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논문 상세정보

시판 흑마늘과 제조 흑마늘의 이화학적 품질 및 항산화 특성 비교

Comparison of the Quality Characteristics and Antioxidant Activities of the Commercial Black Garlic and Lab-Prepared Fermented and Aged Black Garlic

초록

본 연구는 남해 통흑마늘, 의성 통흑마늘, 창녕 통흑마늘 및 본 연구실에서 개발한 제조방법으로 만든 흑마늘의 이화학적 특성 및 항산화 특성을 비교하였다. 각각 흑마늘의 당도는 42.7, 42.7, 56.7, $54.7^{\circ}Brix$를 나타내었다. 환원당 함량은 각각 15.0, 16.0, 23.5, 25.9%로 본 연구실에서 제조한 흑마늘의 환원당 함량이 가장 높게 나타났다. 시판 및 본 연구실에서 제조한 발효숙성 흑마늘의 pH는 3.9~4.6으로 생마늘을 흑마늘로 만드는 과정에서 산도가 높았다. Thiol의 함량은 각각 448.5, 350.0, 318.2, 478.7 mg/g으로 본 연구실에서 개발한 방법으로 제조한 흑마늘의 thiol 함량이 가장 높게 나타났다(p<0.05). 총 phenol 함량은 각각 0.64, 0.60, 0.68, 0.72 mg/mL로 본 연구실에서 제조한 흑마늘이 가장 높았다. FRAP은 각각 1.7, 1.4, 1.7, 1.9 mg/mL로 본 연구실에서 개발한 제조방법으로 만든 발효숙성 흑마늘의 이 가장 높게 나타났다. ABTS 라디칼 소거능은 73.8, 66.2, 95.8, 96.0%로 본 연구실에서 개발한 방법으로 제조한 흑마늘 항산화능이 가장 높게 나타났다. DPPH 및 hydroxyl 라디칼 소거능의 $IC_{50}$(DPPH 라디칼을 50% 소거시키는데 필요한 농도)값은 각각 13.1, 12.4, 12.4, 9.1 mg/mL 및 5.2, 3.7, 4.0, 3.2 mg/mL로 본 연구실에서 개발한 방법으로 제조한 흑마늘의 $IC_{50}$이 가장 낮아, 항산화능이 가장 높게 나타났다. 위 결과로부터 본 연구실에서 제조한 흑마늘은 당도, 환원당, thiol 함량 및 항산화능이 시판되는 흑마늘보다 높아 건강식품소재로 우수함을 나타내었다.

Abstract

This study was carried out to investigate the quality characteristics and antioxidant activities of the commercial black garlic (NHBG: Namhae black garlic, USBG: Uiseng black garlic, CNBG: Changnyung black garlic) and FABG (fermented and aged black garlic). The sugar contents of NHBG, USBG, CNBG, and FABG were 42.7, 42.7, 56.7 and $54.7^{\circ}Brix$, respectively, whereas the reducing sugar contents were 15.0, 16.0, 23.5 and 25.9%. The pH decreased with the processing of the fermented aged black garlic, whereas the acidity increased. In addition, the thiol content was the highest in fermented and aged black garlic (p<0.05). The antioxidant activities by DPPH and hydroxyl radical scavenging activity of fermented and aged black garlic were much higher than those of the other samples. Total phenol contents of NHBG, USBG, CNBG and FABG were 0.64 mg/mL, 0.60 mg/mL, 0.68 mg/mL and 0.72 mg/mL, respectively. ABTS radical scavenging activity of fermented and aged black garlic were much higher then those of the other samples. FRAP values of NHBG, USBG, CNBG, and FABG were 1.7 mg/mL, 1.4 mg/mL, 1.7 mg/mL and 1.9 mg/mL, respectively. Based on these results, it is suggested that the fermented and aged black garlic was appropriate for good qualities in terms of both physicochemical and antioxidative activities.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
생리활성
마늘의 생리활성에는 어떤 것들이 있는가?
항균성, 암세포 성장억제 효과, 혈전생성 지연효과 및 혈중 콜레스테롤 저하효과, 류머티즘 예방 등

마늘의 자극적인 매운맛과 냄새는 기호도를 저하시킬 뿐 아니라 마늘을 이용한 식품개발에 있어서 걸림돌이 될 수 있다(3). 그러나 마늘의 독특한 향미특성으로 인하여 항균성, 암세포 성장억제 효과, 혈전생성 지연효과 및 혈중 콜레스테롤 저하효과, 류머티즘 예방 등 여러 생리활성을 나타내면서 지속적으로 소비가 증가하고 있다. 마늘의 alliin과 함황 아미노산인 S alk(en)yl-L-cysteine sulfoxide는 alliinase와 접촉하여 allicin 등의 thiosulfinate를 생성하게 되고 이들이 특징적인 마늘 냄새를 가지는 allyl sulfide 등의 휘발성 황 화합물로 변화되어 냄새를 발현하게 된다 (4).

