KR101065160B1 - 고압 반응 및 효소 처리를 이용한 흑마늘 진액의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액 - Google Patents
고압 반응 및 효소 처리를 이용한 흑마늘 진액의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고압반응과 효소처리를 이용한 흑마늘 진액의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 흑마늘 진액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마늘을 분쇄하여 세포벽분해효소의 첨가와 함께 45~55℃에서 90~110MPa의 압력으로 22~26시간동안 처리하여 마늘 진액을 제조한 후, 45~55℃에서 90~110rpm으로 교반하면서 220~260시간 동안 숙성시킴으로써 자극적인 향을 감소시키면서 기능성을 증진시킨 흑마늘 진액을 제조하는 방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 흑마늘 진액에 관한 것이다.
Description
본 발명은 흑마늘 진액 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생마늘을 효소와 고압처리 후 숙성시켜 마늘액의 색깔을 흑색으로 변화시켜 흑마늘 진액을 만드는 방법으로, 이에 따라 항산화능 및 폴리페놀 함량은 증가되며 마늘 고유의 자극적인 냄새는 제거됨은 물론, 제조시간을 단축하는 흑마늘 진액 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액에 관한 것이다.
마늘(Allium sativum L.)은 백합과(Lilliaceae) 파속(Alliium)에 속하는 인경작물로서 국내 채소류 중 배추, 무우 및 고추와 함께 농가소득의 주요 작물이다.
이러한 마늘은 약 60% 정도의 수분을 함유하고, 28%의 탄수화물(주로 fructan), 2.3%의 유기황화합물, 2%의 단백질(주로 allinase), 1.2%의 유리아미노산(주로 arginine), 1.5%의 섬유소, 0.15%의 지방, 소량의 피친산(Phytic Acid, 0.08%), 사포닌(0.07%), 그리고 시토스테롤(0.0015%) 등을 함유하고 있다.
마늘의 성분으로는 스코르디닌(scordinin), 크레아틴(creatine), 게르마늄 (germanium), 시스테인과 메티오닌, 알리티아민(allitiamin), 셀레늄, 아로나민, 리진 등이 알려져 있는데, 스코르디닌은 강장, 근육신장의 효과를 나타내며, 크레아틴은 스코르디닌류에 속하는 성분으로 근육수축, 근육증강, 발육성장에 도움을 주고, 게르마늄은 피로회복, 스태미나 증강 효과를 나타내며, 시스테인과 메티오닌은 인체 해독작용, 노화방지 효과가 있고, 알리티아민은 다른 비타민 B1에 비해 인체 흡수율이 높고 신체활력 증진과 피로회복작용을 하며, 셀레늄은 암, 심장병에 효과가 있고, 독성물질이 정상 세포를 파괴하는 것을 막아주어 면역제로서의 기능을 도우며, 아로나민은 강정, 소화촉진기능이 있고, 리진은 남성 능력을 향상시켜 임신율을 높이고 혈액의 흐름을 부드럽게 해주어 고혈압은 물론 저혈압에도 좋으며 항상성(homeostasis) 작용을 하고 혈전용해 능력이 있어 뇌혈전이나 심근경색을 예방할 수 있다. 또한 마늘에 포함 되어있는 폴리페놀(polyphenol)은 생체 내에서 항산화 작용을 함으로써 건강유지와 질병예방 등에 기여하며, 또한 폴리페놀류는 콜레스테롤이 소화관으로 흡수되는 것을 막아 주기 때문에 혈중 콜레스테롤의 수치를 낮게 해 주는 작용도 한다.
이렇듯, 마늘은 생체기능을 조절하는 성분을 함유한 유용한 식품인데 반해 소비 형태는 주로 향신료에 국한되어 있고, 가공된 마늘은 전체 마늘의 소비 중 2% 정도에 그치고 있다. 이와 같이 마늘을 이용한 가공제품의 생산이 저조한 이유는 우리의 식습관에도 기인하고 있으나 마늘 고유의 매운 맛과 특이한 향으로 인하여 마늘을 소재로 한 가공제품에 대한 대중의 선호가 낮은 데에도 큰 원인이 있다고 할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 생마늘 자체에 다른 성분을 가하지 아니하고 자체 숙성만으로 마늘의 자극적인 맛과 냄새를 제거할 수 있는 처리방법이 개발되어 왔다. 생마늘 자체에 다른 성분을 가하지 아니하고 자체 숙성만으로 되는 제조방법에 따르면 최종적으로 액상의 검은색 숙성 마늘 진액이 만들어진다. 해당 업계에서는 이를 "흑마늘 진액"이라 통칭하고 있으며 본 발명에서도 동일한 의미로 사용한다.
