아로니아가 나박김치의 발효 중 관능적 및 미생물학적 특성에 미치는 영향

본 실험에 사용된 아로니아는 동결건조 아로니아 분말로 원산지는 전남 장성군이며 2019년 3월 13일 제조하였으며 배추, 무, 오이, 홍고추, 마늘, 쪽파, 고춧가루, 양파는 2°C 에서 보관하였고, 김치액상에 첨가한 소금은 정제염(순도 99%)을 사용하였다. 아로니아를 첨가한 나박김치의 제조를 위한 농도는 Moon & Jang (2000)의 연구를 기초하였고 Table 1과 같이 배합비를 설정하였다. 나박김치의 국물은 물에 고춧가루, 마늘, 양파를 정제수에 투입하여 1시간 동 안 2겹의 멸균 거즈로 짜서 정제염을 첨가하여 나박김치 국물을 만들었다. 실험 첨가군의 김치 국물에 투입하는 아 로니아 가루의 첨가량은 나박김치 총량의 0.5, 1.0, 1.5, 2.0%로 첨가하여 실험에 사용하였다. 모든 실험 첨가군의 최종 염도를 1.4±0.1%로 맞추었다. 제조된 각각의 김치는 50 mL씩 폴리에틸렌 저장용기에 넣어 밀봉한 후 10°C 냉 장온도에서 28일 동안 저장, 발효 숙성시켰다.

나박김치 국물 1 mL을 무균적으로 취하여 0.85% saline 으로 10진 희석법에 따라 단계희석 한 후 총균수 배지 (Standard Plate Count Agar, Oxoid Ltd., England)에 pouring culture method로 접종한 다음 35°C에서 48시간 배양 후 형성된 colony가 30-300개인 평판을 선택하여 총 균수를 산출하였다.

나박김치 국물 1 mL을 무균적으로 취하여 0.85% saline 으로 10진 희석법에 따라 단계희석 한 후 젖산균 배지 (M.R.S Agar, Oxoid Ltd., Basingstoke, England)에 pouring culture method로 접종한 다음 35°C에서 72시간 배양 후 형성된 colony가 30-300개인 평판을 선택하여 젖산균수를 산출하였다.

10°C에서 보관한 나박김치 국물 1 mL을 무균적으로 취 하여 0.85% saline으로 단계희석 한 후 대장균군 배지(3M petrifilm EC, 3M Health care, St. Paul, MN, USA)에 1 mL씩 접종한 다음 35°C에서 48시간 배양 후 형성된 colony를 선택하여 대장균군수를 산출하였다.

pH는 pH meter (FEC20, Mettler-Toledo, Greisensee, Switzerland)를 사용하여 나박김치 국물 20 mL을 이용하여 측정하였다. 이때 pH는 실온에서 측정하였다.

나박김치를 발효 0, 7, 14, 21, 28일의 총 5회에 걸쳐 선 도농협김치가공공장에서 근무하는 10명의 훈련된 관능검사 원을 대상으로 나박김치의 색, 냄새, 신맛, 탄산미, 조직감, 종합적인 기호도의 6가지의 특성에 대하여 7점 채점 척도 법으로 실시하였다(Jeong, 2001). 이때 대단히 좋음을 7점, 대단히 싫음을 1점으로 평가하였다. 시료는 종이컵을 사용 하여 건더기가 일정량 들어가도록 하고 국물은 15 mL가량 을 매 실시마다 제시하였다.

기호도와 같은 방법으로 나박김치의 색, 냄새(이취), 단 맛, 신맛, 떫은맛, 매운맛의 6가지의 특성에 대하여 강도특 성을 7점 채점 척도법으로 실시하였다(Jeong, 2001). 이때 대단히 강함을 7점, 대단히 약함을 1점으로 평가하였다.

미생물 실험은 3회 반복을 하였으며 통계처리는 SPSS 12.0 version (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 통계 처리하여 분산분석(ANOVA)를 실시하였으며, 각 측 정값간의 유의성을 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 검정하였다.

