KR100716133B1

KR100716133B1 - 자극적 향미가 완화된 건강 증진용 마늘 소재 및 이의제조방법

Info

Publication number: KR100716133B1
Application number: KR1020060077792A
Authority: KR
Inventors: 김의수; 최형택; 정하열
Original assignee: 주식회사 신원에프아이; 최형택; 정하열
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-05-08

Abstract

본 발명은 자극적 향미가 완화된 건강 증진용 마늘 소재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 마늘 소재는 유산균을 이용하여 마늘을 발효시킴으로써 마늘의 자극적 향미가 완화되어 섭취가 용이할 뿐만 아니라 우수한 항산화 활성을 나타내므로 기능성 식품 소재로 다양하게 응용될 수 있다.

Description

자극적 향미가 완화된 건강 증진용 마늘 소재 및 이의 제조방법{HEALTH-IMPROVING GARLIC INGREDIENT HAVING REDUCED PUNGENT FLAVOR AND METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF}

도 1은 본 발명의 마늘 소재의 제조 방법을 도식화하여 나타낸 것이고,

도 2는 일반 마늘의 향미분석 결과(GC/MS 스펙트럼)를 나타낸 것이며,

도 3은 실시예 1에서 제조된 마늘 소재의 향미분석 결과(GC/MS 스펙트럼)를 나타낸 것이며,

도 4는 실시예 2에서 제조된 마늘 소재의 향미분석 결과(GC/MS 스펙트럼)를 나타낸 것이며,

도 5는 실시예 1에서 제조된 마늘 소재와 일반 마늘의 항산화 활성(ORAC)을 비교측정한 결과를 나타낸 것이다.

본 발명은 유산균 발효를 이용하여 제조된, 자극적 향미가 완화된 건강 증진용 마늘 소재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

마늘은 과거엔 백합과(Liliaceae)로 분류되었으나 지금은 파과(Alliaceae)로 분류되는 다년생 식물로서, 암, 종양, 고혈압, 동맥경화, 허혈성 심장질환, 뇌졸중 등의 심장 순환기 질환의 예방과 치료에 그 효능이 알려지면서 많은 연구가 진행되고 있는데, 현재까지는 심혈관계 질환의 위험인자와 관련하여 고지혈증에서의 혈중 지질 감소 효과, 고혈압에서의 혈압 강하효과, 고혈당에서의 혈당 저하 효과, 혈소판의 항응집 효과 및 항혈전 효과 등이 있는 것으로 알려져 있다.

또한, 마늘은 썰거나 다져서 조직을 파쇄할 때 특유의 자극적인 향미를 나타내게 되는데, 이러한 자극적인 향미는 마늘 중의 알리인(alliin)이 알리네이즈(allinase)에 의하여 알리신(allicin)과 피루브산(pyruvic acid)으로 분해되고, 알리신(allicin)이 다시 다이알릴 다이설파이드(diallyl disulfide)로 분해된 후 이들이 피루브산 (pyruvic acid)과 반응하여 저급 황화합물 및 카보닐(carbonyl) 화합물을 생성함으로써 발생하게 된다.

최근에는 이러한 마늘의 자극적인 향미를 제거한 상태로 마늘의 생리활성을 이용할 수 있는 방법을 찾기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으며, 이러한 연구를 통해 마늘을 찌거나 굽는 방법, 마늘을 소금물이나 간장에 담궈서 알리네이즈의 활성화를 지연시키는 방법, 마늘을 카르복시메틸셀룰로오즈 (CMC), 맥반석 등으로 처리하는 방법, 마늘을 각종 유기산류 등에 침지하는 방법 등이 제시되었으나, 이러한 방법들은 마늘 내의 활성성분을 파괴함으로써 마늘의 생리활성을 약화시킬 뿐만 아니라 처리에도 장시간이 소요되며, 특히 마늘을 소금물이나 간장에 담궈서 알리네이즈의 활성화를 지연시키는 방법의 경우에는 마늘의 유효성분 일부가 침출되는 문제점이 있다[이종원 외, 한국농화학회지, 40(5), 451(1997)].

