Journal Archive

고구마순김치를 대조군, SG군, XG군으로 실험한 결과는 3회실험한평균(mean)과 표준편차(S.D.)로 나타내었다. 시료 간 통계분석은 SPSS 통계프로그램(ver. 12, IBM Corp., Armonk, NY, USA)으로 실시하였다. ANOVA 실시 후 p<0.05에서 유의차가 있으면 Duncan's multiple range test를 실시하였다.

시료의 저장기간 별 pH와 산도는Table 3과 같다. 저장 0일째 pH는 대조군 5.92, SG군 5.73과XG군5.68이었고(p<0.005), 저장 7일 째 대조군 5.25, SG군 4.78, XG군 4.95로 처리군 간 유의적인 차이가 없었고, 저장14일째대조군4.50, SG군4.21과 XG군 4.27로 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 14일 숙성 후 SG군이 가장 낮은 pH를 나타내는 경향을 보였고, 대조군이 가장 높은 pH를 나타내었다. 이것은 김치 숙성 중 유기산이나 젖산균 등이 생성되어 pH에 영향을 준 것이다(Moon SW 등 2003). 산도는 저장 0일 째 대조군 0.24%, w/v, SG군 0.20% w/v, XG군 0.23%, w/v(p<0.001)이었고, 저장 7일 째 대조군 0.23%, w/v, SG군 0.30%, w/v, XG군 0.35%, w/v이었고(p<0.005), 저장 14일 째 대조군 0.76%, w/v, SG군 0.88%, w/v, XG군 0.82%, w/v로 나타났다. 발효 중 대조군과 XG군의 산도가 가장 낮았고 SG군이 가장 높은 경향을 보였다. 저장 기간 0일, 7일과 14일과 대조군(Con)의 차이를 비교했을 때 0일, 7일과 14일 저장 기간이 지날수록 SG군 간에 유의적인 차이를 나타내었고(p<0.001), 0일, 7일 및 14일과 XG군(p<0.001)에 대하여 현저하게 차이가 나타났다. SG군은 발효 중 설탕이 젖산균의 먹이가 되어 젖산균의 생육을 활발하게 하므로 유기산을 더 많이 만들었기 때문(Lee KJ 등 2014)으로 사료된다. 김치는 대부분 젖산균이 설탕과 같은 이당류를 분해하여단당류인 포도당과 과당으로 분해한다고 알려져 있다(Kim DK 등 2000). Sucrose량이 14일 후 감소하였으며, 맥아당의 함량도 약간 증가하였다(Table 7). 한편, XG군의 자일리톨은 발효에 거의 이용되지 않고 그대로 남아 있었다. pH와 산도 변화는 이전에 보고(Moon SW 등 2003)한 자일리톨 첨가 배추김치와 유사한 경향이었다. 결과적으로, XG군의 고구마순김치가 발효될수록 자일리톨을 당으로 이용하지 못하므로 고구마순김치의 숙성이 더 느려진 것으로 추정된다.

저장 기간 동안 고구마순김치의 기계적 조직감을 측정하여 Table 4에 나타내었다. 일반적으로 고구마순김치는 저장 초기부터 대조군은 2,901.54 g/N, SG군은 2,859.73 g/N으로 간에는 유의적인 차이가 없었으나, XG군이 3,184 g/N으로 비교적 높게 나타났다. 이것은 저장 7일, 14일에도 XG군이 각각 3,275.16 g/N, 3,205.88 g/N으로 대조군(2,608.25 g/N), SG군 2,849.33 g/N, 2,951.78 g/N보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 경도 측정은 고구마순 자체의 굵기와 크기의 편차가 있다는 실험 한계가 있다. XG군의 경도는 저장 기간이 지나도 초기와 유사하였다. 이것은 자일리톨을 첨가한 배추김치가 발효 시 설탕 첨가군보다 경도가 증가한다는 보고와 유사하였다(Lee KJ 등 2014). 응집성(cohesiveness) 항목에서는 저장 7일 째 대조군이 0.23, SG군이 0.1, XG군이 0.142 순으로 나타났다. 대조군에서 응집성(cohesiveness)과 씹힘성(chewiness)이 가장 크게 나타났다. 씹힘성(chewiness)도 마찬가지로 저장 7일 째 대조군이 490.50 g, SG군이 282.97g, XG군이 282.80 g으로 대조군과 유의적인 차이가 있었다(p<0.05). 반면에 탄력성(springiness)과 검성(gumminess) 항목에서는 유의적인 차이가 없었다. 고구마순김치는 배추김치와 같이 발효 중 분해된 당을 이용하여 젖산균과 여러 가지 유기산을 생성하여 산도가 저하되므로 텍스처 결과에 영향을 준 것으로 추정된다. 또한, 오이피클의 숙성 중 결과와 유사하게 고구마순김치도 발효 중 줄기부분에 존재하는 펙틴과 세포벽의 분해 효소가 유리되어 다당류의 질적․양적 변화를 일으키는 것이다. 따라서 발효 중 질감의 변화가 일어난다고 할 수 있다(Lim NG & Yoo SS 2015; Oh YA 등 1990).