총균수의 변화를 Table 2에 나타내었다. 발효가 진행되 면서 총균수는 증가한 뒤 최댓값에 도달 후 감소하는 양상 을 보였다. 대조군과 0.5% 첨가군은 발효 3일에 최댓값을 보였고 1.0, 1.5, 2.0% 첨가군은 발효 14일에 최댓값을 나 타내었다. Moon & Jang (2000)의 오미자를 이용한 나박 김치의 연구에서도 오미자의 사용 농도에 따라서 나박김치 의 총균수에 영향을 미쳐 발효를 지연시키는 것으로 보고 하였다. 발효가 진행됨에 따라 아로니아의 첨가량이 증가 할수록 총균수가 서서히 증가하고 나박김치의 pH가 서서 히 감소함으로써(Fig. 1), 균이 잘 생육할 수 있는 환경이 조성되어 후기에 균수가 많아지는 결과가 나타난 것으로 판단된다.

Fig. 1. Changes of pH in nabak kimchi added with aronia powder during fermentation.

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젖산균수의 변화는 Table 3에 나타내었다. 전반적인 경 향은 총균수의 변화와 마찬가지로 증가 한 최대값을 보인 후 서서히 감소하였다. 대조군와 0.5% 첨가군은 발효 3일 에 최대값을 보였고 1.0, 1.5, 2.0% 첨가군은 발효 14일에 최대값을 보였다. 대조군과 0.5% 첨가군의 젖산균수는 비 슷한 양상을 보여 가장 빨리 증가하고 저장기간이 길어질 수록 감소하는 수도 가장 빨라 발효가 가장 빨리 진행된 것으로 보인다. 젖산균수의 변화양상이 총균수와 비슷한 양상을 보이는 것은 젖산균수의 증가가 총균수 증가의 주 원인(Kim et al., 1994)으로 생각되어진다.

김치류의 대장균군의 기준은 없으나 위생지표균으로서 대장균군수의 변화를 검토하였다(Table 4). 나박김치를 담 금 직후 대조군에서는 2.03 log CFU/mL, 아로니아 첨가군 에서는 1.81-2.1 log CFU/mL로 아로니아의 대장균군의 초 기 변화에는 영향이 없는 것을 확인할 수 있다. 대조군과 0.5% 아로니아 첨가군의 경우 발효가 시작하며 7일 후부 터는 검출되지 않았으며 1.0% 첨가군은 14일 후부터 검출 되지 않았고 1.5, 2.0% 첨가군의 경우 발효 21일부터 검출 되지 않았다. 이는 pH저하에 따라 대장균군수에 영향을 준 것으로 판단된다. 김치발효 중 대장균군이 pH 3.9 이하에 서 불검출되지 않았다는 연구 결과(Kang et al., 2002)와 일치하였다.

pH의 변화는 Fig. 1와 같다. 나박김치를 담금 직후 대조 군의 pH는 4.8로 가장 높았고 아로니아 첨가군에서는 4.71-4.77를 나타내어 대조군 보다 낮은 pH를 보여주었다. 이것은 아로니아 내에 존재하는 사과산과 구연산 등의 유 기산에 기인한 것으로 판단된다(Kang et al., 2002). 발효 7일의 대조군과 0.5% 첨가군의 pH는 모두 3.70이었고, 1.0%, 1.5%, 2.0% 첨가군의 pH는 각각 3.75, 3.82, 4.07으 로 나타나서 아로니아의 첨가량이 증가할수록 나박김치의 pH가 서서히 감소하는 경항을 보였다. 이는 구기자 추출액 을 첨가한 나박김치의 연구(Kim et al., 2006)의 결과와 마 찬가지로 아로니아 분말이 발효 초기에 산을 생성하는 젖 산균에 영향을 미치는 것으로 생각되었다. 발효 7일 이후 pH는 완만하게 감소하여 전형적인 김치 발효양상과 유사 한 결과를 나타내었다(Kang et al., 1997, Noh et al., 2007, Noh et al., 2008).

