[학위논문]가열한 마늘즙 및 이와 관련된 황화합물질의 항균작용 Antimicrobial activity of heated garlic compared with fresh garlic, garlic oil, onion oil and sulfur compounds found in Allium and Brassica원문보기
본 논문에서는 alliinase를 불활성화 시킨 후 가열한 마늘즙의 항미생물작용 대하여 연구하였다. 생마늘즙의 항미생물작용은 alliin이 마늘조직의 파괴시 방출되는 효소인 alliinase의 작용을 받아 allicin으로 전환될 때 생성되며, 가열에 의해 alliinase가 불활성화되면 마늘조직이 파괴되더라도 allicin으로 분해되지 않아 항미생물작용이 나타나지 않는 것으로 알려져 있다. 그러나 100℃에서 10분간 blanching하여 alliinase를 불활성화시킨 후, 121℃ 에서 가열한 마늘즙에서 항미생물작용이 발견되었으며, 특히 ...
본 논문에서는 alliinase를 불활성화 시킨 후 가열한 마늘즙의 항미생물작용 대하여 연구하였다. 생마늘즙의 항미생물작용은 alliin이 마늘조직의 파괴시 방출되는 효소인 alliinase의 작용을 받아 allicin으로 전환될 때 생성되며, 가열에 의해 alliinase가 불활성화되면 마늘조직이 파괴되더라도 allicin으로 분해되지 않아 항미생물작용이 나타나지 않는 것으로 알려져 있다. 그러나 100℃에서 10분간 blanching하여 alliinase를 불활성화시킨 후, 121℃ 에서 가열한 마늘즙에서 항미생물작용이 발견되었으며, 특히 효모에 대해 강한 저해작용이 나타났다. 효모에 대한 저해작용이 가장 크게 나타나는 가열시간은 45분 이상이었으며, 5시간 동안 가열하여도 그 활성에 변화가 없어 열에 매우 안정한 것으로 판단하였다. 또한 그 자체로는 저해작용이 없는 alliin 수용액을 121℃에서 가열하여 항효모작용을 실험한 결과 그 작용이 매우 유사하게 나타나 가열 마늘즙의 효모저해물질은 alliin의 열분해물로 추정하였다. 가열한 마늘즙 뿐만 생마늘즙, garlic oil (GO), onion oil (OO), 그리고 Allium 과 Brassica속의 식물에서 발견되는 여러 황화합물질들 [diallyl monosulfide (DAMS), diallyl disulfide (DADS), diallyl trisulfide (DATS), diallyl tetrasulfide (DATTS), dipropyl disulfide (DPDS), dimethyl disiulfide (DMDS), dimethyl trisulfide (DMTS), allyl isothiocyanate (AITC) 및 methyl methanethiosulfodnate (MMTSO_(2))]의 개별적인 항효모 작용을 평가한 결과, 각각의 최소생육저해농도 (MIC) 범위는 가열한 마늘즙의 경우, 0.5-3,0%, 생마늘즙은 0.075-0.3%, DAMS는 1000ppm 또는 그 이상, DADS는 80-140ppm, DATS는 3-20ppm, DATTS는 2-25ppm, DPDS는 80-200ppm, DMDS는 700ppm 또는 그 이상, DMTS는 5-20ppm, AITC는 1-5ppm, 그리고 MMTSO_(2)는 20-60ppm으로 나타났으며, al(en)yl sulfides류만 비교하였을 경우, 항효모작 용은 DATTS>DATS≥DMTS≫DADS≥DPDS>DMDS>DAMS의 순서로 강하게 나타났으며, 특히 DAMS, DADS, DATS 및 DATTS와 같은 allyl sulfides만 비교하였을 때 황의 수가 증가함에 따라 항미생물 작용이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 생마늘즙과 가열 마늘즙을 37℃에 30일간 저장하면서 항균작용의 안정성(stability)을 평가하였을 때 생마늘즙은 항균활성이 극히 불안정하여 Candida utilis ATCC42416에 대한 최소생육 저해농도(MIC)가 200배 이상 늘어났으며, 또한 가장 강력한 저해작용을 지닌 AITC도 동일한 실험조건 하에서 극히 불안정하여, 10일 사이에 MIC가 4 ppm에서 100 ppm 이상으로 25배 이상이나 증가하였다. 그러나 가열한 마늘즙의 항균활성은 지극히 안정하여 같은 시험기간 동안 MIC에 변화가 나타나지 않았으며, garlic oil (GO)과 onion oil (OO)도 안정하여 MIC에 큰 변화가 없었다. 또한 가열한 마늘즙과 garlic oil 및 onion oil은 pH에 항효모작용이 영향을 받지 않는 것으로 나타났으나, 유기산 보존료인 potassium sorbate는 pH에 활성이 매우 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 생마늘즙과 AITC는 그 안정성에 매우 큰 문제가 있는것으로 나타났으며, garlic oil 이나 onion oil은 식품 보존료로써 갖추어야 할 안정성이 뛰어난 것으로 나타났으나, 그 냄새가 강력하여 식품에 첨가 시 관능적으로 큰 단점을 가질 것으로 판단되었다. 그러나 가열한 마늘즙의 항균활성은 열에 안정할 뿐만 아니라 pH의 영향도 받지 않는 것으로 나타났으며, 냄새도 약하여 천연 식품보존료로서 실용가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다.
