배추 ‘천진청마엽’과 ‘춘광’ 품종의 품질 특성 및 김치 가공 적성

배추는 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 2011년 중국 우한에서 개최되는 종자박람회에서 구입한 품종으로 2017년 봄에 재배한 중국 품종 ‘천진청마엽’ 과 국내 품종 ‘춘광’ 을 실험에 사용하였다. 배추의 절임에 사용한 소금은 ㈜한주(Ulsan, Korea)에서 생산한 정제염을 사용하였고, 김치의 양념은 무 31.6%, 고춧가루 15.8%, 다시육수 7.4%, 멸치젓 10.8%, 새우젓 6.3%, 마늘 5.4%, 찹쌀죽 4.7%, 양파 3.2%, 대파 3.2%, 건고추 2.8%, 배 2.2%, 쪽파 1.6%, 생강 1.6%, 설탕 1.6%, 갓 0.9%, 황석어젓 0.9%의 부재료를 혼합하여 제조한 것으로 ㈜뜨레찬(Gwangju, Korea)에서 구입하여 사용하였다.

배추의 품종별 생육특성을 살펴보고자 구중, 구고, 구폭, 결구지수(head formation index)를 조사하였으며, 이중 결구지수는 다음의 식으로 계산하였다(18). 품종별 배추는 10개 시료를 측정하여 평균과 표준편차를 계산하였다.

다듬기 손실률은 배추의 겉잎을 비 가식 부위를 제거한 다음 초기 무게에 대한 정선 후 무게의 변화량을 백분율로 표기하였다.

생배추의 조직감을 나타내는 경도(hardness)는 texture analyzer(TAXT-2, Stable Micro Systems, Ltd., Godalming, England)로 측정하였으며 배추의 중간엽 중 두께가 0.9-1.0 cm인 것을 선별하고 중륵을 2×2 cm의 크기로 절단하여 측정하였다. 측정조건은 원통형 probe(∅2.0 mm)를 사용하였고, pretest speed 5.0 mm/s, test speed 0.5 mm/s, rupture test speed 2.0 mm/s, posttest speed 10.0 mm/s, distance 15 mm이었다. 조직감은 강도를 나타내는 kg-force 값으로 평가하였다. 막김치의 조직감은 중륵 두께가 0.8-0.9 cm인 것을 선별하여 생배추와 같은 방법으로 측정하였다.

가용성 고형물 함량은 배추를 blender(HR1372, Koninklijke Philips N.V., Amsterdam, Netherlands)로 마쇄하고 거즈로 착즙한 후 그 여과액을 굴절당도계(PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하였다.

막김치는 배추를 다듬기, 절단, 절임, 세척, 탈수하고 양념을 혼합하여 막김치를 제조하였다. 배추를 다듬고 이절한 다음 3 cm 크기로 절단하여 배추 무게 2배량의 25%(w/w) 염수에 30분 동안 절인 후 수도수로 3회 세척 후 2시간 동안 중력탈수하였다. 제조된 절임배추에 양념을 8:2의 비율로 혼합하고 low density polyethylene(LDPE) 필름에 400 g씩 포장하여 8주간 0℃에서 저장하면서 2주 간격으로 한 팩을 취하여 시료로 사용하였다.

염도는 Mohr법(19)으로 측정하였다. 균질된 시료 약 1 g을 취하여 100배 희석한 뒤 여과한 여액 10 mL에 2% potassium chromate(Daejung Chemicals & Metals Co., Ltd., Siheung, Korea) 1 mL를 넣어 0.02 N AgNO₃(Daejung Chemicals & Metals Co., Ltd.) 용액으로 적갈색이 될 때까지 적정하여 소비된 ml 수를 측정하였다.

pH는 균질된 시료에 pH meter(Titroline easy module 2, SI Analytics GmbH, Germany)의 전극을 직접 넣어 측정하였다. 적정산도는 균질된 시료 약 1 g을 100배 희석한 뒤 여과한 여액 20 mL를 0.01 N NaOH 용액(Samchun Pure Chemical Co., Ltd., Pyeongtaek, Korea)으로 pH가 8.3이 될 때까지 적정하여 소비된 mL 수를 구한 뒤 젖산의 함량(%)으로 환산하여 표시하였다(19).