흑마늘은 생마늘의 알린에서 알리신으로의 생성을 억제하고, 30~40일 간의 숙성을 시켜 에스알릴시스테인이라는 물질로 전환이 된 검은색의 마늘이다. 흑마늘은 알리신의 함량이 줄어듦으로 인해 아린맛과 매운맛이 감소하여 단맛이 증가되고, 위궤양이나 위염 등의 위장장애를 저하시키며 잔존취를 감소시킬 수 있어 생마늘을 먹고 불편함을 느꼈던 사람들에게도 마늘을 쉽게 먹을 수 있도록 도와준다. 또한 생마늘에 비해 흑마늘은 폴리페놀, 항산화 효과 등의 여러 가지 기능성이 향상되는 등 영양적으로도 우수하다.
대한민국 등록특허 제530386호(숙성 마늘의 제조방법)에는 통마늘을 40 ~ 90의 온도에서 280 ~ 320 시간 동안 매일 수분을 공급하면서 열풍으로 숙성시켜 마늘의 유용한 성분을 그대로 유지하면서 항산화력 및 폴리페놀 함량을 크게 증가시키는 흑마늘 제조방법이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제738427호(숙성 흑마늘의 제조방법)에는 외피와 내피를 모두 제거한 깐 마늘을 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 원단에 포장하고, 70~90에서 24 ~ 60 시간 고온으로 열처리한 다음 50~90% 습도 및 30 ~ 50의 저온에서 360 ~ 480 시간 동안 장시간 숙성시키는 흑마늘 제조방법이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제834688호(숙성 쪽마늘과 그 숙성방법)에는 내피만으로 싸여진 쪽마늘을 수분 20% 이하로 건조시킨 후 밀봉 상태에서 40 ~ 105의 온도로 150 ~ 270 시간을 발효·숙성시킨 다음, 밀봉 해제 상태에서 45 이하의 온도 및 140 ~ 400 /min 풍량 조건으로 수분 20% 이하로 건조시킴으로써, 숙성 과정에서 수분공급단계를 생략하여 생산성을 향상시키고 부분적인 습도 불균형으로 인한 부패를 방지할 수 있는 방법이 개시되어 있다.
흑마늘 숙성 방법은 위에서 설명한 바와 같이 점진적으로 개량·발전되어 왔으나, 공통적으로 제조기간이 너무 오래 걸린다는 중대한 문제점을 가지고 있다. 즉, 15일 내지 30일 이상 걸리는 숙성 기간은 생산성을 크게 저하시키고 있으며, 이는 흑마늘 제품을 개발하는데 가장 큰 걸림돌로 지적되고 있는 부분이어서 해당 업계에서 가장 시급히 해결해야할 문제점으로 대두되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고압반응 및 효소처리를 통해서 숙성기간의 장기화를 해소하여 단기간 내에 흑마늘 진액을 제조할 수 있는 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 고압반응, 효소처리 또는 숙성 후에 항산화능 및 폴리페놀 함량을 증진시키는 흑마늘 진액의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액을 제공하는 것이다.
본 발명은 먼저 외피와 내피를 제거한 마늘을 분쇄하여 세포벽분해효소를 첨가하는 단계를 거친다. 이 단계에서 첨가되는 세포벽분해효소는 멀티펙트펙티네이즈 FE이며, 농도는 1%, 3% 또는 5%(v/w)를 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. 마늘은 껍질 째 사용할 수도 있으나, 숙성과정에서 껍질의 부패를 방지하기 위해 박피한 마늘을 사용하는 것이 바람직하다.
다음 상기 효소가 첨가된 마늘 분쇄물을 고압반응 처리하여 마늘 진액을 만드는 단계를 거친다. 이 단계에서, 고압반응은 45~55℃에서 22~26시간 동안 이루어지며, 압력은 90~110 MPa로 고압처리하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다음 제조된 마늘 진액을 교반배양기에서 숙성시키는 단계를 거친다. 이 단계에서 숙성은 교반배양기에서 45~55, 90~110rpm의 조건 하에서 220~260시간 교반·숙성 시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 숙성단계는 마늘 특유의 자극적인 냄새가 제거되면서도 알리신과 같은 유효성분들이 유기황화합물{S-알릴시스테인(S-allyl cysteine), 다이알릴설파이드(diallyl sulfide), 다이알릴다이설파이드(diallyl disulfide 등}로 변화되는 단계이다.
