KR100886463B1 - 항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법 - Google Patents
항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법에 관한 것으로, 알린을 함유하는 생마늘을 선별하는 마늘선별단계; 상기 선별된 마늘의 알린성분의 감소를 억제하기 위하여 10 내지 20%의 CO2가스가 함유된 공간에서 0 - 5℃의 저온하에서 마늘을 보관하는 보관단계; 상기 보관된 마늘에 함유된 효소인 알리나아제를 불활성화시켜 알린의 함유량을 최대한 유지토록 하는 전처리단계; 상기 전처리된 마늘을 밀폐된 공간 내에서 70 내지 90℃의 온도하에서 100~1000mmHg의 포화 수증기압하에서 7 내지 10일 동안 발효숙성시키는 발효숙성단계; 그리고 상기 발효숙성된 마늘을 10~20℃의 차고 건조한 공기를 이용하여 3~5일간 당화와 후숙성을 거치는 후숙성단계;로 이루어지는 발효숙성 흑마늘 제조방법을 제공함으로써, 생마늘에서부터 알린의 함량을 관리하고, 최적의 발효숙성과정을 거침에 의해 SAC와 같은 유효성분이 최대로 증대되고 발효숙성과정을 최단기간 내에 달성함으로써 생산성 향상 및 품질의 최적향상이 이루어지는 효과가 있다.
발효, 마늘, 알린, 알리신, 알릴황화합물
Description
도 1은 본 발명에 의한 발효숙성 흑마늘 제조를 위한 용기를 보인 도.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 발효 흑마늘에서 유효성분인 에스-알릴시스테인의 함량을 분석하여 나타낸 도.(유기성분의 미량분석을 위한 선택이온 검출법(selected ion monitoring;SIM)에서 에스-알릴시스테인의 분석결과.(도 2a; 에스-알릴시스테인 표준물질, 도 2b; 본 발명에 의한 흑마늘에서 추출된 에스-알릴시스테인))
도 3은 본 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 발효숙성 흑마늘의 모습을 보인 도.
본 발명은 발효숙성 흑마늘 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체내에서 유효한 성분으로 역할을 하는 에스-아릴시스테인(SAC)등의 수용성 알릴황화합물의 함량을 증대시킨 발효숙성 흑마늘 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 오늘날 마늘은 식재뿐만 아니라 건강 식품으로도 전 세계적으로도 많은 인기를 모으고 있다. 그 이유는 마늘의 약효가 인체에의 사용경험이 오래전부터 인정되어 왔기 때문이며 마늘은 여러 가지 효능이 광범위하게 실증되었는데, 특히, 감염증, 순환기병, 암 예방의 영역에서는 우수한 효과는 이미 증명된바 있다.
마늘에는, 면역력을 증강하는 효과가 있고, 병원균과 암세포에 대한 저항력을 높이는 효과가 기대되며, 순환기병의 예방과 치료효과를 갖는 것이 많은 동물실험 및 임상시험에 의해 이미 인정되었다.
그러나 생마늘은 냄새와 위장의 자극작용으로 많이 섭취하는 것이 곤란하지만, 마늘을 발효 또는 숙성시키면 마늘 냄새가 없어지고, 자극성도 감소하며, 항산화력이 높아져, 암의 예방효과가 있는 에스-알릴시스테인과 S-아릴머캅토시스테인 등의 신규성분이 생성되는 것은 이미 알려진 사실이다.(Block, E. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1992; 31: 1135-1178)
특히 발효-숙성된 마늘에 포함된 수용성의 물질인 S-propyl cysteine, S-allyl cysteine(SAC), S-ethyl cysteine 등은 간세포에서 콜레스테롤 생성을 42-55% 정도로 감소시켜주는 효과가 있는데 이는 생마늘 성분에 포함된 gamma-glutamyl-S-allyl cysteine, gamma-glutamylS-methyl cysteine, 그리고 gamma-glutamylS-propyl cysteine 의 감소율 16-29% 보다 월등히 높은 것으로 알려졌다.( Liu , L. and Y도, Y. 2000. Lipids 35(2):197-203)
이와 같이 자연적으로 존재하는 생마늘의 유효 성분의 건강작용을 한층 높이 고, 뛰어난 항산화력과 생리활성 기능을 갖는 발효-숙성마늘은 고지혈증과 고혈압, 심장병 등 생활 습관병을 예방하고 암 환자의 저항력과 항암력을 높이는 건강식품으로 일본과 미국에서는 기대를 모으고 있으며 최근 일본을 중심으로 발효-숙성마늘 즉, 흑마늘에 대한 연구발표가 지속적으로 이어지고 있다.( Isaacsohn , J et al . 1998. Arch Intern . Med . 158: 1189-1194)
하지만 마늘의 최대 생산과 소비국중의 하나인 우리나라에서는 아직도 발효-숙성 마늘에 대한 체계적인 연구와 관련 제조기술의 개발노력이 상당히 부족한 실정이다.
