), 10℃ for 2days (10F) and 4℃ for 6days (4F) - until the acidity reached to 0.33% of lactic acid, then stored at 1℃.The fermentation temperature was decided by the soil temperature of 1 meter depth in different seasons, as the traditional way of storage Kimchi is to earth the jar of Kimchi. As a result, the pH values of all experimental conditions decreased significantly during the storage periods.The optimum pH value (pH 4.2～4.6) of Kimchi was kept up from 1st to 9th day in 18F, from 1st to 13th day in 10F and from 11th to 71st day in 4F. In all samples, total acidity increased as storage period increased.The optimum acidity value range (0.4~0.75%) of Kimchi was kept during approximately a week in 18F, 10F and 30 days in 4F. The higher the fermentation temperature was, the more rapidly the acidity increased during storage periods. The saltiness was maintained at about 2% level during storage periods in all samples. Reducing sugar contents of all samples decreased rapidly at the stage of fermentation periods then decreased slowly. The decrease of reducing sugar contents was more rapid at 18F, 10F than 4F. In all samples lightness, redness and yellowness increased gradually and reached their maximum values then decreased.The higher the fermentation temperature was, the faster the change of color value was and the higher the maximum value was. The CO₂content of all samples increased significantly and reached to their maximum values then decreased.There was no significant differences in their maximum values among 3 samples.For 4F, it took longer to reach to the maximum value of CO₂and the value decreased gently, in other words, it maintained high CO₂contents for a longer period compared to the other samples. In all sample, the contents of glucose and fructose decreased during storage periods.4F showed slow a slow and continual declination of free sugars in comparison with 18F and 10F. The result of analysis of organic acids showed that in all samples, oxalic acid, citric acid and malic acid were detected when Kimchi was just made.The lactic acid, acetic acid and succinic acid were found during the storage period.The lactic acid and acetic acid continued to increase during storage periods while the succinic acid increased at the initial stage of storage period and diminished after reached to the optimal acidity.The malic acid and citric acid decreased from initial stage and not detected after the middle stage of storage period, the oxalic acid diminished in some degree.The higher temperature of fermentation was, the more lactic acid, acetic acid and succinic acid were produced.The succinic acid, a factor for a savory taste, produced the most at 18F. It was not detected at 4F. In all sample, the number of total cells was increased rapidly at the initial