본 발명에 따라 종래 15일 내지 30일 이상 소요되는 마늘의 숙성기간을 단축시켜 생산성 및 기능성이 증진된 흑마늘 진액의 제조방법을 제공함은 물론, 마늘 고유의 자극적인 향을 감소시킴으로써 마늘의 수요를 확대하여 중국산 저가 마늘과의 가격 경쟁으로 인한 국내산 마늘의 가격하락, 수익감소, 재고증가 등의 문제점을 해소할 수 있어 농가 소득증대는 물론 마늘의 생산 확대를 기대할 수 있다.
본 발명에 의하면 온도는 일정하게 유지하나 습도는 조절하지 않음으로써 종래의 기술에서 습도를 유지시키기 위해 숙성기를 개폐하는 등의 번거로움을 해소할 수 있다.
도 1은 바람직한 실시예에 따른, 본 발명의 흑마늘 진액 제조방법을 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예1에 의한 마늘 진액과 처리구 간의 ABTS radical 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 2b는 본 발명의 실시예2에서 기간에 따른 흑마늘 진액과 처리구 간의 ABTS radical 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 실시예1에 의한 마늘 진액과 처리구 간의 폴리페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 실시예2에서 기간에 따른 흑마늘 진액과 처리구 간의 폴리페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예3에 의한 숙성 흑마늘 진액과 처리구 간의 항산화능과 폴리페놀의 연관성을 나타낸 그래프이다.
도 5a는 실시예1에 의한 마늘진액에 고압처리를 실시한 후 실시예2 대로 실시하여 그 기간에 따른 흑마늘 진액의 명도, 적도, 황도 변화를 비교한 그래프이다.
도 5b는 실시예1에 의한 마늘진액에 고압처리를 실시하지 않은 후 실시예2대로 실시하여 그 기간에 따른 흑마늘 진액의 명도, 적도, 황도 변화를 비교한 그래프이다.
도 2a는 본 발명의 실시예1에 의한 마늘 진액과 처리구 간의 ABTS radical 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 2b는 본 발명의 실시예2에서 기간에 따른 흑마늘 진액과 처리구 간의 ABTS radical 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 실시예1에 의한 마늘 진액과 처리구 간의 폴리페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 실시예2에서 기간에 따른 흑마늘 진액과 처리구 간의 폴리페놀 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예3에 의한 숙성 흑마늘 진액과 처리구 간의 항산화능과 폴리페놀의 연관성을 나타낸 그래프이다.
도 5a는 실시예1에 의한 마늘진액에 고압처리를 실시한 후 실시예2 대로 실시하여 그 기간에 따른 흑마늘 진액의 명도, 적도, 황도 변화를 비교한 그래프이다.
도 5b는 실시예1에 의한 마늘진액에 고압처리를 실시하지 않은 후 실시예2대로 실시하여 그 기간에 따른 흑마늘 진액의 명도, 적도, 황도 변화를 비교한 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
<실시예 1> 마늘 진액의 제조
깐 마늘 100g을 수돗물로 깨끗이 세척한 다음 상온에서 자연건조하여 물기를 제거하였다. 건조된 마늘을 믹서기에 넣고 분쇄한 다음 2종류의 효소{세포벽분해효소인 멀티펙트펙티네이즈(Multifect Pectinase) FE와 로하멘트(Rohament) CL}을 1%, 3%, 5%(v/w)를 첨가한 후, 지퍼백에 담고 다시 진공포장용 비닐에 담아 진공포장을 하여 100MPa의 압력으로 24시간 동안 반응시켰다.
<실시예 2> 흑마늘 진액의 제조
실시예 1에서 제조된 마늘 진액을 삼각플라스크에 500g 담아 교반배양기에서 55, 100rpm의 조건에서 240시간 동안 숙성 시킨다.
바람직한 실시예에 따른, 본 발명의 흑마늘 진액 제조방법을 도시하는 개략적인 흐름도를 도1에 나타내었다.
