GABA는 식물, 동물 및 미생물 등 자연계에 다양하게 존재하고 있으며, 항고혈압, 이뇨, 진정, 수면유도 및 항스트레스 등 다양한 효과가 있는 것으로 알려져 있어서 식품, 의약품 소재로 활용되고 있다. 본 연구에서는 김치로부터 분리한 GABA 형성 유산균을 옥수수 수염 추출물에 적용하여 발효 특성과 발효물의 항산화 효과에 대해 분석하였다. 신규 L. plantarum LAB459의 분리와 동정은 생화학적 특성, 당자화성 및 16s rRNA 염기 서열 분석을 통해 확인되었다. 그리고 TLC와 HPLC 분석을 통해 분리된 L. plantarum LAB459가 GABA 생성능이 있는 것으로 나타났다. 그리고 탈지유가 포함된 옥수수 수염 열수 추출물에 대해 발효를 수행한 결과, 동결 건조된 발효물에 약 1 μg/mg 수준의 GABA가 형성된 것을 확인하였다. 또한 발효물에 대한 플라보노이드와 항산화 분석은 옥수수 수염 열수 추출물에 비해 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 분리된 L. plantarum LAB459는 다양한 식품 발효의 스타터 또는 식품 소재와 의약품 소재로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 김치에 사용되는 젓갈을 대체할 수 있을 것으로 예상되는 천연 소재들(고기추출물, 해산물추출물, 채소추출물)이 김치의 휘발성 향기 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 모든 실험군에서 김치가 발효·숙성되면서 원재료에서 유래되는 황화합물이나 aldehyde류는 감소하고, alcohol류와 acid류 등과 같은 발효산물이 증가하여 김치의 휘발성 향미를 이루었다. 발효·숙성 28일째에 젓갈을 첨가한 김치에서 휘발성 물질 중 acetic acid가 가장 낮은 비율(4.90%)로 검출되었으며 채소추출물(5.39%), 대조구 (6.28%), 해산물추출물(6.47%), 고기추출물(8.08%)을 첨가한 김치 순서로 acetic acid가 높은 비율을 나타내었다. Acetic acid 비율이 증가함에 따라 산도가 증가하고 pH는 감소하였는데, 젓갈을 첨가한 김치는 숙성 28일에 가장 낮은 산도와 가장 높은 pH(산도 0.80, pH 4.37)를 나타내었으며, 그 다음으로는 채소추출물을 첨가한 김치(산도 0.84, pH 4.32), 고기추출물을 첨가한 김치(산도 0.89, pH 4.31), 대조구(산도 0.93, pH 4.27), 해산물 추출물을 첨가한 김치(산도 0.97, pH 4.23) 순서였다. 산도와 pH의 변화 그리고 발효산물인 acetic acid나 alcohol의 함량 비율로 볼 때, 김치에 첨가되는 젓갈 및 젓갈을 대체한 부재료는 발효·숙성에 시간적인 차이를 제공하는 것으로 생각된다. 담금 직후 (발효·숙성 전)에는 각각의 다양한 부재료로부터 유래되는 향미물질이 관능적 특성에 영향을 줄 수도 있으나, 김치의 휘발성 성분의 구성은 숙성이 진행됨에 따라 유사한 패턴으로 변화하는 양상을 나타내며 부재료에 대한 관능적 영향이 줄어들었다. 본 연구결과에 따르면, 젓갈과 젓갈을 대체하기 위한 천연 소재들은 초기 김치 담금시에 관능적 특 성에 영향을 주고 발효·숙성이 진행되는 속도에 영향을 줄 뿐, 최종 김치의 기호도에 영향을 주는 향기 특성과 관능적 특성에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.

What is the origin of kimchi and what changes did it go through to become the kimchi of today? Also, what makes kimchi different from other pickled vegetables such as Chinese paochai, Japanese tsukemono, and Western pickles, and sauerkraut, and what is the identity of kimchi? This study is the result of thought on these fundamental questions about kimchi which is the only pickled vegetable distributed around the world that uses a fermented and ripened animal seasoning called jeotgal (salted marine life) to dramatically improve its umami taste and nutritional value, thereby securing its uniqueness. Kimchi has further evolved into a unique and high-quality pickled vegetable through the use of its specialized seasoning, adopting a composite fermentation mechanism and absorbing new ingredients such as red pepper. It is expected that this paper will invigorate the discussion on the firm establishment of the identity of kimchi and the future direction that it may take.

