마늘은 alliin의 불안정한 특성으로 인해 곰팡이, 세균, 효모의 생육을 억제하는 효과를 갖고 있으며, 또한 항암작용 등의 생리 활성을 가지고 있다. 이와 더불어 마늘을 포함한 김치에서도 항산화효과, 항암성 등의 다양한 기능성이 있음이 보고되었다. 김치는 젖산균에 의해 실온에서 복잡한 발효과정을 거쳐 숙성 되며 재료 중 고분자 화합물을 분해 하여 산미, 지미, 방향을 내는 여러 가지 ...
마늘은 alliin의 불안정한 특성으로 인해 곰팡이, 세균, 효모의 생육을 억제하는 효과를 갖고 있으며, 또한 항암작용 등의 생리 활성을 가지고 있다. 이와 더불어 마늘을 포함한 김치에서도 항산화효과, 항암성 등의 다양한 기능성이 있음이 보고되었다. 김치는 젖산균에 의해 실온에서 복잡한 발효과정을 거쳐 숙성 되며 재료 중 고분자 화합물을 분해 하여 산미, 지미, 방향을 내는 여러 가지 저분자 물질이 생김으로써 김치에 독특한 맛과 향을 준다. 김치에는 많은 부재료들이 첨가가 되는데 이중 마늘은 다른 부재료에 비해 독특한 맛은 물론 탄산 가스와 알코올의 함량을 증가시켜 김치의 맛을 더욱 더 좋게 한다고 하였다. 마늘을 첨가하지 않은 김치는 그렇지 않은 김치와 비교했을 때 품질이 낮으며 맛이 없고, 쉽게 무르는 연부현상이 일어난다고 하였다. 따라서 본 실험에서는 마늘을 첨가하였을 때 젖산균에 의해 마늘의 성분이 어떻게 변화되는지 관찰하였으며, 관능검사를 실시하여 변화된 성분이 김치에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다. 본 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 마늘의 향미성분 중 absolute의 최적 추출조건을 조사하기 위하여 n-hexane울 사용하여 25℃에서 1~4배 가량의 용매를 2~4시간 동안 1~3번 추출하였다. 여러 혼합 비율 중 시료대 용매의 비가 3배 이상일 때 수율과 유효성분인 thiosulfinate분해 시 생성되는 황화합물질 비율에 큰 변화가 없었다. 따라서 1:3의 n-hexane 첨가, 2번, 3시간 추출할 때 absolute의 수율과 유효성분, 경제성을 고려했을 때 가장 효과적이었다. 2. 최적 조건에 의해 제조된 absolute의 GC분석 결과 총 27종의 향미 성분을 추출하였으며 GC/MS를 이용하여 23종의 성분을 분리하였다. 그 중 가장 많이 차지하고 있는 성분은 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-4-ene로 피크 총 면적의 15.22%를 차지하였고 그 다음은 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-5-ene 13.74%, diallyl disulfide 13.10%, diallyl trisulfide 10.89% 순으로 함유되어 있다. 가장 적은 성분으로는 1,2- thiophene 0.14%, ethyl linoleate 0.16%, 2,5-dimethyl thiophene 0.22%로 조사되었다. 3. 추출된 Oleoresin를 분석한 결과 총 6개의 성분을 분리 하였으며, 이중 GC/MS에 의해 총 5개의 성분을 알아냈다. 70% 이상의 많은 비율을 차지하고 있는 diallyl trisulfide, 그 다음으로 methyl 2-propenyl trisulfide, diallyl disulfide, diallyl tetrasulfide, 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-5-ene, 순으로 검출되어 기존의 논문과 비교했을 때 diallyl trisulfide가 전체 성분 중에 70%이상을 차지하였고, diallyl tetrasulfide를 분리해 내었다. 4. 마늘 성분은 젖산균에 의해 변화되었고, 총 35종의 유기화합물을 검출 하였다. 이 중 diallyl monosulfide, diallyl disulfide, diallyl trisulfide, diallyl tetrasulfide등의 6종 이외에도 새로 생성되어 마늘에서 검출이 안된 lactic acid, butyric acid, hexanoic acid 등의 acid류, amyl methyl disulfide, methyl 1-propenyl disulfide 등의 황화합물, Furfural, pyrazine류 및 기타 성분으로 14종의 성분이 GC/MS를 통해 동정 되었다. 이들 대부분의 유기화합물은 착색향료로 쓰이는 식품첨가 물질들로 무취의 acid류를 제외하고는 감자, 과일, 커피 등에서 갖는 고소함과 달콤함을 가진 물질이 대부분이었다. 이런 성분들은 우리나라 사람 들의 기호에 맞는 맛과 향을 생성하는데 기여하는 것으로 나타났다. 5. 발효시간이 지남에 따라 대부분의 유기화합물의 생성량은 증가 하였다. L. plantarum는 다른 균주들 보다 lactic acid를 가장 많이 생성하였으며 발효시간이 지날수록 함량은 증가하였지만 L. brevis는 오히려 시간이 지날수록 감소하는 것으로 나타났다. Butyl acetate는 L. brevis 발효 시 생성량이 가장 많았고, Pyrazine류는 주로 L. brevis와 Leu. carnosum 에 의해 생성 정도가 많았다. 