흑마늘의 당도 및 환원당 함량
남해 통흑마늘, 의성 통흑마늘, 창녕 통흑마늘 및 본 연구실에서 개발한 제조방법으로 만든 흑마늘의 당도 및 환원당 함량은 어떻게 나타났는가?
흑마늘의 당도는 각각 42.7, 42.7, 56.7, 54.7oBrix를 나타내었다. 또한 환원당 함량은 각각 15.0, 16.0, 23.5, 25.9%로 본 연구실에서 제조한 흑마늘의 환원당 함량이 가장 높게 나타났다

흑마늘의 당도 및 환원당 함량은 Table 1에 나타내었다. 남해 통흑마늘, 의성 통흑마늘, 창녕 통흑마늘 및 본 연구실에서 개발한 제조방법으로 만든 흑마늘의 당도는 각각 42.7, 42.7, 56.7, 54.7oBrix를 나타내었다. 또한 환원당 함량은 각각 15.0, 16.0, 23.5, 25.9%로 본 연구실에서 제조한 흑마늘의 환원당 함량이 가장 높게 나타났다. 생마늘의 당도는 27.

난지형
우리나라 난지형 마늘의 주산지는 어디인가?
제주, 남해, 해남, 무안 등지

백합과 파속에 속하는 1년생 숙근초 식물인 마늘(Allium sativum L.)은 중앙아시아와 지중해 연안지역이 그 원산지로 추정되고 우리나라에서 재배되는 마늘은 크게 난지형과 한지형으로 분류되는데, 난지형은 제주, 남해, 해남, 무안 등지가 주산지이며, 한지형은 의성, 서산, 삼척 등이 주산지이다(1). 또한 마늘은 우리나라 식생활에 있어서 필수불가결한 조미료로서 우리나라 국민 1인당 연간 약 7~9 kg을 소비하고 있는데, 소비 형태를 보면 생마늘을 그대로 사용하거나 혹은 건조분말, puree, 산 절임, 분말 또는 과립, oleoresin 등으로 만들어 육제품, 스프, 스낵류 등 다양한 제품에 사용되고 있다(2).

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참고문헌 (24)