저장 기간 동안 고구마순김치의 색도 변화는 Table 5와 같다. 고구마순김치의 명도(L)값은 제조 0일 째 대조군의 값이 가장 높게 나타내었고(p<0.001), SG와 XG군에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 제조 7일 째에는 SG군이 가장 높게 나타났으며, 대조군과 XG군 간에는 차이가 없었다(p<0.01). 제조 14일 째에는 SG군이 가장 높게 나타내었고, XG군과 대조군 순으로 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.001). 적색도(a)값은 제조 0일 째에는 대조군이 가장 높게 나타내었고(p<0.001), SG군와 XG군 간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 저장 7일 째부터 SG군이 가장 높은 값을 나타내었으며, 대조군과 XG군 사이에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p<0.001). 저장 14일 째 고구마순김치의 적색도 값은 SG군이 가장 높게 나타내었고, 대조군과 XG군 간 차이를 나타내지 않았다(p<0.001). 황색도(b)는 저장 초기인 0일 째에는 대조군이 가장 높게 나타내었으며(p<0.001), SG군과 XG군에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 숙성이 진행되어 7일, 14일 째가 되면 SG군에서 가장 높은 황색도(b) 값을 나타내었고(p<0.001), 대조군과 XG군 간의 고군마순김치에서는 유의적인 차이가 없었다. 색차지수(ΔE값)을 비교해 볼 때 저장 0일 째에는 대조군과 SG군과 XG군 간에 18.85, 19.41로 비교적 높은 값을 나타내었다. 저장 7일 째에도 5.13과 2.32로 높은 차이를 나타내었다. 이는 저장 14일째 색차지수값이 8.08과 4.20으로 대조군보다 더 유의적으로 나타났다. 이는 자일리톨을 첨가하여 제조한 배추김치에 대한 보고와 유사한 경향으로 나타났다(Lee KJ 등 2014). SG군은 발효가 진행되면서 설탕을 이용한 유산균의 생육이 증가하여 젖산 함량이 높아져 김치의 색 변화를 유도하게 된다. 클로로필 색소의 일부는 유기산의 함량이 증가하면서 산도가 증가하고 pH는 감소하게 되며, 클로로필의 일부는 페오피틴이나 페오포비드로 전환된다(Kim NG & Yoo SS 2015). 일반적으로 색차지수(ΔE)를 측정한 결과, 헌터 색차계에서 색차지수값은 0∼0.5는 색차가 거의 없는 것이고, 1.5∼3은 감지할 정도의 차이가 있는 것이며, 3∼6은 현저한 차이를 나타내는 것이며, 6∼12는 극히 현저한 차이를 나타내는 것이고, 12 이상은 다른 계통의 색으로 결정될 정도의 차이를 나타내는 것으로 알려져 있다(Kim HY 등 2009). 저장 0일 째 대조군과 색차지수로 SG군에서 18.85, XG군 19.41로 전혀 다를 정도의 색 차이가 있는 것으로 나타났다. 7일째 SG군은 5.13으로 대조군과 현저한 차이가 있는 반면에, XG군은 2.32로 약간의 차이만 있었다. 제조 14일이 지나면 색채계수 값이 XG군과 대조군이 현저하게 차이가 나는 것으로 나타났다. 이것은 자일리톨을 첨가한 배추김치의 숙성과정과 유사한 경향을 보였다(Lee KJ 등 2014). 결과적으로, 자일리톨을 넣은 고구마순김치(XG)의 색도 변화가 대조군 보다 느리게 일어나는 것이다.

고구마순김치를 동결 건조한 분말 2 g을 99% 에탄올 추출물의 DPPH radical 소거능을 측정하여 Table 6에 IC₅₀을 나타내었다. 고구마순김치 실험군에서 제조 0일 째 대조군이 14.16 mg/mL, SG군이 9.22 mg/mL, XG군이 8.04 mg/mL으로 SG군이 가장 큰 항산화능을 나타내었다(p<0.01). 저장 7일째에는 대조군이 6.72 mg/mL, SG군이 8.71 mg/mL, XG군이 10.35 mg/mL으로 대조군에서 DPPH 라디칼 소거능이 높게 나타났다(p<0.01). 반면에 저장 14일 째에는 대조군이 2.30 mg/mL으로 가장 높은 항산화능을 나타내었고, XG군은 4.25 mg/mL, SG군이 4.86 mg/mL 순이었다(p<0.05). 보통 배추김치 등에서 14일 정도에 숙성이 활발하게 일어날때 ascorbate와 같은 항산화 비타민의 함량이 숙성 적기에 증가한다. 이것은 고구마순 자체의 항산화 활성은 78.2%로 고구마 괴근보다 42.3%나 높은 활성을 보이기 때문에 고구마순에 존재하는 ferulic acid와 같은 phenol성 화합물의 함량에 의한 활성산소를 중화시켜 항산화 활성(Kwak CS 등 2013)이 커지기 때문이다. 고구마순김치의 DPPH 라디칼 소거능은 저장 기간이 지나면 배추김치에서 증가하는 결과와 유사하였다(Lee KJ 등 2014). 이것은 김치 발효 중 저장 기간이 지날수록 0일 째보다 대조군, XG군의 항산화능이 더욱 증가하는 것은 항산화물질 등이 생성된다는 것을 의미한다. 반면에, 발효가 진행된 14일 후, DPPH 라디칼 소거능은 자일리톨(XG)과 설탕을 넣은 군(SG)간 유의적인 차이는 없다(Table 6). 모든 실험군에서 항산화능을 증가하려면 고구마순김치를 충분히 발효시켜 먹는 것이 바람직하다.

