KR100889051B1 - 마늘 갈변 방지 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘 가공 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마늘 갈변 방지 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘 가공 제품에 관한 것으로, 마늘 가공 제품의 저장 특성을 향상시키기 위하여 수확 후 30일 이내의 마늘을 슬라이스 하고, 슬라이스된 마늘을 25vol% ~ 75vol%의 에탄올 용액에 4 ~ 24시간 동안 침지시켜 침지처리가 수행된 마늘을 제조하고, 이를 이용하여 페이스트(paste) 형태 또는 동결 건조 분말 형태의 제품으로 제조하는 발명에 관한 것이다.

Description

마늘 갈변 방지 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘 가공 제품{METHOD FOR ANTI-BROWNING GARLIC AND ANTI-BROWNING GARLIC PROCESSED PRODUCT USING THE SAME}

본 발명은 마늘 갈변 방지 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘 가공 제품에 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.

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.

상기와 같이 마늘 가공 제품은 가공 처리 후 선호하지 않는 자극적인 향과 색변화가 발생하여, 마늘의 시장성에 큰 영향을 준다. 이런 자극성 향은 통마늘이 마쇄되면서 효소 활성이 급격히 일어나 마늘 중에 있는 함황아미노산의 일종인 알린(alliin)이 알리신(allicin)으로 전환되며 발생하는 것이다. 이러한 원인은 마늘 내의 효소가 매우 불안정하여 다시 다이셀파이드(dially disulfide), 저급 셀파이드(sulfide)등으로 분해되면서 휘발성 물질을 많이 생성시키기 때문이다.

아울러, 마늘의 갈변은 퀴논(quinone) 물질에 대한 폴리페놀산화효소(polyphenol oxidase; PPO) 에 의한 피로갈롤(pyrogallol)과 같은 페놀 화합물의 산화에 의해 발생된다.

마늘의 이러한 특성 때문에 다양한 의학적, 생리적인 효과를 나타내는데도 불구하고 제품화할 때 여러 가지 문제가 되고 있다.

본 발명은 마늘의 소비 형태와 소비를 증대시키기 위해 기존의 페이스트(paste) 상태로 이용 시 기호도를 감소시켰던 갈변을 억제하기 위하여, 마늘 페이이스트 제조 전에 마늘 슬라이스를 에탄올에 침지시킴으로써, 마늘의 저장성을 향상시킬 수 있는 마늘 갈변 방지 방법 및 이를 이용하여 제조한 갈변 방지 마늘 가공 제품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 마늘 갈변 방지 방법은 통 마늘을 채를 썰어서 슬라이스 형태의 마늘을 제조하는 단계와, 상기 슬라이스 형태의 마늘을 25vol% ~ 75vol%의 에탄올 용액에 4 ~ 24시간 동안 침지시켜 침지된 마늘을 제조하는 단계 및 상기 침지된 마늘을 에탄올 용액에서 건져 내고 상기 에탄올 용액을 완전히 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 에탄올 용액 200㎖ 당 80g의 마늘이 침지되는 비율로 상기 슬라이스 형태의 마늘을 침지시키는 것을 특징으로 하고, 상기 에탄올 용액을 완전히 제거하는 단계 이후에 상기 침지된 마늘을 10 ~ 40℃의 온도에서 보관하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 마늘 가공 제품은 상기 침지된 마늘을 마쇄 처리하여 페이스트 형태로 제조하거나, 동결 건조 처리하여 분말 형태로 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 마늘 갈변 방지 방법 및 이를 이용하여 제조한 마늘 가공 제품은 마늘 가공전에 에탄올 용액을 이용하여 침지처리를 수행함으로써, 마늘 가공품 제조 시 중량 변화를 최소화하고, 마늘의 저장성 연장시킬 수 있도록 한다. 또한, 식품 소재 중 갈변으로 인해 사용에 제약이 있는 소재의 기호도 상승시킴으로써, 마늘 소금과 같이 농산물의 다양한 중간 소재 개발에 활용이 가능해질 수 있도록 하고, 이로 인하여 마늘의 이용성을 증대시키고, 농민의 소득을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명에 따른 갈변 방지 마늘 제조 방법의 갈변억제 효과를 알아보기 위하여 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.