또한 sulfur dioxide는 모든 젖산균 발효에서 생성 되었 으며, 식품에서 보존제, 항산화제 등의 목적으로 사용되는 물질로 김치의 항산화작용이 있는 것과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각된다. 6. 발효온도에 따른 균주별 발효의 마늘 성분 함량은 모든 발효에서 대부분의 물질이 온도가 높을수록 증가하였고, Leu. carnosum를 제외 하고는 낮은 온도인 10℃에서는 함량이 낮은 것으로 나타났다. 반면 Acetoin은 모든 발효에서 30℃보다는 25, 20℃에서 크게 증가하였다. 따라서 온도에 따라 젖산균의 발효가 다르게 일어나 생성물의 함량이 변하여 김치에 영향을 주는 것으로 사료된다. 또한 Leu. mesenteroides에 의한 acetic acid 의 함량은 낮은 온도에서도 함량이 높게 나와 이 균주 의 최적온도는 30℃뿐만 아니라 이 온도 근처라고 예상되지만, 이에 관한 연구는 계속되어야 할 것으로 판단된다. 7. 추출한 oil에 대하여 젖산균 5종과 일반세균 2종 효모 3종의 MIC범위는 세균의 경우 DAMS와 DADS는 1000ppm 또는 그 이상으로 별 차이가 없었고 DATS 에서는 500~1000ppm의 범위를 나타냈다. 효모의 경우 DAMS에서는 1000~100ppm, DADS는 100~110ppm, 그리고 DATS는 5~10ppm으로 유황원자의 수가 증가할수록 효모에 대한 항미생물작용은 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한 세균과 효모에서 absolute의 MIC는 0.1~1%, oleoresin은 0.5~2%로 absolute가 미생물에 대한 항균력이 높은 것으로 나타났다. 8. 미생물에 의해 마늘의 성분변화
마늘은 alliin의 불안정한 특성으로 인해 곰팡이, 세균, 효모의 생육을 억제하는 효과를 갖고 있으며, 또한 항암작용 등의 생리 활성을 가지고 있다. 이와 더불어 마늘을 포함한 김치에서도 항산화효과, 항암성 등의 다양한 기능성이 있음이 보고되었다. 김치는 젖산균에 의해 실온에서 복잡한 발효과정을 거쳐 숙성 되며 재료 중 고분자 화합물을 분해 하여 산미, 지미, 방향을 내는 여러 가지 저분자 물질이 생김으로써 김치에 독특한 맛과 향을 준다. 김치에는 많은 부재료들이 첨가가 되는데 이중 마늘은 다른 부재료에 비해 독특한 맛은 물론 탄산 가스와 알코올의 함량을 증가시켜 김치의 맛을 더욱 더 좋게 한다고 하였다. 마늘을 첨가하지 않은 김치는 그렇지 않은 김치와 비교했을 때 품질이 낮으며 맛이 없고, 쉽게 무르는 연부현상이 일어난다고 하였다. 따라서 본 실험에서는 마늘을 첨가하였을 때 젖산균에 의해 마늘의 성분이 어떻게 변화되는지 관찰하였으며, 관능검사를 실시하여 변화된 성분이 김치에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다. 본 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 마늘의 향미성분 중 absolute의 최적 추출조건을 조사하기 위하여 n-hexane울 사용하여 25℃에서 1~4배 가량의 용매를 2~4시간 동안 1~3번 추출하였다. 여러 혼합 비율 중 시료대 용매의 비가 3배 이상일 때 수율과 유효성분인 thiosulfinate분해 시 생성되는 황화합물질 비율에 큰 변화가 없었다. 따라서 1:3의 n-hexane 첨가, 2번, 3시간 추출할 때 absolute의 수율과 유효성분, 경제성을 고려했을 때 가장 효과적이었다. 2. 최적 조건에 의해 제조된 absolute의 GC분석 결과 총 27종의 향미 성분을 추출하였으며 GC/MS를 이용하여 23종의 성분을 분리하였다. 그 중 가장 많이 차지하고 있는 성분은 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-4-ene로 피크 총 면적의 15.22%를 차지하였고 그 다음은 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-5-ene 13.74%, diallyl disulfide 13.10%, diallyl trisulfide 10.89% 순으로 함유되어 있다. 가장 적은 성분으로는 1,2- thiophene 0.14%, ethyl linoleate 0.16%, 2,5-dimethyl thiophene 0.22%로 조사되었다. 3. 추출된 Oleoresin를 분석한 결과 총 6개의 성분을 분리 하였으며, 이중 GC/MS에 의해 총 5개의 성분을 알아냈다. 70% 이상의 많은 비율을 차지하고 있는 diallyl trisulfide, 그 다음으로 methyl 2-propenyl trisulfide, diallyl disulfide, diallyl tetrasulfide, 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-5-ene, 순으로 검출되어 기존의 논문과 비교했을 때 diallyl trisulfide가 전체 성분 중에 70%이상을 차지하였고, diallyl tetrasulfide를 분리해 내었다. 4. 