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문제 정의
- 그에 반해 마늘종은 향신채소, 장아찌, 볶음용 등에 국한하여 이용되고 있으며 현재까지 보고된 연구로는 마늘종 분말을 첨가한 식빵 제조에 관한 연구(19)가 있을 뿐 마늘종 이용에 관한 연구는 국내외적으로 매우 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조리법에 따른 마늘종의 항산화 관련물질 함량 변화와 항산화 효능을 조사하여 마늘종을 활용한 응용식품 개발에 기초자료로 제공하고자 한다.
- 마늘종의 조리법으로 빈번이 사용되고 있는 데치기, 볶음 처리, 간장 절임 마늘종장아찌, 고추장 절임 마늘종장아찌를 선택하여 마늘종을 조리한 후에 항산화관련 물질의 함량과 항산화 효능을 생마늘종과 비교 측정하여 마늘종을 활용한 응용식품 개발에 기초자료를 제공하고자 하였다. 생마늘종은 생마늘에 비해 알리신이나 페놀화합물 함량이 낮게 함유되었으나 클로로필, β-카로틴, 비타민 C는 현저히 높은 것으로 나타났다.
가설 설정
- 1)Means with different superscripts in each column (A-D) and each row (a-d) are significantly different (p<0.05).
- 1)Phenolic compound content was expressed as gallic acid equivalents (GAE) in milligrams per 100 g dry material.
- 2)The numbers in parenthesis indicate the percentage of phenolic compounds retention after cooking.
제안 방법
- 4 mL를 가하여 잘 혼합한 후 실온에서 15분간 방치시킨 후 분광광도계를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산량을 산출하였다. 대조구는 Griess 시약 대신 증류수 0.4 mL를 첨가한 후, 동일한 방법으로 측정하여 시료용액의 첨가구와 대조구사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.
- 마늘종과 마늘은 데치기, 볶기, 간장 절임 장아찌, 고추장 절임 장아찌의 4가지 방법으로 조리하여 시료로 사용하였다. 데치기는 마늘종과 마늘을 잘라 끓는 물에서 1분 동안 데친 후 찬물에 헹궜으며, 볶기는 마늘종과 마늘을 미리 예열된 팬에 일정량의 기름을 두르고 1분 동안 볶아서 식혔다.
- 비타민 C 정량은 Sood 등의 방법(23)을 일부 변경하여 사용하였다. 즉, 동결건조 시료를 메타인산용액을 가하여 끓는 물에 5분간 비등시킨 후 여과하고, 5,000 rpm에서 20분간 원심분리 후 여과한 액을 HPLC(Agilent 1100series, USA)에 주입하였다.
- 클로로필 함량은 White 등(21)의 방법에 따라 측정하였다. 즉, 동결건조 시료를 아세톤으로 추출하여 거른 후 분액여두에 넣고 에테르를 가한 다음 에테르층에 무수 황산나트륨을 첨가하여 여과하고 642.5 nm 및 660 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
- 난지형 마늘종은 2006년 5월 초에 경남 남해군 소재 마늘밭에서, 한지형 마늘종은 2006년 5월말에 경북 의성군 소재 마늘밭 3군데에서 직접 수확한 것을 사용하였다. 마늘도 2006년에 마늘종을 뽑은 동일한 장소의 마늘밭에서 각각 수확한 난지형과 한지형 마늘을 직접 구입하여 시료로 사용하였다.
- 난지형 마늘종은 2006년 5월 초에 경남 남해군 소재 마늘밭에서, 한지형 마늘종은 2006년 5월말에 경북 의성군 소재 마늘밭 3군데에서 직접 수확한 것을 사용하였다. 마늘도 2006년에 마늘종을 뽑은 동일한 장소의 마늘밭에서 각각 수확한 난지형과 한지형 마늘을 직접 구입하여 시료로 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 Folin Ciocalteau's phenolic reagent, gallic acid, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), tris(hydroxymethyl)amino-methane, EDTA, pyrogallol, naphthylamine은 Sigma(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA), 4-mercaptopyridine(4-MP)는 Aldrich (Aldrich Chemical Co., St. Louis, MO, USA)로부터 구입하여 사용하였다.
- Louis, MO, USA)로부터 구입하여 사용하였다. 분석에 사용된 추출용매인 메탄올, 아세톤, 에테르 등의 시약은 모두 1급 이상의 등급을 사용하였다.
- 분석조건으로 칼럼은 Licrosphere RP18(10μL, 5 μm, 250×4 mm), 검출기는 UV/VIS detector Varian 9050, 용매는 H2O, 1% PICB6이며, 이동속도는 1.0 mL/min로 UV 254 nm에서 측정하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 SPSS(version 12.0, SPSS Inc., Chicago., IL, USA)를 이용한 분산분석(ANOVA)을 실시하였고 각 측정 평균값의 유의성(p<0.05)은 Duncan's multiple range test를 사용하여 검정하였다.
