KR100330674B1 - 루코노스톡 시트리움 ih22 균주를 이용하여 제조한 채 김치 및 김치쥬스. - Google Patents

Abstract

본 발명은 루코노스톡 시트리움 IH22(기탁기관 : 한국유전자은행, 기탁번호 : KCTC 0542 BP, 기탁일자 : 1998년 11월 2일) 균주를 이용하여 제조한 채 김치 및 김치 쥬스에 관한 것으로서, 본 발명의 채 김치는 숙성시간이 빠르고 (24시간내), 5일까지 그 맛을 유지하면서 보존 할 수 있으며 또한 내산성이 우수해서 정장작용이 우수하다.

또 본 발명의 채 김치와 김치 쥬스는 색조가 분홍색 내지 적색이므로 기호도가 높은 샐러드 및 쥬스로 애용 될 수 있다.

Description

루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 이용하여 제조한 채 김치 및 김치쥬스.{Sliced Kimchi and Kimchi Juice made by using Leuconostoc citreum IH22}

본 발명은 덱스트란을 생산하는 루코노스톡 시트리움 IH22(Leuconostoc citreum IH22)유산균을 이용하여 제조한 채 김치 및 김치 쥬스에 관한 것이다.

한국의 전통발효식품인 김치는 앞으로 세계 각국에 수출될 가능성이 매우 높은 식품이다. 김치가 수출되기 위해서는 제품의 질을 향상시켜야 함은 물론이거니와 유통과정에서 보존성을 향상시켜야하고, 유통경비를 줄이는 것이 중요하다.김치에 대한 오늘날까지의 연구들을 살펴보면 주로 김치의 맛을 증진시키기 위한 식품학적 연구, 김치의 상품가치를 높이기 위한 포장방법에 대한 연구 및 김치를 발효시키는데 관련된 미생물에 대한 연구 등 이었다. 김치발효에 관련된 미생물에 대한 연구결과들은 젖산균들이 발효에 중요하다는 사실과 발효의 초기에는 주로 루코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)가 나타나고 발효 후기에는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)을 포함한 락토바실러스(Lactobacillus)가 주로 나타난다는 사실이다. 루코노스톡 종들을 오랫동안 김치 내에서 유지시키기 위한 방법을 찾는 많은 연구가 진행되었으나 좋은 결과는 보고되지 않고 있다.

이와 더불어 스타터(starter)로서 루코노스톡을 이용하는 연구들이 진행되었고 특허 문헌에 보고된 경우도 있으나 김치의 질을 향상시키는 데는 크게 도움이 되지 못했다.

본 발명의 목적은 산에 대하여 비교적 내성이 강한 루코노스톡 시트리움 IH22 유산균을 스타터로 이용하여 보존성이 우수하고 제조시간을 단축시킬 수 있으며, 기호도가 높은 김치 및 김치 쥬스의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 루코노스톡 시트리움 IH22를 첨가한 김치를 20℃에서 숙성시켰을 때의 pH의 변화그래프.

도 2는 루코노스톡 시트리움 IH22를 첨가한 김치를 20℃에서 숙성시켰을 때의 총 산도변화그래프.

도 3은 루코노스톡 시트리움 IH22와 비트를 첨가한 김치를 20℃에서 숙성시켰을 때의 pH와 총 산도의 변화그래프.

도 4는 루코노스톡 시트리움 IH22와 비트를 첨가한 쥬스를 20℃에서 숙성시켰을 때의 pH와 총 산도의 변화그래프.

도 5는 루코노스톡 시트리움 IH22를 pH 3, pH 4인 0.05M 시트르산 용액에서 25℃, 3일간 배양했을 때의 살아있는 균의 변화그래프.

도 6은 루코노스톡 시트리움 IH22를 pH 2.5인 인공위액에서 3시간 배양했을 때의 살아있는 균의 변화그래프.

본 발명에서 이용하고 있는 균주는 김치에서 분리한 루코노스톡 시트리움 IH22(Leuconostoc citreum IH22) 유산균(기탁기관 : 한국유전자은행, 기탁번호 : KCTC 0542 BP, 기탁일자 : 1998년 11월 2일)이고, 본 발명의 채 김치 및 김치 쥬스는 상기 루코노스톡 시트리움 IH22을 이용하여 제조한 것이다.

본 발명에서 이용하고 있는 균주는 다음과 같은 방법으로 분리한 것이다.