마늘 성분은 젖산균에 의해 변화되었고, 총 35종의 유기화합물을 검출 하였다. 이 중 diallyl monosulfide, diallyl disulfide, diallyl trisulfide, diallyl tetrasulfide등의 6종 이외에도 새로 생성되어 마늘에서 검출이 안된 lactic acid, butyric acid, hexanoic acid 등의 acid류, amyl methyl disulfide, methyl 1-propenyl disulfide 등의 황화합물, Furfural, pyrazine류 및 기타 성분으로 14종의 성분이 GC/MS를 통해 동정 되었다. 이들 대부분의 유기화합물은 착색향료로 쓰이는 식품첨가 물질들로 무취의 acid류를 제외하고는 감자, 과일, 커피 등에서 갖는 고소함과 달콤함을 가진 물질이 대부분이었다. 이런 성분들은 우리나라 사람 들의 기호에 맞는 맛과 향을 생성하는데 기여하는 것으로 나타났다. 5. 발효시간이 지남에 따라 대부분의 유기화합물의 생성량은 증가 하였다. L. plantarum는 다른 균주들 보다 lactic acid를 가장 많이 생성하였으며 발효시간이 지날수록 함량은 증가하였지만 L. brevis는 오히려 시간이 지날수록 감소하는 것으로 나타났다. Butyl acetate는 L. brevis 발효 시 생성량이 가장 많았고, Pyrazine류는 주로 L. brevis와 Leu. carnosum 에 의해 생성 정도가 많았다. 또한 sulfur dioxide는 모든 젖산균 발효에서 생성 되었 으며, 식품에서 보존제, 항산화제 등의 목적으로 사용되는 물질로 김치의 항산화작용이 있는 것과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각된다. 6. 발효온도에 따른 균주별 발효의 마늘 성분 함량은 모든 발효에서 대부분의 물질이 온도가 높을수록 증가하였고, Leu. carnosum를 제외 하고는 낮은 온도인 10℃에서는 함량이 낮은 것으로 나타났다. 반면 Acetoin은 모든 발효에서 30℃보다는 25, 20℃에서 크게 증가하였다. 따라서 온도에 따라 젖산균의 발효가 다르게 일어나 생성물의 함량이 변하여 김치에 영향을 주는 것으로 사료된다. 또한 Leu. mesenteroides에 의한 acetic acid 의 함량은 낮은 온도에서도 함량이 높게 나와 이 균주 의 최적온도는 30℃뿐만 아니라 이 온도 근처라고 예상되지만, 이에 관한 연구는 계속되어야 할 것으로 판단된다. 7. 추출한 oil에 대하여 젖산균 5종과 일반세균 2종 효모 3종의 MIC범위는 세균의 경우 DAMS와 DADS는 1000ppm 또는 그 이상으로 별 차이가 없었고 DATS 에서는 500~1000ppm의 범위를 나타냈다. 효모의 경우 DAMS에서는 1000~100ppm, DADS는 100~110ppm, 그리고 DATS는 5~10ppm으로 유황원자의 수가 증가할수록 효모에 대한 항미생물작용은 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한 세균과 효모에서 absolute의 MIC는 0.1~1%, oleoresin은 0.5~2%로 absolute가 미생물에 대한 항균력이 높은 것으로 나타났다. 8. 미생물에 의해 마늘의 성분변화
Changes in flavor profile of garlic by Kimchi fermentated microorganisms Su Kyung Sung Department of Food Science and Technology The Graduated School of Sejong University Kimchi is a traditional Korean fermented vegetable prepared from Chinese cabbage spiced with brine and other spicy ingredients, s...
Changes in flavor profile of garlic by Kimchi fermentated microorganisms Su Kyung Sung Department of Food Science and Technology The Graduated School of Sejong University Kimchi is a traditional Korean fermented vegetable prepared from Chinese cabbage spiced with brine and other spicy ingredients, such as hot pepper, garlic, green onion and ginger. Kimchi fermentation consists of successive ripening processes, and the fermentation temperature significantly influences the type of principal lactic acid bacteria. Flavors in kimchi are the result of unique combination of