이론/모형
- β-카로틴 함량은 Jo와 Jung의 방법(22)을 사용하였다.
- SOD 유사활성은 Marklund와 Marklund의 방법(27)에 따라 측정하였다. 즉 추출액 0.
- 마늘종과 마늘의 알리신 농도를 계산하기 위해 324 nm에서 extinction coefficient(εM, 39,600 M-1cm-1)가 사용되었다.
- 아질산염 소거능은 Kato 등의 방법(28)에 따라 추출액 1 mL에 1 mM NaNO2 용액 1 mL를 가하고, 0.1 N HCl을 가하여 pH 1.2로 조정하였다. 여기에 증류수를 가하여 부피를 10 mL로 정용한 후 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음 반응액을 1 mL씩 취하여 2% acetic acid 5 mL, Griess 시약(A : B＝1:1, A: 1% sulfanilic acid in 30% acetic acid, B: 1% naphthylamine in 30% acetic acid)을 0.
- 알리신 함량은 Talia 등의 방법(25)에 따라 측정하였다. 마늘종과 마늘 추출물을 2 mM EDTA를 함유하는 50 mM Na-phosphate buffer(pH 7.
- 전자공여능 측정은 Blois(26)의 방법에 준하여 추출액 0.2 mL에 4×10-4 M DPPH 용액 0.8 mL를 가하여 vortex mixer로 10초간 강하게 진탕하여 실온에서 10분간 방치한 후 분광 광도계(UV spectrophotometer, Shimadzu, Japan)로 흡광도(525 nm)를 측정하여 시료첨가구와 시료무첨가구(대조구) 사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.
- 클로로필 함량은 White 등(21)의 방법에 따라 측정하였다. 즉, 동결건조 시료를 아세톤으로 추출하여 거른 후 분액여두에 넣고 에테르를 가한 다음 에테르층에 무수 황산나트륨을 첨가하여 여과하고 642.
- 페놀화합물 함량은 Benvenuti 등의 Folin Ciocalteu법(24)에 따라 동결건조 시료에 메탄올/HCl 2%(95:5 v/v)용액을 넣고 원심분리(3,000 rpm, 15 min)하였다. 그 중 1 mL를 취하여 Folin Ciocalteau 시약 5 mL와 Na2CO3 용액 10 mL를 가하여 혼합한 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다.
성능/효과
- 간장 절임 마늘종 장아찌와 고추장 절임 마늘종장아찌의 β-카로틴 함량도 증가하였으며, 특히 고추장 절임 마늘종장아찌는 471.0±2.5, 430.1±1.7 μg으로 크게 증가하였다.
- 간장 절임 마늘종장아찌와 고추장 절임 마늘종장아찌의 클로로필 함량은 크게 감소하여 난지형 고추장 절임 마늘종장아찌는 71.4±2.6 μg까지 감소하였다.
- 3 mg과 유사한 값이었다. 감소 정도는 고추장 절임 마늘종장아찌, 간장 절임 마늘종장아찌, 데치기, 볶음 처리의 순으로 낮아졌다. 이는 높은 페놀화합물 함량을 가진 채소들이 데치기, 볶음 처리, 전자레인지 등의 열처리로 총 페놀화합물 함량이 감소하였다는 Ismail과 Marjan(41), Barroga 등(42), Cheigh 등(43)의 연구 보고들과 일치하였다.
- 마늘종과 마늘의 조리방법별로 조사한 SOD 유사활성능에 대한 결과는 Table 7과 같다. 다른 항산화 측정방법의 결과와는 달리 SOD 유사활성은 생마늘이 생마늘종보다 크게 낮았으며 마늘종은 조리 후에 급격하게 감소한 반면, 마늘은 그 감소폭이 상대적으로 낮았다.
- 마늘은 조리 후에 마늘종보다는 EDA가 높게 나타났지만 데치거나 볶음 처리 후에 생마늘에 비해 33～43% 정도 EDA가 감소하였고, 장아찌는 53～57%가량이나 감소하여 마늘종장아찌와 유사한 수준이었다. 마늘도 데치기와 볶음 처리 후 한지형의 EDA가 높았고, 장아찌 간에는 유의적인 차이가 없었다.
- 마늘은 조리 후에 마늘종보다는 EDA가 높게 나타났지만 데치거나 볶음 처리 후에 생마늘에 비해 33～43% 정도 EDA가 감소하였고, 장아찌는 53～57%가량이나 감소하여 마늘종장아찌와 유사한 수준이었다. 마늘도 데치기와 볶음 처리 후 한지형의 EDA가 높았고, 장아찌 간에는 유의적인 차이가 없었다.