한편, 유산균은 탄수화물을 에너지원으로 사용하여 최종산물로서 젖산과 초산 등의 유기산을 주로 생산하는 그람양성 미생물로서, 일반적으로 혐기적 조건하에서 성장하나 일부는 산소의 존재 하에도 잘 자라는 특징을 가지고 있으며, 포도당 발효시에 최종산물로 젖산만을 생성하는 호모발효유산균(homofermentative lactic acid bacteria)과 젖산 이외에 알콜, 이산화탄소, 초산 등도 함께 생산하는 헤테로발효유산균(heterofermentative lactic acid bacteria)으로 크게 구분된다. 또한, 유산균은 스트렙토코커스(Streptococcus) 속, 락토코커스(Lactococcus) 속, 류코노스톡(Leuconostoc) 속, 페디오코커스(Pediococcus) 속, 엔테로코커스(Enterococcus) 속 및 락토바실러스(Lactobacillus) 속의 미생물을 포함하며, 비피도박테리엄(Bifidobacterium) 속의 미생물도 산업적으로 유산균 부류에 포함시키는 경향이 있다[양한철 외, 식품신소재학, 한림원, p187-199(1996)].

이러한 유산균을 이용한 발효를 통하여 다양한 식품을 제조할 수 있는데, 그러한 예로서 우유 또는 탈지분유에 유산균을 접종하여 증식시켜 제조한 유산균 음료, 대두를 이용한 요구르트(대한민국 특허공개 제1998-75078호 및 대한민국 특허공고 제1994-6971호), 대두분말을 주원료로 한 유산균이 함유된 대두죽(대한민국 특허 제10-0348461호), 성인병 예방용 발효유(대한민국 특허 제10-0476302호), 유산균 발효 밀감 농축액(대한민국 특허 제10-0218050호), 유산균 변이주를 이용한 우롱차 또는 홍차 발효 생균 음료(대한민국 특허 제10-0150394호), 유산균을 함유한 과일 젤리(대한민국 특허공개 제1996-0013232호) 등을 들 수 있으나, 현재까지 유산균 발효를 이용하여 마늘 소재를 제조한 경우는 없었다.

이에 본 발명자들은 마늘의 생리활성을 이용한 새로운 건강 증진용 식품 소재를 개발하던 중, 유산균 발효를 이용하여 제조된 마늘 소재가 마늘의 자극적 향미가 완화되고 일반 마늘에 비해 항산화 활성이 우수하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 유산균 발효를 이용하여 제조된, 자극적 향미가 완화되고 항산화 활성이 우수한 건강 증진용 마늘 소재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 마늘을 주원료로 포함하는 배지에 유산균을 접종하고 발효시키는 것을 포함하는, 건강 증진용 마늘 소재의 제조방법을 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기 방법에 의해 제조된 건강 증진용 마늘 소재를 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 마늘 소재의 제조방법은 마늘을 주요 성분으로 포함하는 배지에 유산균을 접종하고 발효시키는 것을 포함하며, 도 1에 도시한 바에 따라 실시할 수 있다.

발효용 배지는 마늘을 1 내지 99 중량%로 함유할 수 있으며, 그 외에도 유산균의 생육에 필요한 영양 성분으로서 카제인 가수분해물, 전지분유, 탈지분유, 두유분말, 효모 추출물, 유당, 정백당, 포도당, 맥아당 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발효용 배지는 정제수 1 내지 90 중량%, 마늘 3 내지 80 중량%, 정백당 0.1 내지 10 중량% 및 효모 추출물 0.1 내지 10 중량%를 혼합하거나, 정제수 1 내지 90 중량%, 마늘 1 내지 70 중량% 및 탈지분유, 전지분유 또는 두유 1 내지 50 중량%를 혼합하고 분쇄한 후 멸균하여 제조할 수 있다. 또는, 분쇄된 마늘을 상기 성분들과 혼합한 후 멸균할 수도 있다.

배지의 멸균은 통상적인 방법으로 실시할 수 있으며, 상기 혼합 조성물을 60 내지 130 ℃, 바람직하게는 121 ℃에서 1 내지 30분, 바람직하게는 20분 동안 고온감압 멸균시켜 발효 배지를 준비한다.

상기 배지에 유산균을 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%가 되도록 접종하고, 이를 20 내지 40 ℃, 바람직하게는 사용되는 유산균의 최적생육온도에서, 6 내지 76시간, 바람직하게는 16시간 내지 24시간 동안 정치배양하여 발효물을 제조한다.

상기 발효물을 진공건조 또는 동결 건조 등의 통상의 건조방법으로 건조시킨 후, 바람직하게는 분말화한다.

본 발명에 사용되는 유산균으로는 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 델브루엑키(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 비피도박테리엄 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리엄 인펀티스(Bifidobacterium infantis), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis) 또는 이들의 혼합균주 등을 예시할 수 있으며, 요구르트 제조에 사용되는 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus) 및 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 김치에서 흔히 볼 수 있는 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 또는 이들의 혼합균주를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 제조된 건강 증진용 마늘 소재는 유산균 발효에 의해 마늘의 자극적 향미를 완화시켜 섭취가 용이할 뿐만 아니라, 일반 마늘에 비해 우수한 항산화 활성을 나타내므로 기능성 식품 소재로 다양하게 사용될 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정 되는 것은 아니다.

