[학위논문]열처리 방법에 따른 마늘(Allium saivum L.)의 성분 및 항균활성에 관한 연구 Studies on the antimicrobial activity of Allium saivum L. extract and constitutions analysis accroding to different heat treatments원문보기
본 연구에서는 마늘을 여러 가지 방법으로 열처리해 새로운 형태의 식품으로 개발하기 위한 기초자료와 천연 보존료로의 이용가능성을 검토하기 위해서 생마늘과 열처리한 마늘의 성분함량을 분석하였으며 물, 에탄올 및 에틸아세테이트로 추출한 항균활성 물질을 몇 종의 병원균과 식중독균 식품과 관련이 있는 세균, 젖산균 및 ...
본 연구에서는 마늘을 여러 가지 방법으로 열처리해 새로운 형태의 식품으로 개발하기 위한 기초자료와 천연 보존료로의 이용가능성을 검토하기 위해서 생마늘과 열처리한 마늘의 성분함량을 분석하였으며 물, 에탄올 및 에틸아세테이트로 추출한 항균활성 물질을 몇 종의 병원균과 식중독균 식품과 관련이 있는 세균, 젖산균 및 효모 등 10개 균주에 대하여 항균활성 검색을 하였고 또한 생마늘 에탄올 추출물이 미생물의 증식에 미치는 영향과 열 및 pH 에 대한 안정성에 관한 연구 결과는 다음과 같다. 1. 각각의 마늘 즉 생마늘, 삶은 마늘, 구운 마늘 및 전자레인지로 익힌 마늘의 일반성분의 분석 결과 수분함량 각각 72.83％, 74.10％, 62.50％ 및 68.76％, 조회분의 함량은 각각 1.45％, 1.53％, 1.84％ 및 1.47％ 조단백질의 함량은 6.73％, 5.57％, 5.70％ 및 5.79％, 조지방의 함량은 0.21％, 0.20％, 0.29％ 및 0.18％ 조섬유 함량은 1.32％, 1.25％, 1.44％ 및 1.29％ 로 나타났다. 2. 생마늘과 열처리한 마늘의 구성아미노산은 aspartic acid외 16종이 검출되었으며, 생마늘의 총 구성아미노산 함량은 1015.19 mg％ 였고 그 중 필수아미노산 함량은 380.20 mg％로 총 구성아미노산의 32.62％를 차지하였다. 생마늘에서 arginine이 166.48 mg％로 가장 높았고, glutamic aicd l1777 mg％, proline 113.66 mg％ 및 lysine 86.54 mg％의 함량 순이었다. 열처리함에 있어서는 삶은 마늘은 총 구성 아미노산이 748.98 mg％, 구운 마늘은 758.86 mg％, 전자레인지로 익힌 마늘은 829.55 mg％ 로 열처리 방법에 따른 총 구성아미노산 차이는 거의 없었다 3. 생마늘과 열처리한 마늘의 총 유리아미노산 함량은 생마늘이 520.46 mg％이며, 그 중 필수아미노산은 171.81 mg％로 총 유리아미노산의 33.30％ 를 차지하였다. lysine 64.21 mg％, glycine 51.79 mg％, histidine 41.57 mg％ 및 proline 20.54 mg％의 함량 순이었으며, 삶은 마늘은 총 유리 아미노산이 306.5 mg％, 구운마늘은 341.44 mg％, 전자레인지로 익힌마늘은 307.44 mg％ 로 열처리한 마늘의 총 유리 아미노산은 비슷하게 나타났다. 6. 생바늘과 열처리한 마늘에 함유된 무기성분 함량 분석 결과는 6가지 무기성분 중 K의 함량이 가장 많았으며 K＞Mg＞Ca＞Na 의 순서로 나타났다. Fe, Zn 은 검출되지 않았다. 7. 열처리 함에 있어 마늘의 향기성분 전체가 감소하는 경향을 나타내었고 삶은마늘한 마늘은 생마늘에 비하여 Diallyl Disulfide은 18.29％, Diallyl sulfide은 0.65％, allyl methyl sulfide 0.54％, Methyl allyl ether 4.85％, Trisulfide methyl 2-propenyl 1.2％ 및 2-vinyl-1,3-dithiane 1.72％ 정도의 함량을 나타났으며, 구운마늘은 각각 26.22％, 0.50％, 0.87％, 2.89％, 1.52％ 및 1.97％ 의 함량을 나타냈고, 전자레인지로 가열한 마늘은 각각 25.03％, 1.32％, 0.73％, 3.26％, 2.55％ 및 2.38％ 정도의 함량을 보여 생마늘과 비교 하였을때 열처리한 마늘의 모든 향기성분 함량이 줄어들었고 열처리한 마늘의 주 향기성분은 Diallyl Disulfide 로 나타났다. 8. 생마늘에탄올 추출물과 물 추출물이 10균주 중 세균에 대하여 항균활성이 강하였으나, 젖산균 및 효모에 대해서는 항균활성이 나타나지 않았고. 열처리한 마늘에서는 항균활성이 나타나지 않았다. 9. 