발효와 저장 중 온도와 시간 변화에 따른 동치미의 품질 특성

Abstract

Dongchimi is a kind of Kimchi that has radish and salt as main ingredients, and its sub ingredients include green onion, pepper, garlic, ginger, and pear. Dongchimi has a refreshing taste not only due to its simple ingredients but also the organic acids and carbonic acid gas produced during fermentation. The purpose of this study is to provide the optimal temperature and time conditions for maintaining the high quality of Dongchimi for a long term period. The ripening of Dongchimi is divided into the fermentation and storing steps. During the fermentation, Dongchimi was fermented at 5, 10, 15, 20℃ until the acidity reached 0.2, 0.3, 0.4% at each temperature. Dongchimi at 5℃ was excluded since the acidity didn't rise enough. To find the effect of temperature and time condition on Dongchimi during fermentation, consumer preference test was conducted. As a result, the Dongchimi that was fermented at 15℃(about for 6 days) until the acidity of 0.3%, was evaluated as the optimal status because of its high score of overall acceptance, taste and odor. Afterwards, the Dongchimi fermented for 6 days at 15℃ until the acidity reached 0.3% was stored at three levels of temperature(-1, 2, 5℃) for 4 weeks to find out the optimal storing condition. The physicochemical analysis including ph, acidity, reducing sugar, salinity, organic acid, volatile compounds, hardness, colorness, the microbiological analysis including total bacteria count and total lactic acid bacteria, and the sensory analysis were tested every week. Right after the fermentation, the pH of Dongchimi was 4.07 and the acidity was 0.31%. The pH decreased, and the acidity increased in every experimental group. Higher storing temperature showed sharper change. Thus, 2℃ group and 5℃ group showed a significant change depending on the storage period(p<0.05). The amount of reducing sugar showed a tendency to decrease; 5℃ group showed a significant decrease during the period(p<0.05) which means the growth of micro-organism in Dongchimi using reducing sugar as an energy source was vigorous at higher temperature. The salinity didn't show a significant change depending on temperature. The major organic acids in Dongchimi right after the fermentation were identified as citric acid, malic acid, lactic acid and acetic acid. There was no change in the composition of organic acid in -1℃ group while citric acid and malic acid decreased, and lactic acid and acetic acid increased significantly in 2℃ group and 5℃ group(p<0.05). In GC/MS, 14 volatile compounds including di-2-propenyl-disulfide, zingiberene, β-bisabolene, α-farnesene, β-sesquiphellandrene, α-curcumene, propanoic acid, 1-isothiocyanate-butane, 2,6-bis(1,1-dimethyl)-r-(1-oxopropyl) phenol were identified. During the storing period, sulfur compounds were decomposed, and the compounds from sub materials of Dongchimi increased(p<0.05). The L value decreased significantly, and the hardness showed a tendency to decrease but no significant change. Both of total bacteria count and total lactic acid bacteria showed maximum proliferation in 2nd week and decreased in every group. As a result of MANOVA(multivariate Analysis of Variance) of the sensory properties, overall flavor and off flavor showed significant changes depending on storing temperature; fermented odor, acidic flavor, bitter flavor, garlic flavor, off flavor, carbonated flavor, savory flavor, green onion flavor showed a significant change