I.서 론
배추는 십자화과 채소로 식이섬유, 비타민과 무기질 성분 이 풍부하여 다양한 요리의 주재료 및 부재료로 사용되고 있 다(Seong et al. 2006; Lee et al. 2013). 배추는 전국 어디 에서나 재배되고 연중 생산체계가 확립되어 1년 내내 파종 과 수확이 진행되나, 계절별로 재배산지가 다르며 무게, 잎 의 수, 크기, 관능적인 질감 등 품질은 품종뿐만 아니라 생 육시기, 기상조건, 재배방법 등 다양한 요인에 영향을 받는 다(Kim & Kim 2000; Lee 2008). 농작물생산통계 자료에 따르면 2015년 배추 총 생산량은 2,059,824톤으로 노지배추 생산량(1,969,238톤)이 전체의 95.6%이며, 노지봄배추 346,392 톤(일반봄배추 196,785톤, 고랭지배추 149,607톤), 노지가을 배추 1,436,075톤, 노지겨울배추 186,771톤 등 연중 소비자 에게 공급되고 있다(KOSIS 2015). 우리나라에서 배추는 주 로 김치의 주재료로 이용되는데(Son et al. 2015), 김치는 한 국의 전통발효식품으로 절임채소의 종류에 따라서 다양하다 (Chambers et al. 2012; Yun et al. 2012). 특히 김치 섭취 빈도 조사결과 배추김치는 다소비 식품으로 하루 2회 섭취 횟수 대상자의 비율이 가장 높았고, 김치 섭취 빈도가 증가 함에 따라 무기질, 비타민, 식이섬유 등이 유의적으로 증가 하는 것으로 나타났다(Ha & Ju 2016).
최근 현대인들의 바쁜 생활로 인하여 김치산업이 발달하 고 있고, 이로 인해 김치 제조업체에서는 지속적인 생산을 유지하기 위해 봄배추 이용량이 증가하고 있다(Kim et al. 2013). 봄배추는 고온기 및 강우량이 많은 여름에 재배 및 수확이 이루어지기 때문에 수확 시의 높은 품온과 수분함량 으로 수분손실이 크고 저장고 내 상대습도가 95% 이상 유 지되므로 부패되기 쉽다(Eum et al. 2013). 이처럼 봄배추는 생육환경이 불량하여 가을배추에 비해 상대적으로 품질이 좋 지 않으며, 저장성이 떨어진다(Bae et al. 2015). 배추의 저 장성 개선을 위해 수확 후 전처리 방법으로 강제통풍식 및 차압식 예냉, 저장 전 외엽을 건조시키는 예건 등을 적용하 거나, 저장기술로 미세천공 PE 필름을 이용하거나 저온 유 통용 배추 포장상자 개발(Lee et al. 2003; Bae et al. 2015) 등에 대한 연구들이 보고되고 있으나, 아직까지 봄배 추 저장방법에 대한 연구는 미비한 실정이다.
배추의 수요와 공급의 균형을 기하여 재배농가에 적절한 소득을 보장하기 위해서는 효과적 저장법 및 새로운 상품화 에 관한 연구가 필요하다(Kim et al. 2014). 따라서 본 연구 에서는 봄배추를 대상으로 안정적인 수급조절을 위해 배추 를 다양한 방법으로 저장하였으며, 배추 저장 기간에 따라 이를 이용하여 만든 김치의 품질특성을 비교함으로써 봄배 추 저장에 적합한 조건을 확립하고자 하였다. 이와 같이 저 장배추의 김치가공적성 연구를 통해 김치시장에서의 수급조 절능력 여부를 확인할 수 있으며, 김치시장 진입방안 모색에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
II.연구내용 및 방법
1.실험재료 및 김치제조