마늘의 자극적인 매운 맛에 대해서는 계속적인 논란이 있어 왔으나 1991년 stoll과 seebec k에 의해서 생마늘에 존재하는 무취, 무미의 알린(alliin)이 공기 중에서 외부의 힘에 의해서 마늘이 부서질 때 역시, 마늘 내에 존재하는 알리나제 (alliinase)에 의해서 알리신(allicin)으로 바뀌기 때문이라는 사실이 밝혀졌다.
최근 알리신의 자극성을 피해 마늘의 섭취를 용이하게 하기 위한 다양한 방법들이 개발되고 있다. 그러나 가공 공정 중에 마늘의 기능성 성분들이 파괴되기 때문에 마늘의 유효성분이 유지 또는 향상되면서 섭취가 용이한 방법으로 숙성마늘의 제조기술의 개발이 필요하게 되었다.
그 효능이 주목받고 있는 에스-알릴시스테인(SAC)은 생마늘 에는 들어있지 않은 신규물질로, 다양한 건강작용이 보고 되고 있다. 마늘을 숙성시키면 원래 존재하지 않던 에스-알릴시스테인(S-allylcysteine;SAC)과 S-아릴머캅토시스테인S-allyl-mercaptocysteine: SAMC） 그리고 S-propyl cysteine, S-ethyl cysteine 이라는 새로운 성분이 출현하는 것이 밝혀졌으며 이들 수용성의 알릴 설파이드(allyl sulfides) 화합물인 SAC(S-allyl cysteine) 등은 경구 섭취에 의해 대부분이 혈액 으로 흡수되며 콜레스테롤 저하 작용과 아울러 전립선암, 대장암을 포함한 피부암, 폐암, 림프종, 백혈병, 림파선암 다양한 종류의 암에서 종양의 성장을 억제하는 것으로 밝혀졌다.(Knowles and Milner 2000)
최근 국내에서도 여러 업체에서 발효-숙성 마늘을 흑마늘이라는 이름으로 제조하여 시판하기 시작하였는데 현재 대부분의 흑 마늘은 일정한 온도와 습도 하에서 약 1~3개월 정도로 단순 숙성시켜 만들어진다.
이들 흑마늘은 정확하게는 검은색은 아니고 원래는 갈색으로 변했다가 그 색상이 진해져서 검은색으로 보이는 것으로 현재, 마늘을 숙성시켜 숙성마늘(흑마늘)을 만드는 선행 기술들은 일정기간 고온 숙성에 의한 지극히 단순한 공정으로 이루어지기 때문에 일부에서는 마늘을 숙성시켜도 유용성 물질과 항산화 물질이 거의 증가되지 않는 경우의 제조방법도 존재한다.
따라서 모든 숙성마늘(흑마늘)이 SAC와 같은 유용성 물질과 항산화물질이 증강된 것이 아니라 단순히 색깔만 검게 변하게 하는 선행 발명들이 존재하는 것이 문제이며, 흑마늘 제조 기술이 우리보다 앞선 일본에서도 이것이 문제시되고 있다.
본 발명을 설명하기에 앞서 먼저 선행 기술들을 살펴보도록 한다.
먼저, 선행 발명인 일본 특허공개2006-149325호에서는 중국산 생마늘을 자기 발효시키는 발효 흑마늘의 제조공정을 제안하고 있는데 자기발효온도는 65-70℃에서 습도는 80-85% 범위를 유지하며 25~35일간 진행하고 건조처리는 15-25℃, 습도 40-65%로 5~10일간 실시하고 있다.
