KR100869767B1 - 갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변방지 마늘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘에 관한 것으로, 마늘 가공 제품의 저장 특성을 향상시키기 위하여 수확 후 30일 이내의 마늘을 분쇄하여 다진 마늘을 형성하고, 다진 마늘을 80 ~ 85℃의 온도에서 2.5 ~ 7.5분간 열처리하는 방법 및 이를 이용하여 페이스트(paste) 형태, 분말 형태 또는 동결 건조 형태로 제조한 갈변 방지 마늘에 관한 발명이다.

Description

갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘{METHOD FOR MANUFACTURING ANTI-BROWNING GARLIC AND ANTI-BROWNING GARLIC USING THE SAME}

본 발명은 갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘에 관한 것으로, 마늘의 소비를 증대시키기 위해 기존의 페이스트(paste) 상태로 이용 시 기호도를 감소시켰던 갈변을 억제하는 기술에 관한 것이다.

마늘은 여러 조미료와 향신료 중에서 고추와 더불어 우리민족이 예로부터 널리 이용해 온 주요 조미료중의 하나로서 김치를 비롯한 각종 음식에서 폭넓게 이용되고 있다.

우리나라 1인 1일당 마늘의 공급량을 보면 2001년 기준으로 17.65g 으로 시금치 5.02g, 상추 8.45g, 가지 1.32g 등과 비교해 볼 때 (한국농촌경제연구원, 2002), 마늘이 조미향신료임에도 불구하고 우리나라의 식생활에서 차지하는 비중이 상당히 크며 마늘의 품질특성은 기호성 뿐만 아니라 국민건강에 큰 영향을 미친다 고 할 수 있다.

또한 최근 마늘의 항균성, 항암성, 항혈전성 및 항산화성 등의 생리활성에 관한 보고가 발표되면서 마늘에 관한 관심이 커지고 있으며, 이에 따라 마늘은 향신료로서 뿐 아니라 건강기능성식품의 소재로도 활용되고 있다.(Nishimura et al., 1988; Kamanna and Chandrasekhara, 1983; Weber, 1992; Shenoy, 1992)

마늘은 절임용과 건조 가공용 등으로 일부 소비되고 있고, 90%이상이 생채 조미 부식용으로 사용되고 있다.

그러나 마늘은 수확 후 30 ~ 40일 지나면 30%의 중량감소가 일어나며, 저장하는 동안에 싹이 터서 품질을 저하하기 때문에 장기저장이 필요하나, 통마늘 상태로 저장을 할 경우 넓은 저장 공간과 그에 따른 많은 비용이 소요되기 때문에 새로운 저장 형태를 고려해야 한다.

가정에서는 보통 일정량의 마늘을 한꺼번에 다져 냉장보관하며 필요할 때마다 조금씩 덜어 사용한다. 또한 마늘의 가공제품은 중간소재형태인 페이스트(paste), 분말 또는 과립형 등으로 개발되어 사용되고 있다. 이때, 시간이 지나면서 다진 마늘에서는 처음과는 달리 갈색, 녹색, 청색 등 다양한 변색이 일어나며, 특히 저장 중에 주로 발생하는 갈색은 소비자로 하여금 거부감과 동시에 기호도 하락을 야기하는 문제가 있다.

