[논문]자이언트흑마늘의 유효성분 분석

김담; 김경희; 육홍선

doi:10.3746/jkfn.2015.44.11.1672

자이언트흑마늘의 유효성분 분석
Analysis of Active Components of Giant Black Garlic 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.44 no.11, 2015년, pp.1672 - 1681

김담 (충남대학교 식품영양학과) , 김경희 (충남대학교 식품영양학과) , 육홍선 (충남대학교 식품영양학과)

초록
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자이언트마늘을 자이언트흑마늘로 숙성시킬 시에 새롭게 생성되거나 증강되는 유효성분을 측정하여 기존의 일반마늘 및 이를 숙성시킨 일반흑마늘과 비교 분석하였다. 일반성분 분석 결과 자이언트마늘에서 자이언트흑마늘로 숙성 후 수분은 감소하였으며 회분, 조단백, 조지방은 증가하였고, 일반마늘에서 일반흑마늘로 숙성 후에도 유사한 경향을 보였다. pH는 숙성 후 감소하였고 산도는 증가하는 경향을 보였다. 총당은 숙성 후 증가했지만 자이언트흑마늘과 일반흑마늘 간에 큰 차이가 없었으며 환원당의 경향도 유사하였다. 총 피루브산의 함량은 숙성 후에 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 자이언트흑마늘이 일반흑마늘에 비하여 더 높은 값을 나타냈다. 구성 아미노산 측정 결과 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 histidine, lysine, arginine을 제외한 모든 아미노산이 많게는 2배 이상 증가하였으며, 자이언트흑마늘이 일반흑마늘보다 숙성 후 총 아미노산 함량의 증가비율이 더 높았다. 자이언트흑마늘이 일반흑마늘보다 arginine, cysteine, lysine, phosphoethanolamine, urea를 제외한 유리 아미노산의 함량이 더 높은 값을 나타냈으며 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 taurine, phosphoethanolamine, ${\beta}$-alanine, ethanolamine이 신규 생성 되었다. 무기질의 측정 결과 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 구리, 철, 마그네슘, 나트륨이 증가하였다. S-Allyl-L-cysteine의 함량은 자이언트흑마늘이 자이언트마늘에 비해 약 4배 증가했으며 일반흑마늘보다 높은 값을 나타내었다. S-Allylmercaptocysteine도 마찬가지로 숙성시에 함량이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구 결과는 자이언트마늘의 가공에 대한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Garlic has been consumed for a long time as a food in Korea. Among commercial garlic products, aged black garlic is known to contain bioactive ingredients. Giant garlic is large garlic with a mild and sweet flavor. However, there have been few studies on the bioactive effects of giant garlic. This study analyzed valid substances of giant black garlic (GBG), giant fresh garlic (GFG), normal black garlic (NBG), and normal fresh garlic (NFG). Moisture content of GBG decreased in comparison with that of GFG. Ash, crude protein, crude lipid, total pyruvate, S-allylcysteine, and S-allylmercaptocysteine contents were the highest in GBG. The pH values of GBG, GFG, NBG, and NFG were 3.77, 5.97, 3.94, and 6.10, respectively. Acidity of GBG was higher than that of GFG. Total sugar content of GBG increased while reducing sugar content was the same as that of GFG. Composition of amino acids except for histidine, lysine, and arginine in GBG was higher than that of GFG, and free amino acids excluding arginine, cysteine, lysine, phosphoethanolamine, and urea were higher than those of GFG. In minerals, Cu, Fe, and Mg contents were higher than those of GFG.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 따라 자이언트마늘을 숙성시킨 자이언트흑마늘을 섭취함으로써 자이언트마늘과 흑마늘의 장점이 접목된 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 자이언트마늘을 흑마늘로 숙성시킬 시에 새롭게 생성되거나 증강되는 유효성분을 측정하여 기존의 일반마늘 및 이를 숙성시킨 일반흑마늘과 비교 분석함으로써 새로운 기능성 식품 소재로서의 활용 가능성을 알아보고 국내에 잘 알려지지 않은 자이언트마늘의 숙성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다.

가설 설정

3)Different letters (a-c) within the same row differ significantly (P<0.05).
3)Different letters (a-d) within the same row differ significantly (P<0.05).