국내 등록특허 10-0530386호는 상기 일본특허를 참고한 기술로써, 40-90℃에서 280~300시간 동안 열풍숙성과 38~42시간 자연건조, 그리고 20-30℃에서 30~50시간 열풍 숙성 공정을 거쳐 숙성마늘을 제조하고 있다.
하지만, 상기 선행 특허들은 모두 자기 발효 및 단순한 숙성과 건조 공정만으로 이루어지고 있기 때문에 초기 원료에서부터 제조 과정이 끝날 때까지 발효마늘의 유효 성분을 관리하는 과정이 없으며 더욱이 숙성마늘의 가장 핵심적인 유효 성분인 SAC의 함량 변화에 대해서는 간과하고 있는 문제점이 있다.
즉, 발효-숙성 마늘이 원래 마늘보다 기능성의 황-화알릴화합물인 SAC( S-allyl cysteine)를 다량 포함하기 위해서는 우선적으로 원료로 사용되는 마늘의 알린(Allin) 함량이 풍부해야 하고, 이러한 알린 화합물이 냄새의 원인이 되는 알리신으로 변화하는 과정을 최대한 억제하고 숙성시켜야함에도 불구하고, 단순한 숙성시킴으로써 유용한 황-화합물의 함량이 낮게 함유되는 문제점이 있다.
또한, 일본 특허공개 2006-149325호는 전체 공정기간이 최대 45일이 소요되어 발효 흑마늘 제조기간이 너무 오래 걸리는 단점이 있으며, 국내 등록특허 10-0530386호는 다소 단축되기는 하였으나 최소 15일 이상 소요되며 또한, 숙성과정 중 수분을 뿌려 공급함으로 인하여 숙성이 되기 전에 썩게 되는 경우가 발생하여 생산 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 전술한 선행 특허들의 문제점을 보완하여 제조기간이 15일 이내로 짧으며 생마늘 원료에서부터 품질관리가 이루어져 SAC 함량을 최대한 강화할 수 있는 새로운 발효 흑마늘의 제조법의 개발이 절실히 필요하다 하겠다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원료 마늘에서부터 전처리를 수행하여 알린의 변화를 최대한 억제하여 발효숙성시 최대한의 수용성 알릴 황화합물이 유지되도록 하는 발효숙성 흑마늘 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 생마늘에서 발효숙성 흑마늘 제조시까지 생산효율을 증대시키고 보다 짧은 시간 내에 작업이 이루어지도록 하는 발효숙성 흑마늘 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 알린을 함유하는 생마늘을 선별하는 마늘선별단계; 상기 선별된 마늘의 알린성분의 감소를 억제하기 위하여 10 내지 20%의 CO2가스가 함유된 공간에서 0 - 5℃의 저온하에서 마늘을 보관하는 보관단계; 상기 보관된 마늘에 함유된 효소인 알리나아제를 불활성화시켜 알린의 함유량을 최대한 유지토록 하는 전처리단계; 상기 전처리된 마늘을 밀폐된 공간 내에서 70 내지 90℃의 온도하에서 100~1000mmHg의 포화 수증기압하에서 7 내지 10일 동안 발효숙성시키는 발효숙성단계; 그리고 상기 발효숙성된 마늘을 10~20℃의 차고 건조한 공기를 이용하여 3~5일간 당화와 후숙성을 거치는 후숙성단계;로 이루어지는 항산화 기능과 항암활성을 가진 수용성 아릴황화합물이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법을 제공하는데 기술적 요지가 있다.
그리고, 바람직하기로는, 상기 마늘선별단계는 마늘의 알린의 함량이 건조 마늘 중량당 8mg/g이상이 되도록 하고, 상기 전처리단계는 100 내지 110℃의 고온하에서 10 내지 29분간 습열처리하거나 초산 0.2~0.5M 농도에서 10 내지 60분간 산처리 또는 400~600W 파워의 마이크로 웨이브로 1~5분간 처리되는 것 중의 어느 하나로 이루어지도록 한다. 상기 발효숙성단계는, 밀폐된 용기 내부에 20 내지 30%의 물이 채워지고, 상기 물과 직접 접촉되지 않은 상태에서 마늘이 위치되고, 상기 마늘의 상면에는 가열된 수증기의 직접 접촉이 방지되도록 한지 또는 천이 덮여지도록 한다.