storage of storage periods and decreased after reaching to the highest at optimum acidity. The lower the fermentation temperature was, the less the highest total cells were and the slower the number of total cells changed. The tendency of an increase in microbial counts of Leuconostoc spp. and Lactobacillus spp. was similar to that of total cells. The microbial counts of Lactobacillus spp. decreased slower and kept higher level during storage periods compared to that of Leuconostoc spp. The speed of change in the microbial counts of Leuconostoc spp. and Lactobacillus spp. was different depending on fermentation temperatures. Among the sample, the microbial counts of Leuconostoc spp. of 4F maintained high microbial counts for longer storage periods. Also, for Leuconostoc spp. of 4F, it took longer to reach to the highest value of the microbial counts and the value decreased slower than those of other samples. In addition, the maximum value of microbial counts of Leuconostoc spp. of 4F reached to the highest among the samples. On the other hands, the microbial counts of Lactobacillus spp. increased rapidly as fermentation temperature increased As the result of consumer preference test, 18F was the highest in sourness, a carbonated flavor and overall liking. However, the preference of textures and colors showed no difference among samples.;감동젓무김치는 감동젓을 이용하여 담근 서울지방 특유의 무김치로 조선요리제법(朝鮮料理製法)에서 처음 소개되었는데, 이 김치는 배추와 무에 생굴, 낙지, 전복, 북어, 밤, 잣 등을 섞고 양념과 감동젓으로 버무린 것이다. 김치의 발효과정에서 온도는 미생물의 생육을 결정하며, 발효 생성물을 달리하여 김치의 맛을 결정하는 중요한 발효요인이다. 원래 겨울에 담가 먹던 감동젓무김치는 냉장고의 보편화로 계절에 관계없이 상시 담가 먹을 수 있게 되었다. 이에 본 연구에서는 감동젓무김치의 발효 온도․시간을 계절별 지중 1m 아래의 온도에서 기준산도 0.33%에 도달하는 시점인 18℃에서 1일(18F, 이하 18F라 함), 10℃에서 2일(10F, 이하 10F라 함), 4℃에서 6일(4F, 이하 4F라 함)로 결정하고, 기준 산도까지 김치냉장고에서 발효시킨 후에는 1℃에서 저장하면서 각 처리군의 이화학적 특성, 미생물의 변화, 관능검사를 실시하였다. pH 변화는 담금 직후 pH 6.02이었고, 기준산도에 도달했을 때 18F와 10F는 유의적인 차이가 없었고 4F는 두 실험군에 비해 유의적으로 높은 pH값을 나타냈으며, 저장기간 동안 모든 실험군에서 pH는 유의적으로 감소하였는데 발효온도가 높을수록 더 급격히 감소하였다. 김치의 완숙기로 알려진 적정 pH 4.2～4.6 범위에 18F는 저장 1일에서 9일까지, 10F는 저장 1일에서 13일 까지, 4F는 저장 11일에서 저장 71일까지 이 범위에 속했다. 산도는 모든 실험군에서 기준산도에 도달한 후 저장기간 동안 유의적으로 증가하였다. 김치의 최적산도 범위인 0.4～0.75%에는 18F와 10F의 경우 약 일주일간, 4F의 경우는 약 30일 동안 유지되었다. 저장기간 동안 산도의 변화는 발효온도가 높을수록 빠르게 일어났는데, 18F와 10F는 큰 차이를 보이지 않았으나 4F는 두 실험군에 비해 더 완만하게 증가하였다. 저장기간 동안 염도는 2% 수준으로 낮은 식염농도를 일정하게 유지하였으며, 세 실험군간 및 저장기간 동안 큰 차이를 보이지 않았다. 환원당 함량은 담금 직후 37.92mg/ml이었고, 기준산도까지 발효한 후에는 4F가 36.22mg/ml로 가장 높았고 18F와 10F는 29.44mg/ml, 29.01mg/ml로 두 시료 간에는 유의적인 차이가 없었다. 또한 저장기간 동안 환원당함량은 지속적인 감소를 보이는데, 저장초기에 급격한 감소를 나타내고 저장후기로 가면서 감소속도가 완만해졌고, 발효온도가 높을수록 저장기간 동안 더 빠른 감소경향을 나타냈고 보유량도 낮게 나타났다. 색도는 저장기간 동안 세 실험군 모두 명도(L), 적색도(a), 황색도(b)가 점차 증가하여 최대값을 나타낸 후에 감소하였다. 발효온도에 따른 색도 변화는 L값, a값, b값 모두 18F와 10F에서 급격한 증가와 감소를 나타냈으며, 4F의 경우는 두 실험군에 비해 완만한 증가와 감소를 보였다. 