본 발명에서는 상술한 성분을 갖는 마늘을 슬라이스(slice) 형태로 썬 후, 에탄올 용액에 침지시키고, 그 다음에 초퍼(chopper; MR 430A, Braun, Spain)에 100g씩 넣고 30초간 갈아서 마늘 페이스트를 제조한다.

여기서, 에탄올 용액에 침지에 의한 갈변억제 효과를 측정하고자 농도가 95vol%, 75vol%, 50vol%, 25vol%의 에탄올 용액 및 순수(Deionized Water)를 각각 200㎖씩 준비하고, 각각의 용액에 마늘 슬라이스 80g을 4, 8, 12 및 24시간 침지한 후 침지액으로부터 마늘 슬라이스를 체를 이용하여 건져내어 에탄올 용액을 완전히 제거한다.

다음에는, 침지용액이 제거된 마늘 슬라이스를 상술한 바와 같이 초퍼를 이 용하여 마늘 페이스트(paste) 형태로 만들고 40℃에서 저장하면서 갈변도를 측정한다.

< 갈색도의 측정 >

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 1]에 의해 구하였다.

[방정식 1]

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 바와 같이, 마늘의 갈변을 억제하기 위하여 식품제조 시 사용이 가능한 에탄올 용액의 농도를 달리하고 침지 시간을 4시간으로 하는 경우의 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

[표 2] 침지용액의 에탄올 농도에 따른 갈변억제효과

상기 [표 2]를 참조하면, 1일 경과시 25vol%, 50vol%, 75vol% 에탄올에 침지한 경우인 실시예 1 내지 실시예 3에서 갈변억제가 효과적으로 진행되었으며, 2일 저장시 순수(Deionized Water)의 경우인 비교예2에서도 효과가 나타났다. 7일 저장 시 1일 저장하였을 때와 같이 실시예 1 내지 실시예 3의 경우에만 효과가 나타났다. 따라서, 25vol% ~ 75vol% 사이의 에탄올 용액에 침지할 경우 갈변이 억제되는 효과를 기대할 수 있다. 더 바람직하게는 실제 마늘 페이스트 제조 공정을 고려하여 에탄올 용액의 농도가 25vol% 또는 50vol% 인 것이 가장 바람직하다.

도 1은 본 발명의 에탄올 침지 방법에 따른 마늘 페이스트의 갈변 억제 효과를 나타낸 실험 사진이다.

도 1의 결과는 상기 [표 2]에서 설명한 7일 경과 후 상태를 촬영한 것으로, 침지처리하지 않은 비교예 1과 95vol% 에탄올에 침지한 비교예 3의 경우 육안으로도 갈변의 진행정도를 확인할 수 있었으며, 실시예 1 내지 실시예 3의 경우가 가장 갈변이 진행되지 않은 것을 확인할 수 있다.

이하는 침지 조건을 달리하여 갈변 변화를 측정한 결과이다.

도 2는 마늘 페이스트를 7일간 저장하면서 측정한 갈변 정도를 나타낸 그래프이다.

도 2를 참조하면, 7일 지난 시점에서 비교예 1의 갈변도는 29.3인 반면, 실시예 1 내지 실시예 3의 경우 7.0 ~ 18.7의 갈변도를 보이고 있는 것을 알 수 있다.

특히 25vol%와 50vol% 에탄올 용액에 침지한 실시예 1 및 실시예 2의 경우 40℃, 7일 저장 시 각각 갈변도가 7.3과 7.0인 반면, 순수의 경우 15.0, 75vol%인 실시예3의 경우 7.0, 95vol%인 비교예3의 경우 18.7 로 나타나는 것으로 미루어, 가장 갈변 억제에 효과적인 에탄올 침지 농도는 25vol% 또는 50vol% 인 것을 알 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 25vol% 및 50vol%의 에탄올 용액에 침치하는 시간을 달리하는 경우 마늘 갈변도의 변화를 나타낸 그래프들이다.