이하 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명에 대하여 도시한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 기술적 과제는 마늘 중에 함유된 알린 및 메타인 성분이 화학적 변화를 통하여 변화된 황-화알릴화합물 (allyl sulfides) 인 알리신(allicin)의 생성을 최대한 억제하고, 상기 성분들이 발효숙성 과정을 거치면서 유효한 수용성 알릴 황화합물로 변환시키는데 주안점이 있다.
이를 위해 일차적으로 알린 및 메타인을 황-화알릴화합물로 변환시키는 효소인 알리나제(allinase)를 불활성화시켜 원래 마늘 속에 있는 알린(alliin)이나 메티인(methiin) 성분을 항 산화물 기능과 항암 기능을 가지는 수용성의 알릴 황화합물(allyl sulfur component)로 전환시킴으로써 마늘의 고유기능을 더욱 향상시켜 자극성을 없애야 한다.
따라서 원료 마늘의 알린(Alliin) 함량을 관리하는 것은 본 발명의 필수적인 선결조건이다. 알린 함량이 낮은 원료를 사용하면 아무리 발효-숙성과정을 거쳐도 SAC 함량은 높아지지 않기 때문이다.
마늘은 그 종류와 재배조건 그리고 지역에 따라 변동이 심한데 특히 재배과정에서 가뭄을 겪은 마늘은 알린의 함량이 낮은 것으로 조사되었는데 재배 지역과 마늘의 종류에 따라 알린의 함량은 2배 이상 차이를 보여주었다.
또한, 상기와 같은 자연적인 재배조건에 따라 알린 함량의 변화도 중요하지만 수확한 마늘이 발효숙성과정을 거치기 전에 필수적으로 일정시간 동안 보관되어야 하며, 이러한 보관 조건에 따라서 알린의 함량이 변화됨을 확인할 수 있었는데, 보관기간, 보관온도, 불활성 기체의 존재 여부 등이 중요한 인자로 작용함을 알 수 있었다.
예를 들면, 갓 깐 마늘의 경우에 5℃에서 3주간 보존하였을 때 티오설피네이트 화합물(주로, Alliin)의 경우 10~15% 정도 감소하였으나 10℃ 이상의 보관조건에서는 30% 이상 감소함을 보여주었다. 또, 껍질을 제거하지 않은 마늘의 경우 0~1℃ 사이에서 일반 공기 중에서 보관했을 때는 알린 의 함량이 처음보다 25~40% 정도 감소한 반면 낮은 산소분압 조건이나 높은 탄산가스 농도에서 보관한 경우에는 감소율이 현저히 감소하였다.
상기 전술한 대로 제조된 발효-숙성 마늘이 원래 마늘보다 기능성의 황-화알릴화합물인 SAC( S-allyl cysteine)를 다량 포함하기 위해서는 우선적으로 원료로 사용되는 마늘의 알린(Allin) 함량이 적어도 마늘건조 중량(g) 당 8mg 이상, 좋기 로는 10mg 이상 더욱 좋기로는 12mg 이상인 원료가 필요하였다. 이러한 선결조건을 위해서는 마늘의 재배 단계에서부터 수확된 마늘의 보관까지 철저한 품질관리가 필요함을 알 수 있었다.
이를 위해 본 발명에서는 마늘의 생산단계에서부터 품질 관리를 실시하여 재배기간 중에 충분한 물주기를 통해 수확시에 마늘의 건조 중량당 알린의 함량이 10mg/g 이상으로 유지되도록 하였으며 수확한 후, 장기보관을 위해서는 0~5℃ 이하의 저온보관 창고시설과 낮은 산소분압 조건을 위한 불활성가스 존재하에서 보관함으로서 저장기간 중에 티오설파이드 화합물의 농도가 최초 농도에 비해 10% 이상 감소되지 않도록 관리하였다.
본 발명중에 언급된 SAC(S-Allyl-L-cysteine)와 SACS(S-Allyl cysteine sulfoxide)의 함량분석은 HPLC를 이용하였는데 C18 ODS Column을 사용하였고 220nm의 자외선(UV)영역에서 측정하였다. 그 외 사용용매와 분석방법은 Renee J. Krause 등이 사용한 방법을 따랐다.( Drug metabolism And Disposition , vol .30, No. 101137-1142). 또한 완성된 발효-숙성 마늘의 항산화도는 radical-scavenging에 대한 활성으로 측정하였다( Abe 등 Biosci . Biotech . biochem ., 64, 306-333, 2000).