depending on storing period; and transparency green onion flavor depending on the cross-over effect between storing temperature and period showed a significant change as well. As a result of the consumer preference test, physicochemical, microbiological and sensory analysis, this study found out that Dongchimi fermented at 15℃ for about 6 days when the acidity gets 0.3% got the highest score of consumers, and when Dongchimi was stored at –1℃ after the fermentation, the properties evaluated as the best maintained after 4 weeks.;동치미류는 고춧가루 양념을 하지 않고, 주재료인 무와 소금, 부재료인 파, 풋고추, 마늘, 생강과 배 등 비교적 간단한 재료로 담그는 김치로 무 특유의 아삭아삭한 조직감 뿐만 아니라 숙성 중에 국물에 생성된 유기산과 탄산가스가 특유의 감칠맛과 상쾌한 맛을 주는 김치류이다. 그러나 장기간 저장시 생성된 유기산에 의해 불쾌취가 생기고 무 조직이 연부 현상을 일으켜 동치미의 품질 특성 중 하나인 질감이 크게 떨어지는 등의 품질 저하를 가져오게 된다. 동치미의 저장성 보완과 관련한 기존의 선행 연구는 열수 담금 및 염혼합물 첨가, 기능성 부재료의 첨가, 동치미의 발효숙성 중 온도에 의한 특성 변화 양상에 대한 연구가 주를 이루었으나, 동치미의 최적의 품질 특성을 장기간 유지할 수 있는 발효 및 저장 조건에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 동치미의 발효숙성을 발효 단계와 저장 단계로 나누어 최적의 품질 특성을 유지할 수 있는 온도와 시간에 대한 연구를 진행하였다. 발효 단계에서 저온, 중온, 고온의 4가지 온도(5, 10, 15, 20℃)에서 동치미의 적숙 산도로 알려진 세 수준의 산도(0.2, 0.3, 0.4%)에 도달할 때까지 동치미를 발효시켰다. 55 명의 소비자를 대상으로 한 소비자 기호도 조사 결과, 15℃에서 6일간 발효 시켜 0.3%의 산도에 도달한 동치미가 가장 높은 기호도 점수를 받아서 동치미의 최적 발효 상태로 나타났다. 이후 저장 단계에서 최적 발효 상태의 품질 특성을 장기간 유지할 수 있는 저장 온도를 규명하고자 세 수준의 냉장 온도(-1, 2, 5℃)에서 동치미를 4주간 저장하며 이화학적, 미생물학적 그리고 관능적 특성 검사를 실시하였다. 초기 발효 직후 동치미의 pH와 산도는 각각 4.07와, 0.31%였는데 저장 기간 중 모든 실험군에서 pH가 낮아지고 산도가 높아지는 양상을 보였으며 2℃ 저장군과 5℃ 저장군에서 유의적인 변화가 나타났다(p<0.05). 환원당은 저장 온도와 비례하여 환원당의 함량이 감소하는 경향을 보였다. 그러나 -1℃ 저장군에서는 환원당의 함량이 발효 직후와 비슷한 수준을 유지하였고, 5℃ 저장군에서는 유의적인 감소를 나타내었다(p<0.05). 염도는 저장 온도와 저장 기간의 변화에 따라 큰 차이가 없었다. 발효 직후 동치미의 유기산 분석 결과, citric acid, malic acid, lactic acid와 acetic acid가 검출되었다. 저장 기간 중 –1℃ 저장군에서는 유기산 조성에 유의한 변화를 보이지 않았고, 2℃ 저장군과 5℃ 저장군에서는 malic acid와 citric acid가 유의하게 감소하였고, 반면에 lactic acid와 acetic acid가 유의하게 증가하였다(p<0.05). 또한, 발효 직후 동치미에서 검출된 향기 성분으로는 di-2-propenyl -disulfide, zingiberene, β-bisabolene, α-farnesene, β-sesquiphellandrene, α-curcumene, propanoic acid, 1-isothiocyanate-butane, 2,6-bis(1,1-dimethyl)-r-(1-oxopropyl) phenol을 비롯한 총 14가지 성분이었다. 저장 기간 중 2℃ 저장군과 5℃ 저장군에서 생 무에 함유된 1-isothiocyanatebutane과 같은 황화합물이 분해되어 점차 감소하고, dimethyl disulfide, 1,8-cineole, acetic acid과 같은 부재료의 향기 성분이 증가하는 경향이 나타났다(p<0.05). 색도는 실험군 모두 L 값이 유의적으로 감소하였고(p<0.05), a 값과 b 값은 감소하는 경향을 나타냈으나 유의적인 차이는 없었다. 경도는 -1℃ 저장군과 2℃ 저장군에서는 서서히 증가하다 점차 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었고, 5℃ 저장군에서는 꾸준히 감소하는 경향을 보였으나 역시 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 미생물적 특성 중 총 균 및 총 젖산균의 증식은 모든 저장 온도군에서 2 주차에 최대 증식을 보이다 이후 감소하였는데, 저장 온도가 높을수록 최대 증식균수가 크게 증가하였다가 빠르게 감소하는 경향을 나타냈다. 훈련된 패널을 통한 동치미 시료의 관능 평가 결과, 전반 맛 강도와 이취에서 저장 온도에 따른 뚜렷한 차이가 나타났다(p<0.05). 또한, 발효취, 신맛, 쓴맛, 마늘 향미, 이취, 탄산감, 감칠맛, 파 향미는 저장 기간에 따른 유의적인 차이를 나타냈으며, 투명 정도와 파 향미는 저장 온도와 저장 기간의 교호 작용에 의한 유의적인 차이를 나타냈다(p<0.05). 이상의 결과와 같이 본 연구에서는 소비자 기호도 검사를 통해 15℃에서 산도 0.3%로 약 6일간 발효 시킨 동치미가 최적 발효 상태라고 평가되었다. 최적 발효 상태의 동치미를 –1, 2, 5℃에서 4주 동안 저장했을 때 2℃ 저장군과 5℃ 저장군은 대부분의 품질 특성 항목에서 저장 1주차부터 최적 발효 상태와 유의적인 차이를 나타낸 반면, –1℃로 저장군에서는 저장 기간에 따른 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났으며, 저장 3주차부터 저장 온도에 따른 시료간 유의적인 차이가 나타나 동치미의 저장 온도를 –1℃로 설정했을 때 동치미의 최적 발효 품질 특성을 장기간 유지할 수 있을 것으로 판단된다. 국내 소비자들의 시판 김치에 대한 수요가 증가하여 김치 상품 시장이 점점 확대되는 추세가 계속되면서 동치미와 같은 별미 김치에 대한 관심과 소비가 늘고 있으며, 동치미는 세계 시장에서 웰빙 한식 상품으로 널리 활용될 수 있는 가능성이 크다. 그러므로 본 연구를 기초로 하여 동치미의 발효와 저장시 영양소 보존 효과와 4주 이상의 장기간 저장 시에 나타날 수 있는 품질 특성의 변화에 대한 후속 연구가 필요하다고 생각된다.