Ex) Article Title, Author, Keywords
Online ISSN 2288-5978
Ex) Article Title, Author, Keywords
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2021; 50(6): 648-653
Published online June 30, 2021 https://doi.org/10.3746/jkfn.2021.50.6.648
Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.
Geun-Hye Hong1 , So-Young Lee1, Eui-Seong Park2, and Kun-Young Park1
1Department of Food Science and Biotechnology, CHA University
2Department of Food and Nutrition, Yonsei University
Correspondence to:Kun-Young Park, Department of Food Science and Biotechnology, CHA University, 335, Pangyo-ro, Bundang- gu, Seongnam-si, Gyeonggi 13488, Korea, E-mail: kunypark@cha.ac.kr
Author information: Geun-Hye Hong (Graduate student), So-Young Lee (Graduate student), Eui-Seong Park (Graduate student), Kun- Young Park (Professor)
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
This study examined for changes in the microbial population during kimchi fermentation by different salt content. Kimchi was prepared with varying salt contents, including 1.5% (1.5kimchi), 2.5% (2.5kimchi), and 3.5% (3.5kimchi), and subsequently subjected to fermentation without starters at 5°C for 4 weeks. The pH and acidity of the kimchi were determined during the fermentation. Decreasing salt concentration, resulted in rapid decrease in the pH and associated increase in acidity. The 2.5kimchi showed the best qualities of kimchi. Changes in the microbial community at the phylum, genus, and species levels of lactic acid bacteria (LAB) were determined at the 3rd week of fermentation, by applying the 16s rRNA of NGS (next generation sequencing). High levels of the phylum Firmicutes were obtained in all three kimchi preparations (89.8%, 96.1%, and 75.0% in 1.5, 2.5, and 3.5kimchi, respectively). The highest levels of the heterofermentative LAB Leuconostoc and Weissella were found in 2.5kimchi, and lowest levels were detected in 3.5kimchi. The dominant species obtained in the 2.5kimchi were Leu. gelidum and Wei. koreensis, and higher levels of Lab. sakei were found in the kimchi samples (46.5%∼50.5%). Notably, the 3.5kimchi contained 22% Aer. funiformesms, which is not LAB. These results indicate that 2.5% salt content is the optimal salt concentration for kimchi fermentation.
Keywords: kimchi, fermentation, salt content, quality, bacterial community
김치는 유산균이 발효하는 probiotic 식품으로 한국의 대표적인 전통 발효 식품 중 하나이다. 김치의 재료, 특히 소금의 종류 및 농도, 발효 온도와 여러 조건 등이 김치의 맛과 특성 그리고 발효에 영향을 미친다(Park과 Ju, 2018; Park 등, 2014). 김치 재료 중 소금은 김치의 발효에서 가장 중요한 부분인 김치의 품질 유지, 유해균 제거와 유산균 조성에 결정적인 역할을 한다(Kim과 Kim, 2014).
김치의 발효에는 주로 lactic acid bacteria(유산균)가 우세하게 관여하고 유기산, 에탄올, 만니톨 및 CO2 생산을 통해 발효 과정 중 생기는 부패성 세균의 성장을 억제하며 특히 소금의 양은 발효 속도 및 발효균의 종류에 영향을 끼친다(Kim 등, 2004). 김치 발효에 관여하는 유산균에는 주로
현재 WHO(세계보건기구)에 따르면 일인당 하루 권장 나트륨 섭취량을 5 g으로 권장하고 있다(World Health Organization, 2008). 또한 KFDA(식품의약품안전처)도 이를 기준으로 저 나트륨 섭취 캠페인을(Kim 등, 2016a) 진행하면서 김치 제조 시 소금의 농도가 점차 낮아져 시중에 판매되는 김치의 소금 농도가 1.2~1.8% 이하까지 떨어졌다(Kim, 2013). 하지만 O’Donnell 등(2011)의 연구에 따르면 소금 섭취량이 5 g/d이면 혈관 질환이 오히려 증가되고, 일인당 하루 7~14 g의 소금을 섭취하였을 때 심혈관 질환 예방 등에 도움이 된다고 하였다(O’Donnell 등, 2014). 김치의 소금 농도가 낮아지면 숙성에 불필요한 각종 미생물이 번식함으로써 김치가 지나치게 빨리 익고 품질 저하의 우려가 있으므로(Yu와 Hwang, 2011) 김치 제조 시 적절한 염도는 매우 중요하다.
