[발명의 명칭]김치의 보존기간 연장방법[도면의 간단한 설명]제1도는 숙성일에 따른 게껍질분말 혼합법과 종래 방법에 의해 처리된 김치의 pH 변화를 나타낸 그래프.
제2도는 숙성일에 따른 게껍질분말 혼합법과 종래 방법에 의해 처리된 김치의 산도 변화를 나타낸 그래프.
제3도는 숙성일에 따른 본 발명의 CSPB법과 종래 방법에 의해 처리된 김치의 pH 변화를 나타낸 그래프.
제4도는 숙성일에 따른 본 발명의 CSPB법과 종래 방법에 의해 처리된 김치의 산도 변화를 나타낸 그래프.
제5도는 숙성일에 따른 본 발명의 CSPB법과 종래 방법에 의해 처리된 김치의 총균수 변화를 나타낸 그래프.
제6도는 숙성일에 따른 본 발명의 CSPB법과 종래 방법에 의해 처리된 김치의 젖산균수 변화를 나타낸 그래프이다.
[발명의 상세한 설명][발명의 목적][발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]본 발명은 김치의 보존기간 연장방법에 관한 것으로, 특히 김치의 숙성시에 부직포 주머니에 넣은 게껍질분말(Crab Shell Powder; CSP)을 함께 넣어 숙성시킴에 의해 김치의 숙성중에 생성된 산을 중화시켜 과도한 산미를 줄임으로서 가식기간을 연장시킬 수 있는 김치의 보존기간 연장방법에 관한 것이다.
김치는 야채류를 이용한 한국 고유의 발효식품으로서 사계절 우리 식단에서는 빠지지 않는 중요한 부식의 하나이다. 최근 김치가 국제적 식품으로 부각됨에 따라 문제점으로 지적되고 있는 것은 수송, 판매 및 유통중의 환경 변화에 따라 품질이 변화된다는 점이며, 이로 인한 보존성의 결여로 상품학적 가치가 떨어진다는데 있다.
이러한 문제점들을 보완 할 목적으로 많은 연구가 수행되었으나 김치의 품질을 유지 내지 향상시키면서 괄목할 만한 효과를 얻을 수 있는 연구결과는 없는 실정이다. 이러한 결과는 보존성 증진에 획기적인 효과를 나타내는 보존제가 없다는 데도 그 원인이 있을뿐 아니라 김치의 보존성에 영향을 미치는 인자들이 매우 많은 것이 주된 이유라 판단된다.
상기와 같은 김치의 보존기간을 연장시키기 위한 방안으로서, 호프수지 또는 호프유를 첨가한 김치류의 보존 연장방법(특허공고 89-1991), 산초 추출물과 겨자유를 첨가한 김치류의 보존연장방법(특허공고 90-1003), 계피유를 첨가한 김치류의 보존 연장방법(특허공고 90-1002), 산초 추출물과 겨자유를 첨가한 김치류의 보존 연장방법(90-3008) 등이 제안된바 있다.
또한 김광옥 등은 배추김치에 저분자 키토산을 첨가함으로서 김치의 가식기간이 연장되었다고 보고한바 있고(한국식품과학회지, 27(3), 420(1995)), 특허공고91-6614호에는 키토산 첨가에 의한 김치의 보존기간 연장방법이 제안되어 있다.
그러나 상기한 방법들은 가식기간이 연장효과가 약하거나 김치의 제조비용을 크게 상승시켜 실용화가 어려운 문제점이 있었다.
한편 게껍질은 게로부터 80% 정도로 많이 발생하는 천연폐기물로서 우리나라에서도 년간 약3만톤 정도 생산되고 있으며, 그 이용이 요망되고 있다.
이러한 게껍질은 30∼40%가 단백질이며, 30∼50%는 탄산칼슘, 20∼30%는 키틴으로 되어 있는데, 일반적으로 탄산칼슘은 산을 중화시키는 성질이 있을 뿐만 아니라 상해 식물조직에 칼슘을 보강하여 경도를 높여 선도를 유지하는 성질이 있으며, 키틴질은 N-아세틸글루코스아민(N-acetylglucosamin)으로 연결된 다당류로서 이로부터 생성된 키토산(chitosan)은 여러 가지 기능성을 지닌 물질로서 특히 김치의 산 중화제 및 기능성 보강제로서의 이용시 그 효과가 기대되고 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]본 발명자는 키토산이 김치의 보존성을 증대시킨다는 점과 값싸게 구할 수 있는 게껍질에 키토산이 다량 함유되어 있는 점에 착안하여 게껍질 분말(CSP)을 이용한 김치 보존기간 연장방법을 시도하였다.