<실시예 3> 제조된 마늘진액의 특성 평가
(1) 항산화능 평가
ABTS radical 소거능
ABTS는 2,2′azino-bis-3-ethybenzoline-6-sulphonic acid의 약자로 항산화력 측정 시 사용되는 시약이다. [Van den Berg R, Haenen GR, Van den Berg H, Bast A. 1999. Applicability of an improved Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) assay for evaluation of antioxidant capacity measurements of mixtures. Food Chem 66: 511-517]
실시예1에서 제조된 마늘 진액과 실시예2에서 제조된 흑마늘 진액을 샘플로 하고, 이를 12,000rpm에서 10분간 원심분리하여 상층액을 여과 한 후 동결건조하여 가루형태의 시료를 사용하였으며, 각각의 시료를 증류수에 10mg/ml 농도로 제조하여 블랭크로 하였다. 시료액 20㎕에 ABTS 용액 980㎕을 가한 후 37에서 10분간 반응한 것을 컨트롤로 하여 734nm에서 흡광도를 측정하였다. 래디컬 소거능(%)을 계산식 1로 계산한 후, 비타민C를 이용한 검량선에 대조하여 도2a 및 도2b에 나타내었다
<계산식 1>
* Abssample : 샘플의 흡광도, Absblank : 블랭크의 흡광도,
Abscontrol : 콘트롤의 흡광도
실시예 1의 시료에 대한 항산화능 결과는 효소의 종류별로 비교했을 때, 상용화되어 있는 세포벽분해효소인 멀티펙트펙티네이즈 FE가 로하멘트 CL에 비해 더 높은 항산화능을 나타내었으며, 효소의 첨가 증가에 따라 항산화능이 비례하게 증가하였다. 고압처리 유무에 따라 비교했을 때, 고압처리 시에 항산화능이 증진되는 결과를 보였다.
생마늘의 항산화능과 비교할 경우, 멀티펙트펙티네이즈 FE 처리군은 대체로 더 높았으며 로하멘트 CL 처리군은 낮은 결과값을 보였다.
실시예 2의 시료에 대한 항산화능 결과는 숙성일수가 경과할수록 항산화능이 점점 증가하였으며 고압처리구가 상대적으로 높게 유지되었으며, 10일째에는 시작 시 보다 5배 정도 높은 항산화능을 보였다.
폴리페놀(Polyphenol) 함량 측정
실시예 1에서 제조된 마늘 진액과 실시예 2에서 제조된 흑마늘 진액의 시료액 1ml를 각각 샘플로 하고, 이에 2% Na2CO3 2ml를 넣고 3분간 반응한 것을 블랭크로 하며, 50% 폴린 시약(Folin-ciocalteu reagent)을 0.1ml 첨가하여, 3분간 반응한 것을 컨트롤로 하여 720nm에서 흡광도를 측정하였다. Phenol의 함량을 계산식 2로 계산한 후, garlic acid를 이용한 검량선에 대조하여 도3a 및 도3b에 나타내었다. [Gutfinger, T. 1981. Polyphenols in olive oils. JAOCS 58:966-967., Eberhardt, M. V.; Lee, C. Y.; Liu, R. H. 2000. Antioxidant activity of fresh apples. Nature 405:903-904., Dewanto, V.; Wu, X.; Adom, K. K.; Liu, R. H. 2002. Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity. J. Agric. Food Chem 50:3010-3014]
<계산식 2>
* Abssample : 샘플의 흡광도, Absblank : 블랭크의 흡광도,
Abscontrol : 콘트롤의 흡광도
실시예 1의 시료에 대한 폴리페놀 함량을 분석한 결과, 멀티펙트펙티네이즈 FE 처리구가 로하멘트 CL 처리구보다 높은 함량을 보였으며, 효소처리 농도가 증가할수록 함량도 증가하였으며, 고압처리 시에 더 높은 폴리페놀 함량을 나타냈지만, 생마늘과 비교 시에 멀티펙트펙티네이즈 FE를 5% 첨가한 처리구를 제외하고는 상대적으로 낮은 함량을 나타내었다.
실시예 2의 시료에 대한 폴리페놀 함량의 결과는 숙성 일수가 지날수록 폴리페놀의 함량이 증가하였으며, 항산화능과 마찬가지로 고압처리구가 상대적으로 높은 결과값을 유지하였다.