김치를 통상의 방법으로 제조 한 후 15℃에서 발효시킨 다음 12시간 간격으로 김치 숙성기까지 시료를 채취하여 집락이 30 ∼ 300개가 형성되도록 멸균생리식염수로 10배수 희석법에 따라 희석하여 설탕배지{배지 1리터당 트립톤(tryptone) 10g, 효모추출물 5g, 인산카리움(dipotassium phosphate) 5g, 구연산 암모늄(diammonium citrate) 5g, 설탕 50g, pH 7.0}의 평판배지에 도말하여 25℃ 배양기에서 2 ∼ 3일간 배양한다. 다양한 종류의 덱스트란 생성균이 자라는 바 집락의 모양이 다른 것을 30개 취하여 MRS 평판배지에서 순수 분리한다. 30개의 균주는 버기 매뉴얼(Bergey's manual)의 종 동정법에 의하여 크게 4가지의 집단으로 나뉘어졌는데 그중 가장 큰 집단은 19개의 균주가 포함되어 있다.

본 발명에서 사용된 루코노스톡 시트리움 IH22 균주는 19개중의 1균주이다.

본 발명에서 이용하고 있는 균주는 표 1과 같은 특성을 가지고 있으며 이러한 특성으로 볼때 루코노스톡 시트리움으로 분류될 수 있다.

루코노스톡 시트리움 IH22는 불용성 덱스트란을 분비하여 리보즈(ribose) 및 락토즈(lactose)를 이용하지 못하는 균주이다.

상기 균주는 설탕 배지에서 성장률은 0.673 h^-1, 더블링 타임(doubling time)은 1.03h으로 다른 유산균에 비해 빠른 성장을 보이고 있다.

균주의 16S rRNA 유전자 분석 ; 본 발명의 균주는 루코노스톡 시트리움으로 판정되었으나 이것을 명확히 하기 위해 16S rRNA 유전자 배열을 결정하였다.25℃에서 MRS 배지에 배양한 균주를 취하여 염색체를 분리하고 SL-1(5'gagtttgatcctggctcag3') 및 SL-2 탐침(5'agaaaggaggtgatccagcc3')을 이용하여 PCR(polymerase chain reaction)방법을 통해 16S rRNA 유전자의 일부분을 증폭시켰다{Suzuki ＆ Yamasato, FEMS Microbiol. Lett. 115 : 13(1994)}.이 DNA 조각을 pGEM 벡터(Promerga Co)에 삽입하고 DNA 서열을 결정한 결과는 표 2와 같다.

이 염기서열은 루코노스톡 시트리움 표준균주 KCTC 3526의 염기서열과 비교했을 때 전체 1501 bp중 오직 2군데만 차이가 있었다(99.86% 상동성). 이 서열은 GeneBank에 AF111949의 번호로 등록되어 있다.

본 발명의 김치는 아래와 같이 제조한 것이다.

통상의 김치제조방법데로 소금으로 절인 배추에 고춧가루, 마늘 등의 양념을 섞은 다음에 스타터(starter)로서 본 발명의 루코노스톡 시트리움 IH22를 첨가하여 20℃에서 24시간 숙성시킨 것이다.

실시예 1 ; 채 김치

배추무게 100g을 기준으로 하여 무게비로 무는 20%, 양파는 3.0%, 파, 마늘, 고춧가루는 1.5%, 생강 1.0%, 소금은 정제염(대한산업, 꽃소금)으로 배추무게(g)의 2.8%를 사용하였다.배추와 무는 1.5cm 두께로 채를 썰어서 채 김치 형태로 김치를 제조하였다.사용한 스타터의 양은 MRS 배지, 설탕 배지 또는 김치 배지에서 충분히 배양한 루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 배추 1kg당 10㎖ 넣었으며 최종적인 스타터의 양은 보통 10⁶세포/㎖정도 되었다. 김치의 발효온도는 BOD 항온조를 이용하여 20℃를 유지하였다.

김치의 숙성되는 정도는 맛을 보는 동시에 김치 시료의 총 산도 및 pH를 측정함으로서 판단하였다. pH는 김치 시료 20㎖을 취한 후 pH 측정기(Orion,SA720)를 이용하여 측정하였으며 총 산도는 상기 시료중 10㎖을 0.1 N 가성소다 용액으로 pH가 8.9이 되는 시점까지 적정한 후 총산도로 환산하여 측정하였다.

김치 제조 후 12시간이 지나면 pH가 4.0 정도가 되며, 24시간 후가 되면 pH 3.8정도의 산성으로 변했다.(도 1 참고)

그 후 4일까지는 pH가 3.8정도로서 전혀 변화하지 않았다. 한편, 스타터를 사용하지 않은 대조 김치의 경우 김치제조 후 3일(72시간)후가 되면 pH 3.8 정도가 되고 그 후 pH는 계속 낮아져 김치 제조 후 5 일(120시간)이 되면 pH 3.5 정도가 되어 김치가 시어지게 된다.