  1. Jo JS. 1990. Food materials. Gijeunyungusa, Seoul, Korea.p 154-155. 
  2. Kim YP, Lee GW, Oh HI. 2006. Optimization of extraction conditions for garlic oleoresin and changes in the quality characteristics of oleoresin during storage. Korean J FoodNutr 19: 219-226. 
  3. Son CW, Jeon MR, Kim MH, Kim MR. 2008. Quality characteristics and antioxidant activities of green tea garlicpaste added calcium. Korean J Food Cookery Sci 24: 876-881 
  4. Machizuki E, Yamamoto T, Suzuki S, Nakazawa H. 1996.Electrophoretic identification of garlic and garlic products.J AOAC Intl 79: 1466-1470 
  5. Park HH, Lee YN, Lee KH, Kim TH. 2004. World of garlic.Hyoilbooks, Seoul, Korea. p 91-94. 
  6. Choi DJ, Lee SJ, Kang MJ, Cho HS, Sung NJ, Shin JH.2008. Physicochemical characteristics of black garlic (Allium sativum L.). J Korean Soc Food Sci Nutr 37: 465-471. 
  7. AOAC. 1995. Official methods of analysis. 15th ed. Association of Official Analytical Chemists, Arington, VA, USA. 
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  11. Kim HK, Jo KS, Shin DB, Kim IH. 1987. Effects of phosphate complex treatment on the quality of dried garlic flakes. Korean J Food Sci Technol 19: 75-80. 
  12. Lee JW, Lee SK, Do JH, Shim KH. 1998. Characteristics of the water soluble browning reaction of Korean red ginsengas affected by heating treatment. J Ginseng Res 22:193-199. 
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  15. Pinto JT, Krasnikov BF, Cooper AJ. 2006. Redox-sensitive proteins are potential targets of garlic-derived mercaptocysteine derivatives. J Nutr 136: 835S-841S. 
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  18. Sanchez-Gonzalez I, Jimenez-Escrig A, Saura-Calixto F.2005. In vitro, antioxidant activity of coffees brewed using different procedures (Italian, espresso and filter). Food Chem 90: 133-139. 
  19. Miller NJ, Rice-Evans CA. 1997. Factors affecting the antioxidant activity determined by the ABTS radical cation assay. Free Radic Res 26: 195-199. 
  20. Hwang HR. 2010. A study on antioxidant activities and analysis of bioactive compound of the extract fraction from leaves of loquat (Eriobotrya japonica Lindl.) by cultivar. MS Thesis. Chungnam National University, Daejeon, Korea. 
  21. Ryu K, Ide N, Matsuura H, Itakura Y. 2001. $N{\alpha}$-(1-deoxy-D-fructose-1-yl)-L-arginine, an antioxidant compound identified in aged garlic extract. J Nutr 131: 972S-976S. 
  22. Shin JH, Choi DJ, Lee SJ, Cha JY, Sung NJ. 2008. Antioxidant activity of black garlic (Allium sativum L.). J Korean Soc Food Sci Nutr 37: 965-971. 
  23. Chung SK. 1997. Hydroxy radical scavenging effects of speices and scavengers from brown mustard. Biosci Biotech Biochem 61: 118-123. 
  24. Manian R, Anusuya N, Siddhyraju P, Manian S. 2008. The antioxidant activity and free radical of Camellia sinensis (L.) O. Kuntz, Ficus bengalensis L. and Ficus racemosa L. Food Chem 107: 1000-1007. 

이 논문을 인용한 문헌 (11)

  1. 오혜림, 유보람, 김효진, 이지연, 김나연, 송정은, 김미리 2011. "지황 및 숙지황 농축 페이스트의 이화학적 품질 및 항산화 특성" 한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 40(11): 1518~1524 
  2. 전선영, 정은정, 백정화, 차용준 2011. "시판 흑양파추출액의 휘발성 향기성분" 생명과학회지 = Journal of life science, 21(12): 1740~1745 
  3. 전선영, 백정화, 정은정, 차용준 2012. "시판 흑마늘추출액의 휘발성 향기성분" 한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 41(1): 116~122 
  4. 황초롱, 신정혜, 강민정, 이수정, 성낙주 2012. "홍마늘 용매 분획물의 항산화 및 항비만 활성" 생명과학회지 = Journal of life science, 22(7): 950~957 
  5. 강재란, 이수정, 권효진, 권민혜, 성낙주 2012. "반응표면분석을 이용한 흑마늘의 항산화 활성 최적화를 위한 추출조건 확립" 한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, 19(4): 577~585 
  6. 서민정, 강병원, 박정욱, 김민정, 이혜현, 류은주, 주우홍, 김광혁, 정영기 2013. "흑마늘(Black garlic) 추출물이 마우스 비장세포의 Cytokine 생성에 미치는 영향" 생명과학회지 = Journal of life science, 23(1): 63~68 
  7. 김진효, 류성지, 이지원, 김영완, 황한준, 권오경 2013. "소규모 국내생산 식물 발효식품의 바이오제닉아민 잔류특성" Journal of applied biological chemistry, 56(2): 113~117 
  8. 왕숙자, 이정훈, 이시경 2013. "흑마늘 추출액의 첨가가 식빵 품질 특성에 미치는 영향" 한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 42(8): 1283~1289 
  9. 박초희, 김경희, 김나영, 김성환, 육홍선 2014. "효소 발효 자이언트 흑마늘 페이스트를 첨가한 양갱의 항산화 활성 및 품질 특성" 한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, 27(6): 1014~1021 
  10. 강재란, 김경민, 황초롱, 조계만, 황정은, 김정환, 김정상, 신정혜 2014. "마늘 첨가 된장의 숙성 중 품질특성 변화" 한국식품조리과학회지 = Korean Journal of Food & Cookery Science, 30(4): 435~443 
  11. 문원희, 육근돌 2014. "병원성 세균에 대한 마늘추출물의 항균효과" 디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, 12(10): 477~484 

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