제안 방법

SAC, S-allylmercaptocysteine(SAMC)을 측정하기 위해 시료 5 mg을 50% methanol 1 mL에 용해하여 0.2 μm filter로 여과한 후 이를 시험 용액으로 하여 high performance liquid chromatography(HPLC, YL 9100, Young Lin Instrument Co., Ltd., Anyang, Korea)로 분석하였다.
그 후 rotary vacuum evaporator로 감압 농축 (40℃)한 후 0.2 N Na-citrate buffer(pH 2.2, Pickering Laboratories Inc., Mountain View, CA, USA) 용액을 이용하여 일정비율로 희석하고 0.2 μm membrane filter (Whatman International Ltd.)로 여과한 다음 아미노산 자동분석기(Pinnacle PCX post-column derivatizer, Pickering Laboratories Inc.)로 총 16종의 구성 아미노산을 분석･정량 하였다.
그다음 0.2 N Na-citrate buffer( pH 2.2) 5 mL로 정용한 후 0.2 μm membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기로 유리 아미노산을 분석･정량하였다(27).
)한 후 증류수를 가해 총 100 mL의 부피로 맞추어 유도결합플라스마 분광광도계 (ICP, Inductively Coupled Plasma 730-ES, Varian, Palo Alto, CA, USA)로 무기질 함량을 측정하였다. 무기질은 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 인(P), 아연(Zn) 함량을 측정하였다. RF power는 1.
) 하는 과정을 거쳐 얻었으며 -20℃에 보관하면서 본 실험에 적당한 농도로 희석하여 사용하였다. 본 연구에서 일반성분과 pH 측정, 구성 아미노산 및 유리 아미노산 측정, 무기질 함량 측정은 공급받은 생시료를 그대로 사용했으며, 그 외의 실험은 추출물을 사용하였다.
자이언트흑마늘 및 일반흑마늘의 제조는 14종의 천연과채류 및 곡류를 8개월 이상 발효시켜 얻은 천연식물활성효소액에 Saccharomyces cerevisiae를 접종하여 실온에서 8개월 동안 배양한 복합발효액을 자이언트마늘 및 일반마늘에 분사시킨 후 30~45℃의 온도에서 24시간, 60~85℃에서 240시간 발효시킨 다음 40~55℃에서 120시간 동안의 숙성과 상온에서 건조시키는 단계로 이루어졌다. 본 연구에서는 자이언트흑마늘, 자이언트마늘, 일반 흑마늘, 일반마늘의 유효성분을 측정하여 비교 분석하였다.
)를 사용하였으며 모든 측정은 실온에서 실행되었다. 이렇게 얻어진 피크의 높이와 면적을 표준검량곡선 (R²=1)에 대입하여 검체 중의 SAC와 SAMC의 함량(%)을 산출하였다.
자이언트마늘을 자이언트흑마늘로 숙성시킬 시에 새롭게 생성되거나 증강되는 유효성분을 측정하여 기존의 일반마늘 및 이를 숙성시킨 일반흑마늘과 비교 분석하였다. 일반성분 분석 결과 자이언트마늘에서 자이언트흑마늘로 숙성 후 수분은 감소하였으며 회분, 조단백, 조지방은 증가하였고, 일반마늘에서 일반흑마늘로 숙성 후에도 유사한 경향을 보였다.
)은 2013년 6월에 각각 영광과 의성에서 생산되었으며, 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘은 이에프지(Geumsan, Korea)에서 제조한 것을 (주)점보갈릭(Yongin, Korea)을 통해 제공받아 사용하였다. 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘의 제조는 14종의 천연과채류 및 곡류를 8개월 이상 발효시켜 얻은 천연식물활성효소액에 Saccharomyces cerevisiae를 접종하여 실온에서 8개월 동안 배양한 복합발효액을 자이언트마늘 및 일반마늘에 분사시킨 후 30~45℃의 온도에서 24시간, 60~85℃에서 240시간 발효시킨 다음 40~55℃에서 120시간 동안의 숙성과 상온에서 건조시키는 단계로 이루어졌다. 본 연구에서는 자이언트흑마늘, 자이언트마늘, 일반 흑마늘, 일반마늘의 유효성분을 측정하여 비교 분석하였다.
6 N NaOH 용액 5 mL를 가하여 spectrophotometer로 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 피루브산의 함량은 표준물질을 sodium pyruvate(Sigma-Aldrich Co.)로 하여 동일한 방법으로 실험하여 얻은 standard curve의 검량식에 흡광도를 적용하여 구하였다(26).
