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 현재까지 알려진 김치의 담금원리는 조미료가 갖고 있는 침투압에 의해 절임된 채소내의 수분이 교환, 배출되어 채소의 풋내 등을 제거하고 동시에 미생물에도 같은 작용을 하여 유해균의 발육을 저해, 부패를 억제하며, 미생물중 젖산균이나 효소가 일하기 쉬운 조건을 만들어 주어 이들 미생물, 효소의 작용으로 김치가 담가진다는 것이다. 이들 작용은 단독이 아니라 2～3개의 작용이 어우러져 작용하여 김치의 맛과 향을 생성, 단순가공품으로 보고 있는 김치도 실제 그 원리는 대단히 복잡하다. | |
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김치제조공정중 절임과 양념혼합시 사용되는 소금은 김치의 발효기작과 관능적 특성에 많은 영향을 준다. 절임공정에서 원료에 대한 천일염 처리는 일차적으로 8～12%의 소금농도에 약한 저염성 오염잡균의 번식을 방지하고, 최종제품에서 내염성 미생물, 특히 젖산균만 자랄 수 있는 환경을 조성한다. 또한 절임배추에서 양념성분의 침투력을 증진시키며, 배추김치의 조직에도 많은 영향을 준다. |
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소금은 바닷물과 바위로부터 각각 천일염과 암염 형태로 자연으로부터 무진장으로 생산된다. 때문에 소금은 여러가지 유기질로 된 천연산물과 같은 느낌을 갖게 되나, 화학적으로 말하면 염화나트리움(NaCl)이라고 하는 물질로 강산인 염산(HCl)과 강알카리인 가성소다(NaOH)을 적당히 혼합하여 중화반응의 결과로 생성된 것으로서 그 자신은 산성도 알카리성도 아니다. |
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일반적으로 김치 절임공정에 사용하는 소금은 순수한 염화나트리움이 아니라 황산칼슘 등과 같은 여러가지 불순물을 포함하는 천일염이며, 일부 불순물은 김치조직에 좋은 역활을 하기도 한다. |
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이러한 소금은 단맛, 쓴맛, 신맛과는 달리 대용품이 없다는 점에서 인간이 생명을 유지하는데 필수 불가결한 것으로 취급되고 있으며 동시에 대단히 중요한 조미료로 사용되고 있다. 김치는 소금을 자연스럽게 공급하여 온 식품으로서 식물성 식품의 결점으로 있는 나트륨의 소모를 막아주는 합리적인 식품이다. |
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또한 소금은 여러 가지 미생물의 생육을 억제시키는 효과가 있으며, 예로서 젖산균은 15%, 산막 효모는 20%의 소금농도가 아니면 생육을 억제시킬 수 없다. 그러나 이 농도는 소금만의 작용에 의한 것이므로 실제로 김치는 소금농도가 낮아도 염과 산의 상승효과에 의해, 산이 많은 경우에는 반대로 염이 적어도 미생물의 생육활동 저지에 큰 힘을 나타낸다. |
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김치를 담글 때 채소를 조미료와 혼합하면 여러 가지 현상이 일어나는데 푸른 채소에 소금을 첨가하면 윤이 나고 싱싱하던 채소가 나긋나긋하고 연해지게 된다. 이것은 소금에 의해 싱싱한 채소의 수분이 배출되었기 때문에 일어나는 현상으로써 소금뿐만 아니라 사용한 조미료 역시 많든 적든 간에 채소안의 수분을 빠져 나오게 하고 조미료의 성분을 채소안의 들어가도록 하는 침투력이라고 하는 것을 갖고 있다. 채소의 식물세포가 조미료의 침투력에 의해 강제적으로 변형되면 채소는 신선도를 잃게 되고 세포내외로 성분교환이 일어나게 되어 그 결과 맛이 침투하게 된다. |
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채소를 조미액내에 담글 경우 외부의 조미성분이 대단히 진하기 때문에 세포안에 있는 성분보다 강한 장력을 갖게 되어 세포내부로 조미성분이 침투하는 현상이 일어난다. 또 세포내에서는 어떻게 해서든지 외부의 진한 조미성분과 균등한 장력을 갖기 위해서 수분을 밖으로 내보내는 교환이 일어나게 된다. 따라서 조미액이 진하면 진할 수록 빨리 세포내에 맛이 든다고 생각할 수 있다. 그러나 이 농도에는 한계가 있어 너무 진한 액을 사용하면 세포내 수분이 거의 빠져나가고 조미료는 세포내에 조금밖에 들어가지 못해 맛이 충분하게 들지 않는 현상이 일어난다. 이러한 현상을 이용한 것이 채소의 염장품으로서 무우, 가지, 오이 등을 장기 보존하는 경우에는 위와 같은 이유로 많은 양의 소금을 사용하여 절여 채소내의 수분을 거의 배출시키므로서 마치 건조시켰을 때와 같은 조건을 만들게 되며 맛이 드는 속도가 상당히 늦어지나 세포중에 수분이 없기 때문에 부패를 방지할 수 있다. |