따라서 본 연구는 김치 발효 시 최종 염도를 1.5%, 2.5%, 3.5%로 담근 김치의 품질을 pH와 산도를 중심으로 이화학적 특성을 확인하였으며, 16S rRNA V3-V4 영역을 sequencing 하는 NGS(next generation sequencing) 분석을 통해 phylum, genus, species level에서 유산균과 관련된 균총들의 community 변화를 살펴보았다.
김치 제조
본 연구에서 사용한 김치는 (주)풍미식품(Suwon, Korea)에서 배추와 부재료를 제공받아 제조하였다. 배추는 씻은 후 반으로 잘라 10%의 소금물에 14~16시간 동안 절였다. 소금물에 절인 배추를 3~4회 세척한 후 30분 동안 물기를 뺀 다음 배추와 부재료를 섞어 김치를 제조하였다(Park 등, 2014). 최종 염도는 정제염(Hanju Co., Ltd., Ulsan, Korea)을 이용하여 소금 1.5% 농도의 김치(1.5% kimchi, 1.5김치), 소금 2.5% 농도의 김치(2.5% kimchi, 2.5김치), 소금 3.5% 농도의 김치(3.5% kimchi, 3.5김치)를 스타터 없이 제조한 후, 실험실 저온 냉장고(5±1°C)에서 0~4주 동안 발효하여 사용하였다. 김치의 소금 농도를 정확하게 하기 위해 염분 농도계(NS-3P, Merbabu trading Co., Ltd., Osaka, Japan)를 사용하여 김치의 염도를 발효 과정 중에 측정하였다.
pH 및 산도 측정
김치의 pH 및 산도를 측정하기 위해 김치를 멸균 비닐팩에 담아 stomacher(HG-400, MAYO, Parma, Italy)로 착즙하여 사용하였다. 실온에서 pH meter(Orion Star A211, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)를 사용하여 측정하였다. AOAC 표준 시험법(1990)에 따라서 김치즙을 증류수를 이용하여 20배 희석하여 pH 8.4까지 적정하였으며, 이에 사용된 0.1 N NaOH(mL)의 양으로 계산하였다. 적정 값은 유산(lactic acid)의 함량을 %로 환산하여 계산하였다.
미생물 community 측정: NGS
제조사의 프로토콜에 따라 PowerSoil® DNA 분리 kit(MO BIO Laboratories, Inc., Carlsbad, CA, USA)을 사용하여 DNA를 추출하였다. 각각의 sequencing된 샘플은 Illumina 16S Metagenomic Sequencing Library 프로토콜을 사용하였다. 16S rRNA 유전자를 16S V3-V4 primer를 사용하여 증폭시켰다(forward: 5′-TCG TCG GCA GCG TCA GAT GTG TAT AAG AGA CAG CCT ACG GGN GGC WGC AG-3′, reverse: 5′-GTC TCG TGG GCT CGG AGA TGT GTA TAA GAG ACA GGA CTA CHV GGG TAT CTA ATC C-3′). PicoGreen을 사용하여 정규화 및 풀링되었으며 라이브러리의 크기는 LabChip GX HT DNA sensitivity kit(PerkinElmer, Waltham, MA, USA)을 사용하여 확인되었다. 이후 MiSeqTM platform(Illumina, San Diego, CA, USA)을 사용하여 sequencing을 진행하였다. 모든 절차는 Macrogen Inc.(Seoul, Korea)에서 수행하였다.
통계처리
모든 실험의 데이터는 평균±표준편차(standard deviation, SD)로 나타냈다. One-way analysis of variance (ANOVA)를 실시하고 Duncan’s multiple range test를 이용하여 각 처리 시료(n=3) 간의 유의성을 검증하였다.
김치의 미생물 변화 측정
김치는 일반적으로 약 2~3%의 소금 농도에서 발효되므로 유산균(lactic acid bacteria, LAB)의 성장에 유리하다(Jung 등, 2014). 김치의 산성화는 낮은 소금 농도(<2%)에서 김치 유산균의 빠른 성장으로 발생하는 반면, 높은 소금 농도(>3%)에서는 김치 발효 및 숙성이 지연되는 것으로 보고되었다(Mheen과 Kwon, 1984).