추출물은 각 시료 100 g당 10배(w/v)의 50% ethanol을 가하여 상온에서 24시간씩 3회 반복 추출한 후 추출액을 여과(Whatman No.2, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)하여 rotary vacuum evaporator(EYELA A-100S, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 감압 농축한 다음 동결건조(EYELA A-100S, Tokyo Rikakikai Co.) 하는 과정을 거쳐 얻었으며 -20℃에 보관하면서 본 실험에 적당한 농도로 희석하여 사용하였다. 본 연구에서 일반성분과 pH 측정, 구성 아미노산 및 유리 아미노산 측정, 무기질 함량 측정은 공급받은 생시료를 그대로 사용했으며, 그 외의 실험은 추출물을 사용하였다.
5 g, sodium hydroxide 8 g, rochelle salt 150 g을 증류수에 녹여 500 mL로 정용) 2 mL를 넣고 혼합한 후 10분간 끓는 물에서 반응시킨 다음 냉각시켜 spectrophotometer로 550 nm 에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량은 표준물질을 glucose로 하여 얻은 standard curve의 검량식에 흡광도를 적용하여 구하였다.
생 시료 1 g을 취해 nitric acid(HNO₃) 10 mL와 sulfuric acid (H₂SO₄) 10 mL를 가한 후 600℃에서 2시간 동안 회화시키고 충분히 방랭한 뒤 HCl 2 mL와 3차 증류수 60 mL를 가하여 1시간 동안 회화시켰다. 회화된 시료를 여과(Whatman No.2, Whatman International Ltd.)한 후 증류수를 가해 총 100 mL의 부피로 맞추어 유도결합플라스마 분광광도계 (ICP, Inductively Coupled Plasma 730-ES, Varian, Palo Alto, CA, USA)로 무기질 함량을 측정하였다. 무기질은 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 인(P), 아연(Zn) 함량을 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 자이언트마늘(Allium ampeloprasum var. ampeloprasum) 및 일반마늘(Allium sativum L.)은 2013년 6월에 각각 영광과 의성에서 생산되었으며, 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘은 이에프지(Geumsan, Korea)에서 제조한 것을 (주)점보갈릭(Yongin, Korea)을 통해 제공받아 사용하였다. 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘의 제조는 14종의 천연과채류 및 곡류를 8개월 이상 발효시켜 얻은 천연식물활성효소액에 Saccharomyces cerevisiae를 접종하여 실온에서 8개월 동안 배양한 복합발효액을 자이언트마늘 및 일반마늘에 분사시킨 후 30~45℃의 온도에서 24시간, 60~85℃에서 240시간 발효시킨 다음 40~55℃에서 120시간 동안의 숙성과 상온에서 건조시키는 단계로 이루어졌다.
이동상은 10% acetonitrile(SK Chemicals, Ulsan, Korea), flow rate는 1 mL/min의 조건으로 하였고 시료는 25 μL를 주입하여 254 nm, 203 nm에서 분석하였다. 정량을 위한 표준물질은 SAC(Sigma-Aldrich Co.)와 SAMC(Sigma- Aldrich Co.)를 사용하였으며 모든 측정은 실온에서 실행되었다. 이렇게 얻어진 피크의 높이와 면적을 표준검량곡선 (R²=1)에 대입하여 검체 중의 SAC와 SAMC의 함량(%)을 산출하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 이상 반복 측정하여 평균과 표준편차로 나타내었으며 그 결과는 SPSS 20.0 software package (Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)의 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하여 검증하였다. 유의성이 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 P<0.
유의성이 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 P<0.05 수준에서 유의차 검정을 실시하였다.