유산균수는 균질된 시료를 무균적으로 취하여 멸균 필터백에 넣어 0.85% NaCl(Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 용액으로 희석한 후 1분간 균질하였다. MRS agar(Lactobacilli MRS agar, Difco, Sparks, MD, USA)에 bromocresol purple(BCP) 지시약(Samchun Chemical Co., Ltd, Pyeongtaek, Korea)을 25 ppm으로 넣어 제조한 배지에 단계별로 희석한 시료를 접종한 후 30℃에서 48시간 배양하여 계수하였다.

실험결과는 SPSS 19.0 statistics 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차를 구하였으며, 두 군 간의 평균값 차이는 t-test로 p<0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다.

국내 품종 ‘춘광’과 중국 품종 ‘천진청마엽’의 품종별 품질특성은 Table 1과 같다. 배추의 외형 중 구고와 구폭은 유의적인 차이를 보였다. 천진천마엽의 구중은 1.98±0.74 g로 춘광의 구중 2.48±0.49 g보다 가벼웠고, 구고는 57.33±2.52 cm으로 춘광의 31.42±1.63 cm보다 길었으며, 구폭은 13.25±0.96 cm로 춘광의 19.05±0.39 cm보다 작았다. 천진청마엽의 외형은 Fig. 1과 같이 중륵보다 엽신 부분이 많았고 특히 중륵이 좁고 길었으며 춘광에 비해 결구율이 낮았다. 배추의 구중, 구고, 구폭을 계측하여 산출한 결구지수는 천진청마엽이 5.25±0.68로 춘광 9.83±1.49보다 낮게 나타났다. 천진청마엽은 통이 길고 중륵이 좁아 막김치를 생산하는데 춘광보다 적합한 품종으로 판단된다.

Fig. 1. Shape of kimchi cabbages.

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배추가 건조되거나 부패되어 식용이 불가능한 겉잎을 제거하여 구한 다듬기 손실률은 Table 1에 나타낸 바와같이 천진청마엽이 24.07±3.46%, 춘광 23.89±2.92%로 유의적 차이가 없었고 봄배추의 정선손실률이 22.9-45.7% 라고 한 Lee 등(18)의 결과와 비슷하였다.

천진청마엽의 경도는 1.06±0.10 kg-force로 춘광의 0.71±0.04 kg-force 보다 유의적으로 높게 나타났다. 배추의 조직감은 세포 내 섬유조직, 무기이온, 수분함량 등에 영향을 받는 것으로 보고되고 있고(12), 천진청마엽과 춘광 배추의 성분 차이에 의해 경도 차이가 나타난 것으로 사료된다.

천진청마엽의 가용성 고형분 함량은 5.03±0.06 °Brix로 춘광의 3.17±0.06 °Brix보다 높게 나타났다. 봄배추의 가용성 고형분이 2.73-3.37 °Brix라고 한 Lee 등(12)의 결과와 비교하여 대조구인 춘광은 범위 안에 포함되었지만 천진청마엽은 유의적으로 높았다.

중국 품종 ‘천진청마엽’과 한국 품종 ‘춘광’을 이용하여 제조한 김치의 염도 변화는 Fig. 2와 같다. 천진청마엽 김치의 제조 초기 염도는 2.89%로 춘광 김치의 1.94%보다 높게 나타났다. 각각의 품종으로 제조한 김치의 저장이 진행됨에 따라 초기염도와 비슷한 수준을 유지하였고, 천진청마엽의 염도가 춘광보다 지속적이면서 유의적으로 높게 나타났다. Kim 등(20)에 의하면 조직이 두꺼운 중륵 부위보다 조직이 얇은 잎 부분의 염 침투가 쉬워 잎 부분이 더 잘 절여진다는 보고와 같이 천진청마엽은 춘광에 비하여 중륵이 좁고 잎 부분이 넓어 염도가 더 높게 나타난 것으로 사료된다.

Fig. 2. Salinity changes of kimchi made of different cultivars during storage. ^*p<0.05, ^**p<0.01, ^***p<0.001: Significance as determined by independent sample t-test.