Phylum level: Cynaobacteria, Firmicutes, Proteobacteria 등이 확인되었다. 3종류의 김치 모두 Firmicutes가 대다수의 비율로 나타났다(Table 1).
Table 1 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at phylum level (%)
Phylum | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
Bacteroidetes | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
Cyanobacteria | 4.1 | 2.2 | 22.0 |
Firmicutes | 89.8 | 96.1 | 75.0 |
Proteobacteria | 0.2 | 0.1 | 0.0 |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content.
Cyanobacteria(남세균)는
Firmicutes은 Bacilli, Lactobacillales, Clostridia 등을 포함하고 있으며 김치가 발효할 때 중요한 유산균인
Proteobacteria는 대장균, 살모넬라, 비브리오, 헬리코박터 등 다양한 병원균 및 기타 여러 생물 속들을 포함하고 있다(Madigan과 Martinko, 2006). 소금의 농도가 낮은 1.5김치는 Proteobacteria가 0.2%로 다른 김치에 비해 높았으며 2.5김치(0.1%), 3.5김치(0.0%)로 낮았다. 이는 적당한 염도에 따라 대장균에 의한 오염을 막을 수 있을 것으로 생각된다(Abdulkarim 등, 2009). 발효 초기에는 Proteobacteria가, 발효 초기 이후에는 Firmicutes가 우점균으로 나타난 연구(Kang 등, 2018)와 동일하게 본 연구에서 발효 3주차에는 Firmicutes가 우점균으로 나타났다.
Genus level:
Table 2 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at genus level (%)
Genus | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
4.1 | 2.2 | 22.0 | |
50.5 | 46.6 | 46.5 | |
5.1 | 9.6 | 1.2 | |
34.1 | 40.0 | 27.2 | |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content.
유산균 중 김치의 맛을 향상시키는 이형발효인(Wisselink 등, 2002)
본 연구에서는 김치의 발효에 관여하는 주요 유산균인
Genus 수준에서 2.5김치는 96.2%가 유산균으로 나타났으며, 1.5김치는 89.7%, 3.5김치는 74.9%의 유산균이 발효에 참여하였다. 김치 발효 시 염도가 다를 때 유산균 조성의 차이가 나타났다. 그중 2.5김치가 가장 높은 비율을 보여 유산균 발효가 가장 잘되는 것으로 확인되었다(Park 등, 2014).
Species level:
Table 3 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at species level (%)
Species | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
4.1 | 2.2 | 22 | |
0.2 | 0.1 | 0.1 | |
50.3 | 46.4 | 46.4 | |
4.1 | 9.3 | 1.2 | |
1.1 | 0.2 | 0.0 | |
34.1 | 40.0 | 27.2 | |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content.