<제조예> 유산균의 배양

요구르트 제조에 주로 이용되는 유산균인 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3171호) 및 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3779호); 김치에서 흔히 볼 수 있는 유산균인 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3100호) 및 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3104호)을 평판배지(MRS 한천배지)에 각각 배양하였다. 한편, 배양액[MRS broth(DIFCO, USA)]을 정제수에 넣고 혼합하여 121 ℃에서 15분간 멸균 처리하였다. 상기 평판배지에서 각각 1개의 콜로니를 취해 멸균된 배양액에 접종하고 37 ℃에서 24시간 동안 정치배양하여 종균 배양액을 얻었다. 단, 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides)는 25 ℃에서 배양하였다. 이렇게 얻은 종균 배양액을 3 부피%가 되도록 상기 멸균 배양액에 접종한 후 동일한 조건 하에서 배양하여 균주 배양액을 얻었다.

<실시예 1> 마늘 소재의 제조 1

탈지분유 25 중량%와 깐마늘 30 중량%를 칭량하여 분쇄기(Hi Mixer MM-5000 ; (주)현대가전업)에 넣은 후, 여기에 정제수 45 중량% 중의 일부를 첨가하여 분쇄하고, 분쇄된 내용물을 배양 용기에 옮겨 담았다. 이때, 분쇄기와 용기에 남아 있는 잔존물은 나머지 정제수를 이용하여 배양 용기에 담았다. 배양 용기에 담긴 내용물을 121℃에서 15분간 고온·감압 멸균하고 실온까지 방냉시킨 후, 제조예에서 얻은 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3779호) 균주 배양액을 3 중량%의 양으로 접종하고 37℃에서 24시간동안 정치배양하여 마늘 소재를 제조하였다.

<실시예 2> 마늘 소재의 제조 2

유산균으로서 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus , 유전자은행 기탁번호 KCTC 3171호)를 사용한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 마늘 소재를 제조하였다.

<실시예 3> 마늘 소재의 제조 3

탈지분유 대신 두유분말을 사용한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 마늘 소재를 제조하였다.

<실시예 4> 마늘 소재의 제조 4

정백당 3 중량%, 효모 추출물 0.5 중량% 및 깐마늘 30 중량%를 분쇄기에 넣은 후, 여기에 정제수 66.5 중량% 중의 일부를 첨가하여 분쇄하고, 분쇄된 내용물을 배양 용기에 옮겨 담았다. 이때, 분쇄기와 용기에 남아 있는 잔존물은 나머지 정제수로 헹구어 배양 용기에 담았다. 배양 용기에 담긴 내용물을 121 ℃에서 15분간 고온·감압 멸균시키고 실온까지 방냉한 후, 제조예에서 얻은 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3100호) 균주 배양액을 3 중량%의 양으로 접종하고 25 ℃에서 24시간 동안 정치 배양하여 마늘 소재를 제조하였다.

<실시예 5> 마늘 소재의 제조 5

유산균으로서 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum, 유전자은행 기탁번호 KCTC 3104호)을 사용하고, 정치배양 온도를 37 ℃로 하였다는 점을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 마늘 소재를 제조하였다.

<시험예 1> 마늘 소재의 관능검사

상기 실시예 1 내지 5에서 제조된 마늘 소재를 대상으로 전문패널요원 10명이 향(flavor)과 맛(taste)의 평가항목에 대해 5점 평점법[매우 좋다(5점), 좋다(4점), 보통이다(3점), 나쁘다(2점) 또는 매우 나쁘다(1점)]에 따라 관능검사를 수행하였으며, 평가치는 평균값으로 나타내었다.

결과는 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의해 제조된 각 실시예의 마늘 소재는 맛과 향에서 모두 좋은 평가를 받았으며, 특히 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)를 이용하여 탈지분유와 마늘 혼합배지에 접종 배양하여 얻은 실시예 1의 마늘 소재가 향과 맛에서 가장 좋은 평가를 받았다.

