김치는 절임 발효 식품으로서 염장이 품질에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 이러한 영향에 대해 주재료인 배추의 품종 및 재배 방법의 차이를 구명하고자하였다. 배추의 재배방법(노지, 하우스재배) 및 품종(쌈노랭이, 매력, 춘황, 춘광, 고령지 여름, 옥황씨알)에 따른 수확전 요인(생육 특성)과 수확후에 나타나는 절임특성을 조사하고자 구중, 결구지수(크기), 엽수, 엽두께, 삼투몰 농도, 염함량, 탈염률, 경도를 측정하였다. 수확후 생육면에서는 시설내의 하우스에서 재배한 배추가 구중 및 결구크기, 엽두께, 함수량 등 면에서 높은 경향을 보였으며, 품종에 차이는 보이나 전반적으로 노지에서 재배한 배추의 경도, 삼투몰 농도가 높은 경향을 보였다. 배추를 절임시 염함량은 재배방법과 그에 따른 품종에 의해서도 차이가 나타났는데, 탐염률이 낮은 것들에서 염함량이 다소 높은 경향을 보였으며, 삼투몰 농도에서도 비슷한 경향을 보였다. 본 실험의 결과 동일한 품종이라도 재배 방법의 차이에 따라 배추를 절였을 경우 나타나는 특성이 달라질 수 있음을 확인하였다. 배추는 주년 생산작물이므로 봄철뿐만 아니라 앞으로 다른 생산시기도 확인이 필요 할 것으로 생각되며 이러한 재료의 차이에 따라 김치를 담갔을 때 대한 나타나는 고찰이 보다 필요 할 것이다.
포장방법에 따른 절임배추의 저장성을 알아보기 위하여 25% 소금물에 4시간 절인 배추를 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 PVC 사각용기(PVC)로 포장하여 무포장구(Non-P)와 함께 $4^{\circ}C$(상대습도 95%)에서 3주간 저장하면서 품질변화를 측정하였다. 저장 3주 동안 절임배추의 무게는 탈수로 인해 각각 $69{\sim}77%$로 감소하였고, 염도는 초기 2.6%에서 2.0%로 낮아졌다. pH는 초기 6.4에서 저장 1주째까지는 모두 낮아졌으나, 그후 무포장구에서는 오히려 높아져 저장 3주째에 6.6이 되었고, PVC 포장구에서는 3주째까지 6.2를 유지하였으며, LDPE에서는 젖산발효가 계속 진행되어 3주째에 5.5까지 낮아졌다. 환원당은 초기 2.4%에서 저장 1주째까지는 탈수에 의해 상대적으로 농도가 높아졌으나 그후 발효에 의해 당이 소모되어 3주째에는 1.8% 수준이었다. 절단강도는 삼투현상이 계속된 LDPE에서는 3주째에 크게 높아졌으나 무포장구에서는 부패에 의해 낮아졌다. 실험결과 LDPE 포장방법이 절임배추의 포장방법으로 가장 적합하였다.
본 연구는 절임배추의 미생물학적 안전성 확보에 따른 품질유지 및 저장성 향상을 위해 혼합 살균제재(50 ppm 이산화염소수+0.5% citric acid) 세척처리와 항균성 얼음(20 ppm 이산화염소수) 냉온살균기술을 병합하여 저장 중 절임배추의 미생물학적 및 이화학적 품질 변화를 분석하였다. 혼합 살균제재 세척 처리된 절임배추는 대조구와 비교하여 총 호기성 세균, 대장균군, 효모 및 곰팡이, 그리고 젖산균 수가 2.20, 0.38, 1.28과 0.75 log CFU/g 각각 감소하였다. 저장온도 $10^{\circ}C$와 비교하여 $4^{\circ}C$ 저온 저장에서 혼합 살균제재 세척/항균성 얼음 처리에 의한 미생물 감균 효과가 일정하게 유지됨을 보였으며, pH 감소와 적정산도 증가가 적은 것으로 나타났다. 한편 절임배추의 염도, 경도, 색도의 결과에 있어서 저장 중 대조구와 처리구 간에 유의적 차이는 보이지 않았다. 따라서 본 연구 결과 혼합 살균제재 처리는 절임배추의 초기 미생물 오염농도를 감소시키고 항균성 얼음처리와 $4^{\circ}C$ 저온 저장은 저장 중 미생물 생육 억제에 효과적인 것으로 나타나 절임배추의 미생물학적 품질 유지 및 shelf life 연장을 위한 효과적인 hurdle 기술이라고 판단된다.
절임은 배추의 맛을 결정하는 중요한 공정이므로 배추의 소금 절임시 가장 중요한 영향인자인 소금농도, 절임시간 및 절임온도에 따른 관능적 특성 및 물리적 특성 에 대하여 반응표면분석을 실시하였다. 절임배추의 외관에 대한 관능평점은 소금농도 11.28%, 절임시간 9.75 hr 및 절임온도 12.81$^{\circ}C$에서 가장 높았으며, 맛에 대한 관능평점은 소금농도 11.19%, 절임 시간 11.38 hr 및 절임온도 13.58$^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났다. 조직감에 대한 관능평점은 소금농도 11.24%, 절임시간 11.71 hr, 절임온도 13.57$^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났으며, 전반적인 기호도에서는 소금농도 11.52%, 절임시간 12.86 hr, 절임온도 13.07$^{\circ}C$에서 가장 높은 관능평점을 나타내었다. 물리적 특성으로 견고성과 씹힘성은 소금의 농도가 증가할수록 값이 낮아지는 경향을 보였으며 소금의 농도에 가장 영향을 많이 받고 절임시간, 절임온도의 순으로 영향을 받는 것으로 나타났다.