various sugars, organic acids and amino acids as well as various volatile organic compounds including sulfur containing compounds alcohols and some volatile organic acids, especially in kimchi containing garlic. This study was carried on the change of contents of chemical components and sensory evaluation of kimchi which were prepared by addition of garlic was investigated during fermentation in order to analyze the taste and flavor compounds. The solvent extraction method was used to extract flavor compounds from garlic. Hexane and alcohol were used as solvent for extraction of absolute. On the basis of yield and thiosulfinate contents the optimum mixing ratio of garlic to hexane and alcohol, extraction time and number of extraction repeat were found to be 1 to 3 (w/v), 3 hours and two extraction repeat, respectively. Major flavor components were identified as 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-4-ene, 3-vinyl-1,2-dithio-cyclihex-5-ene, diallyl disulfide, diallyl trisulfide, diallyl tetrasulfide, methyl-2-propenyl trisulfide by GC and GC/MS. Ethanol was used as for extraction of oleoresin from garlic. Five volatile sulfide compounds were identified by GC/MS, i.e., diallyl trisulfide 79.57%, methyl 2-propenyl trisulfide 8.32%, diallyl disulfide 3.97%, diallyl tetrasulfide 3.78%, 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-5-ene 0.77%. The aroma components of garlic by lactic acid bacteria were analyzed and identified by GC/MS. Thirty five components, including pyrazines, furans, acids and sulfur compounds were identified in garlic. Main components were pyrazines including 2-methyl pyrazine, 2,6-dimethyl pyrazine, 2,3,5,6-tetramethyl pyrazine etc. and acids including butyric acid, lactic acid, hexanoic acid, 2-hydroxy-3-methyl butyric acid. palmitic acid etc. sulfur compounds including methyl 1- propenyl disulfide, amyl methyl disulfide, diallyl methyl disulfide, methyl-1-propyl trisulfide etc. These compounds having nutty and savory aroma seem to be important contributors to the flavor of the garlic. We compared potency of anti-microorganism activity of garlic oil (absolute, oleoresin), sulfur compounds (DAMS, DADS, DATS). The ranges of MIC of garlic oil and sulfur compounds against various yeasts were as follows; DAMS, 1000-100ppm; DADS, 100~110ppm; DATS, 5~10ppm. The ranges of MIC of garlic oil and sulfur compounds against various lactic acid bacteria were as follows; GO (absolute, oleoresin), 1000-2000ppm; DAMS and DADS, 1000 or larger than 1000ppm; DATS, 500ppm.