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조미료 자신이 갖고 있는 침투력은 채소자체 뿐만 아니라 채소에 붙어 있는 미생물에도 같은 작용을 하여, 어느 일정 조건이 되면 발육할 수 없게 되는 경우가 있다. 조미료는 이러한 조건을 만들거나 또는 미생물에 직접 작용하여 미생물의 생육을 저해하고 결과적으로 저장성을 부여하게 된다. 물론 이 경우 미생물의 생육을 저지할 수 있는 최소한의 조미료의 농도가 필요하며, 농도가 낮을 경우 맛은 침투되나 미생물의 생육을 억제할 수 없기 때문에 유해 미생물이 활동하며 결국 보존성이 나빠진다. 반대로 조미료의 농도가 높을 때에는 채소내 수분이 거의 빠져나와 육질부분이 쫄깃해지고 쭈그러 들어 마치 건조시켰을 때와 같은 상태가 되며 동시에 미생물의 활동이 저지되므로 오랫동안 저장할 수 있다. 더우기 조미료는 이처럼 채소내에서 수분을 빠져 나오게 하는 과정에서 수분 이외에도 다른 각종 성분과 효소를 함께 뽑아냄으로써 채소의 풋내를 제거하는 작용도 한다. |
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김치에 있어서 채소의 신선도를 잃지 않고 씹히는 맛을 좋게 하는 것은 대단히 중요하다. 비록 어떤 독특한 맛이 있다 하더라도 조직감이 나빠지면 김치로서의 좋은 맛은 없게 된다. 따라서 김치를 담글 때 채소의 조직이 살아 있는 상태를 유지시키려면 채소중의 펙틴(pectin)이라는 성분이 유출되기 전에 담그어야 한다. |
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펙틴은 펙틴 분해효소(pectinase)들 가운데 펙틱에스테라제(pectinesterase)와 폴리갈락튜로나제(polygalacturonase)라는 효소에 의해 분해되는 성질을 가지고 있으며, 이중 김치의 조직을 연해지게 하는 연부현상과 관련된 효소는 폴리갈락튜로나제 이다. 이 효소들은 채소, 특히 무와 배추에 많이 있으며 어떤 조건하에서 세포막이 파괴되면 세포밖으로 나와 펙틴을 분해하게 되며, 미생물이 세포에 침투하거나 또는 성숙한 세포내 특정효소가 작용하여 세포막을 파괴하게 된다. |
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식품조직의 펙틴분해를 방지하는 방법으로는 건조법과 폴리갈락튜로나제의 작용을 억제하는 방법이 있으나, 건조법은 김치제조에는 올바른 방법이 못된다. 반면 효소작용을 억제하는 방법은 보통의 펙틴을 칼슘(Ca)염으로 처리하여 펙틴에스테라제의 생성물인 펙틴산(pectic acid)이 칼슘과 복합체를 만들어 폴리갈락튜로나제에 의한 분해를 방지하는 방법이다. 칼슘염을 첨가하는 방법은 여러가지가 있으나 일반적인 천일염에는 황산칼슘이 들어 있으므로 채소를 천일염으로 절인다고 하는 것은 채소의 펙틴을 펙틴산-칼슘 복합체로 교환한다는 의미를 지니게 된다. 또한 염화나트륨(NaCl)도 이 효소의 활성을 부분적으로 저해하는 것으로 알려져 있다. 시판되고 있는 정제염을 사용하면 잘 절여지지 않아 꼬들꼬들해 지지 않고 결국 씹는 맛이 나빠진다고 하는데 이것은 정제염에 간수가 적기 때문이다. 따라서 천일염을 많이 사용하는 것은 정제염보다 불순물이 많고 이 불순물이 채소의 꼬들꼬들함과 씹는 맛에 영향을 주며 이 불순물은 천일염에 존재하는 황산칼슘으로 알려져 있다. |
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김치 담금의 원리에 있어서 조미료의 여러 가지 작용뿐만 아니라 동시에 미생물의 작용도 매우 중요하며, 특히 김치는 젖산균이 주 발효균으로 알려져 있는 젖산발효식품이다. 일반적으로 젖산발효형태는 정산젖산발효(homo lactic fermentation)와 이상젖산발효(hetero lactic fermentation)로 대별된다. 전자의 경우, 포도당과 같은 탄소원으로부터 발효산물로서 젖산만 생산하는 정산젖산발효균(hom-fermentative lactic acid bacteria)에 의하여 일어나며, Streptococcus sp., Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei 등을 들 수 있다. 후자는 젖산 외에 초산 등 여러 가지 유기산과 에탄올, 이산화탄소, 수소 등을 생산하는 이상젖산발효균에 의하여 일어나며, Leuconostoc sp., Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum 등을 들 수 있으며, 김치에 청량감을 부여하는 이산화탄소 가스를 생성하는 중요한 젖산균들이다. |