또 본 발명의 김치는 김치 제조 후 12시간이 지나면 김치의 총 산도는 약 0.5%가 되며 24시간이 지나면 총 산도가 0.9%정도에 도달하였다.(도 2 참고)

그 후 총 산도는 5일(120시간)까지 1.1% 정도 수준에서 유지되었다. 한편, 스타터를 사용하지 않은 대조 김치의 경우 김치제조 후 3.5일 정도가 지나면 총 산도가 1.1% 수준이 되고 총 산도가 지속적으로 증가하여 5일 후가 되면 총 산도가 1.3% 정도가 되었다.

본 발명의 루코노스톡 시트리움 IH22를 이용하여 제조한 김치는 빠른 시간 내에 김치를 산성화 시키기 때문에 다양한 종류의 미생물 성장을 억제하는 장점이 있으며 김치의 숙성 또한 촉진 시키는 특징을 가지고 있다. 김치의 pH는 총 산도와 밀접한 관계가 있으며 김치의 발효정도 및 유산(lactate), 초산(acetate)의 생성정도를 간접적으로 파악하게 하는 기준이다.

위의 결과는 본 발명에서 사용한 균주를 스타터로 사용할 경우 김치의 발효를 촉진시키는 반면 발효에 의한 김치의 급격한 산성화를 지연시켜 김치의 보존을 용이하게 하는 장점이 있음을 보여준다.

실시예 2 ; 비트 첨가 채 김치

배추무게 100g을 기준으로 하여 무게비로 무 20%, 풋고추와 양파를 각각 3%, 파, 마늘 1.5%, 생강 1.0% 그리고 김치가 분홍색에서 적색을 띠게 하기 위하여 샐러드용으로 사용하고 있는 비트(red beet)를 1.5%되게 혼합하여 김치를 제조하였다.배추는 1.5cm 정도 두께로 절단하고 무는 채를 썰어서 혼합한 후 그 무게의 3%되게 건염을 뿌려 충분히 절였다. 배추와 무의 전체중량에 대하여 3중량％의 건염을 뿌려 충분히 절였다. 절임수를 제거한 후 양념과 채로 썬 비트를 혼합한 후 여기에 스타터로써 루코노스톡 시트리움 IH22 유산균을 접종하여 20℃에서 발효시켰다.

총 김치의 양은 4kg으로 하여 실험하였다.

그 결과 비트를 첨가한 김치는 적색을 띠었으며 전체적으로 발효가 약 2일정도 지연되었으나 pH의 저하 및 총산도의 증가와 같은 발효양상은 비트를 첨가하지 않은 김치와 유사하였다.(도 1, 도 2, 도 3 참고)그리고 루코노스톡 시트리움 IH22를 접종한 김치는 비트를 첨가하지 않은 김치(도 1, 도 2, 참고)와 같이 pH 3.5, 총산도 1% 정도 도달되는데는 1일 정도 빨랐으며, 그 이후 이 수치는 7일까지 유지되었다.

본 발명의 비트 첨가 채 김치는 김치샐러드의 특징을 갖고 있다.

실시예 3 ; 비트 첨가 김치 쥬스

실시예 2에서 사용한 원료와 양념을 같은 비율로 혼합하여 착즙기로 짜서 적색의 야채즙을 만들었다. 이 야채즙과 절임수를 1 : 1비로 혼합하여 잘 섞은 다음에 루코노스톡 시트리움 IH22 유산균을 접종하여 20℃에서 발효시켰다. 총 쥬스의 양은 2ℓ로 하여 실험하였다.

그 결과 비트를 첨가한 김치 쥬스는 적색을 나타냈으며 pH는 4일째 3.2정도로 되었으며 그 후 7일까지 유지되었다. 특징적으로 루코노스톡 시트리움 IH22를 첨가한 쥬스는 발효 3일째 총산도가 0.5%로 되었으며, 비트 첨가한 김치보다 총산도가 반으로 감소되었다(도 4 참고).

비트와 루코노스톡 시트리움 IH22를 이용하여 제조한 본 발명의 채 김치와 김치 쥬스는 적색을 띠었으며 낮은 pH와 가식범위의 총산도가 되었다.그리고 공통적으로 비트 첨가한 김치는 관능검사에서 김치냄새와 풋냄새가 약하거나 거의 나지 않았으며 신맛도 약하게 나타났다. 특히 김치와 쥬스의 색조가 적색을 나타냄으로써 시각적인 면에서 좋은 평가를 받았으며 기호도가 높았다.

내산성, 담즙산에 대한 내성 및 인공위액에 대한 내성조사 ; 본 발명에서 이용하고 있는 균주가 김치와 함께 사람의 대장에 도달하는 정도에 대한 간접적인 평가를 하기 위해 산, 담즙산 및 인공위액에 대한 저항성을 조사하였다.