이론/모형

무기질의 분석은 AOAC(23)법에 준하여 측정하였다. 생 시료 1 g을 취해 nitric acid(HNO₃) 10 mL와 sulfuric acid (H₂SO₄) 10 mL를 가한 후 600℃에서 2시간 동안 회화시키고 충분히 방랭한 뒤 HCl 2 mL와 3차 증류수 60 mL를 가하여 1시간 동안 회화시켰다.
일반성분 조성은 AOAC(23)의 방법에 준하여 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조회분은 550℃ 직접회화법, 조지방은 에테르를 용제로 한 Soxhlet 추출법, 조단백질은 Kjeldahl 법으로 분석하였다.
총당 함량 측정을 위해 phenol-sulfuric acid법(24)에 따라 시료 1 mL를 취하여 5% phenol 1 mL와 sulfuric acid (H₂SO₄) 5 mL를 첨가하여 혼합하고 실온에서 20분간 방치한 후 spectrophotometer(UV-1800, Shimadzu, Kyoto, Japan)로 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총당의 함량은 표준물질을 glucose(Sigma-Aldrich Co.
환원당 함량 측정을 위해 DNS법(25)에 따라 시료 1 mL를 취하여 DNS 용액(3,5-dinitrosalicylic acid 0.5 g, sodium hydroxide 8 g, rochelle salt 150 g을 증류수에 녹여 500 mL로 정용) 2 mL를 넣고 혼합한 후 10분간 끓는 물에서 반응시킨 다음 냉각시켜 spectrophotometer로 550 nm 에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량은 표준물질을 glucose로 하여 얻은 standard curve의 검량식에 흡광도를 적용하여 구하였다.