이를 위해 게껍질을 건조시킨 후 분말화하여 김치양념에 0.5, 1, 2, 3%를 각각 혼합하여 첨가해 본 결과 관능검사에서 0.5% 첨가의 경우는 비린맛이 종합적인 맛에 영향을 크게 끼치지 않았으나, 1, 2, 3%인 경우는 비린맛이 강하여 종합적인 맛을 떨어뜨렸으며, 또다른 문제점으로는 0.5%의 소량의 첨가량으로도 게껍질 입자가 씹히는 것이 먹기 거북하였다.
한편 제1도 및 제2도는 CSP를 김치양념으로 직접 첨가하여 20일간 숙성시키면서 pH와 산도 변화를 조사한 결과를 나타낸 그래프로서 이로부터 알 수 있는 바와같이 CSP 첨가로 pH를 상승시켜 담금 당일에 pH가 6∼8 사이로 매우 높았으며 산도도 대조구인 종래의 무첨가 김치에 비하여 상당히 낮아 산을 중화하는 완충능이 있는 것으로 나타났다. 또한 숙성 전기간 동안 CSP 첨가구에 pH가 높게 유지되었으며, 1, 2, 3%는 숙성 20일에도 pH가 4 이상을 유지하여 가식기간을 pH4.0 이상, 산도 1.0%까지로 볼 때 최소한 5일 이상 연장시키는 것으로 나타났다.
숙성 당일의 결과로는 상기 CSP는 알카리 물질로 pH를 높이고 산을 중화하는 완충능이 있는 것으로 판단할 수 있으며 이러한 결과로 CSP를 이용하여 키토산이 갖는 김치의 숙성지연 효과를 기대할 수 있는 기초자료를 얻을 수 있었다.
본 발명자는 이러한 실험결과의 바람직한 점을 활용함과 동시에 문제점을 해소하기 위한 연구를 거듭한 결과 게껍질 분말을 부직포 주머니와 같은 통기성 백에 넣어 김치의 숙성시에 첨가하면 가식기간의 연장은 물론 조직감, 총균수와 젖산균수에서 무첨가김치 보다 월등하며, 관능검사 결과에서도 비린맛의 제거와 CSP 입자가 씹히는 문제점을 해소할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 김치의 숙성 시에 부직포 주머니에 넣은 게껍질분말을 함께 넣어 숙성시킴에 의해 김치의 숙성중에 생성된 산을 중화시켜 과도한 산미를 줄임으로서 가식기간을 연장시킴과 동시에 값싸게 구할 수 있는 게껍질을 가공하지 않고 사용하므로서 저렴한 가격을 실현할 수 있는 김치의 보존기간 연장방법을 제공하는데 있다.
[발명의 구성 및 작용]상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 김치류의 가식기간을 연장하기 위한 김치의 보존기간 연장방법에 있어서, 통상의 방법으로 김치를 담글 때 소정 크기의 게껍질 분말을 김치의 전체중량에 대하여 1% 내지 5%의 중량비로 내장한 통기성 주머니를 첨가하여 숙성시키는 것을 특징으로 하는 김치의 보존기간 연장방법을 제공한다.
상기한 바와같이 본 발명에서는 김치의 숙성시에 천연폐기물인 게껍질분말(CSP)을 부직포와 같은 통기성 주머니에 담아서 김치중량을 기준으로 1내지 5% 범위로 첨가하는 것에 의해 pH와 산도에 의해 결정되는 가식기간이 약 2배 정도 연장되었고, 김치의 조직감에서도 CSP에 함유된 칼슘의 영향으로 경도가 높게 나타났으며, 총균수와 젖산균수에서도 무첨가 김치보다 높게 나타났다.
여기서 김치의 숙성에 첨가되는 CSPB(Crab Shell Powder in Bag)는 1%미만으로 될 경우 얻고자 하는 가식기간이 연장일 수가 무첨가 김치 보다 큰 차이를 나타내지 못하였고, 5% 이상 첨가될 경우에는 가식기간은 연장되나 비린맛이 장기간 유지되고 종합적인 맛이 떨어지며 보존성 초과현상이 발생하는 문제점이 발생하였다.