본 발명은 마늘의 소비 형태와 소비를 증대시키기 위해 기존의 페이스트(paste) 상태로 이용 시 기호도를 감소시켰던 갈변을 억제하기 위하여, 열처리를 수행하거나 갈변 방지제를 첨가함으로써, 마늘의 저장성을 향상시킬 수 있는 갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 갈변 방지 마늘 제조 방법은 수확 후 30일 이내의 마늘을 분쇄하여 다진 마늘을 형성하는 단계와, 상기 다진 마늘에 유화제를 첨가하는 단계 및 상기 유화제가 첨가된 다진 마늘을 80 ~ 85℃의 온도에서 2.5 ~ 7.5분간 물중탕을 이용한 간접가열 방식으로 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다진 마늘을 형성하는 단계에서 비타민 C(ascorbic acid), 구연산(citric acid) 및 소르빈산칼륨(potassium sorbate) 중 적어도 하나 이상의 물질을 첨가하는 것을 특징으로 하고, 상기 비타민 C(ascorbic acid), 구연산(citric acid) 및 소르빈산칼륨(potassium sorbate)은 각각 상기 다진 마늘 1g 대비 0.5 ~ 10㎎ 의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하고, 상기 유화제는 플로필렌 글리콜 모노카프릴레이트(Propylene glycol monocaprylate)를 사용하며, 상기 다진 마늘 1g 대비 10 ~ 40㎎의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하고, 상기 열처리하는 단계는 물중탕을 이용한 간접가열 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하고, 상기 열처리하는 단계 이 후에 75 ~ 85℃의 온도에서 10 ~ 14시간 동안 열처리된 다진 마늘을 열풍건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 열처리하는 단계 이 후에 35 ~ 45℃의 온도에서 8 ~ 12시간 동안 열처리된 다진 마늘을 감압건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 열처리하는 단계 이 후에 8 ~ 12mmHg의 압력 및 -50 ~ -40℃의 온도에서 2 ~ 4일간 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 갈변 방지 마늘 상술한 제조 방법을 이용하여 페이스트(paste) 형태, 분말 형태 또는 동결 건조 형태로 제조한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘은 마늘 가공품을 제조 시 중량 변화를 최소화하고, 마늘의 저장성 연장시킬 수 있다. 또한 식품 소재 중 갈변으로 인해 사용에 제약이 있는 소재의 기호도 상승시킴으로써, 마늘 소금과 같이 농산물의 다양한 중간 소재 개발에 활용이 가능해질 수 있다. 이로 인하여 본 발명은 마늘의 이용성을 증대시키고, 농민의 소득을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명에 따른 갈변 방지 마늘 제조 방법의 갈변억제 효과를 알아보기 위하 여 다음과 같이 실험하였다.

실험에 사용된 마늘은 의성 마늘으로, 그의 일반성분을 측정한 결과를 하기 [표 1]에 정리하였다. 이때, 일반성분은 AOAC방법(Association of Official Analytical Chemists, 1996)에 따라 분석하였으며, 다음과 같다.

수분함량은 105℃ 상압가열건조법으로, 조단백질함량은 Kjeldahl법으로, 조지방 함량은 Soxhlet추출법으로, 회분은 550℃ 직접 회화법으로 분석하였고, 탄수화물함량은 100에서 수분, 조단백질, 조지방 및 회분을 뺀 값으로 하였다.

[표 1] 마늘의 일반성분

상술한 바와 같이, 마늘은 수분의 함량이 60.4%로 가장 많고, 조단백질 3.0%, 조지방 0.5%, 조섬유 0.8%와 탄수화물 32.0%의 함량을 보였다. 이와 같이 수분을 제외할 경우 대부분이 탄수화물인 것을 알 수 있다.

아울러, 마늘은 수확 후 30 ~ 40일 지나면 30%의 중량감소가 일어나므로 30일 이내의 제품을 사용하여 실험을 진행하였다.

상술한 성분을 갖는 마늘을 썬 후 초퍼(chopper; MR 430A, Braun, Spain)에 100g씩 넣고 30초간 갈아서 마늘 페이스트를 제조한다.

여기에 항갈색제로 알려진 구연산(citric acid), 시스테인(cysteine), 소금(salt), 말토덱스트린(maltodextrine) 등 하기 [표 2]에 제시한 함량을 각각 첨가한다. 이때, 다진 마늘 1g 대비 0.5 ~ 10㎎ 의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명에 따른 유화제는 플로필렌 글리콜 모노카프릴레이트(Propylene glycol monocaprylate)를 사용하며, 필수적으로 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 유화제는 1g 대비 10 ~ 40㎎의 비율로 첨가되도록 한다.