본 실험에 사용된 배추는 강원도 평창군에서 재배된 노지 봄배추로 2016년 6월 27일 수확(2016년 4월 24일 정식)한 배추(Brassica rapa subsp. pekinensis (Lour.) Hanelt) ‘춘 광(Choongwang)’ 품종을 이용하였다. 산지에서 공급받은 배 추는 수확 후 바로 플라스틱 컨테이너(55×37×32 cm)에 4포 기씩 배추 뿌리를 아래로 하고 잎이 위를 향하게 넣은 후 예 냉(2°C) 또는 예건(8°C) 처리 하였다. 다음 단계로 습도조절 등에 의한 감모억제를 위해 나노가습 또는 LDPE 필름 (20 mm) 커버를 이용해서 파렛트 단위로 포장하였고, 저장 중 선도유지 및 장해와 병억제를 위해 플라즈마 큐어링 (Water link Co., Gyeonggi, Korea) 저장고, 광촉매 발생기 (Wizfresh Co., Seoul, Korea)를 사용한 저장고 등으로 구분 하여 저온(1±0.5°C)에 저장(대관령 원예농협 무·배추 출하 조절시설 내 저장고 이용)하였다<Table 1>. 봄배추는 15주 동 안 저장되었고, 저장 기간에 따라 이를 이용하여 만든 김치 의 품질특성 비교를 위해 처리구별 김치를 제조하였다. 실험 실로 옮겨진 배추를 처리구별로 구분하여 다듬고 2등분하 여 15% 소금물(천일염, 신안)에 17시간 절인 후, 3회 세척 하고 2시간 탈수하여 미리 준비해 둔 부재료 및 양념소를 넣 어서 김치를 제조하였다. 양념소는 농촌진흥청 김치종합양념 소의 제조 비율에 따라 절임배추 100 g에 대하여 고춧가루(태 양초, 괴산) 4.5 g, 마늘(서산) 2.0 g, 생강(서산) 1.0 g, 멸치액 젓(CJ) 5.0 mL, 백설탕(백설) 0.5 g 등으로 하였으며 부재료 인 무(제주) 10 g, 양파(무안) 5 g과 함께 마쇄하여 제조하였 다(RDA 2013). 제조된 김치는 플라스틱통(15×20×25 cm)에 각각 밀봉 포장한 후, 4°C 저장고에서 숙성되었고 4주 후 처 리구별 품질 및 관능적 특성을 분석하였다.
2.수분함량, 정선손실률, 절임수율 및 김치수율
김치의 수분함량(%)은 김치의 잎과 줄기를 포함하여 일정 부분 채취 후 수분측정기(FD-720, Kett, Japan)를 이용하여 측정하였고, 정선손실률(%)은 원재료의 중량 측정 후 저장기 간에 따른 생배추의 변화 양상을 육안으로 관찰하여 건조되 거나 부패되어 이용이 불가능한 배추의 겉잎을 제거하여 정 선된 배추의 중량을 측정하여 계산하였다(Park et al. 1990). 절임수율(%)은 정선된 배추를 15% 소금물에 17시간 침지하 였다가 3회 세척 후 2시간 탈수한 절임 배추의 중량을 측정 하여 계산하였고, 김치수율(%)은 절임배추를 양념소와 버무 려 김치를 제조한 총 량을 측정하여 계산하였다(Cho et al. 2016).
3.이화학적 품질특성
김치의 저장기간의 경과에 따라 각 시료 약 100 g을 취하 여 녹즙기(Do9901, Dongaoscar, Korea)로 착즙하였고, 즙액 을 가용성 고형물 함량, pH, 산도 및 염도 측정에 사용하였 다(Yun et al. 2014). 가용성 고형물 함량은 식품당도측정기 (GMK-703F, G-won Hitech Co., Ltd., Seoul, Korea)를 사 용하였고, pH 및 산도는 자동 적정장치(Titroline easy, Schott Instruments, Mainz, Germany)를 사용하여 실온에서 측정하였으며, 염도는 디지털 염도계(SB-2000, Gimisanggung, Korea)를 이용하여 측정하였다.
4.유산균수 측정
유산균수의 측정은 평판계수법(plate count technique)을 이 용하였다. 각 포장 단위에서 처리구별 김치 생시료를 잎과 줄기부분을 적절히 혼합하여 10 g을 채취한 후 멸균백(Whirlpak1195, Nasco Co., USA)에 넣고 중량의 10배에 해당하는 멸균된 0.85% saline 용액을 가하여 균질기(Labstory Blender Stomacher 400, Seward)로 60초간 균질화하였다. 이 시료액을 1 mL씩 취하여 9 mL의 멸균된 0.85% saline 용액으로 단계 희석하여 유산균(Lactobacilli MRS agar, Difco, USA) 측정용 건조필름배지에 분주하여 도말한 후 37°C incubator에서 1-2일간 배양시킨 후 colony 수를 측정 하여 CFU/g으로 표시하였다(Yun et al. 2014).
