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문제 정의
- 마늘 가공식품의 경우 분말화를 위한 건조 또는 추출․농축 방법이 주로 활용되고 있는데, 보다 다양한 가공품의 개발을 위해서는 많은 가공조건들에서 마늘의 변화에 대한 연구 자료가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 열처리 온도와 시간에 따른 성분의 변화 및 항산화 활성을 비교 분석함으로써 다양한 마늘 가공품 제조를 위한 기초 자료를 확보하고자 하였다.
제안 방법
- Caffeic acid(Sigma Co., USA)를 0～100 μg/mL의 농도로 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의 총페놀 함량을 산출하였다.
- Quercetin(Sigma Co., USA)을 표준물질로 하여 0～100 μg/mL 농도 범위에서 얻어진 표준 검량선으로부터 추출물의 총 플라보노이드 함량을 계산하였다.
- 각 마늘 시료의 표면색은 색차계(CR 301, Chroma meter, Minolta Co., Osaka, Japan)로 동일 실험군에서 총 5회 이상 반복 측정하였다. 마늘의 색도는 명도(lightness)를 나타내는 L값, 적색도(redness)를 나타내는 a값과 황색도(yellowness)를 나타내는 b값으로 나타내었으며 이때 사용한 표준 색판의 L값은 96.
- 각 시료의 열수 및 에탄올 추출물은 마늘 100 g에 추출용매 300 mL를 가하여 상온에 24시간 이상 방치한 다음 여과지로 여과한 여액을 회전식진공농축기를 이용하여 완전 건조시킨 다음 증류수를 이용하여 일정한 농도로 희석해 항산화 실험에 사용하였다. 이때 추출에 사용한 시료와 완전건고 후 시료의 무게를 측정하여 추출수율을 계산하였다.
- 각 용매 추출물은 10 g/100 mL 정도의 농도로 만들어 pH meter를 이용하여 pH를 측정하였으며 항산화 효과를 나타내는 갈색화 반응물의 용출 정도를 평가하기 위하여 spectrophotometer를 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다(12).
- 열수 및 에탄올 추출물의 항산화 활성은 Blois(17)의 방법을 변형한 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)에 대한 전자공여 효과를 측정하였으며, Oyaizu(18)의 방법에 따라 환원력을 측정하여 흡광도 값으로 나타내었다.
- 각 시료의 열수 및 에탄올 추출물은 마늘 100 g에 추출용매 300 mL를 가하여 상온에 24시간 이상 방치한 다음 여과지로 여과한 여액을 회전식진공농축기를 이용하여 완전 건조시킨 다음 증류수를 이용하여 일정한 농도로 희석해 항산화 실험에 사용하였다. 이때 추출에 사용한 시료와 완전건고 후 시료의 무게를 측정하여 추출수율을 계산하였다.
- 크기가 유사한 마늘을 5～7 mm 두께의 편으로 썰어 texture analyzer를 이용하여 전단가를 측정하였다. 각 처리구 별로 10개씩의 시료를 분석하였으며 이때 분석조건은 Table 1과 같다.
- 통마늘을 지퍼백에 400±20 g씩 겹치지 않게 담아서 온도를 60, 70, 80 및 90℃로 조절한 incubate에서 저장·숙성시키면서 1, 3, 6일에 시료를 취하였으며, 저장 전후의 무게를 측정하여 무게의 변화로부터 수율을 측정하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 통마늘은 경남 남해군에서 재배 수확된 것을 도울농산영농조합법인에서 구입하여 뿌리부분을 제거하고 꼭지부분은 위로 1～2 cm 가량 남긴 상태로 사용하였다.
데이터처리
- 각 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple test에 따라 분석하였다.
- 각 실험은 5회 이상 반복실험을 통하여 결과를 얻어 SPSS 12.0을 사용하여 통계처리 하였으며, 각각의 시료에 대해 평균±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- Alliin의 분해 생성물인 thiosulfate는 Freeman과 McBreen의 방법(16)에 따라 각 시료 분쇄물 1 g에 3배의 냉각수를 가하여 신속히 마쇄, 추출, 여과하였다. 이 여액 2 mL에 2배량의 흡광분석용 hexane을 가하여 2분간 진탕 추출한 다음 hexane층을 취하여 254 nm에서 흡광도 측정하여 시료 g당 흡광도 값으로 표시하였다.
- 일반성분은 상법에 따라 수분은 105℃ 상압가열 건조법, 회분은 550℃ 직접회화법, 조지방은 Soxhlet추출법, 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법, 총당은 황산페놀법으로 분석하였다.
- 총 플라보노이드는 Moreno 등(14)의 방법에 따라 추출물 0.5 mL에 10% aluminum nitrate 0.1 mL, 1 M potassium acetate 0.1 mL 및 ethanol 4.3 mL를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin(Sigma Co.