다음에는, 상기 다진 마늘을 80 ~ 85℃의 온도에서 2.5 ~ 7.5분간 열처리 한다.
그 다음으로, 하기 [표 3]에 보이는 바와 같이 비타민 C(ascorbic acid), 구연산(citric acid), 소르빈산칼륨(potassium sorbate)을 각각 혼합 첨가하여 것(H)과 비열처리 한 것(C)으로 구분하여 40℃에서 4일간 저장하면서 갈색도의 변화를 측정하였다. 이때, 열처리 방법은 물중탕을 이용한 간접가열 방식으로 수행하였다.

[표 2] 항갈색제 혼합 비율

[표 3] 항갈색제의 혼합비율

이하에서는 상기 [표 2] 및 [표 3]에서와 같은 첨가물과 열처리 여부에 따른 마늘 페이스트를 각각 제조한 후 갈색도의 측정한 결과에 대해 설명 한다.

항갈색제를 첨가한 시료의 갈색화 정도는 Hunter color difference meter(CR-200, Minota Co., Japan)을 이용하여 총 색택의 차 즉, 저장 전 마늘 페이스트의 색택과 일정기간 후의 마늘 페이스트의 색택차는 ΔE(color difference)로 표시하였다.

ΔE의 값이 크면 전반적인 색택이 갈색화됨을 나타내고 반대로 작아지면 갈색화가 더디게 진행됨을 의미한다. ΔE의 값은 다음 [방정식]에 의해 구하였다.

[방정식]

여기서, L(lightness), a(red/green), b(yellow/blue)는 저장전의 마늘 페이스트의 값을 나타내고, L'(lightness), a'(red/green), b'(yellow/blue)는 저장 후 마늘 페이스트의 값을 나타낸다.

상술한 모든 실험은 3회 이상 실시하였으며 각각의 실험을 통해 얻은 자료들은 SAS로 통계 처리하여 분석하였다. 분석방법은 평균과 표준편차, 분산분석 및 Duncan의 다범위 검정(Duncan's multiple range test)이었다.

그 결과 마늘 페이스트에 [표 2]와 같은 항갈색제를 첨가한 경우는, 40℃에서 4일간 저장 했을 때, 하기 [표 4]와 같은 갈색도를 측정한 결과가 나타났다.

다음으로, [표 3]과 같이 열처리한 경우는 하기 [표 5]와 같은 갈색도 값을 나타내었다.

[표 4] 첨가물에 의한 갈색도

[표 5] 혼합 첨가물 사용 시 갈색도

상기 [표 4]에서 실험예 4의 결과를 보면 다른 항갈색제를 사용한 후 열처리한 경우 보다, 유화제를 사용한 후 열처리하였을 때의 갈변 방지 효과가 현저하게 두드러진 것을 알 수 있다. 이때, 유화제는 플로필렌 글리콜 모노카프릴레이트(Propylene glycol monocaprylate)만을 사용하였으며, 본 발명에 따른 첨가 범위인 다진마늘 1g 대비 10 ~ 40㎎의 비율을 준수하였다. 첨가량이 10mg 미만이거나, 40mg을 초과하였을 경우에는 갈변 방지 효과가 본 실험결과보다 좋지 않게 나타났다. 따라서, 본 발명에서는 다진 마늘 형성 후 열처리 이전에 유화제를 필수적으로 첨가하며, 그 외의 항갈색제는 선택적으로 부가하는 것으로 한다.
다음으로, 열처리에 대한 효과를 나타내는 실험 결과는 [표 5]에서 나타난다. 항갈색제로 구연산(citric acid), 시스테인(cystein), 비타민 C(Vita-C), 소금과 말토덱스트린(maltodextrine)만 첨가한 비교예2 내지 비교예8의 경우 보다, 열처리를 수행한 실시예1 내지 실시예8의 경우에 갈색도의 변화가 적게 나타남을 알 수 있다.

