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문제 정의
- 그러나 국내의 흑마늘 관련 연구는 아직 미흡한 실정으로 흑마늘 가공 중 이화학적 성분 변화와 기능성 물질의 생성 등을 분석하여 흑마늘의 최적가공 적성을 밝히고 나아가 2차 가공을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 흡광도를 측정하였다. Caffeic acid (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)> 0-100 μg/mL의 농도 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의 총 페놀 함량을 산출하였다.
- 각 시료는 껍질을 제거한 표면부와 세로로 중심부를 절단한 내부의 색 을 색 차계 (CR 301 Chroma meter, Minolta Co., Osaka, Japan)로 5회 이상 반복 측정하였다. 마늘의 색도는명도(lightness)를 나타내는 L값, 적색도(redness)를 나타내는 a값과 황색도(yellowness)를 나타내는 b값을 측정하였으며이때 사용한 표준색 판의 L값은 96.
- 각 시료의 물추출물 및 에탄올 추출물은 마늘 100 g에 추출 용매 300 ml을 가하여 잘 교반한 다음 상온에서 24시 간 이상 추출한 후 여과지로 여과한 여액을 회전식 진공 농축기를 이용하여 완전건고 시키고, 증류수를 이용하여 일정한 농도로 희석하여 항산화 실험용 시료로 사용하였고, 이때 추출에 사용한 시료무게와 완전건고 후의 시료 무게를 추출 수율로 계산하였다.
- 각 용매 추출물은 io g/100 ml 정도의 농도로 만들어 pH meter (Model 720, Thermo Orion, Beverly, USA)를 이용하여 pH를 측정하였으며, 갈변반응에 의한 갈색화 물질은spectrophotometer (Optizen 2120UV, Macasys C. Ltd., Korea)를 이용하여 420 rm에서 흡광도를 측정하였다[19].
- 무기물의 분석은 Chung 등[6]의 방법을 응용하여 분해용플라스크에 시료 2 g을 취하여 진한 황산과 진한 질산을 각각 10 ml씩 차례로 가한 다음 hot plate 상에서 무색으로 변할 때 까지 분해하여 100 ml로 정용 . 여과하여 Inductively Coupled Plasma (ICP, Optima 3300DV, Perkin-Elmer Co.
- 물추출물 및 에탄올 추출물의 항산화 활성은 시료의 농도를 100, 500 및 1, 000 μg/ml로 만들어 Blois [4]의 방법 을 변형한 l, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 에 대한 전자공여 효과를 측정하였으며, Oyaizu [22]의 방법에 따라 환원력을 측정하여 흡광도 값으로 나타내었다.
- 000x g, 30 min)하였다. 상기의 조작을 2회 반복하여 얻은후 상등액을 모두 모아 감압농축한 다음 3차 증류수를 사용하여 25 mlS 만든 후 0.45 gm membrane filter 및 sep-pak Cis cartridges에 차례로 통과시킨 다음 Bio-LC (DX-2500 system, Dionex, Sunnyvale, USA)로 측정하였다. 분석시 칼럼은 carbopac PA10 (4 mmx 250 mm), 검출기는 ED 40, de- tector튼 pulsed amperometry, electrode cell은 Au를 사용하였다.
- 때 까지 분해하여 100 ml로 정용 . 여과하여 Inductively Coupled Plasma (ICP, Optima 3300DV, Perkin-Elmer Co., Massachusetts, USA)로 분석하였다. 이때, RF generator는 27.
- 잔사에 80% 에탄올 75 ml를 가하여 2회 반복 추출한 후 상등액을 모아 농축한 후 에테르로 탈지하여 50 ml로 정용하였다. 이 액을 일정량 취하여 농축한 다음 pH 2.2 구연산 완충용액으료 10 ml로 만들어 membrane fil- ter로 여과하여 아미노산 자동분석 기(Amino acid analyzer 835, Hitachi)로 분석하였다.
- 6) 하여 회전진공증발기로 감압 농축하였다. 이것을 pH 2.2 구연산 완충액으로 10 ml로 만들어 일정 량을 membrane filter (0.2 gm) 및 sep-pak Cis cartridges0]] 차례로 통과시 킨 다음 아미노산 자동 분석 기(Amino acid analyzer 835, Hitachi)로써 분석하였다';
- 약 200시간 숙성시켰다. 흑마늘 제조공정에 따른 시료는 도울농산영 농조합법 인의 특허 방법 (특허 출원번호 : 10- 2007-0070551)에 따라 숙성온도와 시간에 따라 3단계로 구분하여 시료를 채취하고, 또 숙성 및 건조 단계에서 1회, 총 4 회 시료를 채취하였다. 각 시료는 껍질을 제거한 다음 색도를 측정하고 나머지는 믹서 (HMF-1000, Hanil, Seoul, Korea) 로 완전히 분쇄하여 폴레에틸렌 팩에 넣어 -20℃ 이하에서보관해 두고 실험에 사용하였다.