성능/효과

무기질의 측정 결과 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 구리, 철, 마그네슘, 나트륨이 증가하였다. S-Allyl-L-cysteine의 함량은 자이언트흑마늘이 자이언트 마늘에 비해 약 4배 증가했으며 일반흑마늘보다 높은 값을 나타내었다. S-Allylmercaptocysteine도 마찬가지로 숙성 시에 함량이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
S-Allyl-L-cysteine의 함량은 자이언트흑마늘이 자이언트 마늘에 비해 약 4배 증가했으며 일반흑마늘보다 높은 값을 나타내었다. S-Allylmercaptocysteine도 마찬가지로 숙성 시에 함량이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구 결과는 자이언트마늘의 가공에 대한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
일반성분 분석 결과 자이언트마늘에서 자이언트흑마늘로 숙성 후 수분은 감소하였으며 회분, 조단백, 조지방은 증가하였고, 일반마늘에서 일반흑마늘로 숙성 후에도 유사한 경향을 보였다. pH는 숙성 후 감소하였고 산도는 증가하는 경향을 보였다. 총당은 숙성 후 증가했지만 자이언트흑마늘과 일반흑마늘 간에 큰 차이가 없었으며 환원당의 경향도 유사하였다.
총 피루브산의 함량은 숙성 후에 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 자이언트흑마늘이 일반흑마늘에 비하여 더 높은 값을 나타냈다. 구성 아미노산 측정 결과 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 histidine, lysine, arginine을 제외한 모든 아미노산이 많게는 2배 이상 증가하였으며, 자이언트 흑마늘이 일반흑마늘보다 숙성 후 총 아미노산 함량의 증가 비율이 더 높았다. 자이언트흑마늘이 일반흑마늘보다 arginine, cysteine, lysine, phosphoethanolamine, urea를 제외한 유리 아미노산의 함량이 더 높은 값을 나타냈으며 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 taurine, phosphoethanolamine, β-alanine, ethanolamine이 신규 생성되었다.
94로 흑마늘이 된 후에 산성화된 것을 확인할 수 있었다. 그리고 자이언트흑마늘과 일반 흑마늘의 pH는 서로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 Choi 등(27)의 연구에서 남해산 흑마늘의 이화학적 특성을 평가하였을 때 생마늘의 pH가 6.
자이언트흑마늘, 자이언트마늘, 일반흑마늘 및 일반마늘의 무기질 분석 결과는 Table 7에 나타내었다. 모든 시료에서 무기질 중 칼륨의 함량이 가장 높았으며 다음으로 인, 마그네슘 순이었다. 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 시에 칼슘, 구리, 철, 마그네슘, 나트륨, 인이 증가하였으며, 자이언트흑마늘은 일반흑마늘과 비교하였을 때 칼슘, 구리, 철, 마그네슘, 망간 및 아연의 함량이 더 높은 값을 나타내었다.
자이언트흑마늘이 일반흑마늘보다 arginine, cysteine, lysine, phosphoethanolamine, urea를 제외한 유리 아미노산의 함량이 더 높은 값을 나타냈으며 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 taurine, phosphoethanolamine, β-alanine, ethanolamine이 신규 생성되었다. 무기질의 측정 결과 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 구리, 철, 마그네슘, 나트륨이 증가하였다. S-Allyl-L-cysteine의 함량은 자이언트흑마늘이 자이언트 마늘에 비해 약 4배 증가했으며 일반흑마늘보다 높은 값을 나타내었다.
본 연구에서 pyruvate의 측정 결과는 Table 4에 제시된 바와 같이 자이언트흑마늘이 2.72 mg/g, 자이언트마늘이 2.03 mg/g, 일반흑마늘이 2.02 mg/g, 일반마늘이 1.27 mg/ g으로 일반 및 자이언트 마늘 모두 숙성 후에 함량이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이는 흑마늘의 이화학적 특성에 관한 연구(27)에서 생마늘에서 흑마늘로 발효 시에 pyruvate 함량이 큰 폭으로 증가하였다는 결과와 비슷한 경향을 보였다.
본 연구에서 측정된 SAMC의 함량은 자이언트흑마늘이 384.07 μg/ g, 자이언트마늘이 44.37 μg/g, 일반흑마늘이 215.10 μg/g, 일반마늘이 32.57 μg/g으로 SAC와 마찬가지로 자이언트흑마늘> 일반흑마늘> 자이언트마늘> 일반마늘 순으로 높았으며 숙성 후에 SAMC 함량이 크게 증가하는 것을 볼 수 있었다