절임배추를 효과적으로 저장 유통할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 포장압력(상압, 감압)과 저장온도 $(0^{\circ}C,\;20^{\circ}C)$를 달리하여 저장하면서 절임배추의 품질특성을 외관, 수율, 염도, pH, 환원당 함량, 텍스쳐 및 즙액용출량 등으로 조사한 결과, 수율과 염도는 상압포장 하여 $0^{\circ}C$로 저장한 것이 1주 저장 후 수율이 87.1%로 가장 높았고, 염도변화와 pH변화도 가장 작았다. 그러나 환원당 함량은 감압포장하여 $0^{\circ}C$ 저장한 경우에 배추즙액의 용출이 많아서 상대적으로 환원당 함량이 가장 높았다. 외관과 즙액 용출량은 상압포장하여 $0^{\circ}C$에서 저장하는 경우 조직액의 용출이 128.9ml/kg으로 가장 적었고, 텍스쳐도 상압포장하여 $0^{\circ}C$에 저장 한 경우에 압축강도의 변화가 가장 작았다. 이상의 결과에서 상압포장하여 저온저장하는 경우 절임배추의 특성 변화가 적어 절임배추의 포장 유통방법으로 적합한 것으로 판단된다.
김장용 배추잎의 조직감 평가를 위하여 절단시험 및 압착시험에 의한 기계적 측정을 시도하였으며 관능검사 결과와 비교하였다. 배추잎의 절단강도는 소금절임이나 가열데침에 의하여 증가하였으며 15% 식염용액에서 5시간 절임으로써 최대치에 도달하였다. 압착시험에서 얻은 압착강도와 회복높이는 가열데침이나 소금절임에 의하셔 감소되었으며 파열점은 소실되었나. 생배추를 $CaCl_2$ 용액에 처리할 경우 절단강도, 압착강도, 파열강도가 모두 증가하였으나 절임배추나 가열데침한 배추에서는 $Ca^{++}$의 이러한 영향이 나타나지 않았다. 배추잎의 절단 장도는 절임배추의 견고성과 씹힘성을 나타내는 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 압착강도는 파열강도는 가열데침에 의한 배추잎의 조직감 변화를 나타낼 수 있었으나 소금절임한 배추의 견고성이나 씹힘성 지표로는 사용될 수 없었다.
김치제조의 산업화로 현장에서 도움이 될 수 있는 배추의 절임조건의 영향을 보고자 절임수의 온도 및 절임 시간, 절임시 적재높이, 세척조건, 탈수조건 등을 달리하여 실험하였다. 절임시간이 길수록 그리고 절임수의 온도가 높을수록 절인 배추의 소금농도가 높아짐을 관찰할 수 있었다. 적재 높이를 고려한 배추의 염도 측정에서는 하단의 염도가 상단보다 더 높게 나타났다. 세척과 탈수를 할수록 염도가 떨어지는 경향을 나타냈다. 높이에 따른 배추의 미세구조 변화에서 절인 배추의 세포조직은 높이에 따라 서로 차이를 나타냈다. 염절임을 한 배추는 세척을 할수록 원래의 상태로 회복되는 경향을 나타내었다.
본 연구는 절인배추의 저장성을 연장하기 위해 전기분해수를 이용하여 초기 미생물 제어효과를 살펴보았다. 절인배추 공정 중 미생물 제어 가능한 1차 세척, 절임, 2차 세척공정에 전해수를 이용하였으며, 총균, 젖산균, 대장균군, pH, 염도, 비타민 C 및 총당을 분석하였다. 미생물 결과 1차 세척한 처리구의 총 균수는 초기에 비해 2.78 log cfu/g 수준 감소하였으며 대장균군수도 비슷한 수준으로 감소하였다. 탈염과정인 2차 세척공정 후 전해수 처리구가 수도수 처리구에 비해 최대 1.5 log cfu/g 감소하였다. 염수의 경우 배추의 오염에 영향을 받은 것으로 나타났으며, 수도수 처리구에 비해 전해수 처리구의 미생물수가 낮았으며, 저장 6시간째에 비해 15시간째 높게 나타나 절이는 동안 미생물이 증가하는 것으로 나타났다. 염도는 절임 동안 증가하는 경향을 나타냈으며 절임 3시간째 증가률이 가장 높았다. 처리구들 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 절임수의 염도는 배추와 비슷한 경향을 보였으며 절임 3시간째까지 급격하게 증가하였으며 그 이후 점진적으로 감소하였다. 절이는 동안 전해수의 차아염소산 농도는 3시간째 90% 이상 감소하여 절임수로 전해수를 이용할 경우 살균효과가 절임시간 동안 지속될 수 없음을 알 수 있었다. 비타민 C는 절임 동안 감소하였으며 총당은 절임에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 결과적으로 전해수의 사용은 절인배추의 미생물을 효과적으로 제어하여 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
Amylase, protease, polygalacturonase and $\beta$-galactosidase activities were monitored during salting of Chinese cabbage and kimchi fermentation at 1$0^{\circ}C$. A part of enzymes in the tissue of Chinese cabbage were eluted during salting, and other remained enzymes activities were decreased in proportion to the amount of elution. But total enzyme activities were increased during salting. Amylase, protease and polygalacturonase activities decreased at the early fermentation stage but increased at the late fermentation stage. $\beta$-Galactosidase activity was continuously increased during all periods of fermentation. Enzymic actions at the early fermentation stage come from Chinese cabbge and at the late fermentation stage come from major microorganisms in kimchi fermentation. Kimchi fermentation involves the activation of the enzymes by salting; hydrolysis of micromoleculars such as polysaccarides cell wall composed polysaccarides and proteins of cell wall during early fermentation of kimchi; overripening of the kimchi caused by propagation of homofermentative lactic acid bacteria which demand autotroph.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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