- 총페놀 함량은 Folin-Denis법(13)에 따라 각 추출물 1 mL에 Folin-Ciocalteau 시약 및 10% Na2CO3용액을 각 1 mL씩 차례로 가한 다음 실온에서 1시간 정치한 후 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. Caffeic acid(Sigma Co.
성능/효과
- 마늘 중의 갈변화 물질은 숙성 온도가 높을수록, 숙성 기간이 경과할수록 생성량이 증가하였다. 420 nm에서 60℃ 숙성 시료의 경우는 1일과 6일 시료를 비교할 때 갈변화 물질은 약 1.3배가 더 증가하였으나 70℃ 숙성 시료는 3.1배, 80℃와 90℃ 숙성 시료는 각각 4.7배와 13.1배 정도가 증가하여 숙성 온도에 따른 갈변화 물질의 함량 차이가 매우 큰 것을 확인할 수 있었다.
- 60℃, 6일 숙성 시료의 경우 10 mg/mL 첨가 시 물추출물은 44.39±0.92%, 에탄올 추출물은 46.88±0.27%의 활성을 나타내었으나 90℃ 숙성 시료에서 물추출물과 에탄올 추출물은 각각 87.48±0.20%와 77.33±0.14%의 높은 활성을 나타내었다.
- 온도를 달리하여 숙성시킨 마늘의 pH를 측정한 결과는 Table 5와 같다. 고온에서 마늘을 숙성시킬 경우 숙성 온도가 높을수록, 기간이 경과할수록 pH는 점차 산성화됨을 확인할 수 있었다. 이러한 pH의 변화는 60℃보다는 90℃에서 더 뚜렷하여 60℃ 숙성 시료의 경우 숙성 1일과 6일의 pH가 각각 6.
- 갈색에서 청록색의 흡수파장인 420 nm와 470 nm에서 갈변물질의 함량을 측정한 결과는 Table 8과 같다. 마늘 중의 갈변화 물질은 숙성 온도가 높을수록, 숙성 기간이 경과할수록 생성량이 증가하였다. 420 nm에서 60℃ 숙성 시료의 경우는 1일과 6일 시료를 비교할 때 갈변화 물질은 약 1.
- 물추출물과 에탄올 추출물의 농도별 전자공여능은 숙성온도가 높고 시료의 첨가농도가 높을수록 활성이 우수하였다(Table 12). 60℃, 6일 숙성 시료의 경우 10 mg/mL 첨가 시 물추출물은 44.
- 또한, 마늘을 슬라이스하여 55～85℃에서 건조하였을 때 420 nm에서 갈변물질의 함량은 숙성 온도가 높을수록 증가하였으며, 이는 숙성 초기 수분의 함량 변화와 상관성이 있다고 보고되어 있다(23). 본 실험의 결과에서도 갈변화 물질의 생성량과 수분의 함량 감소와는 정의 상관관계가 확인되었다.
- 수분함량(Table 6)은 숙성기간이 경과할수록 숙성 온도가 높을수록 감소하였다. 숙성 1일 시료의 경우 60℃ 숙성 시료의 수분함량은 65.
- 60～90℃에서 숙성한 마늘 중의 총페놀 및 플라보노이드 함량 변화는 Table 7과 같다. 숙성 기간이 경과함에 따라 총페놀 및 플라보노이드 함량 모두 유의적으로 증가하였으며, 숙성 온도가 높을수록 그 함량도 더 높았다. 또한 숙성 온도가 높을수록 그 증가폭도 더 커서 총페놀의 경우 60℃ 숙성 시료에서 숙성 1일과 3일 사이에는 그 함량이 차이가 없었으나 숙성 6일에야 0.
- 온도를 달리하여 숙성한 마늘의 물추출물과 에탄올 추출물 제조 수율은 Table 11과 같다. 에탄올 추출물에 비하여 물추출물의 수율이 월등히 더 높았으며 60～80℃ 숙성 시료의 에탄올 추출물 수율은 15% 미만으로 매우 낮았다. 반면, 물추출물은 모든 시료에서 20% 이상의 수율을 보였으며 90℃ 1일 숙성 시료의 수율이 66.
- 02 mg/100 g으로 약 4배 증가하였다. 이러한 경향은 플라보노이드의 함량변화에서도동일하였으며, 60℃ 숙성 시료의 경우는 숙성 3～6일에 90℃의 고온에서는 숙성 1～3일에 주로 그 함량이 급격히 증가함을 확인할 수 있었다.
- 68로 유의적으로 낮은 값이었다. 적색도를 나타내는 a값과 황색도를 나타내는 b값도 L값과 유사한 경향이므로 마늘을 고온에서 숙성할 경우 L, a, b값 모두가 매우 낮아짐을 확인할 수 있었다.
- 통마늘을 온도를 달리하여 숙성시켰을 때(Table 3) L값은 숙성온도가 높을수록, 숙성기간이 경과할수록 유의적으로 감소하였다. 숙성 1일에는 60℃와 70℃ 숙성 시료에서 명도 값은 각각 56.
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