나박김치의 발효에 따른 관능적 특성 중 색, 냄새, 단맛, 신맛, 탄산미, 종합적 기호도 등 기호특성에 대해 통계 처 리한 결과는 Table 5와 같다. 색상의 기호도에서 발효가 진행되면서 기호도가 낮아졌으나 발효 7일 이후부터 21일 까지 0.5% 아로니아 첨가군이 가장 높았다. 아로니아는 안 토시아닌을 함유하고 있어 자색을 띄고 있으며, 함량이 높 을수록 김치 특유의 붉은색보다 보랏빛이 강해 패널들에게 부정적 영향을 주어 기호도가 낮았을 것으로 생각된다. 냄 새는 대조군, 0.5% 및 1.0% 첨가군은 발효기간이 증가함 에 따라 계속 기호도가 낮아졌으며 1.5%와 2.0% 첨가군은 발효 7일에 기호도가 낮아졌다가 14일에 다시 높아졌으며 이는 아로니아의 향보다 김치가 발효되면서 생성되는 향 때문으로 판단된다. 신맛은 담금 직후 아로니아 첨가의 영 향으로 2.0% 첨가군이 가장 높은 점수를 받았고 발효 7일 에는 0.5% 아로니아 첨가군이 가장 높았다. 발효 14일에 는 1.0% 첨가군, 발효 21일과 28일에는 2.0% 첨가군이 가 장 높았다. 담금 직후는 아로니아의 신맛에 영향을 받았고 발효가 진행됨에 따라 신맛의 변화가 있었다. 탄산미는 대 조군과 0.5%, 1.0% 첨가군은 발효 7일에 가장 높았고 발 효가 진행됨에 따라 감소하였다. 나박김치의 전반적인 기 호도는 발효 7일 0.5% 첨가군이 가장 높았으며 담금직후 와 14일 이후에는 1.0% 첨가군이 가장 높았다. 담금 직후 부터 아로니아가 0.5%나 1.0% 첨가된 나박김치의 기호성 이 좋게 평가되었으며 이는 적당한 농도의 아로니아 첨가 가 그 자체의 유기산에 의해서 김치의 익은 맛을 약간 느 끼게 해주었기 때문으로 판단되며 1.5%나 2.0% 첨가군의 경우에는 강한 쓴맛과 어두운 색상으로 인해 기호도가 낮 게 평가되었다고 판단되었다.

아로니아를 첨가한 나박김치의 저장기간에 따른 관능적 특성 중 색, 신맛, 떫은맛, 매운맛, 조직감, 냄새에 대해 통 계 처리한 결과는 Table 6와 같다. 담금 직후 색상과 단맛 의 강도는 아로니아 2.0% 첨가군이 가장 높았으며 아로니 아 첨가량이 많을수록 높게 나타났다. 이는 아로니아가 가 진 안토시아닌의 자색과 베리류의 단맛이 아로니아 함량이 높을수록 강하게 평가된 것으로 보인다. 신맛의 강도는 담 금 직후 아로니아의 영향으로 2.0% 첨가군이 가장 높았고 발효 7일부터는 발효 진행이 빠른 대조군의 경우 첨가군보 다 신맛의 강도가 가장 먼저 높아졌다가 낮아졌다. 아로니 아 첨가군은 아로니아가 가지고 있는 신맛의 영향으로 담 금 직후는 대조군보다 첨가량에 따라 높게 나타났으나 발 효가 진행되면서 김치가 가지는 신맛을 더 느끼게 된 것을 확인할 수 있었다. 떫은맛의 강도는 담금 직후 아로니아의 영향으로 2.0% 첨가군이 가장 높았고 발효가 진행됨에 따 라 1.0%, 1.5%의 아로니아 첨가군의 떫은맛이 증가하였다 가 감소하였고 나박김치의 발효가 떪은 맛에 영향을 주었 다고 판단된다. 매운맛의 강도는 담금 직후 대조군이 가장 높게 나타났는데 아로니아의 첨가량이 높을수록 매운맛의 강도도 낮았다. 아로니아의 단맛, 신맛 등이 매운맛을 덜 느끼게 해주는 것으로 생각된다. 조직감의 강도는 담금 직 후는 동일하였으나 발효가 진행됨에 따라 감소하였다. 대 조군의 경우 발효 7일 이후 급격히 감소하였고, 발효 28일 까지 아로니아 첨가군 2.0%가 조직감의 강도가 가장 높게 유지되었다. 아로니아 분말의 첨가량이 낮아짐에 따라 강 도가 낮아졌으며 이것은 아로니아가 김치의 발효를 늦추면 서 채소의 조직연화가 늦게 진행하였기 때문으로 판단된다 . 냄새의 강도는 이취를 기준으로 하였고 발효가 진행됨에 따라 아로니아 첨가군 2.0%를 제외하고는 모두 증가하였 다. 그 중 대조군이 가장 빠르게 이취의 강도가 높아지는 것을 확인할 수 있고 아로니아 첨가량에 따라 이취의 강도 가 완만하게 증가하였다.