발효 또는 숙성 마늘의 제조 방법에 따라 흑마늘이 만들어진다 할지라도 콜레스테롤 저하와 항산화작용, 항암작용을 나타내는 기능성 물질인 SAC(S-allyl cysteine)등의 알릴 황화합물의 함량이 낮으면 발효-숙성 마늘로서의 기능을 다하지 못한다.
따라서 본 발명에서는 상기에 전술한 마늘 원료를 다음에 기술하는 단계별 제조공정을 거쳐 SAC(S-allyl cysteine)함량을 최대로 높일 수 있는 공정을 개발하고자 하였다.
실시예
1.
알린성분의
감소억제를 위한 보관단계
<마늘 생산지별 알린의 함량조사>
주요 마늘 산지별 샘플(sample)을 입수하여 마늘 속에 포함된 알린의 함량을 상기에 전술한 HPLC 분석법으로 실시하였다. 분석결과는 다음 표와 같다.
| 지역 | 창녕 | 의성 | 남해 | 함평 |
| Allin(SACS)함량 (mg/g dry weight) | 9.8 | 13.7 | 10.6 | 7.6 |
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 마늘이 생산되는 산지별로 알린의 함량이 다른 것을 알 수 있으며, 바람직하기로는 사전에 알린의 함량을 조사하여 적합한 마늘을 사용토록 하는 것이 좋다.
<마늘의 보관 방법>
상기에서 보여진 특정지역의 햇마늘을 이용하여 각각의 보관 조건하에 일정기간 보관하며 알린(SACS)의 함량변화를 조사하였으며 그 결과는 아래 표에 나타내었다.
| 보관방법 | 대조구 (햇마늘) | 깐마늘 (3주 보관 후) | 까지않은 마늘 (0-5℃, 3개월 보관후) | ||
| 5℃ | 10℃ | 일반공기중 | CO2 가스 (5~10%) | ||
| Allin(SACS)함량 (mg/g dry weight) | 14.1 | 12.6 | 9.47 | 9.30 | 13.1 |
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 깐마늘의 경우 저온(0-5℃)에서 보관하는 것이 좋으며, 깐마늘보다는 까지 않고, 적당량의 CO2가스 존재하에 저온(0-5℃)상태에서 보관하는 것이 장기간 보관에도 알린의 함량 변화가 최소화가 된다는 것을 알 수 있었다.
2.전처리(
알리나아제의
불활성화)단계
본 과정은 생마늘에 포함된 알리나제를 선택적으로 저해하기 위한 공정이며 알리나제는 건조와 열에 강한 효소이므로 쉽게 파괴되지 않는다. 따라서 기질이 되는 알린 성분은 최대한 보호하면서 알리나제만을 선택적으로 불활성화시키는 공정이 필요하다. 본 발명에서는 다음 표와 같은 방법으로 처리하였다.
전처리 방법
실시예3-1: 110℃에서 10분간 습열처리 하였다.
실시예3-2: 초산 0.2~0.5M 농도에서 60분간 처리하였다.
실시예3-3: 전자레인지에서 600~1,200W로 1~5분간 처리하였다.
| 전처리 방법 | 3-1 | 3-2 | 3-3 | 대조구 (전처리 않음) |
| 마늘의 형태변화 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 |
| 관능검사(아린맛) | - | + | - | +++ |
*관능검사결과: +++아주강함, ++강함, +약함, -없음
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 알리나제의 불활성화 공정으로서는 3가지 정도가 제안되었는데 먼저 50~110℃ 정도에서의 습열처리 방법, 좋기로는 70~100℃ 사이에서 습식 열처리가 좋으며 더욱 좋기로는 90-100℃ 온도에서 수증기로 30분간 열처리하는 것이 좋다. 두 번째, 유기산을 이용한 산처리 방법에서는 pH3.0 이하에서 초산용액이나 젖산용액에서 0.5-2시간 처리하는 것이 바람직하였으며, 더욱 좋기로는 1% 유기산 용액에서 15-30분간 침지하도록 한다. 그리고 세 번째로는 마이크로웨이브(Microwave) 처리방법에서는 전자레인지를 이용하여 400-1200W 정도로 0.5-5분 정도가 적합하며 더욱 좋기로는 400~600W 정도에서 이루어지는 것이 적당하다. 이때 마늘의 외피는 제거하는 것이 좋으나 반드시 필요한 것은 아니다.