또한 열처리한 시료나 비열처리한 시료 중 구연산(citric acid)을 첨가 한 것이 가장 갈변을 억제하는 효과가 높았으며, [표 5]를 참조하면 특히 가열처리 하였을 경우 구연산(citric acid)을 첨가한 마늘 페이스트의 항갈색 효과가 높은 것을 알 수 있다. 그러나 구연산(citric acid)을 다량 첨가하는 경우 관능 평가 시 신맛이 강하게 나타나므로 구연산은 1% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

이상의 결과에 의하면 구연산(citric acid)의 고농도 첨가(1%)는 갈변을 효과적으로 억제하는 효과를 보였으나, 신맛이 강하게 나타나는 문제점을 가지고 있다.
그리고, 상술한 [표 5]의 결과에서 보면, 가열처리만 하였을 경우 유화제를 포함하는 첨가물을 첨가한 후 가열처리 공정을 수행한 경우보다 미흡한 항갈색화 효과를 보이는 것을 알 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 유화제 첨가 후 가열처리 공정이 마늘에 함유되어 있는 폴리페놀산화효소(polyphenol oxidase)를 효과적으로 불활성 시킴으로써, 효소에 의한 갈색화 방지를 극대화 시키는 효과에 의한 것이다.

도 1은 가열처리 시간에 따른 갈색도를 나타낸 그래프로, 80℃에서 2.5분, 5분, 10분 등 각각 가열처리 시간(Blanching time)을 달리하여 갈색도(ΔE) 변화를 측정한 것을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 80℃에서 5분 가열처리 하였을 때 갈색도의 변화가 가장 낮았으며, 2.5분과 비가열처리 하였을 경우 비슷한 갈색도의 변화를 보였다. 반면, 10분간 가열처리 시 효소의 불활성 효과가 높았을 것이나 가열처리로 인해 갈색화가 진행되는 결과를 보였다.

상기한 바와 같이 열처리 공정을 통하여 마늘의 갈변화를 효율적으로 방지할 수 있는데, 이러한 효과는 상술한 마늘 페이스트에 국한되지 않고 다양한 건조 제품에 응용할 수 있다.

먼저, 열처리 단계 이 후에 75 ~ 85℃의 온도에서 10 ~ 14시간 동안 열풍건조하는 단계를 더 수행하여 마늘 분말을 제조할 수 있다.

또한, 열풍 건조 대신에 35 ~ 45℃의 온도에서 8 ~ 12시간 동안 감압건조하여 마늘 분말을 제조 할 수 있다.

마지막으로, 마늘 페이스트를 열처리하는 단계 이 후에 8 ~ 12mmHg의 압력 및 -50 ~ -40℃의 온도에서 2 ~ 4일간 동결건조하여 동결 건조 분말을 제조할 수 있다.

가열처리가 마늘 페이스트의 갈색 억제에 효과적이므로, 그 이후 마늘 건조제품에도 영향을 미친다. 그 결과를 하기 [표 6]에 정리하였다.

[표 6] 건조 제품의 갈색도

[표 6]에서 제품의 밝기를 나타내는 L값은 값이 클수록 명도가 높은 것을 의미하는데 동결건조한 분말의 경우 명도가 높았으며, 비가열처리한 경우가 가열처리한 경우 보다 다소 명도가 높게 나타난다.

a값은 갈색의 정도를 나타내는 지수로 a값이 적을수록 갈색정도가 낮음을 의미한다. 동결 건조한 분말 제품의 갈색정도가 가장 낮았으며, 가열처리한 경우 다소 갈색정도가 비가열 분말에 비하여 낮은 값을 보인다. 따라서, 상술한 마늘 페이스트의 갈색화를 억제시키는 방법이, 마늘 건조 분말 제품 제조에도 효과를 보임을 알 수 있다. 이때, b값은 황색 또는 청색 정도를 나타내는 지수이지만 본 발명에서는 두드러진 비교 대상이 되지 못하므로 이에 대한 설명은 생략하는 것으로 한다.