5.관능검사
김치에 대한 관능적인 특징과 기호도 평가는 전문가와 일 반인으로 나누어 실시하였다. 전문가를 대상으로 한 관능검사 를 위해 8명의 훈련된 패널을 선정하였으며, 배추 저장 기간 별 제조한 김치에 대해 숙성 4주 후 모든 시료를 대상으로 실 시하였다. 일반인(20대 60명)에 대해서는 12주 저장 배추로 제조한 김치를 대상으로 하였으며, 시료 중 전문가를 대상으 로 실시한 관능평가를 통해 전반적인 기호도가 높은 3개의 처 리구를 선정하여 이에 대한 관능검사를 실시하였다. 김치는 줄기와 잎부분을 균일하게 혼합하여 약 20 g씩 난수표에서 선 택한 세 자리 숫자를 표기한 용기에 담아서 제시하였다(Song et al. 2016). 외관적 특성(appearance, color)을 평가한 후 냄 새(overall smell) 및 전체적인 맛(taste)과 조직감(texture)에 대해 평가하였고 마지막으로 전반적인 기호도에 대하여 설문 지를 통해 평가하였다. 시료는 각 항목에 대해 5점 척도법(1: 매우 싫다, 3: 보통, 5: 매우 좋다)을 이용하였고 평가 점수가 클수록 선호도가 좋은 것을 의미한다(Chang et al. 2014).
6.통계분석
모든 실험은 3번 이상 반복하여 평균값±표준편차로 나타 내었고 각 항목의 측정값은 SPSS Win program (Version 19.0, Chicago, IL, USA)을 이용하여 ANOVA 분석을 실시 하였으며 Duncan’s multiple range test로 p<0.05, p<0.01 수준에서 검증하였다.
III.결과 및 고찰
1.수분함량, 정선손실률, 절임수율 및 김치수율
봄배추 저장시 저장조건에 따른 수분함량, 정선손실률, 절 임수율 및 김치수율 측정결과는 <Table 2>와 같다. 배추 수 확 후 수분함량은 94.81%였으며, 15주 동안 서로 조건이 다 른 저장고에서의 저장기간 중 배추로 제조한 김치의 수분함 량은 처리구별로 평균 82.44~86.50%를 나타내었다. Cho et al.(2016)은 배추의 수분함량은 93.02~94.86%이고, 김치의 수 분함량은 80.96~91.01%라고 보고하였는데, 이와 비슷하거나 다소 낮은 수분함량을 보였다. 봄배추 저장 시 가장 큰 문제 점으로 제기되고 있는 증상은 깨씨무늬증(Pepper spot, Gomsho)으로 처음 배추 외엽의 중륵에서 관찰되다가 점차 중간잎까지 확산되고 검은색의 작은 점에서 점차 크기가 확 대되고 잎의 바깥과 안쪽 모두에서 나타난다(Studstill et al. 2007; Masarirambi et al. 2011). 저장 중 깨씨무늬증은 정선 손실률에 가장 큰 영향을 주는 요인으로 예건+광촉매 처리 구와 예냉 처리구가 각각 18.83%, 21.37%로 다른 처리구에 비해 낮은 손실률을 나타내었고, 예건+플라즈마+나노가습 처 리구가 30.49%로 가장 높은 정선손실률을 보였다. 저장기간 에 따른 절임수율 및 김치수율은 각각 평균 93.42, 89.96% 이었으며 처리구 및 저장기간에 따른 큰 차이는 없었다.