- 마늘의 NSA는 마늘종과 마찬가지로 데치거나 볶음 처리후 적은 정도로 감소하였으나, 마늘장아찌는 마늘종장아찌와는 달리 NSA가 생마늘의 57%로 크게 감소하였다. 조리법 중에서는 볶음 처리 후 NSA가 생마늘종이나 생마늘과 거의 유사한 높은 값을 유지하고 있음을 알 수 있었다.
- 마늘종장아찌의 NSA도 7～17% 정도 감소하였다. 볶음 처리 후 NSA가 생마늘종 다음으로 높았고, 데친 것, 간장 절임 마늘종장아찌와 고추장 절임 마늘종장아찌 순으로 낮아졌다.
- Ahn(38)의 연구에 의하면 채소류의 비타민 C 함량은 데치는 시간에 따라서 유의적으로 감소하였고, Selman(39)은 수용성인 비타민 C는 조리수로의 용출, 열에 의한 파괴, 효소에 의한 산화 과정을 거침에 따라 잎채소의 70%, 뿌리채소의 40%가 손실된다고 보고하였다. 본 실험에서도 비타민 C 함량이 마늘종은 데친 후에 88%, 마늘은 84% 정도 파괴되었고, 볶음 처리는 데치기와 유사하였고, 장아찌는 이보다 더 많이 감소하여 남아 있는 양이 매우 적었다. Jung 등(31)의 고추장아찌의 비타민 C 함량도 장아찌 숙성 기간 동안에 빠른 속도로 감소하는 경향을 나타내었다.
- 마늘종장아찌의 비타민 C 함량은 더 크게 감소하였는데, 그 이유는 데치거나 볶음 처리는 1분간의 단시간 열처리였지만 장아찌는 30일이라는 긴 절임기간 동안 침지액으로 수용성의 비타민 C가 더 많이 용출되었기 때문으로 사료된다. 생마늘은 비타민 C 함량이 생마늘종보다 훨씬 적은 양이었으며, 조리 후 역시 급격하게 감소하였다. 비타민 C는 조리 및 가공 중의 다양한 처리에 의하여 매우 많은 양이 손실되는 영양소로 알려져 있다(37).
- 6 μg까지 감소하였다. 생마늘의 클로로필 함량은 마늘종과 달리 매우 적었으며, 데치거나 볶음 처리 후에 클로로필 함량이 증가하였으나, 유의적인 차이는 없었다. 그리고 마늘장아찌에서는 클로로필이 잔존하지 않았다.
- 생마늘종은 비타민 C 함량이 한지형과 난지형 각각 48.4±0.9, 51.8±0.7 mg인데 반해 데치거나 볶음 처리 후에는 크게 감소하여 데친 후 한지형 마늘종의 비타민 C 함량이 5.9±0.6 mg이었다.
- 생마늘종은 생마늘에 비해 알리신이나 페놀화합물 함량이 낮게 함유되었으나 클로로필, β-카로틴, 비타민 C는 현저히 높은 것으로 나타났다.
- 생마늘종의 β-카로틴 함량은 한지형과 난지형이 각각 293.2±1.8, 269.3±1.6 μg인데 반해, 데친 후에는 327.1±1.7, 301.4±1.8 μg으로, 볶음 처리 후에는 389.3±1.7, 352.1±2.5 μg로 약 30% 정도 증가하였다.
- 생마늘종의 EDA는 한지형과 난지형에서 각각 20.1±0.7, 16.6±0.8%였으나 데치거나 볶음 처리 후에는 14～17% 정도 감소하였으며, 장아찌의 경우에는 16～34% 정도 감소하였다.
- 생마늘종의 SOD 유사활성은 한지형과 난지형에서 각각 39.6±0.6, 36.5±0.6%이며, 볶음 처리 후에는 52～56% 정도 감소하였고, 데친 후에는 58～61% 감소하였다.
- 생마늘종의 알리신 함량은 한지형과 난지형에서 각각 28.2±0.9, 26.1±1.0 mg으로 마늘보다 낮은 값이었다.
- 조리 후에도 마늘종의 EDA와 NSA는 마늘보다 낮게 나타났으나, 생것에 비해 그 차이가 적어져 EDA는 마늘의 약 70%, NSA는 약 65% 정도였으며, SOD 유사활성은 마늘과 유사하였다. 조리 전, 후에나타난 항산화 효능은 한지형이 난지형보다 높았다. 따라서 항산화 효능 면에서 마늘종을 생으로 먹는 것이 가장 좋고, 기호에 따라 단시간 볶거나 데친 후에도 상당한 항산화 효능을 가지는 것으로 나타나 이를 더욱 다양하게 이용할 수 있는 방안들도 추후 연구되어져야 할 것이다.