다음으로, 상술한 마늘 건조 분말 제품들을 비교해 보면 동결건조 하였을 때 가장 제품의 질이 높게 나타나므로, 본 발명에서는 동결건조 제품의 다양화를 위하여 동결 건조한 분말 제품을 블록 형태로 제조한다. 이때, 블록제품을 제조하기 위하여 결착제로 말토덱스트린(maltodextrine)과 전분(starch)을 사용할 수 있는데, 그 구성은 하기 도 2에서 설명하고, 각각의 특성은 하기 [표 7]에서 평가하였다.

도 2는 본 발명에 따른 동결 건조 마늘 블록을 비교한 사진이다.

도 2에서 A 샘플의 경우 보통 상태의 50g 마늘 페이스트를 이용하여 제조한 것이고, B 샘플의 경우 50g 마늘 페이스트를 80℃에서 5분간 열처리 후 동결건조한 것이고, C 샘플의 경우 50g 마늘 페이스트에 40ml의 5% 말토덱스트린을 첨가하여 동결건조한 것이고, D 샘플의 경우 50g 마늘 페이스트에 40ml의 혼합물(3% 전분+5% 말토덱스트린)을 첨가하여 동결건조한 것이고, E 샘플의 겨우 50g 마늘 페이스트에 40ml의 3% 전분을 첨가하여 동결건조한 것이다.

[표 7] 동결건조 마늘 블록 제조시 결착제가 첨가된 블록의 특성

결착제로 말토덱스트린(maltodextrine)과 전분(starch)의 혼합물을 사용 시 강도, 경도 및 항복치가 가장 높았다. 즉, 이는 다른 블록에 비해 쉽게 깨지지 않는 것을 의미하나 결착제를 넣지 않고 제조한 마늘 블록도 성형하는데 문제가 없음을 알 수 있다. 또한, 결착제중에 말토덱스트린(maltodextrine)의 첨가는 상기 [표 2] 및 [표 4]에서 알 수 있는 바와 같이 갈색도를 낮추는 효과를 가지고 있으나, 동결 건조하여 제조한 블록의 갈색도인 a값이 음의 값을 나타내고 있으므로, 그 효과는 미미한 것으로 나타난다.

따라서 본 발명에서는 B 샘플과 같이 열처리 후 동결건조시킴으로써, 저장성 을 극대화 시킬 수 있는 갈변 방지 마늘 제조 방법을 사용한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 갈변 방지 마늘 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘은 열처리 방법을 이용함으로써, 마늘 가공품을 제조 시 중량 변화를 최소화하고, 갈변을 방지하여 마늘의 저장성 연장시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 가열처리 시간에 따른 갈색도를 나타낸 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 동결 건조 마늘 블록을 비교한 사진.

Claims (10)

1. 수확 후 30일 이내의 마늘을 분쇄하여 다진 마늘을 형성하는 단계;

   상기 다진 마늘에 유화제를 첨가하는 단계; 및

   상기 유화제가 첨가된 다진 마늘을 80 ~ 85℃의 온도에서 2.5 ~ 7.5분간 물중탕을 이용한 간접가열 방식으로 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다진 마늘을 형성하는 단계에서 비타민 C(ascorbic acid), 구연산(citric acid) 및 소르빈산칼륨(potassium sorbate) 중 적어도 하나 이상의 물질을 첨가하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 비타민 C(ascorbic acid), 구연산(citric acid) 및 소르빈산칼륨(potassium sorbate)은 각각 상기 다진 마늘 1g 대비 0.5 ~ 10㎎ 의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 유화제는 플로필렌 글리콜 모노카프릴레이트(Propylene glycol monocaprylate)를 사용하며, 상기 다진 마늘 1g 대비 10 ~ 40㎎의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 열처리하는 단계 이 후에 75 ~ 85℃의 온도에서 10 ~ 14시간 동안 열처리된 다진 마늘을 열풍건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 열처리하는 단계 이 후에 35 ~ 45℃의 온도에서 8 ~ 12시간 동안 열처리된 다진 마늘을 감압건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 열처리하는 단계 이 후에 8 ~ 12mmHg의 압력 및 -50 ~ -40℃의 온도에서 2 ~ 4일간 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 제조 방법.
10. 청구항 제 1 항의 갈변 방지 마늘 제조 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘.

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