The Chinese Sigyeong records the foods of the Primitive Pickling Period, pickling being a universal vegetable storage method, but does not indicate the origin of the pickled vegetables or the location of the source of transmission. Kimchi mainly used salt and sauce-based soaking materials at the beginning of the Fermented Pickling Period (beginning in the 1st to 3rd centuries A.D.), and it differed from the Chinese method, which used alcohol and vinegar. In the Umami-Flavored Pickling Period (beginning in the 14th and 15th centuries A.D.), jeotgal, fermented seafoods, were added, and pickles with a completely new identity were created, one different from any other pickles in the world. Lastly, entering the Complex Fermentation and Pickling Period (beginning in the 17th and 18th centuries), the technical process evolved using a separate special seasoning containing red pepper as the secondary immersion source after pickling in brine, the primary immersion source. As a result of this, kimchi was transformed into a food with a unique form and taste not found anywhere else. The unique characteristic of kimchi is that the composition of original materials, a combination of salted marine life and vegetable ingredients, is its core identity, and there is a methodological difference in that it is completed through a second process called saesaengchae (生菜)-chimchae (沈菜).

본 연구에서는 유산균에 의한 검은콩의 최적 발효조건을 확립하고 발효된 검은콩의 품질특성을 평가하였다. 가정에서 제조된 배추김치로부터 분리한 Lactobacillus plantarum SU22는 병원성 세균에 대해 강한 항균 활성을 보였고 생체 아민과 발암성 효소인 β-glucuronidase를 생성하지 않았기 때문에 검은콩 발효의 스타터로 선정되었다. 검은콩은 5 kgf/cm2, 150oC로 조절된 팽화기에서 10분 동안 팽화 처리한 것과 처리하지 않은 것으로 각각 10- 30% 혼합액을 만들고 L. plantarum SU22를 1%(v/v) 접종하여 37oC로 48시간 동안 진탕 배양하면서 유산균의 생육 특성을 비교하였다. 유산균의 생균수는 L. plantarum SU22 로 발효된 팽화 검은콩(20%) 배양액에서 9 Log CFU/mL 이상이었다. 20% 팽화 검은콩 배양액을 alcalase로 가수분 해한 후 L. plantarum SU22로 발효하는 것이 최적 조건인 것으로 밝혀졌으며 유산균의 생균수가 10.30 Log CFU/ mL까지 증가하였다. 최적 조건에서 총 폴리페놀 함량(94.02 mg GAE/g)과 DPPH 라디칼 소거능(92.50%)이 비 발효 대조군(87.74 mg GAE/g, 83.14%)에 비해 현저하게 증가하였다(P<0.05). 결론적으로 검은콩을 팽화한 후 alcalase 처리와 L. plantarum SU22를 병행하여 발효할 때 바이오제닉 아민이 없는 검은콩 발효액을 효과적으로 제조할 수 있으며, 총 폴리페놀과 DPPH 라디칼 소거능을 유의적으로 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

본 연구는 스트렙토조토신에 의해 유도한 당뇨병, 알코올성 간 손상 실험용 랫드에서 혈액 지질 감소, 당뇨병 및 알코올성 간 손상 예방에 미치는 지장김치 추출물의 경구투여 효과를 조사하였다. 당뇨병 모델동물에서, 혈액 지질 프로파일, ALT, AST 수준은 DC (당뇨병 대조군)와 비교할 때 김치추출물 투여군에서 낮아졌으며 혈당은 DCJK (DC+지장김치 추출물 경구투여군)가 DCCK (DC+일반김치 추출물 경구투여군)에 비해 낮았다. 인슐린 수준은 NC (정상대조군), DCJK > DCCK > DC 순서로 높게 나타났다. 알코올성 간 손상 모델동물에서, 혈액 ALT, AST, 빌리루빈 농도는 AC (알코올 대조군, 일일 소주 1병 섭취군) > ACCK (AC+일반김치 추출물 경구투여군) > ACJK (AC+지장김치 추출물 경 구투여군) > NC 순서로 낮았다. 간 조직의 임상병리학적 소견은 AC에서 가장 심각한 손상을 보였으나 소주1병과 김치 추출물 특히, 지장김치 추출물 경구투여군은 일반김치 추출물 경구투여군에 비해서 회복되는 속도가 개선되었다. 결과는 당뇨병 및 알코올성 간 손상 모델동물에서 지장김치의 섭취가 혈액 지질 프로파일, 혈당, ALT, AST 수준을 낮추고 인슐린 분비능력을 개선하여 줌으로써 항당뇨 및 알코올성 간 손상 보호효과를 갖는다는 사실을 보여준다.

To develop Gamma-aminobutyric acid(GABA)-producing probiotics we isolated GABA-producing lactic acid bacteria from kimchi. 17 strains of GABA-producing lactic acid bacteria were isolated among 703 lactic acid bacteria originated from 21 kind of kimchi. Two strains, K991 and K998, were selected with highest GABA production ability. The results of 16S rRNA gene sequence analysis, K991 and K998 were identified as Lactococcus lactis, which showed 99.93% and 99.87% similarity, respectively. When the two strains were cultivated in MRS containing 5% MSG at 30°C, GABA began to be produced after 12 hours, reaching maximum production at 40 hours(13.20 mM and 13.35 mM, respectively). In contrast, GABA production was about three times lower when MSG was not added.