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김치에 사용하는 재료에는 젖산균 등 여러 가지 야생 미생물이 존재하고 있으나, 일차적으로 절임공정을 통하여 주어진 소금농도(일반적으로 8～12%)에 약한 미생물은 활력이 약하게 된다. 그러므로 김치 발효초기에는 김치내의 소금농도(일반적으로 2.0～3.0%) 때문에 혐기성의 소금에 잘 견디는 미생물(anaerobic and haloduric microorganism)이 주로 생육하면서 김치내 산소를 제거하여 혐기성이 조성되어 젖산균이 자라기 좋은 상태가 된다. 반면, 소금을 조금만 넣어 담근 김치는 발효가 진행되면서 쉽게 곰팡이, 효모가 생기는데 이것은 모두 미생물의 작용에 의한 것으로서 이들에 의한 부패는 김치의 품질을 떨어뜨린다. 발효가 진행되면서 젖산을 비롯한 각종 유기산이 생성됨에 따라 혐기성이며 어느 정도 산(酸)에 잘 견디는 Leuconostoc mesenteroides를 비롯한 젖산균이 자라며, 호기성 균들은 사멸되고, 김치 미생물상은 몇몇 젖산균만으로 단순화된다. 어느 정도 산이 생성되면 이들 젖산균들은 산에 견디지 못하고 사멸되며 이어서 Lactobacillus plantarum 등의 내산성(acid-tolerant) 젖산균이 자라게 된다. 이렇게 하여 젖산균의 수가 가장 많을 때 김치는 완숙단계가 되고 맛이 좋은 김치가 된다. 발효가 계속해서 진행되면 과도한 산으로 인하여 이들 내산성 젖산균들 마저 사멸하는 김치 발효말기에는 곰팡이(mold)와 효모(yeast) 같은 호기성(aerobic) 또는 통성 혐기성(facultative) 미생물이 자라게 되며, 오래된 김치의 표면에 막을 형성하며 군더덕내의 원인균중의 하나가 이러한 효모이다. 이처럼 김치가 발효 숙성되는 동안 미생물상이 계속적으로 변화하게 되어(천이현상) 결국 이들에 의해 생화학적 변화가 일어나면서 김치에 독특한 맛과 향을 주게 되는 것이다. |
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이와 같이 김치는 젖산균의 작용에 의한 젖산발효가 일어나 생성된 젖산 등 각종 유기산에 의해 김치담금이 촉진되기도 하며 맛을 부여하기도 한다. 또한 젖산 등 유기산은 효소나 채소의 성분과 유기적인 결합을 하여 풍미를 생성하며, 한편으로는 김치에 나쁜 발효나 부패균의 발육을 억제하기도 한다. |
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김치제조공정중 절임과 양념혼합시 사용되는 소금은 김치의 발효기작과 관능적 특성에 많은 영향을 준다. 절임공정에서 원료에 대한 천일염 처리는 일차적으로 8～12%의 소금농도에 약한 저염성 오염잡균의 번식을 방지하고, 최종제품에서 내염성 미생물, 특히 젖산균만 자랄 수 있는 환경을 조성한다. 또한 절임배추에서 양념성분의 침투력을 증진시키며, 배추김치의 조직에도 많은 영향을 준다. |
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소금은 바닷물과 바위로부터 각각 천일염과 암염 형태로 자연으로부터 무진장으로 생산된다. 때문에 소금은 여러가지 유기질로 된 천연산물과 같은 느낌을 갖게 되나, 화학적으로 말하면 염화나트리움(NaCl)이라고 하는 물질로 강산인 염산(HCl)과 강알카리인 가성소다(NaOH)을 적당히 혼합하여 중화반응의 결과로 생성된 것으로서 그 자신은 산성도 알카리성도 아니다. |
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일반적으로 김치 절임공정에 사용하는 소금은 순수한 염화나트리움이 아니라 황산칼슘 등과 같은 여러가지 불순물을 포함하는 천일염이며, 일부 불순물은 김치조직에 좋은 역활을 하기도 한다. |