또한 CSP의 크기는 100mesh에서 10mesh 범위로 설정되는 것이 바람직한데 그 이유는 100mesh보다 더 작게될 경우에는 키토산 뿐아니라 게껍질속의 알카리 성분인 CaCO3 성분이 과다하게 우러나와 숙성이 잘 이루어지지 않으며, 10mesh 보다 더 크게될 경우에는 키토산이 우러나오는 양이 적어서 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예를 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
[실시예][김치 담금방법][담금재료]배추는 가을 결구배추(품종;장수)로 개체당 2.0kg 내외의 것을 0℃에서 45일간 저장된 것을 사용하였으며, 고춧가루, 마늘, 생강은 시판 하양시장에서 구입하였고, 소금은 천일염을, 멸치젓은 액체육젓(하선정 식품)을 사용하였다.
[게껍질 분말의 제조]게는 꽃게(Portunus trituberculatus)를 하양시장에서 구입하여 끓는 물에서 30분간 삶아서 살은 발라내고 껍질은 깨끗이 세척하고 50℃에서 열풍 건조하여 말린후, 분쇄기에 의해 300mesh 입도로 분해하여 데시케이터(deciccator)에 넣어서 4℃에서 보관하면서 사용하였다.
[담금 및 숙성]포기당 2kg의 배추를 흐르는 수돗물로 깨끗이 씻은 다음 4등분하여 배추 무게에 대하여 1.5배의 10% 소금용액에 담구어 실온(15-18℃)에서 24시간 동안 절였다. 절여진 배추는 수돗물로 조직이 상하지 않도록 조용히 2회 세척하고 바구니에 받쳐서 4℃ 냉장고에서 2시간 물기를 제거하고, 절임배추 300g을 하기 표1과 같은 비율로 잘 버무려서 400ml들이 유리병에 담금하고, 담금용기 바닥에 게껍질이 들어 있는 주머니(CSPB)를 넣어 밀봉하였다.
이때 대조구로서는 CSPB 무첨가를, 본 발명예로서 1% CSPB는 게껍질분말 3g을, 3% CSPB는 게껍질 분말 9g을, 5% CSPB는 게껍질 분말 15g, 비교예로서 7% CSPB에는 게껍질 분말 21g을 각각 부직포 주머니에 담아서 사용하였다. 또한 부직포는 끓는 물에서 10분간 삶은 후 탈수시켜 건조하여 사용하였으며, 담금김치는 10℃의 저온실에서 30일 동안 숙성시켰다.
[표1] 김치 담그는데 사용된 재료비율
[김치의 특성 측정방법][pH 및 산도]pH는 pH미터(Metrohm 632, 스위스)로 측정하였고, 산도는 김치국물과 조직을 합하여 폴리트론 균질기(Polytron homogenize)(PT-1200C, 스위스)로 파쇄한 후 가제로 여과하고 여액20ml를 pH9.0이 될 때까지 0.1N-NaOH용액(F=1.0000)으로 적정하여 젖산%로 표시하였다.
[조직감]김치의 조직감은 Rheoner(RE-3305 Yamaden, 일본)를 사용하여 경도(Hardness), 응집성(Cohesiveness), 부착성(Adhesiveness), 파쇄성(Brittleness) 및 고무성(Gumminess)을 측정하였다. 시료는 배추의 뿌리부로부터 5cm 위치의 백색 줄기부분을 2×2cm로 절단하여 사용하였다.
[색상]색상은 배추의 백색 줄기부분을 사용하였으며 표면에 부착한 양념을 제거한 후 색차계(CR-200 Minolta)를 사용하여 L*, a*, b* 값을 측정하였다.
[균수의 계측]김치의 국물과 조직을 합하여 살균 폴리트론 균질기로 파쇄한 후 가제로 여과하고 여액 1㎖를 위하여 0.1% 펩톤(peptone)수로 희석하고, 총균수는 플레이트 카운트 한천(palte count agar) 배지(트립톤(tryptone) 5g, 이스트 추출물 2.5g, 포도당 1.0g, 한천 1.5%, 증류수 1ℓ), 젖산균은 MRS 배지(펩톤 10g, 미트 추출물 10g, 이스트 추출물 5g, 글루코스 20g, 유화제로서 TWEEN-80 1g, K2HPO
4 2g, 초산 나트륨 5g, MgSO4.7H
2O 8.2g, MnSO
4.4H
2O 0.05g, 트리암모니움 시트레이트 2g, 증류수 1ℓ)를 사용하여 38℃에서 48시간 평판 배양한 후 생긴 콜로니(colony) 수를 계측하여 로그(log)값으로 나타내었다.
[관능검사]관능검사는 비린맛(fishy taste), 신맛(sour taste), 아삭아삭한 정도(crispness), 종합적인 맛(overall taste)에 대하여 훈련된 관능요원 10명에 의해서 5점법으로 행하였다.