동결 건조한 고구마순김치 분말을 0.5 g/5 mL(5% TCA)로 추출 후 원심분리하여 ascorbic acid 표준곡선을 이용하여 환원력을 정량하여 Fig. 1에 나타내었다. 환원력은 저장 0일 째 SG군은 10.09 μg ascorbate eq./mL, 7일 째 SG군에서 11.66 μg ascorbate eq./mL, 14일 째 SG군에서 28.23 μg ascorbate eq./ mL로 발효가 진행됨에 따라 환원력이 증가하는 것으로 나타났다. 대조군은 0일 째 14.6 μg ascorbate eq./mL, 7일 째 14.85 μg ascorbate eq./mL, 14일 째 13.95 μg ascorbate eq./mL를 나타내었다. XG군은 0일 째 10.24 μg ascorbate eq./mL, 7일 째 11.19 μg ascorbate eq./mL, 14일 째 10.48 μg ascorbate eq./mL로 나타났다. 저장 기간이 증가할수록 환원력이 증가하는 경향이며, SG군의 환원력이 가장 큰 것으로 나타났다. 지금까지 고구마순의 환원력은 폴리페놀이나 플라보노이드 함량과 상관계수(R²=0.84)가 큰 것으로 보고되었다(Kwak CS 등 2013). 이는 XG군을 첨가하는 것이 환원력의 증가에는 큰 영향을 미치지 않았다. SG군에서 ascorbate 등가량(eq.)으로 환원력이 증가한 것을 나타났다. 이는 배추김치 발효 중 ascorbate와 같은 물질을 생성하였기 때문으로 사료된다. 대조군, XG군에서 자일리톨은 환원력의 변화가 미미하다. 이것은 발효 중 이러한 환원력을 가지는 물질의 합성이 거의 일어나지 않았기 때문이라고 사료된다.

Fig. 1. 
Reducing power in sweet potato stalks kimchi fermentation periods.

Con: Control, SG: Sugar group, XG: Xylitol group.

고구마순김치의 저장 기간 별 유리당 및 자일리톨 함량 변화는 Table 7에 나타내었다. 초기 glucose 함량은 25.10∼26.47 mg% 수준으로 대조군의 함량이 다소 높았다. 저장 기간 동안 SG군과 XG군은 유의적인 변화가 없었다. Sucrose 함량은 SG군의 경우, 저장 0일 째 1.89 mg% 수준으로 다른 처리군 0.21 mg% 수준에 비해 현저히 높은 값을 나타내었으며, 저장 기간 동안 감소하는 경향을 나타내어 저장 14일 째 0.18∼0.33 mg% 수준을 나타내었다. 설탕은 발효가 진행되면서 과당과 포도당으로 분해되기 때문에 발효가 진행될수록 적어지는 경향을 보였다. 그러나, Kim DK 등(2000)은 포도당이 유산균 발효에 가장 잘 이용되는 당이라고 알려져 있었는데, 본 결과에서는 포도당이 크게 감소하지 않아 결과 차이가 있었다. 고구마순김치 발효에 주로 영향을 미친 sucrose의 감소로 인해 결국 포도당과 과당으로 분해되어 일부 젖산균의 먹이로 사용되었을 가능성이 크다. Maltose 함량은 초기 0.44∼0.58 mg% 수준으로 대조군과 SG군이 다소 높은 수준을 나타내었으며 저장 기간 동안 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 고구마순 조직 중 존재하던 다당류가 분해되어 일부 maltose 단위로 유리되었기 때문이라고 여겨진다. Maltose 증가로 포도당의 함량은 저장 기간 중 대조군에서 약간 증가하는 경향을 보였다. 김치 저장 중 유리당 함량이 기존에 보고(Lim JH 2013; Sung JM & Choi HY 2009)된 연구에서는 감소하였고 본 연구와 유사하였다. 자일리톨 함량은 XG군에서 검출되었으며, 초기 6.82 mg%에서 저장 기간동안 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 반면에 자일리톨은 발효에 전혀 이용되지 않았다. 이는 고구마순김치에 첨가하는 당의 종류에 따라 숙성 중 유리당의 조성과 함량이 달라지는 것으로 추정된다.