또한 L값, a값, b값의 최대값 역시 발효온도가 고온일수록 높게 나타났다. 용존 CO₂ 함량은 세 실험군 모두 점차 증가하여 18F와 10F는 저장 5일에 1.50mg/g과 1.46mg/g, 4F는 저장 15일에 1.54mg/g으로 최대값을 나타낸 후 점차 감소하였다. 각 실험군의 최대 용존 CO₂함량은 유의적으로 차이가 없었으나, 4F가 두 실험군에 비해 최대값에 이르는 기간이 더 길고 완만하게 감소하여 저장기간 동안 높은 CO₂함량을 더 오래 유지하였다. 유리당의 경우 담금 직후 glucose와 fructose 함량은 16.41g/100g, 20.19g/100g이었고, 저장기간 동안 모든 실험군에서 감소하는 경향을 나타냈다. 18F와 10F는 저장 초반에 급속한 감소를 보였고 그 후 감소속도가 완만해져 서서히 감소한 반면, 4F는 두 실험군과는 달리 저장기간 동안 비교적 완만한 감소를 나타내었다. 저온에서 발효한 4F는 18F와 10F에 비해 유리당 감소 속도가 느렸으나, 저장 마지막까지 지속적인 감소를 보였다. 유기산은 담금 직후 oxalic acid 10.40g/100g, citric acid 0.48g/100g, malic acid 0.61g/100g이었고, lactic acid, acetic acid, succinic acid는 검출되지 않았다. 저장기간 중 전반적인 유기산의 변화는 lactic acid와 acetic acid는 저장 초기부터 저장기간 동안 지속적인 증가를 보였고, succinic acid는 발효초기에 증가하여 적정산도에 도달한 후 감소하는 경향을 나타냈으며, malic acid와 citric acid는 발효가 진행되면서 감소하여 저장 중반에는 검출되지 않았고, oxalic acid는 조금 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 발효온도․시간에 의해 유기산 조성 및 함량도 차이를 나타냈는데, lactic acid, acetic acid, succinic acid의 증가량은 초기 발효온도가 높을수록 많이 생성되었다. 특히 감칠맛을 내는 것으로 알려진 succinic acid는 18F에서 가장 많이 생성되었고, 4F에서는 검출되지 않았다. 총균수는 기준산도에 도달하였을 때 18F와 10F는 유의적인 차이가 없었으며, 4F는 두 실험군에 비해 유의적으로 낮은 균수를 나타냈다. 저장기간 동안 총균수의 변화는 세 실험군 모두 저장 초기에 급속히 증가하여 적숙기에 최대값을 나타낸 후 감소하였는데, 발효온도 낮을수록 김치의 발효 중 최대균수는 더 낮게 나타났으며, 변화속도 또한 느리게 나타났다. 김치의 발효 과정 중 Leuconostoc spp.는 모든 실험군에서 저장 초반에 급속히 증가하여 최대값을 나타냈고, 중․후기에는 계속 감소하였다. 발효온도․시간에 따라 증감속도는 차이를 나타냈는데, 발효온도가 낮은 4F에서는 두 실험군에 비해 더 오랜 기간 동안 높은 균수를 유지하였으며 최대값에 도달하고 감소하는 시점과 속도가 더 늦은 경향을 나타내었고 최대값도 더 높게 나타났다. Lactobacillus spp.도 저장 초기에 증가하여 최대값에 도달한 후 서서히 감소하였는데, Leuconostoc spp.에 비해 감소속도가 느려 저장기간 동안 높은 균수를 유지하였다. 그리고 발효온도가 높을수록 Lactobacillus spp.는 더 높은 균수를 나타냈으며, 변화속도 또한 빠르게 나타났다. 또한 Leuconostoc spp.와 Lactobacillus spp.의 생육시점은 큰 차이를 보이지 않았으며, 특히 Lactobacillus spp.의 생육시점이 발효 초기부터 왕성하게 나타났다. 소비자 기호도검사 결과 18F에서 신맛, 탄산미, 전반적인 기호도가 유의적으로 높은 값을 나타냈으며, 질감과 색에 대한 기호도는 발효온도 및 시간에 의한 차이를 나타내지 않았다. 이상의 결과에서 발효온도 및 시간을 달리하여 숙성시킨 저염의 감동젓무김치는 저장기간 동안 발효조건에 따라 다른 발효과정을 나타냈다. 발효온도가 높은 18F와 10F는 저장기간 동안 발효가 빠르게 일어나 적숙기 pH, 산도에 저장 초반에 도달하여 약 일주일정도 유지 되었으며, 환원당과 유리당은 미생물의 성장이 활발히 일어나면서 저장 초기부터 급속히 감소하여 발효 산물로 CO₂와 유기산을 빠르게 생성하였다. 특히 18F는 소비자 기호도 검사에서 맛과 전반적인 기호도가 높게 평가되었는데, 이는 18F에서 많은 미생물이 출현하여 발효과정 중 김치의 신맛과 감칠맛을 내는 유기산을 많이 생성한 결과와 관련이 깊은 것으로 사료된다. 4F는 저염김치임에도 적정가식기간이 길고 CO₂함량도 오래 유지하였는데 반해 18F와 10F는 저장기간이 현저히 짧게 나타났다. 이처럼 우리나라의 전통적인 김치 발효법인 김치를 담가 중온에서 익힌 후 저온에서 보관하는 것이 김치의 맛을 좋게 하는 방법임이 과학적으로 증명되었다. 따라서 향후 맛 등의 김치 품질도 우수하며 저장성도 높일 수 있는 발효조건에 관한 연구가 필요하리라 생각된다. 즉 초기 김치의 품온을 중온으로 하여 1차 발효를 한 후 저온에서 2차 발효를 시키고, 1℃에서 저장하면서 김치를 숙성시키는 다단계적인 발효조건에 관한 연구도 필요하리라 사료된다. 그리고 배추, 무 등의 김치 재료는 계절에 따라 이화학적 특성 및 맛 등의 품질이 달라지므로 계절별 재료에 따른 감동젓무김치의 특성에 관한 연구도 필요할 것으로 생각된다. 또한 초기발효조건이 김치의 발효에 주요한 영향을 미치므로 다른 종류의 저염김치와 다양한 재료가 첨가된 김치의 초기발효조건에 관한 연구가 필요하다고 생각되고, 감동젓무김치에 첨가된 다양한 재료가 유리아미노산 등 김치의 맛성분에 미치는 영향에 관한 연구도 필요하리라 사료된다.