Mannaa 등(2019)에 따르면
1.5김치의 경우 발효 중기 및 후기 단계에 나타는 유산균들이 우세한 것으로 보아 발효 후기 단계임을 알 수 있다. 3.5김치는 2.5김치보다
한국인의 한 끼 김치 섭취량은 약 60 g으로 소금의 농도가 2.5%인 김치를 먹는다면 약 1.5 g의 소금밖에 섭취하지 않는다. 또한 소금 자체는 문제가 될 수 있으나 소금으로 제조된 김치는 기능성이 우수해져 소금의 부정적인 효과를 감소시킬 수 있다. Hong(2021)의 연구에서 소금 자체는 비만을 유도하였으나 같은 양의 소금으로 제조된 김치는 항비만 효과를 나타내는 흥미로운 연구가 보고되고 있다. 김치를 통한 소금 섭취는 단순히 소금 섭취를 하는 것과는 다르게 나타난 것을 알 수 있어 김치의 적당한 소금 농도는 건강에 문제가 되지 않으며 오히려 건강 기능성을 높이는 데 관여한다고 생각된다. 저 나트륨 섭취 캠페인으로 인해 김치에 대한 소금의 농도가 너무 낮아졌으나, 이 연구를 통해 김치 발효 시 소금 농도는 2.5%일 때 품질 및 미생물의 균총이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 김치 제조 시 소금 농도 및 소금 종류에 대한 품질, 미생물 균총의 변화와 건강 기능성에 대해서는 더 자세한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
소금 1.5% 농도의 김치(1.5김치), 소금 2.5% 농도의 김치(2.5김치), 소금 3.5% 농도의 김치(3.5김치)를 스타터 없이 소금의 농도를 달리하여 제조한 후, 5°C에서 4주간 발효시키면서 김치의 품질과 미생물 균총 변화를 비교 및 분석하였다. 김치 발효 시 소금의 농도가 낮을수록 김치의 pH와 산도가 급격하게 변화하였으며 pH는 감소하고 산도가 증가하여 2.5김치의 발효 속도가 가장 적당하였다. 김치 발효 시 소금 농도에 따라 김치의 미생물 변화는 phylum 수준에서 3개의 김치 모두 Firmicutes가 대다수를 차지하고 있으며 2.5김치(96.1%), 1.5김치(89.8%), 3.5김치(75.0%) 순으로 차이를 보였다. Genus 수준에서 이형발효 유산균인
본 연구는 경기도의 경기도 지역협력연구센터 사업[GRRC-CHA2017-B03, 기능성 김치 및 태명청 음료의 건강기능식품 개발]의 일환으로 수행하였으며 이에 감사를 드립니다.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2021; 50(6): 648-653
Published online June 30, 2021 https://doi.org/10.3746/jkfn.2021.50.6.648
Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.
홍근혜1․이소영1․박의성2․박건영1
1차의과학대학교 식품생명공학과
2연세대학교 식품영양학과
Geun-Hye Hong1 , So-Young Lee1, Eui-Seong Park2, and Kun-Young Park1
1Department of Food Science and Biotechnology, CHA University
2Department of Food and Nutrition, Yonsei University
Correspondence to:Kun-Young Park, Department of Food Science and Biotechnology, CHA University, 335, Pangyo-ro, Bundang- gu, Seongnam-si, Gyeonggi 13488, Korea, E-mail: kunypark@cha.ac.kr
Author information: Geun-Hye Hong (Graduate student), So-Young Lee (Graduate student), Eui-Seong Park (Graduate student), Kun- Young Park (Professor)
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
This study examined for changes in the microbial population during kimchi fermentation by different salt content. Kimchi was prepared with varying salt contents, including 1.5% (1.5kimchi), 2.5% (2.5kimchi), and 3.5% (3.5kimchi), and subsequently subjected to fermentation without starters at 5°C for 4 weeks. The pH and acidity of the kimchi were determined during the fermentation. Decreasing salt concentration, resulted in rapid decrease in the pH and associated increase in acidity. The 2.5kimchi showed the best qualities of kimchi. Changes in the microbial community at the phylum, genus, and species levels of lactic acid bacteria (LAB) were determined at the 3rd week of fermentation, by applying the 16s rRNA of NGS (next generation sequencing). High levels of the phylum Firmicutes were obtained in all three kimchi preparations (89.8%, 96.1%, and 75.0% in 1.5, 2.5, and 3.5kimchi, respectively). The highest levels of the heterofermentative LAB Leuconostoc and Weissella were found in 2.5kimchi, and lowest levels were detected in 3.5kimchi. The dominant species obtained in the 2.5kimchi were Leu. gelidum and Wei. koreensis, and higher levels of Lab. sakei were found in the kimchi samples (46.5%∼50.5%). Notably, the 3.5kimchi contained 22% Aer. funiformesms, which is not LAB. These results indicate that 2.5% salt content is the optimal salt concentration for kimchi fermentation.
Keywords: kimchi, fermentation, salt content, quality, bacterial community
김치는 유산균이 발효하는 probiotic 식품으로 한국의 대표적인 전통 발효 식품 중 하나이다. 김치의 재료, 특히 소금의 종류 및 농도, 발효 온도와 여러 조건 등이 김치의 맛과 특성 그리고 발효에 영향을 미친다(Park과 Ju, 2018; Park 등, 2014). 김치 재료 중 소금은 김치의 발효에서 가장 중요한 부분인 김치의 품질 유지, 유해균 제거와 유산균 조성에 결정적인 역할을 한다(Kim과 Kim, 2014).