2.이화학적 품질특성
봄배추는 15주 동안 서로 조건이 다른 저장고에 저장되었 고, 6주, 12주, 15주 저장된 배추를 이용하여 김치를 제조하 였다. 제조된 김치는 4°C에서 숙성되었으며 숙성 4주 후 각 김치시료에 대해 가용성 고형물 함량, pH, 산도, 염도 및 경 도에 대한 분석을 실시하였다. pH 및 산도는 김치의 숙성정 도를 짐작할 수 있는 중요한 지표로 유산균의 생육이나 김치 의 발효도를 예상 할 수 있다(Jung et al. 2012). 본 연구에서 저장 6주 배추로 제조한 김치의 처리구별 평균 pH는 4.60이 었으며, 배추의 저장기간 증가에 따라 4.82~4.96으로 다소 증 가하는 경향을 보였다<Figure 1>. 저장 6주 배추로 제조한 김 치의 평균 산도는 0.38%였으며, 저장기간 증가에 따라 0.24~0.31%로 감소하여, pH 증가에 따라 산도는 감소하는 경 향을 나타내었다. 이러한 결과를 통해 배추 저장기간이 길어 질수록 발효가 천천히 진행된다는 것을 알 수 있었다. 가용성 고형물 함량 분석결과, 저장 6주 배추로 제조한 김치는 평균 10.07oBrix이었으며, 저장 12주 배추로 제조한 김치는 평균 9.88oBrix, 저장 15주 배추로 제조한 김치는 평균 9.80oBrix로 배추 저장기간 증가에 따라 가용성 고형물 함량은 유의적으 로 감소하였다(p<0.05)<Table 3>. 배추의 절임과정은 삼투작 용으로 인하여 염수의 소금이 배추 내로 흡수되면서 유해 부 패균의 성장을 저해시키는 중요한 과정이다(Kim 1997). 전통 적인 김치의 염도는 과거에는 3.0~3.5%로 알려져 있지만, 냉 장기술, 김치냉장고 보급, 소비자 입맛의 변화 등으로 현재는 1.5~2.0% 수준까지 낮아진 상태이다(Woo et al. 2012). 본 연 구에서의 염도 분석결과, 가용성 고형물 함량과 유사하게 배 추 저장기간 증가에 따라 평균 1.93~1.44%까지 감소하였고, 처리구간 유의적인 큰 차이는 없었다(p<0.05).
3.유산균수 측정
김치의 발효는 유산균에 의해 진행되며 발효과정을 통해 유해한 세균들의 증식을 억제하고 김치에 독특한 향미를 부 여한다(Lee et al. 2002). 저장기간에 따른 배추를 이용한 김 치 숙성 4주 후 김치 내 유산균수 변화를 조사한 결과, 유산 균이 저장 6주 배추에서 평균 4.92×108 cfu/g이었고 저장 15 주 후 평균 2.81×108 cfu/g까지 배추 저장기간이 길어질수록 유의적인 감소를 보였는데(p<0.05), 이는 앞서 측정한 저장 기간에 따라 pH는 증가하고 산도는 감소한 것과 일치되는 결과이다<Table 4>. Yun et al.(2014)의 연구에 따르면 김치 제조 후 4 보관하면서 발효 4주차에 유산균수에 대한 분석 결과 5.6×107 cfu/g라고 보고하였는데, 본 연구에서는 다소 높은 값을 나타내었으며, Kim et al.(2013)의 연구에서 5 보 관 중 발효 4주차에 분석한 결과 2.3×109 cfu/g라고 보고한 것보다는 다소 낮은 값을 보이고 있다. 김치 발효에 따른 품 질변화에 가장 큰 영향을 미치는 유산균은 유당불내증 개선 효과, 항균활성, 항종양활성, 면역력 증강, 정장작용 등의 기 능성을 가지고 있다(Chang JH et al. 2010). 처리구별로는 예냉 처리구가 평균 5.35×108 cfu/g로 유산균이 가장 많이 증식하였고, 예건+플라즈마+나노가습과 예건+광촉매 저장고 배추로 제조한 김치가 다른 처리구에 비해 각각 평균 3.86×108, 3.78×108 cfu/g로 유산균이 상대적으로 낮게 나타 났다(p<0.05).