산도의 측정 결과는 자이언트흑마늘이 3.03%, 자이언트 마늘이 0.45%, 일반흑마늘이 2.22%, 일반마늘이 0.68%로 시료 간에 유의적인 차이를 보였으며(P<0.05), 흑마늘로 된 후에 산도가 더 증가하였다.
수분 함량은 자이언트흑마늘이 45.16%, 자이언트마늘이 69.67%, 일반흑마늘이 50.29%, 일반마늘이 62.23%로 시료 간에 유의적인 차이를 보였으며, 자이언트마늘 및 일반마늘이 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘로 발효 시에 수분이 각각 약 1/3배, 1/5배 감소하였다(P<0.05).
자이언트마늘을 자이언트흑마늘로 숙성시킬 시에 새롭게 생성되거나 증강되는 유효성분을 측정하여 기존의 일반마늘 및 이를 숙성시킨 일반흑마늘과 비교 분석하였다. 일반성분 분석 결과 자이언트마늘에서 자이언트흑마늘로 숙성 후 수분은 감소하였으며 회분, 조단백, 조지방은 증가하였고, 일반마늘에서 일반흑마늘로 숙성 후에도 유사한 경향을 보였다. pH는 숙성 후 감소하였고 산도는 증가하는 경향을 보였다.
자이언트흑마늘, 자이언트마늘, 일반흑마늘 및 일반마늘의 pH와 산도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 자이언트마늘의 pH는 5.97, 자이언트흑마늘의 pH는 3.77로 생마늘보다 흑마늘이 되었을 때 pH가 감소하였으며 마찬가지로 일반 마늘이 6.10, 일반흑마늘이 3.94로 흑마늘이 된 후에 산성화된 것을 확인할 수 있었다. 그리고 자이언트흑마늘과 일반 흑마늘의 pH는 서로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 시에 신규 생성되는 물질은 ethanolamine, phosphoethanolamine, taurine, β-alanine이 있었으며, cysteine, valine, phosphoserine, β-amino isobutyric acid, γ-amino-n-butyric acid는 숙성 후 7배 이상으로 크게 증가하는 유리 아미노산으로 나타났다.
모든 시료에서 무기질 중 칼륨의 함량이 가장 높았으며 다음으로 인, 마그네슘 순이었다. 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 시에 칼슘, 구리, 철, 마그네슘, 나트륨, 인이 증가하였으며, 자이언트흑마늘은 일반흑마늘과 비교하였을 때 칼슘, 구리, 철, 마그네슘, 망간 및 아연의 함량이 더 높은 값을 나타내었다. 자이언트흑마늘에 다량 함유되어 있는 무기질 중 칼륨은 세포 내액의 주된 양이온 전해질로 세포 외액의 나트륨 이온과 함께 세포 내외의 삼투압과 수분평형을 유지하고 그 외에 산염기 평형, 체내 노폐물 조절, 근육의 수축과 이완, 혈압 강하 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 인은 뼈와 치아의 형성 및 체내 화합물의 필수 구성성분으로 작용하고, 칼슘은 뼈와 치아의 형성뿐 아니라 신경흥분의 전달, 혈액 응고 등에 관여한다(42).
자이언트흑마늘, 자이언트마늘, 일반흑마늘 및 일반마늘의 구성 아미노산의 함량은 Table 5에 나타내었다. 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 histidine, lysine, arginine을 제외한 구성 아미노산은 많게는 2배 이상 증가하거나 비슷한 함량을 나타냈으며, 일반마늘이 일반흑마늘로 숙성 후에도 이와 같은 경향을 보였다. 자이언트흑마늘과 일반흑마늘의 구성 아미노산 함량을 비교하였을 때 cysteine 및 glutamic acid를 제외하고 모두 일반흑마늘의 함량이 높게 나타났지만 자이언트마늘에서 자이언트흑마늘로, 일반마늘에서 일반흑마늘로 발효 시 각각의 아미노산 함량의 증가 비율을 비교해보았을 때 자이언트흑마늘에서 alanine, glutamic acid, isoleucine, methionine, phenylalanine, tyrosine을 포함하여 총 구성 아미노산 함량의 증가량이 더 높았다.
총당 및 환원당의 측정 결과는 Table 3과 같다. 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘은 25.09 mg%로 서로 같은 값을 나타냈으며 자이언트마늘은 22.37 mg%, 일반마늘은 22.17 mg%로 발효 후에 총당의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. Choi 등(27)은 남해산 흑마늘의 총당 및 유리당 함량을 분석한 결과 흑마늘의 발효 과정 중 상대적인 수분의 감소로 생마늘에 비하여 총당 함량이 증가했으며, 유리당 중 glucose, fructose, sucrose, maltose의 유리당 함량이 늘어나고 arabinose 및 galactose가 새롭게 생성되었다고 보고한 바 있는데, 본 연구의 자이언트흑마늘 및 일반흑마늘의 총당 함량 역시 수분의 함량 감소에 의한 것이라 사료된다.