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이러한 소금은 단맛, 쓴맛, 신맛과는 달리 대용품이 없다는 점에서 인간이 생명을 유지하는데 필수 불가결한 것으로 취급되고 있으며 동시에 대단히 중요한 조미료로 사용되고 있다. 김치는 소금을 자연스럽게 공급하여 온 식품으로서 식물성 식품의 결점으로 있는 나트륨의 소모를 막아주는 합리적인 식품이다. |
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또한 소금은 여러 가지 미생물의 생육을 억제시키는 효과가 있으며, 예로서 젖산균은 15%, 산막 효모는 20%의 소금농도가 아니면 생육을 억제시킬 수 없다. 그러나 이 농도는 소금만의 작용에 의한 것이므로 실제로 김치는 소금농도가 낮아도 염과 산의 상승효과에 의해, 산이 많은 경우에는 반대로 염이 적어도 미생물의 생육활동 저지에 큰 힘을 나타낸다. |
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유기산은 채소와 과실에 널리 분포되어 있고 특히 과실에는 유기산이 많이 존재하고 있으며, 또 김치에서와 같이 미생물의 작용에 따라 발효산물로 생산되는 것도 많다. |
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유기산이라고 하면 신맛으로만 생각하기 쉬우나 사과산(malic acid)과 같이 젓갈 맛을 느끼게 하는 것과 아미노산(amino acid), 호박산(succinic acid)과 같이 좋은 맛(呈味)을 느끼게 하는 것, 안식향산(benzoic acid)와 같이 사람에 따라서 쓴맛을 느끼게 하는 것 등도 있다. 이처럼 유기산은 그 종류에 따라 각각 다른 신맛을 나타내지만 과일의 경우와 같이 2종류 이상의 산이 합쳐 한가지의 독특한 산미를 형성하는 경우가 많다. |
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김치가 가진 신맛의 주성분인 유기산은 김치 발효중 젖산균의 작용에 의해 주로 생성되는 것으로 소금, 다른 조미료와의 조화와 산 자신의 단독작용 등 극히 중요한 일을 하고 있으며, 이 가운데에는 젖산(lactic acid)이 가장 많고 초산(acetic acid), 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 숙신산(succinic acid), 사과산(malic acid) 및 구연산(citric acid) 도 생성된다. 김치내 유기산 함량은 발효기간에 따라서도 변화한다. 김치를 5℃에서 발효시키면 발효초기에 함량이 적은 젖산과 구연산은 시간이 지남에 따라 꾸준히 증가하며 원료배추와 발효초기에 많던 사과산은 시간이 경과함에 따라 감소하며 기타 옥살산, 말론산, 숙신산의 함량은 큰 변화가 일어나지 않는다. |
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김치나 많은 식품중의 신맛은 그 속에 포함된 유기산의 종류에 따라 다를 뿐만 아니라 단순한 신맛에 그치지 않고 대부분이 단맛, 짠맛, 쓴맛, 매운맛, 떫은맛 등의 미각을 동반함으로써 각각 독특하고 복잡한 맛과 향기를 내게 한다. 이와 같이 유기산은 다른 조미료와 함께 사용될 때 산이 갖는 맛을 보다 효과적으로 만들고 풍미와 좋은 맛을 높인다. |
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또한 유기산은 식염과 같이 미생물에 작용하여 그 번식을 억제하거나 죽여 없애는 작용을 갖고 있다. 원래 곰팡이, 세균, 효모 등의 미생물은 산도, 알카리도 아닌 중성(pH 7)에서 제일 발육이 좋으나 pH가 낮아져서 점차 산성으로 되면 미생물의 발육은 약해서 pH 3.0 이하가 되면 대부분 그 활동이 정지된다. 물론 산막 효모와 일부 곰팡이처럼 그 이하에서도 번식을 계속하는 것도 있으나 일반적으로 세균은 pH 4.0 이하가 되면 거의 발육할 수가 없다. 산의 작용은 정미(呈味)와 보존작용뿐만 아니라 다른 여러 가지 현상을 일으킨다. 즉 절임류에 식초를 첨가하면 갈변을 방지할 수 있는데 이것은 산의 금속 실활작용이라고 하는 움직임에 의한 것으로서, 이것에 의해 물에 있는 불필요한 금속을 봉쇄하고 환원작용과 함께 산화 방지를 행하는 결과이다. 또 산에 따라 채소중의 변색을 일으키는 색소의 구조를 변하게 함으로서 변색을 방지하기도 한다. |
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