Changes in flavor profile of garlic by Kimchi fermentated microorganisms Su Kyung Sung Department of Food Science and Technology The Graduated School of Sejong University Kimchi is a traditional Korean fermented vegetable prepared from Chinese cabbage spiced with brine and other spicy ingredients, such as hot pepper, garlic, green onion and ginger. Kimchi fermentation consists of successive ripening processes, and the fermentation temperature significantly influences the type of principal lactic acid bacteria. Flavors in kimchi are the result of unique combination of various sugars, organic acids and amino acids as well as various volatile organic compounds including sulfur containing compounds alcohols and some volatile organic acids, especially in kimchi containing garlic. This study was carried on the change of contents of chemical components and sensory evaluation of kimchi which were prepared by addition of garlic was investigated during fermentation in order to analyze the taste and flavor compounds. The solvent extraction method was used to extract flavor compounds from garlic. Hexane and alcohol were used as solvent for extraction of absolute. On the basis of yield and thiosulfinate contents the optimum mixing ratio of garlic to hexane and alcohol, extraction time and number of extraction repeat were found to be 1 to 3 (w/v), 3 hours and two extraction repeat, respectively. Major flavor components were identified as 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-4-ene, 3-vinyl-1,2-dithio-cyclihex-5-ene, diallyl disulfide, diallyl trisulfide, diallyl tetrasulfide, methyl-2-propenyl trisulfide by GC and GC/MS. Ethanol was used as for extraction of oleoresin from garlic. Five volatile sulfide compounds were identified by GC/MS, i.e., diallyl trisulfide 79.57%, methyl 2-propenyl trisulfide 8.32%, diallyl disulfide 3.97%, diallyl tetrasulfide 3.78%, 3-vinyl-1,2-dithiocyclihex-5-ene 0.77%. The aroma components of garlic by lactic acid bacteria were analyzed and identified by GC/MS. Thirty five components, including pyrazines, furans, acids and sulfur compounds were identified in garlic. Main components were pyrazines including 2-methyl pyrazine, 2,6-dimethyl pyrazine, 2,3,5,6-tetramethyl pyrazine etc. and acids including butyric acid, lactic acid, hexanoic acid, 2-hydroxy-3-methyl butyric acid. palmitic acid etc. sulfur compounds including methyl 1- propenyl disulfide, amyl methyl disulfide, diallyl methyl disulfide, methyl-1-propyl trisulfide etc. These compounds having nutty and savory aroma seem to be important contributors to the flavor of the garlic. We compared potency of anti-microorganism activity of garlic oil (absolute, oleoresin), sulfur compounds (DAMS, DADS, DATS). The ranges of MIC of garlic oil and sulfur compounds against various yeasts were as follows; DAMS, 1000-100ppm; DADS, 100~110ppm; DATS, 5~10ppm. The ranges of MIC of garlic oil and sulfur compounds against various lactic acid bacteria were as follows; GO (absolute, oleoresin), 1000-2000ppm; DAMS and DADS, 1000 or larger than 1000ppm; DATS, 500ppm.
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