자이언트흑마늘, 자이언트마늘, 일반흑마늘 및 일반마늘의 환원당 함량은 각각 6.71 mg%, 1.17 mg%, 6.74 mg%, 0.98 mg%의 값을 나타내어 흑마늘로 된 후에 함량이 증가하였으며 이는 총당의 경향과 유사하였다. 또한 자이언트흑마늘과 일반흑마늘 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다.
자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 histidine, lysine, arginine을 제외한 구성 아미노산은 많게는 2배 이상 증가하거나 비슷한 함량을 나타냈으며, 일반마늘이 일반흑마늘로 숙성 후에도 이와 같은 경향을 보였다. 자이언트흑마늘과 일반흑마늘의 구성 아미노산 함량을 비교하였을 때 cysteine 및 glutamic acid를 제외하고 모두 일반흑마늘의 함량이 높게 나타났지만 자이언트마늘에서 자이언트흑마늘로, 일반마늘에서 일반흑마늘로 발효 시 각각의 아미노산 함량의 증가 비율을 비교해보았을 때 자이언트흑마늘에서 alanine, glutamic acid, isoleucine, methionine, phenylalanine, tyrosine을 포함하여 총 구성 아미노산 함량의 증가량이 더 높았다. 자이언트흑마늘의 아미노산 중 특히 glutamic acid가 크게 증가하였는데 이는 glycine과 함께 감칠맛을 나타내는 성분으로(29) 자이언트흑마늘의 맛에 대한 기호도 상승에 영향을 줄 것으로 사료된다.
자이언트흑마늘은 자이언트마늘 및 일반흑마늘과 비교하여 공통적으로 alanine, ammonia, aspartic acid, ethanolamine, glycine, isoleucine, leucine, methionine, ornithine, phenylalanine, phosphoserine, serine, taurine, threonine, tyrosine, valine, β-alanine, β-amino isobutyric acid, γ-amino-n-butyric acid의 함량이 더 높게 나타났다.
또한 자이언트마늘의 크기가 일반마늘에 비하여 더 크기 때문에 공기와의 접촉 면적이 넓어 발효 시 수분이 더 많이 감소된 것으로 생각된다. 자이언트흑마늘은 회분 1.88%, 조단백 7.12%, 조지방 1.24%를 함유하였으며 이 값은 자이언트마늘이 회분 0.87%, 조단백 2.94%, 조지방 0.48%를 함유하는 것과 비교하여 모두 증가한 값을 보였다. 또한 일반마늘에 비해서도 일반흑마늘에서 회분, 조단백 및 조지방 함량이 증가하여 성분 변화가 자이언트흑마늘과 비슷한 경향을 나타내었다.
자이언트흑마늘의 SAC 함량은 211.73 μg/g, 자이언트마늘, 일반흑마늘, 일반마늘의 함량은 각각 50.07 μg/g, 121.97 μg/g, 42.60 μg/g으로 자이언트흑마늘> 일반흑마늘> 자이언트마늘> 일반마늘 순으로 높았으며, 자이언트흑마늘은 자이언트마늘에 비하여 약 4배, 일반흑마늘은 일반 마늘에 비하여 약 3배 증가한 값을 보였다.
자이언트흑마늘이 일반흑마늘보다 arginine, cysteine, lysine, phosphoethanolamine, urea를 제외한 유리 아미노산의 함량이 더 높은 값을 나타냈으며 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 taurine, phosphoethanolamine, β-alanine, ethanolamine이 신규 생성되었다.
총당은 숙성 후 증가했지만 자이언트흑마늘과 일반흑마늘 간에 큰 차이가 없었으며 환원당의 경향도 유사하였다. 총 피루브산의 함량은 숙성 후에 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 자이언트흑마늘이 일반흑마늘에 비하여 더 높은 값을 나타냈다. 구성 아미노산 측정 결과 자이언트마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 후에 histidine, lysine, arginine을 제외한 모든 아미노산이 많게는 2배 이상 증가하였으며, 자이언트 흑마늘이 일반흑마늘보다 숙성 후 총 아미노산 함량의 증가 비율이 더 높았다.
자이언트흑마늘에 다량 함유되어 있는 무기질 중 칼륨은 세포 내액의 주된 양이온 전해질로 세포 외액의 나트륨 이온과 함께 세포 내외의 삼투압과 수분평형을 유지하고 그 외에 산염기 평형, 체내 노폐물 조절, 근육의 수축과 이완, 혈압 강하 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 인은 뼈와 치아의 형성 및 체내 화합물의 필수 구성성분으로 작용하고, 칼슘은 뼈와 치아의 형성뿐 아니라 신경흥분의 전달, 혈액 응고 등에 관여한다(42). 한편 본 연구에서는 자이언트 마늘이 자이언트흑마늘로 숙성 시에 무기질의 총 함량이 약간 늘어난 값을 보였다. 이 같은 결과는 이전에 언급한 것과 마찬가지로 숙성 과정 중 상대적인 수분 함량의 감소 및 흑마늘 제조 시 첨가된 효소액과 효모 자체 내 함유된 무기질에 기인하는 것으로 여겨진다.