대상 데이터
- 45 gm membrane filter 및 sep-pak Cis cartridges에 차례로 통과시킨 다음 Bio-LC (DX-2500 system, Dionex, Sunnyvale, USA)로 측정하였다. 분석시 칼럼은 carbopac PA10 (4 mmx 250 mm), 검출기는 ED 40, de- tector튼 pulsed amperometry, electrode cell은 Au를 사용하였다. 용매는 eluent generator를 이용하여 arabinose, gal actose, glucose는 3 mM KOH/H2O, fructose 와 sucrose는 52 mM KOH/H2O, maltose는 100 mM KOH/H2O를, 유속은 0.
- 실험에 사용된 흑마늘은 경남 남해군에서 재배 수확된 통마늘의 뿌리부분을 제거하고 꼭지부분은 위로 1~2 cm 가량남긴 상태로 온도조절이 가능한 가열 숙성기에 뚜껑이 있는스테 인레스스틸 용기에 담아 50℃~90℃까지 온도를 변화시키면서 약 200시간 숙성시켰다. 흑마늘 제조공정에 따른 시료는 도울농산영 농조합법 인의 특허 방법 (특허 출원번호 : 10- 2007-0070551)에 따라 숙성온도와 시간에 따라 3단계로 구분하여 시료를 채취하고, 또 숙성 및 건조 단계에서 1회, 총 4 회 시료를 채취하였다.
데이터처리
- 0 을 사용하여 통계처리 하였으며, 각각의 시료에 대해 평균土 표준편차로 나타내었다. 각 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple test에따라 분석하였다.
- 각 시료에 대하여 5회 이상 반복 실험한 결과를 SPSS 12.0 을 사용하여 통계처리 하였으며, 각각의 시료에 대해 평균土 표준편차로 나타내었다. 각 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 한 후 p<0.
이론/모형
- Alliin의 분해 생성물인 thiosulfate는 Freeman과 McBreen 의 방법에 따라 각 시료 분쇄물 1 g에 3배의 냉각수를 가하여 신속히 마쇄, 추출, 여과 하였다. 이 여 액 2 ml에 2배량의 흡광분석용 hexane을 가하여 2분간 진탕 추출한 다음 hexane층을 취하여 254 nm에서 흡광도를 측정하여 시료 g 당 상대적인 함량으로 표시하였다.
- 유리아미노산은 Sung 등[24]의 방법에 따라 시료 10 g에에탄올 150 ml를 가하여 균질화한 다음 원심분리(6, 000x g, 10 min)하였다. 잔사에 80% 에탄올 75 ml를 가하여 2회 반복 추출한 후 상등액을 모아 농축한 후 에테르로 탈지하여 50 ml로 정용하였다.
- 일반성분은 상법 에 따라 수분은 105℃ 상압가열 건조법, 회분은 550℃ 직접회화법, 조지방은 soxhlet추출법, 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법, 총당은 황산페놀법으로 분석하였다.
- 총 페 놀화합물의 함량은 Folin-Denis법 [9] 에 따라 각 추출 >1 ml에 Folin-Ciocalteau 시약 및 10% NaKCh용액을 각각 1 ml씩 차례로 가한 다음 실온에서 1시간 정치한 후 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. Caffeic acid (Sigma-Aldrich Co.
- 총 플라보노이드는 Moreno 등[21]의 방법에 따라 추출물 0.5 ml에 10% aluminum nitrate 0.1 ml, 1 M potassium ace tate 0.1 ml 및 ethanol 4.3 ml를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였으며, quercetin (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, USA)을 표준물질로 하여 0~100 gg/ml 농도 범위에서 얻어진 표준 검량선으로부터 추출물의 총 플라보노이드 함량을 계산하였다.
성능/효과
- 갈변물질의 함량을 예측할 수 있는 흡광도 수치(420 nm) 는 제조 공정의 진행과 더불어 유의적으로 상승하여 2단계에비해 3단계에서(O.D. 1.64) 약 1.80배 증가하였으며, 마지막 4 단계에서 O.D. 값은 1.84로 증가하였다. Kim과 Kim [14]은마늘의 열풍건조 중 갈변화 물질 생성율과 관련한 온도의 영향은 #값과도 상관성이 있으며, 온도가 높을수록 갈변화반응은 촉진된다고 보고한 바 있다.