도 3a 및 도 3b는 각각 농도의 에탄올 용액에 4시간, 8시간, 12시간 및 24시간 침지한 결과를 나타낸 것으로 각각의 경우를 실시예 4 내지 실시예11로 표기하여 나타내었다. 25vol%의 에탄올 용액에 4시간 침지시킨 것이 실시예4, 8시간 침지시킨 것이 실시예5, 12시간 침지시킨 것이 실시예6, 24시간 침지시킨 것이 실시예7이고, 50vol%의 에탄올 용액에 4시간 침지시킨 것이 실시예8, 8시간 침지시킨 것이 실시예9, 12시간 침지시킨 것이 실시예10, 24시간 침지시킨 것이 실시예11이다.

전체적으로는 2일 저장시 급격히 갈변도가 증가하다가, 2일 이후에는 갈변도의 증가가 서서히 진행되는 것을 알 수 있다. 13일 저장 후의 갈변도는 25vol%와 50vol%에탄올에 8시간 침지한 실시예5의 경우가 가장 낮은 갈변도를 보였다. 그러나, 침지 시간에 따른 차이는 관찰하지 못하였다. 따라서, 25vol% 또는 50vol% 에탄올 용액 농도일 경우 침지 시간에 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 에탄올 침지 방법 중 저장 온도에 따른 갈변도의 변화를 나타낸 그래프들이다.

도 4a는 침지처리하지 않은 경우 저장 온도를 10, 20, 30, 40℃로 할 때 각각을 비교예 4 내지 비교예 7로 나타낸 것이고, 도 4b 및 도 4c는 25vol% 및 50vol%의 에탄올 용액에 각각 8시간 침지한 후 저장온도를 10, 20, 30, 40℃으로 변화시키며 갈변도의 변화를 측정하여 실시예 12 내지 실시예 19로 나타낸 것이다.

그 결과 40℃에서 저장한 실시예 15 및 실시예 19의 경우 갈변도가 가장 높았으며, 10℃ 저장시 가장 낮은 갈변도를 보였으나, 20℃ 및 30℃에서 저장시 갈변도의 변화와 유의적인 차이를 확인하지 못하였고 비교예 4 내지 비교예 7에 비하여 현저하게 낮은 갈변도를 보이고 있으므로 본 발명에 따른 에탄올 용액 침지 방법은 10 ~ 40℃ 저장 온도 범위를 취하고 있음을 알 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 에탄올 침지에 의한 마늘의 갈변억제 메커니즘을 확인하기 위해 침지한 에탄올 용액 및 침지 처리한 마늘의 폴리페놀(polyphenols) 함량 및 폴리페놀산화효소(polyphenol oxidase)활성을 측정하는 방법에 대해 설명하는 것으로 한다.

먼저, 총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 시약(phosphomolybdate-phosphotungstate)을 사용하여 측정하였다. 마늘 페이스트 20g에 50vol% 에탄올 용액 50㎖을 가하여 폴리페놀 성분을 추출 후 원심분리(4000G)하여 상징액을 얻는다.

다음에는, 상징액 0.1㎖에 증류수 7.9㎖과 Folin-Ciocalteu 시약 0.5㎖ 가하여 혼합한다.

그 다음에는, 1분 후 1.5㎖의 20vol% sodium carbonate를 가하여 실온에서 120분 반응 후 750nm에서 흡광도를 측정하고, 폴리페놀 함량은 표준물질 garlic acid의 양으로 환산한다.

폴리페놀옥시다제 활성은 20g 마늘 페이스트에 30㎖ 인산염완충용액(0.1 M, pH 6.5)를 가하여 혼합 후 여과하여 여과액을 조효소액으로 효소의 활성을 측정한다.

효소반응액은 조효소액 1.0㎖, 인산염완충용액 0.9㎖을 넣고 25℃ 5분간 방치후 0.2M catechol 1.0㎖ 가하여 25℃ 반응하면서 1분 간격으로 흡광도를 측정한다. 이때, 1분간 반응시 마늘 1g에 해당하는 조효소액이 1분간 반응하여 흡광도의 변화가 0.01을 1 unit로 효소의 활성을 표시한다.