김치의 발효에는 주로 lactic acid bacteria(유산균)가 우세하게 관여하고 유기산, 에탄올, 만니톨 및 CO2 생산을 통해 발효 과정 중 생기는 부패성 세균의 성장을 억제하며 특히 소금의 양은 발효 속도 및 발효균의 종류에 영향을 끼친다(Kim 등, 2004). 김치 발효에 관여하는 유산균에는 주로
현재 WHO(세계보건기구)에 따르면 일인당 하루 권장 나트륨 섭취량을 5 g으로 권장하고 있다(World Health Organization, 2008). 또한 KFDA(식품의약품안전처)도 이를 기준으로 저 나트륨 섭취 캠페인을(Kim 등, 2016a) 진행하면서 김치 제조 시 소금의 농도가 점차 낮아져 시중에 판매되는 김치의 소금 농도가 1.2~1.8% 이하까지 떨어졌다(Kim, 2013). 하지만 O’Donnell 등(2011)의 연구에 따르면 소금 섭취량이 5 g/d이면 혈관 질환이 오히려 증가되고, 일인당 하루 7~14 g의 소금을 섭취하였을 때 심혈관 질환 예방 등에 도움이 된다고 하였다(O’Donnell 등, 2014). 김치의 소금 농도가 낮아지면 숙성에 불필요한 각종 미생물이 번식함으로써 김치가 지나치게 빨리 익고 품질 저하의 우려가 있으므로(Yu와 Hwang, 2011) 김치 제조 시 적절한 염도는 매우 중요하다.
따라서 본 연구는 김치 발효 시 최종 염도를 1.5%, 2.5%, 3.5%로 담근 김치의 품질을 pH와 산도를 중심으로 이화학적 특성을 확인하였으며, 16S rRNA V3-V4 영역을 sequencing 하는 NGS(next generation sequencing) 분석을 통해 phylum, genus, species level에서 유산균과 관련된 균총들의 community 변화를 살펴보았다.
김치 제조
본 연구에서 사용한 김치는 (주)풍미식품(Suwon, Korea)에서 배추와 부재료를 제공받아 제조하였다. 배추는 씻은 후 반으로 잘라 10%의 소금물에 14~16시간 동안 절였다. 소금물에 절인 배추를 3~4회 세척한 후 30분 동안 물기를 뺀 다음 배추와 부재료를 섞어 김치를 제조하였다(Park 등, 2014). 최종 염도는 정제염(Hanju Co., Ltd., Ulsan, Korea)을 이용하여 소금 1.5% 농도의 김치(1.5% kimchi, 1.5김치), 소금 2.5% 농도의 김치(2.5% kimchi, 2.5김치), 소금 3.5% 농도의 김치(3.5% kimchi, 3.5김치)를 스타터 없이 제조한 후, 실험실 저온 냉장고(5±1°C)에서 0~4주 동안 발효하여 사용하였다. 김치의 소금 농도를 정확하게 하기 위해 염분 농도계(NS-3P, Merbabu trading Co., Ltd., Osaka, Japan)를 사용하여 김치의 염도를 발효 과정 중에 측정하였다.
pH 및 산도 측정
김치의 pH 및 산도를 측정하기 위해 김치를 멸균 비닐팩에 담아 stomacher(HG-400, MAYO, Parma, Italy)로 착즙하여 사용하였다. 실온에서 pH meter(Orion Star A211, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)를 사용하여 측정하였다. AOAC 표준 시험법(1990)에 따라서 김치즙을 증류수를 이용하여 20배 희석하여 pH 8.4까지 적정하였으며, 이에 사용된 0.1 N NaOH(mL)의 양으로 계산하였다. 적정 값은 유산(lactic acid)의 함량을 %로 환산하여 계산하였다.