- 2와 같으며, DPPH에 대한 전자공여능 및 환원력을 시험한결과는 Table 9 및 10과 같다. 마늘의 숙성이 진행됨에 따라수율은 점차 증가하여 물추출물은 1단계 시료에서 36.78%였으나 4단계 시료에서는 51.30%, 에탄올 추출물은 31.70%(1단계 시료)에서 38.08%(4단계 시료)로 증가하였으며 수율은 물추출물이 더 높았다.
- 8배 증가하였다. 마늘의 총 thiosulfate의 주요 성분은 allicin이며 allicin이 분해되어 생성되는 diallyl disulfide와 diallyl sulfide가 대부분을 차지한다고 알려져 있는데 [25], 본 실험의 결과에서 흑마늘 제조 과정 중 thiosulfinate의 함량이 증가한 것은 allicin 보다는 저급 황화합물의 생성이 증가하였고, 수분이 감소함에 따라 상대적으로 고형분의 함량이 증가된 결과라 생각된다.
- 더 용이해 졌기 때문이라고 고찰하였다. 본 실험 결과에서도 페놀화합물과 플라보노이드의 함량이 증가한 것은 고온 열처리로 인하여 페놀 화합물의 생성과 추출이 용이해졌고, 또 가공 중 수분 함량이 감소된 결과로 해석된다.
- 전자공여능은 추출 수율과 유사한 경향으로 숙성이 진행될수록 시료의 첨가 농도를 높일수록 점차 증가하였다(Table 9). 100 jig/ml 농도에서는 물추출물의 전자공여능이 에탄올 추출물보다 활성이 낮았으나 첨가시료의 농도가 높아질수록 오히려 물추출물.
- 총 유리아미노산의 함량은 1단계에서 110.7317.3S8 mg/ 100 g으로 가장 낮은 함량이었으나 2단계에서는 약 1.3배(154.41 ±0.29 mg/100 g) 증가하였다가 4단계에서는 다시 감소하는 경향을 보였다. 흑마늘의 가공 중 유리 아미노산의 함량변화는 매우 불규칙한 결과를 보였다.
- 분석한 결과는 Table 3과 같다. 총 페놀 화합물과 플라보노이드 함량 모두 제조 공정의 진행과 더불어 점차 증가하는 경향을 나타내었다. 총 페놀화합물의 경우 1단계에서는 0.
- 137로 다른 단계 시 료의 값보다 더 낮았으나 1, 000 gg/ml 농도에서는 숙성이 진행 될수록 환원력도 증가하였다. 추출용매에 따른 환원력은 100 및 500 Jig/ml 농도의 1, 2단계 시료를 제외한 모든 시료에서 물추출물이 에탄올 추출물 보다 유의 적으로 높았다.
- 37로 감소한 이후에는 유의적인 차이가 없이 미량 감소하였다. 흑마늘은 제조 공정의 완료 후 마늘의 내부까지흑색을 띄게 되는데, 내부 색의 변화는 주로 1단계에서 2단계로 이행되는 초기단계에서 흑변이 일어남을 확인할 수 있었다. 외부색에 비하여 내부색이 a 및 b값 모두가 더 높게 측정되었으나 L값은 대차가 없었다.
- 흑마늘의 제조 과정 중 색소의 변화는 마늘의 자체 성분에 의한 갈변 반응으로 추정되는데, 본 실험의 결과 이당류들의 감소와 단당류인 fructose의 함량 증가로 볼 때 흑마늘로 가공되는 과정 중 마늘 내의 이당류는 점차 분해되고 상대 적으로 단당류의 함량이 증가됨으로서 단당류가 갈변 반응에 관여하는 것으로 추정 된다. 또 관능적으로도 감미가 증가되는 이유역시 fructose의 함량이 증가(약 1.
후속연구
- 19 μmol/ml로 증가하였다, 마늘중의 total pyruvate는 allinase에 alliin이 분해되 면서 allicin, 암모니아와 더불어 생성되는 것으로 알려져 있는데[2이, al- liin을 함유한 마늘이나 양파는 조리를 하거나[23], 상온보다더 높은 온도에서 저장할 경우 더 많은 함량이 정량된다는보고가 있다[1 이. 본 실험에서 total pyruvate의 함량이 증가된 것은 제조 과정 중 90℃ 까지 승온 시킨 것을 고려할 때 allinase의 작용만으로 보기본 어려우며, 고온에 의한 당의분해산물이 더해진 것으로 추정되나 이에 대한 관련 기작은추후 더 연구해야 할 과제이다.
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