도 5는 본 발명에 따른 에탄올 용액 및 침지 처리한 마늘의 폴리페놀 함량을 나타낸 그래프이다.

도 5를 참조하면, 침지 마늘의 폴리페놀 함량은 침지처리하지 않은(무처리) 마늘은 688.9㎍/g, 0% 에탄올 침지(물) 마늘은 392.5㎍/g인 반면 25vol%와 50vol% 에탄올에 침지한 마늘은 각각 211.3㎍/g과 155.6㎍/g의 함량을 보였다.

상기 결과에서 마늘에 함유되어 있는 폴리페놀이 침지처리 시 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 침지용액에서의 폴리페놀 함량은 25% 에탄올 용액과 50% 에탄올 용액 일 때 가장 높은데, 에탄올 침지 마늘에서는 오히려 감소된 형태로 나타나므로, 에탄올 침지 처리에 의해서 갈변 원인물질인 폴리페놀이 효과적으로 감소되는 것을 알 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 에탄올 용액 및 침지 처리한 마늘의 폴리페놀 산화효소의 활성을 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 침지처리 하지 않은 무처리의 경우 폴리페놀 산화효소의 활성이 가장 높게 나타나고, 침지용액인 에탄올의 함량이 25vol% 및 50vol% 일 때 폴리페놀 산화효소의 활성이 감소하는 것을 알 수 있다. 특히, 에탄올 용액의 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보이고 있는데, 25vol% 및 50vol% 에탄올 용액 침지시 마늘의 갈변 억제는 갈변의 원인 물질인 폴리페놀 성분이 감소할 뿐만 아니라 폴리페놀을 갈변물질로 전환하는 산화효소의 활성 또한 효과적으로 감소되는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마늘 갈변 방지 방법은 25vol% ~ 75vol%의 에탄올 용액에 침지시킨 후에 페이스트 형태의 가공 제품을 제조하거나, 침지시킨 마늘을 동결 건조시킨 후 분말 형태로 제조함으로써, 마늘 가공품을 제조 시 중량 변화를 최소화하고, 갈변을 방지하여 마늘의 저장성을 향상시킬 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 본 발명의 에탄올 침지 방법에 따른 마늘 페이스트의 갈변 억제 효과를 나타낸 실험 사진.

도 2는 마늘 페이스트를 7일간 저장하면서 측정한 갈변 정도를 나타낸 그래프.

도 3a 및 도 3b는 25vol% 및 50vol%의 에탄올 용액에 침치하는 시간을 달리하는 경우 마늘 갈변도의 변화를 나타낸 그래프들.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 에탄올 침지 방법 중 저장 온도에 따른 갈변도의 변화를 나타낸 그래프들.

도 5는 본 발명에 따른 에탄올 용액 및 침지 처리한 마늘의 폴리페놀 함량을 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명에 따른 에탄올 용액 및 침지 처리한 마늘의 폴리페놀 산화효소의 활성을 나타낸 그래프.

Claims (5)

1. 통 마늘을 채를 썰어서 슬라이스 형태의 마늘을 제조하는 단계;

   상기 슬라이스 형태의 마늘을 25vol% ~ 75vol%의 에탄올 용액에 4 ~ 24시간 동안 침지시켜 침지된 마늘을 제조하는 단계; 및

   상기 침지된 마늘을 에탄올 용액에서 건져 내고 상기 에탄올 용액을 완전히 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마늘 갈변 방지 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에탄올 용액 200㎖ 당 80g의 마늘이 침지되는 비율로 상기 슬라이스 형태의 마늘을 침지시키는 것을 특징으로 하는 마늘 갈변 방지 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에탄올 용액을 완전히 제거하는 단계 이후에 상기 침지된 마늘을 10 ~ 40℃의 온도에서 보관하는 것을 특징으로 하는 마늘 갈변 방지 방법.
4. 청구항 제 1 항의 상기 침지된 마늘을 마쇄 처리하여 페이스트 형태로 제조 하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 가공 제품.
5. 청구항 제 1 항의 상기 침지된 마늘을 동결 건조 처리하여 분말 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 갈변 방지 마늘 가공 제품.

Images