미생물 community 측정: NGS
제조사의 프로토콜에 따라 PowerSoil® DNA 분리 kit(MO BIO Laboratories, Inc., Carlsbad, CA, USA)을 사용하여 DNA를 추출하였다. 각각의 sequencing된 샘플은 Illumina 16S Metagenomic Sequencing Library 프로토콜을 사용하였다. 16S rRNA 유전자를 16S V3-V4 primer를 사용하여 증폭시켰다(forward: 5′-TCG TCG GCA GCG TCA GAT GTG TAT AAG AGA CAG CCT ACG GGN GGC WGC AG-3′, reverse: 5′-GTC TCG TGG GCT CGG AGA TGT GTA TAA GAG ACA GGA CTA CHV GGG TAT CTA ATC C-3′). PicoGreen을 사용하여 정규화 및 풀링되었으며 라이브러리의 크기는 LabChip GX HT DNA sensitivity kit(PerkinElmer, Waltham, MA, USA)을 사용하여 확인되었다. 이후 MiSeqTM platform(Illumina, San Diego, CA, USA)을 사용하여 sequencing을 진행하였다. 모든 절차는 Macrogen Inc.(Seoul, Korea)에서 수행하였다.
통계처리
모든 실험의 데이터는 평균±표준편차(standard deviation, SD)로 나타냈다. One-way analysis of variance (ANOVA)를 실시하고 Duncan’s multiple range test를 이용하여 각 처리 시료(n=3) 간의 유의성을 검증하였다.
김치의 미생물 변화 측정
김치는 일반적으로 약 2~3%의 소금 농도에서 발효되므로 유산균(lactic acid bacteria, LAB)의 성장에 유리하다(Jung 등, 2014). 김치의 산성화는 낮은 소금 농도(<2%)에서 김치 유산균의 빠른 성장으로 발생하는 반면, 높은 소금 농도(>3%)에서는 김치 발효 및 숙성이 지연되는 것으로 보고되었다(Mheen과 Kwon, 1984).
Phylum level: Cynaobacteria, Firmicutes, Proteobacteria 등이 확인되었다. 3종류의 김치 모두 Firmicutes가 대다수의 비율로 나타났다(Table 1).
Table 1 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at phylum level (%).
Phylum | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
Bacteroidetes | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
Cyanobacteria | 4.1 | 2.2 | 22.0 |
Firmicutes | 89.8 | 96.1 | 75.0 |
Proteobacteria | 0.2 | 0.1 | 0.0 |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content..
Cyanobacteria(남세균)는
Firmicutes은 Bacilli, Lactobacillales, Clostridia 등을 포함하고 있으며 김치가 발효할 때 중요한 유산균인
Proteobacteria는 대장균, 살모넬라, 비브리오, 헬리코박터 등 다양한 병원균 및 기타 여러 생물 속들을 포함하고 있다(Madigan과 Martinko, 2006). 소금의 농도가 낮은 1.5김치는 Proteobacteria가 0.2%로 다른 김치에 비해 높았으며 2.5김치(0.1%), 3.5김치(0.0%)로 낮았다. 이는 적당한 염도에 따라 대장균에 의한 오염을 막을 수 있을 것으로 생각된다(Abdulkarim 등, 2009). 발효 초기에는 Proteobacteria가, 발효 초기 이후에는 Firmicutes가 우점균으로 나타난 연구(Kang 등, 2018)와 동일하게 본 연구에서 발효 3주차에는 Firmicutes가 우점균으로 나타났다.
Genus level:
Table 2 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at genus level (%).
Genus | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
4.1 | 2.2 | 22.0 | |
50.5 | 46.6 | 46.5 | |
5.1 | 9.6 | 1.2 | |
34.1 | 40.0 | 27.2 | |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content..
유산균 중 김치의 맛을 향상시키는 이형발효인(Wisselink 등, 2002)
본 연구에서는 김치의 발효에 관여하는 주요 유산균인
Genus 수준에서 2.5김치는 96.2%가 유산균으로 나타났으며, 1.5김치는 89.7%, 3.5김치는 74.9%의 유산균이 발효에 참여하였다. 김치 발효 시 염도가 다를 때 유산균 조성의 차이가 나타났다. 그중 2.5김치가 가장 높은 비율을 보여 유산균 발효가 가장 잘되는 것으로 확인되었다(Park 등, 2014).
Species level:
Table 3 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at species level (%).