생마늘 에탄올 추출물을 헥산, 에테르, 에틸아세레이트 및 물로 용매계통분획하여 얻은 각 분획물의 항균활성은 에틸아세데이트와 물층에서 강한 항균활성을 보였고, 균주별로는 일반세균은 항균활성이 나타났으며, 효모와 젖산균에서는 항균활성이 나타나지 않았다. 10. 생마늘 에탄올 추출물의 최소저해농도는 세균은 0.5 mg/mL이었고, 효모와 젖산균은 2 mg/mL이었다. 11. 생마늘 에탄올 추출물 농도의 영향을 보면 B. subtilis은 0.25 mg/mL 이하의 농도에서 균 증식이 증가함을 보였으나, 0.5 mg/mL농도에서는 억제되었다. E. coli는 0.5 mg/mL이하의 농도에서는 배양 12시간까지 균 증식이 억제되다가 그 이후 서서히 증가를 하였다. 12. 생마늘 에탄올 추출물이 대수증식기에 미치는 영향은 E. coli 는 0.5 mg/mL에서 저해되었고, 1~2 mg/mL이상의 첨가구에서는 거의 균 증식이 억제되었다. S. aureus는 E. coli 의 결과와 비슷하게 나타났고, 1 mg/mL이상의 첨가구부터는 균 증식이 현저하게 감소되어 초기의 균체량보다 더 낮게 나타났다. 13. 생마늘 추출물의 열 안정성은 50℃까지 안정하였으나 60℃~70℃에서 30 분이상 가열시 항균활성이 감소하기 시작하여 80℃에서는 20분, 90℃에서는 10분이상 가열시 항균활성이 급격히 감소하였다. 14. 생마늘 에탄올 추출물에 함유된 항균활성 물질의 pH 안정성은 산성인 pH 3과 알칼리인 pH 9 에서도 항균활성이 감소되지 않아 산과 알칼리에서도 안정한 물질로 확인되었다. 15. peak별 분획물질을 한천배지 확산법으로 항균력을 측정한 결과 항균력이 있는 것은 5개의 peak중 5번 에서 가장 강한 항균활성이 나타났다
본 연구에서는 마늘을 여러 가지 방법으로 열처리해 새로운 형태의 식품으로 개발하기 위한 기초자료와 천연 보존료로의 이용가능성을 검토하기 위해서 생마늘과 열처리한 마늘의 성분함량을 분석하였으며 물, 에탄올 및 에틸아세테이트로 추출한 항균활성 물질을 몇 종의 병원균과 식중독균 식품과 관련이 있는 세균, 젖산균 및 효모 등 10개 균주에 대하여 항균활성 검색을 하였고 또한 생마늘 에탄올 추출물이 미생물의 증식에 미치는 영향과 열 및 pH 에 대한 안정성에 관한 연구 결과는 다음과 같다. 1. 각각의 마늘 즉 생마늘, 삶은 마늘, 구운 마늘 및 전자레인지로 익힌 마늘의 일반성분의 분석 결과 수분함량 각각 72.83％, 74.10％, 62.50％ 및 68.76％, 조회분의 함량은 각각 1.45％, 1.53％, 1.84％ 및 1.47％ 조단백질의 함량은 6.73％, 5.57％, 5.70％ 및 5.79％, 조지방의 함량은 0.21％, 0.20％, 0.29％ 및 0.18％ 조섬유 함량은 1.32％, 1.25％, 1.44％ 및 1.29％ 로 나타났다. 2. 생마늘과 열처리한 마늘의 구성아미노산은 aspartic acid외 16종이 검출되었으며, 생마늘의 총 구성아미노산 함량은 1015.19 mg％ 였고 그 중 필수아미노산 함량은 380.20 mg％로 총 구성아미노산의 32.62％를 차지하였다. 생마늘에서 arginine이 166.48 mg％로 가장 높았고, glutamic aicd l1777 mg％, proline 113.66 mg％ 및 lysine 86.54 mg％의 함량 순이었다. 열처리함에 있어서는 삶은 마늘은 총 구성 아미노산이 748.98 mg％, 구운 마늘은 758.86 mg％, 전자레인지로 익힌 마늘은 829.55 mg％ 로 열처리 방법에 따른 총 구성아미노산 차이는 거의 없었다 3. 생마늘과 열처리한 마늘의 총 유리아미노산 함량은 생마늘이 520.46 mg％이며, 그 중 필수아미노산은 171.81 mg％로 총 유리아미노산의 33.30％ 를 차지하였다. lysine 64.21 mg％, glycine 51.79 mg％, histidine 41.57 mg％ 및 proline 20.54 mg％의 함량 순이었으며, 삶은 마늘은 총 유리 아미노산이 306.5 mg％, 구운마늘은 341.44 mg％, 전자레인지로 익힌마늘은 307.44 mg％ 로 열처리한 마늘의 총 유리 아미노산은 비슷하게 나타났다. 6. 생바늘과 열처리한 마늘에 함유된 무기성분 함량 분석 결과는 6가지 무기성분 중 K의 함량이 가장 많았으며 K＞Mg＞Ca＞Na 의 순서로 나타났다. Fe, Zn 은 검출되지 않았다. 7. 