또한, 본 발명에서는 숙성시간의 단축을 위해 깐 마늘과 슬라이스(Slice)된 마늘의 전처리와 발효-숙성도 병행하였는데 슬라이스 된 마늘 조각은 2~5조각 정도가 적당하였고 한 조각의 무게는 1.5g 이하가 되지 않도록 하는 것이 중요하였다.
3.발효-숙성단계(
Allin
의 S-
allyl
cystein
으로 전환단계)
전처리 공정을 거친 마늘은 특별히 제작된 용기에서 발효와 1차 숙성과정을 거친다. 상기과정에서는 불필요한 외부인자들에 의한 변성을 방지하기 위하여 외부공기와의 차단이 필요하다. 따라서 발효 및 숙성 용기로는 뚜껑이 있고 밀폐가 가능하며 80℃ 이상에서 내열성이 있는 플라스틱 용기, 강화 유리나 도자기 용기 그리고 식품에 사용가능한 금속성 용기가 바람직하며 좋기로는 스테인레스-스틸 316L(stainless steel 316L)로 제작된 용기를 이용한다.
그리고, 용기 내부에는 충분한 양의 물을 채우는 것이 중요한데 좋기로는 용기 용량의 5~20% 정도로 채워주며 여기에 사용되는 물은 반드시 멸균된 증류수를 사용토록 한다. 용기 중간에는 동일 재질의 그물망이나 받침 등을 설치하여 원료마늘이 직접 수분과 접촉하지 않도록 하며 마지막으로 원료 마늘은 광목천이나, 한지 등을 이용해 덮어준다. 이는 수분이 마늘에 직접 접촉할 경우, 충분한 숙성이 이루어지기 전에 썩는 것을 방지하기 위해서이다. 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 플라스틱 용기본체 내부에 다수개의 구멍이 형성된 칸막이를 구비하고, 용기본체를 덮는 덮개가 구비된 용기를 사용하여 상기 용기본체의 칸막이 하측에 물을 채워넣고, 칸막이 상면에 마늘을 위치시키고 덮개를 덮고 실험을 수행하였다.
용기를 밀폐 후, 온도를 55~95℃ 유지하는데 좋기로는 70±5℃ 사이에서 5~10일간 발효-숙성 과정을 거친다. 이때 발효-숙성 용기의 내부는 산소에 의한 티오설파이드화합물의 산화과정이 최대한 억제되도록 낮은 산소 분압을 유지하기 위해 용기 내부의 공기를 충분히 제거해 주는 것이 좋으며 발효-숙성 과정 동안 마늘의 건조와 고형화를 방지하기 위해 150~700mmHg 사이의 포화 수증기압에 가깝게 습도를 유지하는 것이 바람직하다. 아울러 알리신의 산화를 초래하는 산소의 분압을 낮추고 적절한 습도공급에 공급에 의해 마늘 속의 티오설파이드 화합물을 자가 발효를 통한 환원조건으로 유도하기 위해서는 발효 초기에 발효용기 내부의 압력을 50~500 torr 정도, 좋기로는 100~400 torr 정도의 진공상태를 만들어주는 것이 바람직하다.
전처리를 거친 마늘 원료를 발효-숙성 용기에 넣고 각각의 전처리 온도와 15~350mmHg의 포화 수증기압 하에서 발효숙성 후, 색깔 변화와 SAC 함량을 측정하였다.
| 발효온도 | 60℃ | 70℃ | 80℃ |
| SAC함량 (mg/g) | 4.3 | 5.7 | 6.3 |
| 색도 | +++ | +++ | +++ |
| 형태 | ++ | +++ | ++ |
*관능검사결과: +++;양호, ++;보통, +;미흡
--▶
Alliin
S-
Allyl
cysteine
(
SAC
)
상기 발효와 숙성 과정에서 마늘 속의 알리나제의 활성은 사라지게 되며 S-Allyl cystein(SAC)의 S-oxide 형태인 Allin(S-allyl cysteine sulfoxide: SACS)은 S-allyl cystein(SAC)로 환원된다.