후속연구

S-Allylmercaptocysteine도 마찬가지로 숙성 시에 함량이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구 결과는 자이언트마늘의 가공에 대한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
Pyruvate는 해당과정(glycolysis)의 마지막 단계의 생성물로서 운동수행능력 향상뿐만 아니라 최근에 체지방량을 감소시킨다는 보고가 되면서 과체중 및 비만 환자에게 유용하게 사용되고 있다(37). 따라서 소비자들이 발효에 의해 pyruvate 함량이 증가된 자이언트흑마늘을 섭취함으로써 운동수행능력 향상 및 혈중 지질 개선 효과 등을 기대할 수 있을 것이라 생각된다.
γ-Amino-n-butyric acid는 혈류를 개선하여 뇌의 산소 공급을 증가시켜 뇌의 대사를 촉진하고 기억을 증진시키며, 연수의 혈관 중추에 작용하여 항이뇨 호르몬인 바소프레신의 분비를 억제하고 혈관을 확장시켜 혈압을 낮추는 고혈압 저하 효과가 있으며, 그 외에도 호르몬의 분비 조절, angiotensin-converting enzyme(ACE) 저해 활성, 통증 완화 등의 효능이 있다고 보고되어 있다(41). 이에 따라 각종 유리 아미노산이 다량 함유되어 있는 자이언트흑마늘을 섭취함으로써 다양한 생리 효과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 이와 같이 자이언트흑마늘과 일반흑마늘의 구성 아미노산 및 유리 아미노산 함량의 증가는 숙성 과정 중 상대적인 수분 함량의 감소로 인하여 아미노산 함량이 농축되고 고온 숙성으로 인하여 고분자 화합물들이 분해되어 아미노산이 생성되거나 흑마늘 제조 시 첨가된 효소액에 의한 결과로 보이며, 숙성 후 일부 아미노산이 감소한 원인은 당과 아미노산이 반응하여 갈변 물질을 생성하는 Maillard 반응 과정에 아미노산이 이용되었기 때문으로 생각되나 이에 대해서는 연구가 더 이루어져야 할 것으로 사료된다.
또한 마늘을 숙성시켜 만든 흑마늘은 감미와 산미가 조화되어 풍미가 좋아지고 생리효능을 나타내는 성분이 크게 증가한다. 이에 따라 자이언트마늘을 숙성시킨 자이언트흑마늘을 섭취함으로써 자이언트마늘과 흑마늘의 장점이 접목된 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 자이언트마늘을 흑마늘로 숙성시킬 시에 새롭게 생성되거나 증강되는 유효성분을 측정하여 기존의 일반마늘 및 이를 숙성시킨 일반흑마늘과 비교 분석함으로써 새로운 기능성 식품 소재로서의 활용 가능성을 알아보고 국내에 잘 알려지지 않은 자이언트마늘의 숙성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다.
이에 따라 각종 유리 아미노산이 다량 함유되어 있는 자이언트흑마늘을 섭취함으로써 다양한 생리 효과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 이와 같이 자이언트흑마늘과 일반흑마늘의 구성 아미노산 및 유리 아미노산 함량의 증가는 숙성 과정 중 상대적인 수분 함량의 감소로 인하여 아미노산 함량이 농축되고 고온 숙성으로 인하여 고분자 화합물들이 분해되어 아미노산이 생성되거나 흑마늘 제조 시 첨가된 효소액에 의한 결과로 보이며, 숙성 후 일부 아미노산이 감소한 원인은 당과 아미노산이 반응하여 갈변 물질을 생성하는 Maillard 반응 과정에 아미노산이 이용되었기 때문으로 생각되나 이에 대해서는 연구가 더 이루어져야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라에서 자이언트마늘은 어느 지역에서 재배되는가?	미국에서 생산되기 시작한 자이언트마늘은 캘리포니아, 유럽, 태국, 그리스, 이집트, 이란 등 여러 지역에서 재배되고 있으며 미국의 농산물 시장에서 쉽게 구할 수 있고, 특히 태국에서 요리재료로 많이 사용되고 있다(14,16). 반면에 우리나라에서는 영광, 부안, 서산, 의성, 군위 등의 지역에서 재배되고 있다. 성분은 생산지나 재배조건에 따라 다르지만 연구된 바에 의하면 일반적으로 수분을 많이 함유하고 있으며 그밖에 Ca, P, Fe 등의 무기질과 SAC, SMC 등의 황화합물이 함유되어 있다고 알려져 있다(17).
	마늘의 원산지는 어디인가?	마늘(Allium sativum L.)은 백합과(Liliaceae)의 파 속 (Allium)에 속하는 다년생 초본으로 원산지는 중앙아시아와 지중해 연안 지방으로 전해지고 있으며 우리나라를 비롯한 중국, 인도, 미국 및 남부 유럽 등지에서 광범위하게 재배되고 있다(1). 사람들이 마늘을 오랜 기간 섭취해오면서 마늘에 대한 다양한 연구가 이루어졌으며 이로써 항암, 항균, 노화 방지 및 항산화, 항혈전성, 혈압 강하 작용, 콜레스테롤 저하 등 다양한 생리활성이 입증되었다(2).
	마늘의 입증된 생리활성은 무엇인가?	)은 백합과(Liliaceae)의 파 속 (Allium)에 속하는 다년생 초본으로 원산지는 중앙아시아와 지중해 연안 지방으로 전해지고 있으며 우리나라를 비롯한 중국, 인도, 미국 및 남부 유럽 등지에서 광범위하게 재배되고 있다(1). 사람들이 마늘을 오랜 기간 섭취해오면서 마늘에 대한 다양한 연구가 이루어졌으며 이로써 항암, 항균, 노화 방지 및 항산화, 항혈전성, 혈압 강하 작용, 콜레스테롤 저하 등 다양한 생리활성이 입증되었다(2). 이에 따라 마늘은 향신료뿐만 아니라 기능성 식품 및 의약품 개발의 소재로 이용되며 우리 식생활에서 없어서는 안 될 식품으로 자리잡아 왔다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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