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천진청마엽과 춘광으로 제조한 김치의 저장 중 pH 변화는 Fig. 3과 같다. 천진청마엽 김치의 pH는 제조 초기 5.70으로 춘광 김치의 5.89에 비해 낮았지만 저장 중 더 느리게 감소하여 2주 차에는 5.34로 춘광의 4.58보다 유의적으로 높았고, 4주 차 이후에도 지속적으로 높게 나타났다. 천진청마엽 김치는 춘광 김치보다 발효가 느리게 진행되어 품질유지기한이 연장되므로 막김치로의 가공적성이 우수할 것으로 사료된다. 천진청마엽 김치의 적정산도는 Fig. 4와 같이 제조 초기 0.26%에서 8주 저장 후 0.78%로 증가하여 춘광 김치 0.23% 및 0.81%와 비슷하였으나 저장 2-6주 사이에는 춘광 김치보다 유의적으로 낮았다. 일반적으로 산도는 김치의 품질을 평가하는데 중요한 인자로 알려져 있으며, 산도 0.4-0.8% 정도일 때 섭취하기 적합한 것으로 알려져 있는데(21), 산도를 기준으로 볼 때 천진청마엽 김치는 2주 차에 산도 0.4%에 가까이 도달하여 8주 차까지 섭취에 적합한 산도를 유지하였다.

Fig. 3. pH changes of kimchi made of different cultivars during storage. ^*p<0.05, ^**p<0.01, ^***p<0.001: Significance as determined by independent sample t-test.

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Fig. 4. Titratable acidity changes of kimchi made of different cultivars during storage. ^*p<0.05, ^**p<0.01, ^***p<0.001: Significance as determined by independent sample t-test.

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천진청마엽 김치의 경도는 Fig. 5와 같이 제조 직후 1.09 kg-force로 춘광 김치 0.73 kg-force 보다 유의적으로 높았고 저장 중 점차 높아져 저장 8주 차까지 천진청마엽 김치의 경도가 유의적으로 높았다. 배추의 경도는 절이거나 김치 발효 시 세포내 수분이 손실되어 세포벽이 겹치기 때문에 증가하는데(22). 천진청마엽 김치의 경도가 춘광 김치보다 높은 것은 품종 자체가 수분이 적고 섬유질이 많아 경도가 높게 나타난 것으로 판단되고 저장 중에도 그러한 원료 특성이 유지된 것으로 판단된다.

Fig. 5. Firmness changes of kimchi made of different cultivars during storage. ^*p<0.05, ^**p<0.01, ^***p<0.001: Significance as determined by independent sample t-test.

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천진청마엽 김치와 춘광 김치의 저장 중 유산균수는 Fig. 6과 같다. 천진청마엽 김치의 유산균수는 제조 직후 3.12 log CFU/g으로 춘광 김치 3.26 log CFU/g과 비슷하였다. 저장 2주 차 6.86 log CFU/g로 춘광의 7.89 log CFU/g보다 유의하게 낮았으나 그 후 지속적으로 증가하여 6주 차에는 춘광보다 더 높았다. 천진청마엽 김치의 유산균수는 제조초기부터 증가하여 저장 6주까지 높은 유산균수를 유지하다가 8주 차에는 7.31 log CFU/g으로 약간 감소하였다. 이는 춘광 김치에서 저장 4주 차부터 유산균 수가 감소한 것과 비교하여 유산균 수가 느리게 증가하고 느리게 감소한 것이다. 김치의 pH 및 산도 변화와 유산균수의 변화를 비교분석하면, 천진청마엽 김치에서는 저장 6주 이후에 춘광 김치보다 유산균수가 많음에도 불구하고 pH는 높고 산도가 낮았는데 이는 천진청마엽 김치에서 산생성능이 낮은 유산균이 증식했을 것으로 사료된다. 김치의 발효과정에서 천진청마엽 김치의 높은 가용성 고형분 함량이 저장 후기까지 유산균 생장에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

Fig. 6. Lacticacid bacteria changes of kimchi made of different cultivars during storage. ^*p<0.05, ^**p<0.01, ^***p<0.001: Significance as determined by independent sample t-test.

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