4.건조 및 후숙성단계(수분조절과
당화단계
)
발효가 끝난 후, 발효 마늘은 수분조절과 당화단계를 위해 차고 건조공기를 이용하여 1~3일간 2차 숙성단계 거친다. 이때, 건조용 공기의 온도는 10~30℃, 좋기로는 15~25℃ 정도가 바람직하며 상대습도는 5~30% 정도, 좋기로는 10~20% 정도인 차고 건조한 공기를 이용한다. 2차 숙성이 끝난 마늘은 SAC 함량과 당도, 항산화도 측정과 색도, 냄새, 식감 등의 관능검사를 거친 후, 완제품 포장단계로 이송한다.
발효숙성된 마늘을 다음 각각의 조건에서 수분율 20% 이내로 건조하였고 SAC 함량변화와 항산화도 당도, 관능검사를 실시하여 아래 표에 나타내었다.
| 건조온도 | 15~20℃ | 20~25℃ | 자연건조 | |||
| 상대습도 | 20% | 30% | 35% | 40% | 40%~60% | |
| SAC함량 (mg/g) | 6.4 | 5.9 | 5.3 | 5.1 | 4.8 | |
| SOD활성(%) | 18.2 | 21.6 | 17.3 | 13.6 | 10.5 | |
| 당도 | 17 | 15 | 15 | 13 | 12 | |
| 관능 검사 | 색도 | +++ | +++ | +++ | +++ | +++ |
| 냄새 | +++ | +++ | ++ | ++ | + | |
| 식감 | +++ | +++ | ++ | + | + | |
*관능검사결과: +++;양호, ++;보통, +;미흡
그리고, 본 발명에 의한 발효 흑마늘의 유효성을 검증하기 위하여 유기성분의 미량분석을 위한 선택이온 검출법(selected ion monitoring;SIM)을 이용하여 분석한 결과 도 2에 도시된 바와 같이, 위의 에스-알릴시스테인 표준물질과 아래에서 나타나는 본 발명에 의한 흑마늘에서 추출된 에스-알릴시스테인이 동일한 피크를 형성하는 것을 보아 본 발명에서 유효한 에스-알릴시스테인이 많이 생성됨을 알 수 있었다. 그리고, 이러한 본 발명에 의해 제조된 발효 흑마늘의 성상이 도 3에 나타나 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 생마늘에서부터 알린의 함량을 관리하고, 최적의 발효숙성과정을 거침에 의해 SAC와 같은 유효성분이 최대로 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발효숙성과정을 최단기간 내에 달성함으로써 생산성 향상 및 품질의 최적향상이 이루어지는 다른 효과도 있다.
Claims (4)
- 알린을 함유하는 생마늘을 선별하는 마늘선별단계;상기 선별된 마늘의 알린성분의 감소를 억제하기 위하여 10 내지 20%의 CO2가스가 함유된 공간에서 0 - 5℃의 저온하에서 마늘을 보관하는 보관단계;상기 보관된 마늘에 함유된 효소인 알리나아제를 불활성화시켜 알린의 함유량을 최대한 유지토록 하는 전처리단계;상기 전처리된 마늘을 밀폐된 공간 내에서 70 내지 90℃의 온도하에서 100~1000mmHg의 포화 수증기압하에서 7 내지 10일 동안 발효숙성시키는 발효숙성단계;그리고상기 발효숙성된 마늘을 10~20℃의 차고 건조한 공기를 이용하여 3~5일간 당화와 후숙성을 거치는 후숙성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마늘선별단계는,마늘의 알린의 함량이 건조 마늘 중량당 8mg/g이상인 것을 특징으로 하는 항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 전처리단계는,100 내지 110℃의 고온하에서 10 내지 29분간 습열처리하거나 초산 0.2~0.5M 농도에서 10 내지 60분간 산처리 또는 400~600W 파워의 마이크로 웨이브로 1~5분간 처리되는 것 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발효숙성단계는,밀폐된 용기내부에 20 내지 30%의 물이 채워지고, 상기 물과 직접 접촉되지 않은 상태에서 마늘이 위치되고, 상기 마늘의 상면에는 가열된 수증기의 직접 접촉이 방지되도록 한지 또는 천이 덮여지는 것을 특징으로 하는 항산화 기능과 항암활성을 가진 에스-알릴시스테인이 강화된 발효숙성 흑마늘 제조방법.
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