<시험예 2> 마늘 소재의 향미분석

실시예 1 내지 5에서 제조된 마늘 소재와 일반 마늘(서산)에 대하여 다음과 같이 향미분석을 수행하였다. 각 시료의 휘발성 성분을 포집하기 위하여 하기 표 2에 기재된 조건 하에서 APK 2100 열 탈착기[Thermal desorber(Donam Instruments Inc., Korea)]로 NPT(nitrogen pure and trap)방법을 수행하였다. 먼저, 실시예 1 및 2에서 제조된 마늘 소재와 일반 마늘 분쇄물을 4 ㎖씩 각각 20 ㎖ 스트립 바이얼(strip vial)에 넣고 40 ℃에서 10분간 예열한 후, 대롱을 이용하여 질소를 220 ㎖/분의 속도로 시료에 흘려보내고, 이어서 시료로부터 빠져 나온 휘발 성분을 200 ㎎의 Tenax-TA(Alltech Co.)로 채워진 유리 튜브(15㎝ × 4㎜ I.D., Supelco Co.)에 40 ℃에서 3분간 통과시켜 포집하였다. 그 다음, 튜브를 70 ℃로 2분간 가열하여 수증기를 제거하였다. 튜브를 열 탈착 유닛[Thermal Desorption Unit(Dynatherm Co., USA)]에 위치시키고 포집되었던 휘발성분을 250 ℃에서 탈착시킨 후, 탈착된 휘발성분을 200 ℃로 미리 가열된 스테인레스 스틸(stainless steel) 선을 통하여 20 ㎖/분의 속도로 헬륨 가스와 함께 GC(gas chromatography)에 직접 주입하여 분석하였다. GC에 의해 분리된 각 휘발성 성분의 동정은 GC-MS(gas chromatography-mass spectroscopy)를 이용하여 표 3에 기재된 조건하에서 수행하였다. 일반 마늘에서 확인된 성분 및 GC-MS 스펙트럼 결과를 각각 표 4 및 도 2에 나타내었으며, 실시예 1 및 2에서 제조된 마늘 소재에 대한 GC-MS 스펙트럼 결과는 각각 도 3 및 도 4에 표시하였다.

도 2에 표시된 결과로부터, 다이알릴 디설파이드(19번 피크)가 일반 마늘의 주요 향미 성분 중 하나라는 것을 알 수 있었으며, 도 3 및 도 4에 표시된 결과로부터, 실시예 1 및 2에서 제조된 마늘 소재의 성분 중 다이알릴 디설파이드의 양이 상당히 감소했음을 확인할 수 있었다.

<시험예 3> 마늘 소재의 항산화 활성 측정(ORAC assay)

실시예 1에서 제조한 마늘 소재와 동결건조시킨 일반 마늘 분말((주)GMF 다움생식)의 항산화 활성, 즉 산소 라디칼 흡수능(Oxygen Radical Absorbance Capacity; ORAC)을 쿠리하라(Kurihara) 등의 방법(Biol. Pharm. Bull. 27(7), p1093 - 1098(2004))을 이용하여 하기와 같이 비교 측정하였다.

160 nM의 플루오레세인 용액 50 ㎕를 96-웰 블랙 플레이트(96-well black plate)에 넣고, 여기에 50 % 에탄올로 각 시료를 추출하여 취한 상등액 50 ㎕, 3% H₂O₂ 50 ㎕ 및 20μM CuSO₄·5H₂O 혼합액 50 ㎕를 순차적으로 넣어준 다음 형광 측정기(Fluorescence reader)로 하이드록실 라디칼(Hydroxyl radical)의 양을 측정하였다.

그 결과, 도 5에 표시된 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 마늘 소재가 일반 마늘 분말에 비하여 높은 하이드록실 라디칼 흡수 활성을 나타내었으므로, 유산균 발효에 의해 제조된 본 발명의 마늘 소재의 항산화 활성이 일반 마늘에 비해 높다는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 의한 마늘 소재는 유산균을 이용하여 마늘을 발효시킴으로써 마늘의 자극적 향미가 완화되어 섭취가 용이할 뿐만 아니라 일반 마늘에 비하여 우수한 항산화 활성을 나타내므로 기능성 식품 소재로 다양하게 응용될 수 있다.

Claims

마늘 분쇄물을 포함하는 배지에 유산균을 접종한 후 발효시키는 것을 포함하는, 건강 증진용 마늘 소재의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 유산균이 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 델브루엑키(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 비피도박테리엄 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리엄 인펀티스(Bifidobacterium infantis), 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis) 및 이들의 혼합 균주로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 배지 중 마늘의 함량이 1 내지 99 중량%인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 배지가 정제수 1 내지 90 중량%, 마늘 분쇄물 1 내지 70 중량%, 및 탈지분유, 전지분유 또는 두유 1 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 배지가 정제수 1 내지 90 중량%, 마늘 분쇄물 3 내지 80 중량%, 정백당 0.1 내지 10 중량% 및 효모 추출물 0.1 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 유산균을 배지에 0.1 내지 30 중량%의 양으로 접종하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 발효를 20 내지 40 ℃에서 6시간 내지 76시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 건강 증진용 마늘 소재.