- 조리 후 마늘종에 함유된 클로로필과 β-카로틴 함량은 증가하였으나 비타민 C, 페놀화합물, 알리신 함량은 감소하였다.
- 측정된 항산화 효능은 생마늘이 EDA와 NSA가 생마늘종에 비해 현저히 높았으나 SOD는 유의적으로 낮았다. 조리 후 마늘종의 항산화 효능은 감소하여 생마늘종, 볶음 처리, 데치기, 간장 절임 마늘종장아찌, 고추장 절임 마늘종장아찌 순으로 낮아졌다. 조리 후에도 마늘종의 EDA와 NSA는 마늘보다 낮게 나타났으나, 생것에 비해 그 차이가 적어져 EDA는 마늘의 약 70%, NSA는 약 65% 정도였으며, SOD 유사활성은 마늘과 유사하였다.
- 조리법에 따른 마늘종과 마늘의 비타민 C 함량은 Table 3과 같다. 조리 후 모든 시료의 비타민 C 함량은 감소하였다. 생마늘종은 비타민 C 함량이 한지형과 난지형 각각 48.
- 0 mg으로 마늘보다 낮은 값이었다. 조리 후에는 모든 처리구에서 알리신 함량이 감소하여 볶음 처리, 데치기, 간장 절임 마늘종장아찌, 고추장 절임 마늘종장아찌 순으로 낮아졌으며, 잔존율이 20～33%의 범위를 보였다. 이와 같이 마늘종과 마늘의 가열처리에 의한 알리신 함량 감소는 알리신과 diallyl disulfide 등이 열에 약하다는 Lawson 등(44)의 보고와 일치하였다.
- 조리 후 마늘종의 항산화 효능은 감소하여 생마늘종, 볶음 처리, 데치기, 간장 절임 마늘종장아찌, 고추장 절임 마늘종장아찌 순으로 낮아졌다. 조리 후에도 마늘종의 EDA와 NSA는 마늘보다 낮게 나타났으나, 생것에 비해 그 차이가 적어져 EDA는 마늘의 약 70%, NSA는 약 65% 정도였으며, SOD 유사활성은 마늘과 유사하였다. 조리 전, 후에나타난 항산화 효능은 한지형이 난지형보다 높았다.
- 마늘의 NSA는 마늘종과 마찬가지로 데치거나 볶음 처리후 적은 정도로 감소하였으나, 마늘장아찌는 마늘종장아찌와는 달리 NSA가 생마늘의 57%로 크게 감소하였다. 조리법 중에서는 볶음 처리 후 NSA가 생마늘종이나 생마늘과 거의 유사한 높은 값을 유지하고 있음을 알 수 있었다.
- 조리 후 마늘종에 함유된 클로로필과 β-카로틴 함량은 증가하였으나 비타민 C, 페놀화합물, 알리신 함량은 감소하였다. 측정된 항산화 효능은 생마늘이 EDA와 NSA가 생마늘종에 비해 현저히 높았으나 SOD는 유의적으로 낮았다. 조리 후 마늘종의 항산화 효능은 감소하여 생마늘종, 볶음 처리, 데치기, 간장 절임 마늘종장아찌, 고추장 절임 마늘종장아찌 순으로 낮아졌다.
- 8%였으나 데치거나 볶음 처리 후에는 14～17% 정도 감소하였으며, 장아찌의 경우에는 16～34% 정도 감소하였다. 한지형 마늘종이 난지형보다 데치기와 볶음 처리 후에 더 높은 EDA를 보였고, 장아찌의 EDA 간에는 유의적인 차이가 없었다.
- 한지형과 난지형 생마늘종의 클로로필 함량은 각각 361.5±2.5, 302.7±2.1 μg이었으나, 데친 후에는 380.3±2.4, 324.8±2.5 μg로 증가하였고, 볶음 처리 후에도 376.3±2.2, 319.7±2.5 μg로 증가하였다.
- 마늘도 마늘종과 유사하게 SOD 유사활성이 조리 후에는 감소하여 생마늘에 비해 4～22% 정도 감소하였다. 한지형이 난지형에 비해 고추장 절임 마늘장아찌를 제외한 다른 조리과정에서 SOD 유사활성이 유의적으로 높게 나타났다.
후속연구
- 조리 전, 후에나타난 항산화 효능은 한지형이 난지형보다 높았다. 따라서 항산화 효능 면에서 마늘종을 생으로 먹는 것이 가장 좋고, 기호에 따라 단시간 볶거나 데친 후에도 상당한 항산화 효능을 가지는 것으로 나타나 이를 더욱 다양하게 이용할 수 있는 방안들도 추후 연구되어져야 할 것이다.
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