열처리 함에 있어 마늘의 향기성분 전체가 감소하는 경향을 나타내었고 삶은마늘한 마늘은 생마늘에 비하여 Diallyl Disulfide은 18.29％, Diallyl sulfide은 0.65％, allyl methyl sulfide 0.54％, Methyl allyl ether 4.85％, Trisulfide methyl 2-propenyl 1.2％ 및 2-vinyl-1,3-dithiane 1.72％ 정도의 함량을 나타났으며, 구운마늘은 각각 26.22％, 0.50％, 0.87％, 2.89％, 1.52％ 및 1.97％ 의 함량을 나타냈고, 전자레인지로 가열한 마늘은 각각 25.03％, 1.32％, 0.73％, 3.26％, 2.55％ 및 2.38％ 정도의 함량을 보여 생마늘과 비교 하였을때 열처리한 마늘의 모든 향기성분 함량이 줄어들었고 열처리한 마늘의 주 향기성분은 Diallyl Disulfide 로 나타났다. 8. 생마늘에탄올 추출물과 물 추출물이 10균주 중 세균에 대하여 항균활성이 강하였으나, 젖산균 및 효모에 대해서는 항균활성이 나타나지 않았고. 열처리한 마늘에서는 항균활성이 나타나지 않았다. 9. 생마늘 에탄올 추출물을 헥산, 에테르, 에틸아세레이트 및 물로 용매계통분획하여 얻은 각 분획물의 항균활성은 에틸아세데이트와 물층에서 강한 항균활성을 보였고, 균주별로는 일반세균은 항균활성이 나타났으며, 효모와 젖산균에서는 항균활성이 나타나지 않았다. 10. 생마늘 에탄올 추출물의 최소저해농도는 세균은 0.5 mg/mL이었고, 효모와 젖산균은 2 mg/mL이었다. 11. 생마늘 에탄올 추출물 농도의 영향을 보면 B. subtilis은 0.25 mg/mL 이하의 농도에서 균 증식이 증가함을 보였으나, 0.5 mg/mL농도에서는 억제되었다. E. coli는 0.5 mg/mL이하의 농도에서는 배양 12시간까지 균 증식이 억제되다가 그 이후 서서히 증가를 하였다. 12. 생마늘 에탄올 추출물이 대수증식기에 미치는 영향은 E. coli 는 0.5 mg/mL에서 저해되었고, 1~2 mg/mL이상의 첨가구에서는 거의 균 증식이 억제되었다. S. aureus는 E. coli 의 결과와 비슷하게 나타났고, 1 mg/mL이상의 첨가구부터는 균 증식이 현저하게 감소되어 초기의 균체량보다 더 낮게 나타났다. 13. 생마늘 추출물의 열 안정성은 50℃까지 안정하였으나 60℃~70℃에서 30 분이상 가열시 항균활성이 감소하기 시작하여 80℃에서는 20분, 90℃에서는 10분이상 가열시 항균활성이 급격히 감소하였다. 14. 생마늘 에탄올 추출물에 함유된 항균활성 물질의 pH 안정성은 산성인 pH 3과 알칼리인 pH 9 에서도 항균활성이 감소되지 않아 산과 알칼리에서도 안정한 물질로 확인되었다. 15. peak별 분획물질을 한천배지 확산법으로 항균력을 측정한 결과 항균력이 있는 것은 5개의 peak중 5번 에서 가장 강한 항균활성이 나타났다
This study was conducted to acquire basic data for developing a new style of garlic food and narural food preservatives. The antimicrobial activities of garlic (Allium saivum L) extracts by heat treatments and its physicochemical properties were investigatied. Ten strains of microoganisms including ...
This study was conducted to acquire basic data for developing a new style of garlic food and narural food preservatives. The antimicrobial activities of garlic (Allium saivum L) extracts by heat treatments and its physicochemical properties were investigatied. Ten strains of microoganisms including food-borne pathogens, bacteria and/or food poisening microorganisms, food-related bacteria and yeasts were used in antimicrobial activity test. Antimicrobial substances were extracted with ethanol from the fresh garlic. The ethanol extracts were fractionated with various solvents. The antimicrobial activity of the fractions against target microo-rganisms and the stabilities of antimicrobial substances were tested at different various