◎ 내산성 시험은 본 발명에서 이용하고 있는 균주를 설탕 액체배지에서 2일간 배양하여 덱스트란을 생성하게 한 후 그 배양액을 1㎖씩 취하여 pH 3, pH 4 인 0.05 M 시트르산 - 시트르산염 완충액 10㎖에 접종하여 25℃에서 배양하며 12시간 간격으로 생균수를 측정하였다.

본 발명의 균주는 pH4 용액에서는 1일 동안 배양하더라도 약 70% 정도는 살 수 있는 것으로 나타났으며, pH 3에서는 1일 동안 배양했을 때 약 40%가 생존할 수 있으며 pH 3에서 12시간 배양했을 때는 약 60% 정도 생존할 수 있는 것으로 나타났다(도 5 참고).

음식물의 위 내에서의 체류시간이 30분 정도인 점을 감안할 때 pH 3인 환경에서 12시간동안 생존율이 60% 이상 된다는 사실은 바로 IH22 균주는 위(stomach)를 통과하는 동안에 대부분이 생존 할 수 있다는 점을 보여주고 있다.

◎ 담즙산 내성시험은 MRS 배지에 oxgall을 최종농도가 1% 및 4% 되게 첨가한 후 시험 균주를 접종하여 25℃에서 3일간 배양하여 성장여부를 판단하였다.

본 발명의 IH22 균주는 1% 및 4%의 oxgall 첨가 배지에서 모두 성장함으로서 담즙산에 대한 내성을 나타내었다. 따라서 IH22 균주는 인체의 담즙산에 의해 성장이 억제되지 않는 것으로 판단된다.

◎ 인공위액에 대한 내성조사는 MRS 액체배지 10㎖을 pH 2.5되게 조정한 후 펩신(pepsin)을 1000unit/㎖이 되도록 첨가하고 이 인공위액에 설탕 배지에서 배양한 균주를 1%되게 첨가하여 37℃에서 반응시키며 생균수를 관찰하였다.

설탕 배지에서 전 배양한 IH22 균주는 인공위액에서 30분 후 약 60%정도 생존하였으며 3시간 후에도 생균수가 크게 감소하지 않았다(도 6 참고).

한편 MRS 배지에서 전 배양한 IH22 균주는 인공위액에서 30분 후 약 40% 정도 생존하였고 3시간 후에는 생존한 균수가 발견되지 않았다.

이러한 결과는 IH22 균주를 설탕 배지에서 전 배양할 경우 인공위액에 대한 내성을 증가시킬 수 있음을 보여주는 것이다.

루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 스타터로 사용하여 제조된 본 발명의 채 김치는 숙성시간이 24시간으로 단축 되었으며, 숙성후의 총 산도가 5일이 될때까지 1.1정도로 유지되므로 김치 고유의 풍미를 5일까지 유지할 수 있게 되어서 김치의 보존성도 향상된다. 아울러 본 발명의 채 김치는 숙성시간이 단축되므로 김치에 유해한 미생물의 성장이 억제된다.

또 본 발명의 채 김치는 내산성, 담즙산 및 인공위액에 대한 내성이 우수하기 때문에 대장 내에서 유산균에 의한 정장적용도 활성화 될 수 있다.

또 본 발명의 비트 첨가 채 김치는 김치냄새와 풋냄새가 거의 없고, 신맛도 약하므로 샐러드처럼 먹을 수 있으며, 상기 비트 첨가 채 김치와 본 발명의 비트 첨가 김치쥬스는 색조가 분홍색 내지 적색이므로 시각적으로도 기호도를 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 김치에서 분리한 루코노스톡 시트리움 IH22(Leuconostoc citreum IH22) 유산균(기탁기관 : 한국유전자은행, 기탁번호 : KCTC 0542 BP, 기탁일자 : 1998년 11월 2일)을 스타터로 사용하여 발효 시킨것을 특징으로 하는 루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 이용하여 제조한 채 김치.
2. 청구항 1에 있어서, 비트(red beet)를 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 이용하여 제조한 채 김치.
3. 배추, 무, 비트(red beet) 및 각종 양념의 혼합물로 부터 착즙한 야채즙과 절임수와의 혼합액에 루코노스톡 시트리움 IH22 유산균을 스타터로 사용하여 발효시킨 것을 특징으로 하는 루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 이용하여 제조한 김치쥬스.
4. 청구항 1 내지 청구항 2 중 어느한 항에 있어서, 설탕배지에서 전 배양한 루코노스톡 시트리움 IH22 유산균을 사용하는 것을 특징으로 하는 루코노스톡 시트리움 IH22 균주를 이용하여 제조한 채 김치.