항산화능과 폴리페놀 양과의 관계
위 실험 , 의 결과를 같은 시료에 대한 결과를 항산화능을 y축과 폴리페놀 함량을 x축에 넣어 유의성을 비교하여 도4에 나타내었다.
유의성 값은 0.898로써 흑마늘 진액에 있어서 항산화능의 결정요인은 다양한 생리활성 물질 중 주로 폴리페놀에 의한 것으로 분석된다.
<실시예 4> 색차계를 이용한 명도, 황도, 적도의 측정
실시예 1에서 만든 마늘 진액과 실시예 2에서 만든 흑마늘 진액을 페트리 접시에 10ml를 각각 담은 후, 색차계를 이용하여 명도, 적도, 황도를 측정하여 도5a 및 도5b에 나타내었다.
숙성일수가 경과함에 따라 두 경우, 모두 명도와 황도는 일정하게 감소하고, 적도는 일정하게 증가하는 양상을 보였다. 이는 생마늘을 숙성 시에 갈변이 일어나 흑마늘이 되는 것과 마찬가지로 생마늘 진액을 숙성시켜도 갈변이 일어나 흑마늘 진액을 만들 수 있다는 것을 의미한다. 지금까지의 공정들은 흑마늘을 만든 후 열수추출하여 진액을 제조하였지만, 본 발명에 의한 제조방법은 먼저 효소와 고압으로 생마늘을 분쇄하여 액화 후, 갈변을 일으키는 것으로써 제품화에 있어서 제조기간을 단축시킬 수 있을 것이다.
<관능검사>
실시예 2에서 제조한 흑마늘 진액과 일반마늘 진액을 비교하기 위하여 관능검사를 실시하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
관능검사는 20~30세의 소비자패널 중 남녀 각각 20명씩을 무작위로 추출하여 9점 등급제(9=가장 좋다; 8=대단히 좋다; 7=보통으로 좋다; 6= 약간 좋다; 5=좋지도 싫지도 않다; 4=약간 싫다; 3=보통으로 싫다; 2=대단히 싫다; 1=가장 싫다)에 의하여 평가하였다.
| 냄새 | 맛 | 전체적 기호도 | |
| 일반 마늘 진액 | 1.2 | 1.8 | 1.5 |
| 실시예 2 | 7.3 | 6.5 | 6.9 |
상기 표1에서 알 수 있듯이, 실시예2의 경우 일반 마늘 진액에 비하여 냄새와 맛이 월등히 좋음을 확인 할 수 있었고, 전체적인 기호도면에서도 우월하였다. 이는 실시예 2의 과정에서 일반 마늘이 가지고 있던 알리신에 의한 자극적인 향과 맛이 사라지면서 일반 마늘 진액보다 기호도가 높아진 것으로 분석된다.
Claims (5)
- 흑마늘 진액의 제조방법에 있어서,
(a) 외피와 내피를 제거한 마늘을 분쇄하여 세포벽분해효소를 첨가하는 제1단계;
(b) 상기 세포벽분해효소가 첨가된 마늘 분쇄물을 고압반응 처리하여 마늘 진액을 제조하는 제2단계;
(c) 상기 제조된 마늘 진액을 교반배양기에서 숙성시키는 제3단계 ;
로 이루어진 흑마늘 진액의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 첨가되는 세포벽분해효소는 멀티펙트펙티네이즈 FE이며, 농도는 1%, 3% 또는 5%(v/w)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 흑마늘 진액의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서, 고압반응은 45~55℃에서 22~26시간 동안 이루어지며, 압력은 90~110 MPa로 고압처리하는 것을 특징으로 하는 흑마늘 진액의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서, 숙성은 교반배양기에서 45~55℃, 90~110rpm의 조건 하에서 220~260시간 교반·숙성 시키는 것을 특징으로 하는 흑마늘 진액의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액.
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| KR1020100115378A KR101065160B1 (ko) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | 고압 반응 및 효소 처리를 이용한 흑마늘 진액의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액 |
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| KR1020100115378A KR101065160B1 (ko) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | 고압 반응 및 효소 처리를 이용한 흑마늘 진액의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 흑마늘 진액 |
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| KR101000469B1 (ko) | 2010-06-07 | 2010-12-14 | 새남해농업협동조합 | 숙성 흑마늘 홍삼 진액 제조방법 |
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2010
- 2010-11-19 KR KR1020100115378A patent/KR101065160B1/ko active IP Right Grant
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