The purpose of this study is to optimize the composition of the medium for turmeric fermentation and to select competent turmeric fermentation strains using bacterial isolates from kimchi. Initially, 30 isolates from kimchi were cultured in 5% (w/v) yeast extract and 1% (w/v) maltodextrin to determine viability. As a result, eight strains showed a tendency to maintain viability until the fifth day of fermentation. Subsequently, the eight isolates were fermented in an optimum medium for turmeric fermentation, 5% (w/v) yeast extract, 1% (w/v) maltodextrin, and 5% (w/v) turmeric for seven days to determine the viable cell count and antioxidant capacity. The antioxidant capacities of turmeric fermented by the eight isolates were similar or higher than turmeric fermented by Lactococcus lactis KCTC 2013, while maintaining high viable cell counts of both the eight isolates and L. lactis KCTC 2013 until the seventh day of fermentation. The antioxidant capacities of the selected five strains during fermentation might increase possibly due to the biological conversion of active compounds in turmeric by fermentation. Consequently, a total of five strains of the isolates showing higher antioxidant capacity (4.81±0.19-5.81±0.04 VCE/mL) than fermentation day 0 were selected for fermentation of turmeric.

When kimchi is frozen and thawed, the amount of lactic acid bacteria (LAB) and yeast is usually reduced by more than 2 logs, and its texture including its crispness and hardness are changed significantly. As a possible means to minimize these problems, various freezing (direct freezer with -25, -40, and -60oC and plate freezer with -40oC) and thawing methods (radio frequency (RF) thawing, plate thawing, and room temperature thawing) were investigated in terms of the amount of LAB and texture of kimchi. From the use of plate freezing and plate thawing, the amount of LAB of white cabbage kimchi could be maintained by more than 10% of its initial amount while that for red cabbage kimchi could be maintained by more than the initial amount. Pretreatment with trehalose (19 oBrix soluble solid content) to salted Chinese cabbage could maintain kimchi’s hardness and crispness. In order to maintain the texture and the amount of LAB in kimchi, the use of the plate freezer (-40oC) and the plate thawing (20oC) seemed to be effective with the assistance of trehalose.

After making kimchi by adding 0, 0.5, 1.0, 1.5% aronia (Aronia melanocarpa), microbiological and sensory characteristics were measured while fermenting it at 10oC for 28 d. The numbers of total cell and lactic acid bacteria were decreased after the maximum levels of microbial counts; that is, day 3 for control and 0.5% treatment and day 14 for 1.0, 1.5, and 2.0% treatments. Coliforms were not detected after 7 d in control and 0.5% treatments; however, they were detected after 14 d i-n 1.5 and 2.0% treatments throughout the fermentation period. Sensory properties were evaluated in the aspects of both acceptability and intensity characteristics. In the preference characteristics, overall acceptability was highest in the 1.0% group after preparation and after 14 d of fermentation. As for the aronia-added group, the intensity of the hot taste of Nabak Kimchi decreased while that of its sweet taste and sour taste increased according to the rise of both the amount of the added aronia to the kimchi and fermentation period. In conclusion, the addition of 1.0% aronia can be used to produce high-quality Nabak Kimchi while extending its storage period.

본 연구에서는 총각무에 검출빈도가 높은 3성분의 농약 을 선택하여 농약 침지 후 잔류농약이 총각김치제조 과정에서 제거되는 정도를 측정하였다. 총각무의 절임과 세척 과정 후에는 초기 처리농도에 대비 잎은 diazinon, diniconazole 및 dimethomorph 각각 43.8%, 41.9% 및 89.8%가 제거되었으며, 뿌리는 59.5%, 54.7% 및 85.1%가 제거되었다. 4oC에서 김치를 숙성하는 과정 중 농약의 잔류량은 4주간의 숙성기간 동안 초기 처리농도 대비 잎은 diazinon 82.4%, diniconazole 77.1% 그리고 dimethomorph 98.9%가 제거되었고, 뿌리의 경우 diazinon 94.0%, diniconazole 91.8% 그리고 dimethomorph 90.0%가 제거되었다. 총각김치 잔류농약 제거율을 제조과정별 상대적인 백분율로 나타낸 결과 절임과정에서 가장 많은 잔류농약 제거율을 보였으며, 그 결과 농약 3종은 44.6%-66.5%가 제거되었다. 반면 뿌리에서 diazinon, diniconazole은 숙성과정에서 51.8%-55.8%로 가장 많은 잔류농약 제거율을 보였다. 3종의 농약이 잔류하는 김치를 0oC, 4oC에서 4주간 숙성시키면서 온도에 따른 농약제거율의 차이를 살펴본 결과, diazinon은 뿌리에서 4oC가 0oC에 비해 농약제거율이 2.7%-10.8%가 높은 것으로 확인되었다. 그 이외의 농약에서는 숙성온도 별 잔류농약 제거율의 차이는 미미한 것으로 확인되었다.