temperatures and pHs. The contents of general components such as moisture, crude ash, reducing sugar protein and crude fat were not different among the samples, but the content of crude protein in the fresh garlic was higher (in fresh garlic) than heat treated garlic Eighteen amino acids were analysed from the fresh garlic. The composition of arginine was the highest in the garlic. The amount of free amino acids was less than that of total amino acids, but their compositions showed similar pattern. Among minerals, the content of K was much higher than those of Mg, Ca and Na. The volatile compounds from the garlic extracts were identified by GC/Mass. The composition of diallyl disulfides was much higher in the volatile compounds, which were decreased by heat treatments. Both water and ethanol extracts most bacteria, but not against the yeasts and lactic acid bactaria. The ethanol extracts showed much higher activities than the water or ethylacetate extracts. The heat-treated garlic extracts, showed lower activities than fresh garlic extracts against most bacteria, yeast and lactic bacteria. Antimicrobial effects of hexane, ether, ethyl acetate and water fractions from the ethanol extracts were tested. The ethyl acetate fraction apparently showed inhibitory effects on the growth rate of target microorganisms. Minimum inhibitory concentractions of the ethanol extracts were 0.5 mg/mL against bacteria and 2 mg/mL against lactic bacteria or yeasts. The mininum inhibitory concentation of the extreats against both B. subtilis and E. coli was of 0.25 mg/mL. The final concentration of 0.5 mg extracts/mL , inhibited the growth rate of target microorganisms in the initial stage, but the microbial density was increased gradually after initial stage. On the exponential stage, S. aureus and E. coli were suppressed by adding over 0.25 mg extracts/mL. The antimicrobial subatances in the ethanol extracts were found to be stable at the pH 3-9. Antimicrobial substances were stable when they were treated at 50℃ for over 1 hour. however, the activities were gradually decreased after heating at 60-80℃ for 20-30 ℃ mins and rapidly decreased at 90℃ with 10 mins. The ethyl acetate fraction was isolated into 5 peaks HPLC, and the 5^(th) peak show antimicrobial activity.