Species | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
4.1 | 2.2 | 22 | |
0.2 | 0.1 | 0.1 | |
50.3 | 46.4 | 46.4 | |
4.1 | 9.3 | 1.2 | |
1.1 | 0.2 | 0.0 | |
34.1 | 40.0 | 27.2 | |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content..
Mannaa 등(2019)에 따르면
1.5김치의 경우 발효 중기 및 후기 단계에 나타는 유산균들이 우세한 것으로 보아 발효 후기 단계임을 알 수 있다. 3.5김치는 2.5김치보다
한국인의 한 끼 김치 섭취량은 약 60 g으로 소금의 농도가 2.5%인 김치를 먹는다면 약 1.5 g의 소금밖에 섭취하지 않는다. 또한 소금 자체는 문제가 될 수 있으나 소금으로 제조된 김치는 기능성이 우수해져 소금의 부정적인 효과를 감소시킬 수 있다. Hong(2021)의 연구에서 소금 자체는 비만을 유도하였으나 같은 양의 소금으로 제조된 김치는 항비만 효과를 나타내는 흥미로운 연구가 보고되고 있다. 김치를 통한 소금 섭취는 단순히 소금 섭취를 하는 것과는 다르게 나타난 것을 알 수 있어 김치의 적당한 소금 농도는 건강에 문제가 되지 않으며 오히려 건강 기능성을 높이는 데 관여한다고 생각된다. 저 나트륨 섭취 캠페인으로 인해 김치에 대한 소금의 농도가 너무 낮아졌으나, 이 연구를 통해 김치 발효 시 소금 농도는 2.5%일 때 품질 및 미생물의 균총이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 김치 제조 시 소금 농도 및 소금 종류에 대한 품질, 미생물 균총의 변화와 건강 기능성에 대해서는 더 자세한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
소금 1.5% 농도의 김치(1.5김치), 소금 2.5% 농도의 김치(2.5김치), 소금 3.5% 농도의 김치(3.5김치)를 스타터 없이 소금의 농도를 달리하여 제조한 후, 5°C에서 4주간 발효시키면서 김치의 품질과 미생물 균총 변화를 비교 및 분석하였다. 김치 발효 시 소금의 농도가 낮을수록 김치의 pH와 산도가 급격하게 변화하였으며 pH는 감소하고 산도가 증가하여 2.5김치의 발효 속도가 가장 적당하였다. 김치 발효 시 소금 농도에 따라 김치의 미생물 변화는 phylum 수준에서 3개의 김치 모두 Firmicutes가 대다수를 차지하고 있으며 2.5김치(96.1%), 1.5김치(89.8%), 3.5김치(75.0%) 순으로 차이를 보였다. Genus 수준에서 이형발효 유산균인
본 연구는 경기도의 경기도 지역협력연구센터 사업[GRRC-CHA2017-B03, 기능성 김치 및 태명청 음료의 건강기능식품 개발]의 일환으로 수행하였으며 이에 감사를 드립니다.
Table 1 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at phylum level (%).
Phylum | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
Bacteroidetes | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
Cyanobacteria | 4.1 | 2.2 | 22.0 |
Firmicutes | 89.8 | 96.1 | 75.0 |
Proteobacteria | 0.2 | 0.1 | 0.0 |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content..
Table 2 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at genus level (%).
Genus | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
4.1 | 2.2 | 22.0 | |
50.5 | 46.6 | 46.5 | |
5.1 | 9.6 | 1.2 | |
34.1 | 40.0 | 27.2 | |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content..
Table 3 . The composition of microbiota in kimchi fermented 3rd weeks at 5°C at species level (%).
Species | 1.50% kimchi | 2.50% kimchi | 3.50% kimchi |
---|---|---|---|
4.1 | 2.2 | 22 | |
0.2 | 0.1 | 0.1 | |
50.3 | 46.4 | 46.4 | |
4.1 | 9.3 | 1.2 | |
1.1 | 0.2 | 0.0 | |
34.1 | 40.0 | 27.2 | |
Other | 6.0 | 1.6 | 3.0 |
1.5% kimchi: standardized baechu kimchi+1.5% salt content, 2.5% kimchi: standardized baechu kimchi+2.5% salt content, 3.5% kimchi: standardized baechu kimchi+3.5% salt content..
© Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition. Powered by INFOrang Co., Ltd.