즉, 비린맛, 신맛 및 아삭아삭한 정도는 1점=아주 약하다, 2점=약하다, 3점=보통이다, 4점=강하다, 5점=아주 강하다로 하였고, 종합적인 맛은 1점=아주 나쁘다, 2점=나쁘다, 3점=보통이다, 4점=좋다, 5점=아주 좋다로 하였다.
[통계처리]모든 데이터는 3반복 실험평균치로 표시하였으며, 평균치간의 유의성은 SAS(Statistic Analytical System)패키지를 이용하여 던칸의 다중 레인지 테스트(Duncan's multiple range test)에 의하여 검정하였다.
다. 측정결과 및 고찰
[pH 및 산도]제3도 및 제4도에 도시된 바와같이 본 발명에 따라 CSPB를 1, 3, 5% 첨가한 경우는 CSP를 양념에 넣어 버무린 제1도 및 제2도의 것과 비교하여 담금당일에 발생하는 급격한 pH의 상승은 없었으며, 산함량은 바로 양념에 첨가한 경우 보다는 높았으나 종래의 무첨가구와 비교할 때 낮게 유지되었다.
pH 4.0 이상을 가식기간이라 볼 때 무첨가 김치는 10℃에서 13일 이었으며, 1%는 18일, 3%는 23일, 5%는 28일, 7%는 30일로 가식기간이 현저하게 연장됨을 알 수 있다. 이러한 효과는 산도의 측정결과에서도 나타나고 있으나, 1% CSPB 첨가시의 산도는 무첨가시와 뚜렷한 차이가 없었다.
[조직감]리아 미터(Rheometer)로 측정한 김치의 조직감에 있어서는 하기 표2에 도시된 바와같이 경도는 숙성 중 감소하였는데 CSPB를 넣은 본 발명의 김치가 숙성 전기간을 통하여 무첨가구 보다 높게 나타났으며, 1% 3% 5% 7% 순으로 CSPB를 넣은 것이 경도가 높았다.
또한 응집성과 부착성은 거의 유사한 경향을 보였는데 응집성은 무첨가시와 1% CSPB 김치가 담금 10일에, 3%, 5%, 7% CSPB 김치가 15일에 현저한 상승을 보이고 이후 다시 감소하는 경향을 보였는데 부착성은 응집성이 급상승한 다음에 뒤이어 각각 15일, 20일, 25일에 상승하다가 다시 감소하였다. 파쇄성은 일정한 경향을 보이지 않았다.
[표2] 10℃에서 숙성중에 CSPB 첨가김치에 대한 조직감의 변화
[색상변화]김치숙성중 색상변화는 하기 표3과 같다. 숙성이 진행되면서 밝은 정도를 나타내는 L
*(Lightness) 값은 무첨가군과 1% 첨가군은 숙성 10일까지, 3%, 5%, 7% 첨가군에서는 숙성 15일까지 다소의 증가를 보이다가 이후 계속 감소하였고, 무첨가군과 비교하여 CSPB를 넣은 것이 명도가 높았다.
a*(Redness) 값은 CSPB 첨가/무첨가 모두 -값에서 +값으로 증가하는 경향을 보였으며 CSPB 첨가율이 높을수록 증가율이 높게 나타났다. b
* 값의 경우도 a* 값과 같은 양상을 보였다. 이와같은 현상은 김치가 숙성됨에 따라 고추의 색상이 우러나와 조직에 베는 현상으로 숙성의 진행과 비례한다는 점을 감안할 때 본 발명의 CSPB 첨가 김치는 숙성을 촉진하면서 가식기간을 연장하는 효과를 나타내는 것으로 판단된다.
[표3] 10℃에서 숙성중에 CSPB 첨가김치의 색상변화
[균수의 변화]총균수와 젖산균수의 변화를 측정하고 그 결과를 제5도 및 제6도에 표시하였다. 그결과 총균과 젖산균은 비슷한 경향으로 무첨가 김치에 비하여 CSPB를 넣은 김치가 총균수와 젖산균수가 높게 나타났으며, 5% 및 7% CSPB를 넣은 것이 숙성 전반을 통해서 총균수와 젖산균수가 많았다. 이러한 현상은 CSP의 CaCO
3가 젖산을 중화시켜 미생물의 생육조건을 양호하게 한때문이라고 판단된다.