This study was conducted to acquire basic data for developing a new style of garlic food and narural food preservatives. The antimicrobial activities of garlic (Allium saivum L) extracts by heat treatments and its physicochemical properties were investigatied. Ten strains of microoganisms including food-borne pathogens, bacteria and/or food poisening microorganisms, food-related bacteria and yeasts were used in antimicrobial activity test. Antimicrobial substances were extracted with ethanol from the fresh garlic. The ethanol extracts were fractionated with various solvents. The antimicrobial activity of the fractions against target microo-rganisms and the stabilities of antimicrobial substances were tested at different various temperatures and pHs. The contents of general components such as moisture, crude ash, reducing sugar protein and crude fat were not different among the samples, but the content of crude protein in the fresh garlic was higher (in fresh garlic) than heat treated garlic Eighteen amino acids were analysed from the fresh garlic. The composition of arginine was the highest in the garlic. The amount of free amino acids was less than that of total amino acids, but their compositions showed similar pattern. Among minerals, the content of K was much higher than those of Mg, Ca and Na. The volatile compounds from the garlic extracts were identified by GC/Mass. The composition of diallyl disulfides was much higher in the volatile compounds, which were decreased by heat treatments. Both water and ethanol extracts most bacteria, but not against the yeasts and lactic acid bactaria. The ethanol extracts showed much higher activities than the water or ethylacetate extracts. The heat-treated garlic extracts, showed lower activities than fresh garlic extracts against most bacteria, yeast and lactic bacteria. Antimicrobial effects of hexane, ether, ethyl acetate and water fractions from the ethanol extracts were tested. The ethyl acetate fraction apparently showed inhibitory effects on the growth rate of target microorganisms. Minimum inhibitory concentractions of the ethanol extracts were 0.5 mg/mL against bacteria and 2 mg/mL against lactic bacteria or yeasts. The mininum inhibitory concentation of the extreats against both B. subtilis and E. coli was of 0.25 mg/mL. The final concentration of 0.5 mg extracts/mL , inhibited the growth rate of target microorganisms in the initial stage, but the microbial density was increased gradually after initial stage. On the exponential stage, S. aureus and E. coli were suppressed by adding over 0.25 mg extracts/mL. The antimicrobial subatances in the ethanol extracts were found to be stable at the pH 3-9. Antimicrobial substances were stable when they were treated at 50℃ for over 1 hour. however, the activities were gradually decreased after heating at 60-80℃ for 20-30 ℃ mins and rapidly decreased at 90℃ with 10 mins. The ethyl acetate fraction was isolated into 5 peaks HPLC, and the 5^(th) peak show antimicrobial activity.
Keyword
#열처리 마늘 heat treatment antimicrobial activity Allium saivum L 항균활성
학위논문 정보
저자
김기만
학위수여기관
順天大學校 大學院
학위구분
국내석사
학과
식품공학과
발행연도
2005
총페이지
ⅵ, 68p.
키워드
열처리 마늘 heat treatment antimicrobial activity Allium saivum L 항균활성
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