4.관능검사
배추 저장 기간별 제조한 김치에 대해 4에서 숙성 4주 후 오래 저장된 배추로 제조된 김치에 대한 가식여부를 확인하 기 위해 전문가 및 일반인을 대상으로 관능평가를 실시하였 다. 전문가를 대상으로 실시한 관능검사 결과, 배추 저장기 간 증가에 따라 선호도가 크게 낮아지거나 높아지는 경향을 보이지는 않았고, 전반적으로 예냉 처리구에 대한 선호도가 높았다<Figure 2>. 관능검사 항목 중 품질을 결정하는 중요 인자인 외관은 평균 3.04~3.90점으로 높았고, 씹을 때 느껴 지는 아삭거림을 평가한 조직감은 평균 3.45~3.80점으로 높 은 수치를 보였다. 일반인을 대상으로 한 관능평가는 저장 12주 후 배추로 제조한 김치 중 전문가 평가 및 원료 배추를 기준으로 선정된 예냉, 예건+플라즈마+나노가습, 예건+광촉 매 처리구 등 3개 시료에 대해 실시하였다<Figure 3>. 외관, 냄새, 맛, 조직감, 전반적인 기호도 등 모든 평가항목에 대해 예냉 처리구의 평가가 가장 우수했으며, 예건+플라즈마+나 노가습 및 예건+광촉매 처리구가 다소 낮은 선호도를 보였 다. 수확초기 배추로 제조한 김치에 대한 전반적 기호도 점 수를 100으로 한 후 저장조건이 다른 12주 저장 배추로 제 조한 김치에 대한 상대적인 선호도를 비교분석한 결과, 전반 적으로 초기 배추로 제조한 김치 선호도와 큰 차이를 보이 지 않았고, 오히려 다소 선호도가 증가하는 경향을 보였다 <Figure 4>. 특히 전문가 및 일반인 모두 예냉 처리구에 대 한 선호도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 통 해 원료 배추의 저장이 잘 이루어진다면 저장기간 증가가 직 접적으로 김치 품질에 영향을 미치지는 않음을 알 수 있다. 어느 정도 값의 차이를 보이는 것은 동일한 작물이라도 품 종과 생산방식의 차이는 외관이나 내부 성분에도 영향을 미 칠 수 있으며 이로 인해 농산품의 품질에 차이가 생길 수 있 기 때문인 것으로 사료된다(Park et al. 1990).
IV.요약 및 결론
봄배추를 대상으로 안정적인 수급조절을 위해 배추를 다 양한 방법으로 저장하였으며, 배추 저장 기간에 따라 이를 이용하여 만든 김치의 품질특성을 비교함으로써 봄배추 저 장에 적합한 조건을 확립하고자 하였다. 연구결과 봄배추 저 장 시 처리구별 평균 정선손실률은 예건+광촉매 처리구와 예 냉 처리구가 각각 18.83, 21.37%로 다른 처리구에 비해 낮 은 손실률을 나타냈으며, 저장기간에 따른 절임수율 및 김치 수율은 처리구 및 저장기간에 따른 큰 차이는 없었다. 봄배 추는 15주 동안 서로 조건이 다른 저장고에 저장되었고, 제 조된 김치는 4에서 숙성되었으며 숙성 4주 후 각 김치시료 에 대해 가용성 고형물 함량, pH, 산도 및 염도에 대한 분석 을 실시하였다. 저장 6주 배추로 제조한 김치의 처리구별 평 균 pH는 4.60이었으며, 배추의 저장기간 증가에 따라 다소 증가하는 경향을 보였다. 저장 6주 배추로 제조한 김치의 평 균 산도는 0.38%였으며, 저장기간 증가에 따라 0.24~0.31% 로 감소하여, pH 증가에 따라 산도는 감소하는 경향을 나타 내었다. 배추 저장기간 증가에 따라 가용성 고형물 함량 및 염도는 감소하였고, 처리구간 유의적인 큰 차이는 없었다 (p<0.05). 유산균은 배추 저장기간이 길어질수록 유의적으로 감소하였는데(p<0.05), 이는 저장기간에 따라 pH는 증가하 고 산도는 감소한 것과 일치된다. 처리구별로는 예냉 처리구 의 유산균이 가장 많이 증식하였고, 예건+플라즈마+나노가 습과 예건+광촉매 처리구 김치의 유산균이 상대적으로 낮게 나타났다. 관능검사 결과 전문가 및 일반인 모두 예냉 처리 구에 대한 선호도가 가장 높음을 확인하였다.