CSPB 무첨가와 첨가김치의 경우 모두 숙성 5일에 크게 증가하여 이후 높은 균수를 유지하다가 무첨가의 경우는 총균, 젖산균 모두 10일 까지 증가하다가 이후 감소하였으며 총균에 비하여 젖산균의 감소율이 낮았다. CSPB 첨가김치는 숙성 15일 이후 총균수가 낮아지기 시작하였으나, 젖산균은 20일 까지도 조금씩 증가하여 이후 감소하였다. 이는 산도가 0.4-0.7 사이의 상쾌한 산미를 주는 숙성 20일 이후 높은 산함량에서 살 수 없는 균들은 사멸되고, 김치발효 후 후기에 나타나는 젖산균과 효모가 생육하기 때문으로 판단된다.
[관능 검사]하기 표4는 관능검사 결과를 정리한 것으로, 먼저 본 발명에 따른 1%, 3% CSPB의 경우는 숙성 30일 까지 비린맛이 없었으나, 5%의 경우는 숙성 15일 까지는 젖갈을 많이 넣은 듯한 비린맛을 나타내었으나 점점 약해져서 25일 이후에는 비린맛이 거의 느껴지지 않았다. 7% CSPB를 넣은 경우는 발효 전반에 걸쳐 비린맛이 강하게 느껴졌다.
신맛은 CSPB 무첨가인 경우 10-13일 까지는 강하지 않은 산미를 나타내었으나 15일 이후로 산미가 강하게 평가되었다. 그러나 1% CSPB를 첨가한 경우는 무첨가 보다는 다소 약한 산미가 느껴졌으나 거의 대등하였고, 3%, 5%, 7%의 경우는 숙성 30일에도 3.7, 3.5, 3.1점을 유지하였다.
아삭아삭한 정도는 CSPB를 넣은 경우가 현저히 좋아서 기계적인 측정에서 무첨가 김치 보다 경도가 높게 나타난 것과 일치된 결과를 보여주었다. 즉 3%, 5%, 7% CSPB인 경우는 숙성 25일에도 아삭아삭한 정도가 보통 이상(관능검사치 각각 3.0, 3.5, 3.7)을 유지하였다.
종합적인 맛에서 CSPB를 넣지 않은 종래의 무첨가 김치에서는 숙성 10일에 맛이 가장 좋았으며 20일에는 신맛이 강해 먹기 거북하였으나, 본 발명에 따른 1% CSPB 첨가김치는 숙성 5일에 이미 무첨가 김치 보다 맛이 좋은 것으로 나타났으며 좋은 맛을 15일까지 유지하다가 20일에 갑자기 신맛이 아주 강해지고 조직이 물러지면서 이후 맛이 나빠졌다. 3% CSPB 첨가김치는 숙성 15일에 가장 맛있는 것으로 나타났으며, 숙성 30일 까지도 보통 이상의 맛을 유지하였고, 5% CSPB 첨가김치는 15일까지 게 특유의 비린맛 때문에 맛이 나쁘다고 하였으나 20일에는 오히려 비린맛이 약해 지면서 맛있는 김치로 나타났다.
또한 비교예인 7% CSPB 첨가김치에서는 숙성 30일 까지 게 특유의 비린맛 때문에 종합적인 맛이 나빴다.
[표4] 10℃에서 숙성중에 CSPB 첨가김치의 관능검사 변화
주 1 : a∼c는 한 컬럼 내에서 서로 다른 첨자는 중요한 차이를 나타냄 (P 0.05)
주 2 : A∼D는 한 로우 내에서 서로 다른 첨자는 중요한 차이를 나타냄(P 0.05)
[발명의 효과]상기한 바와같이 본 발명에 따른 CSPB 첨가김치에서는 숙성 전기간을 통하여 pH가 높게 유지되었고 산도도 종래 방법에 비하여 낮게 유지되었다. 또한 경도, L, a, b값 및 젖산균수도 본 발명의 경우가 높게 나타났다. 더욱이 관능검사 결과 종래 방법에서는 숙성 15일에 강한 신맛이 나타났으나, 본 발명 방법에서는 숙성 20일에도 신맛은 보통 수준, 아삭아삭한 맛은 보통 이상, 종합적인 맛은 월등히 우수한 것으로 나타났다.
한편 본 발명 방법에서는 천연폐기물인 게껍질을 간단한 가공공정을 거쳐 보존기간 연장제로 이용할 수 있어 김치의 대량 생산시에 유용하게 사용할 수 있고, CSPB의 첨가량을 조절함에 의해 적정 가식기간의 개시시기 와 가식기간을 조절할 수 있어 김치의 상품화에 탁월한 능력을 발휘한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
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