본 논문에서는 alliinase를 불활성화 시킨 후 가열한 마늘즙의 항미생물작용 대하여 연구하였다. 생마늘즙의 항미생물작용은 alliin이 마늘조직의 파괴시 방출되는 효소인 alliinase의 작용을 받아 allicin으로 전환될 때 생성되며, 가열에 의해 alliinase가 불활성화되면 마늘조직이 파괴되더라도 allicin으로 분해되지 않아 항미생물작용이 나타나지 않는 것으로 알려져 있다. 그러나 100℃에서 10분간 blanching하여 alliinase를 불활성화시킨 후, 121℃ 에서 가열한 마늘즙에서 항미생물작용이 발견되었으며, 특히 효모에 대해 강한 저해작용이 나타났다. 효모에 대한 저해작용이 가장 크게 나타나는 가열시간은 45분 이상이었으며, 5시간 동안 가열하여도 그 활성에 변화가 없어 열에 매우 안정한 것으로 판단하였다. 또한 그 자체로는 저해작용이 없는 alliin 수용액을 121℃에서 가열하여 항효모작용을 실험한 결과 그 작용이 매우 유사하게 나타나 가열 마늘즙의 효모저해물질은 alliin의 열분해물로 추정하였다. 가열한 마늘즙 뿐만 생마늘즙, garlic oil (GO), onion oil (OO), 그리고 Allium 과 Brassica속의 식물에서 발견되는 여러 황화합물질들 [diallyl monosulfide (DAMS), diallyl disulfide (DADS), diallyl trisulfide (DATS), diallyl tetrasulfide (DATTS), dipropyl disulfide (DPDS), dimethyl disiulfide (DMDS), dimethyl trisulfide (DMTS), allyl isothiocyanate (AITC) 및 methyl methanethiosulfodnate (MMTSO_(2))]의 개별적인 항효모 작용을 평가한 결과, 각각의 최소생육저해농도 (MIC) 범위는 가열한 마늘즙의 경우, 0.5-3,0%, 생마늘즙은 0.075-0.3%, DAMS는 1000ppm 또는 그 이상, DADS는 80-140ppm, DATS는 3-20ppm, DATTS는 2-25ppm, DPDS는 80-200ppm, DMDS는 700ppm 또는 그 이상, DMTS는 5-20ppm, AITC는 1-5ppm, 그리고 MMTSO_(2)는 20-60ppm으로 나타났으며, al(en)yl sulfides류만 비교하였을 경우, 항효모작 용은 DATTS>DATS≥DMTS≫DADS≥DPDS>DMDS>DAMS의 순서로 강하게 나타났으며, 특히 DAMS, DADS, DATS 및 DATTS와 같은 allyl sulfides만 비교하였을 때 황의 수가 증가함에 따라 항미생물 작용이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 생마늘즙과 가열 마늘즙을 37℃에 30일간 저장하면서 항균작용의 안정성(stability)을 평가하였을 때 생마늘즙은 항균활성이 극히 불안정하여 Candida utilis ATCC42416에 대한 최소생육 저해농도(MIC)가 200배 이상 늘어났으며, 또한 가장 강력한 저해작용을 지닌 AITC도 동일한 실험조건 하에서 극히 불안정하여, 10일 사이에 MIC가 4 ppm에서 100 ppm 이상으로 25배 이상이나 증가하였다. 그러나 가열한 마늘즙의 항균활성은 지극히 안정하여 같은 시험기간 동안 MIC에 변화가 나타나지 않았으며, garlic oil (GO)과 onion oil (OO)도 안정하여 MIC에 큰 변화가 없었다. 또한 가열한 마늘즙과 garlic oil 및 onion oil은 pH에 항효모작용이 영향을 받지 않는 것으로 나타났으나, 유기산 보존료인 potassium sorbate는 pH에 활성이 매우 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 생마늘즙과 AITC는 그 안정성에 매우 큰 문제가 있는것으로 나타났으며, garlic oil 이나 onion oil은 식품 보존료로써 갖추어야 할 안정성이 뛰어난 것으로 나타났으나, 그 냄새가 강력하여 식품에 첨가 시 관능적으로 큰 단점을 가질 것으로 판단되었다. 그러나 가열한 마늘즙의 항균활성은 열에 안정할 뿐만 아니라 pH의 영향도 받지 않는 것으로 나타났으며, 냄새도 약하여 천연 식품보존료로서 실용가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다.
The antimicrobial activity of garlic is due to allicin derived from alliin by the action of alliinase. Therefore allicin is generated only after the vegetable tissues are injured and alliinase react with alliin, because of alliin and alliinase are located in different cells of garlic cloves. Natural...
The antimicrobial activity of garlic is due to allicin derived from alliin by the action of alliinase. Therefore allicin is generated only after the vegetable tissues are injured and alliinase react with alliin, because of alliin and alliinase are located in different cells of garlic cloves. Naturally, prolonged heating at high temperatures caused the loss of the antimicrobial activity of garlic because alliinase is inactivated by heating. Hoyever, heated garlic extract in the absence of alliinase enzyme action was found to the antimicrobial activity. Garlic heated at 121℃ for 45 min showed the highest both antibacterial and anti-yeast activity. Diallyl trisulfide (DATS) was thought to be the primary antimicrobial compound in heated garlic. However, the antibacterial activity decreased with prolonged heating, but the anti-yeast activity did not change when heated for up to 120 min. This suggests that the compound(s) with the antiyeast activity differ from those with the antibacterial activity. Since heated garlic inhibit the growth of yeasts more strongly compared with that of bacteria, we compared potency and stability of the anti-yeast activities of garlic heated for 120 min with fresh garlic, garlic oil (GO), onion oil (OO) and related sulfur compounds found in Allium and Brassicu, such as allyl isothiocyanate (AITC), methyl methanethiosulfonate (MMTSO_2), diallyl monosulfide (DAMS), diallyl disulfide (DADS), DATS, dipropyl disulfide (DPDS), dimethyl disulfide (DMDS) and dimethyl trisulfide (DMTS). The ranges of minimum inhibitory concentrations (MIC) of heated garlic and related sulfur compounds against various yeasts were as follows; heated garlic, 0.5-3.0%; fresh garlic, 0.075-0.3%; DAMS, l000 or larger than 1000ppm; DADS, 80-140ppm; DATS, 3-20ppm; DATTS, 2-25ppm; DPDS, 80-200ppm; DMDS, 700 or larger than 700ppm; DMTS; 5-20ppm; AITC, 1-5ppm; MMTSO_2, 20-60ppm. Alliin heated in distilled water showed an antiyeast activity pattern similar to that of heated garlic, suggesting that the compound(s) thermally generated from alliin are the principal antiyeast compound(s) of heated garlic. Inhibitory activities of heated garlic, GO and OO were stable, and these MICs did not change at 37℃ during the test periods, whereas activities of fresh garlic and AITC were unstable and these MICs increased rapidly. Moreover, anti-yeast activities of heated garlic, GO and OO did not influenced by pH. Nevertheless, the use of GO and OO is limited by their effects on very distinct odor, it may be suitable as an antiyeast food preservative for those foods not alienating their odor. But heated garlic extract with its stable antiyeast activity has a very weak odor, it has a good potential of being used as a natural antiyeast preservative in foods.
The antimicrobial activity of garlic is due to allicin derived from alliin by the action of alliinase. Therefore allicin is generated only after the vegetable tissues are injured and alliinase react with alliin, because of alliin and alliinase are located in different cells of garlic cloves. Naturally, prolonged heating at high temperatures caused the loss of the antimicrobial activity of garlic because alliinase is inactivated by heating. Hoyever, heated garlic extract in the absence of alliinase enzyme action was found to the antimicrobial activity. Garlic heated at 121℃ for 45 min showed the highest both antibacterial and anti-yeast activity. Diallyl trisulfide (DATS) was thought to be the primary antimicrobial compound in heated garlic. However, the antibacterial activity decreased with prolonged heating, but the anti-yeast activity did not change when heated for up to 120 min. This suggests that the compound(s) with the antiyeast activity differ from those with the antibacterial activity. Since heated garlic inhibit the growth of yeasts more strongly compared with that of bacteria, we compared potency and stability of the anti-yeast activities of garlic heated for 120 min with fresh garlic, garlic oil (GO), onion oil (OO) and related sulfur compounds found in Allium and Brassicu, such as allyl isothiocyanate (AITC), methyl methanethiosulfonate (MMTSO_2), diallyl monosulfide (DAMS), diallyl disulfide (DADS), DATS, dipropyl disulfide (DPDS), dimethyl disulfide (DMDS) and dimethyl trisulfide (DMTS). The ranges of minimum inhibitory concentrations (MIC) of heated garlic and related sulfur compounds against various yeasts were as follows; heated garlic, 0.5-3.0%; fresh garlic, 0.075-0.3%; DAMS, l000 or larger than 1000ppm; DADS, 80-140ppm; DATS, 3-20ppm; DATTS, 2-25ppm; DPDS, 80-200ppm; DMDS, 700 or larger than 700ppm; DMTS; 5-20ppm; AITC, 1-5ppm; MMTSO_2, 20-60ppm. Alliin heated in distilled water showed an antiyeast activity pattern similar to that of heated garlic, suggesting that the compound(s) thermally generated from alliin are the principal antiyeast compound(s) of heated garlic. Inhibitory activities of heated garlic, GO and OO were stable, and these MICs did not change at 37℃ during the test periods, whereas activities of fresh garlic and AITC were unstable and these MICs increased rapidly. Moreover, anti-yeast activities of heated garlic, GO and OO did not influenced by pH. Nevertheless, the use of GO and OO is limited by their effects on very distinct odor, it may be suitable as an antiyeast food preservative for those foods not alienating their odor. But heated garlic extract with its stable antiyeast activity has a very weak odor, it has a good potential of being used as a natural antiyeast preservative in foods.
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