KR101605058B1

KR101605058B1 - 천연 효소액과 효모 및 리보플라빈의 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101605058B1
Application number: KR1020130162678A
Authority: KR
Inventors: 백승한; 백일한; 정진각; 육홍선
Original assignee: (주)점보갈릭; 농업회사법인 주식회사 이에프지금산
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2016-04-01
Also published as: KR20150074669A; WO2015099236A1

Abstract

본 발명은 천연 식물효소액과 효모 및 리보플라빈의 복합발효액을 이용한 점보 흑마늘 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 대두 및 현미 중에서 선택된 5종 이상을 포함하되 황금, 수삼, 마늘을 필수로 포함하는 천연식물성분을 발효시킨 천연 효소액에 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 접종하여 배양하고 리보플라빈을 첨가하여 얻어진 복합발효액을 점보마늘에 분사하여 40~70℃에서 18~30시간 동안 발효시키는 발효단계; 상기 발효단계를 거친 점보마늘을 60~85℃에서 192~240시간 동안 증포시키는 증포단계; 상기 증포단계를 거친 점보마늘을 40~55℃에서 96~120시간 동안 숙성시키는 숙성단계; 상기 숙성단계를 거친 점보마늘을 25~30℃에서 60~84시간 동안 건조시키는 건조단계를 포함하는 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법과 제조된 점보 흑마늘이 제공된다. 본 발명에서는 복합발효액을 사용하여 점보마늘을 저온에서 발효 숙성시킴으로써 건강에 유익한 생리활성 물질, 특히 항산화물질과 다양한 아미노산 성분이 크게 증가되고 산도와 당도의 증가로 맛 좋은 효소발효 점보 흑마늘을 얻을 수 있다.

Description

천연 효소액과 효모 및 리보플라빈의 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘 및 그 제조방법{Fermented Jumbo black garlic using complex fermented broth and preparing method thereof}

본 발명은 점보마늘(일명, 왕마늘)의 가공방법에 관한 것으로, 특히 천연 식물효소액과 효모 및 리보플라빈의 복합발효액을 이용한 점보 흑마늘 및 그 제조방법에 관한 것이다.

마늘에는 면역력을 증강시키는 효과, 병원균과 암세포에 대한 저항력을 높이는 효과, 순환기질환의 예방과 치료효과 등 많은 효능이 있다고 알려져 있으며, 이러한 마늘의 효능은 세계 10대 건강식품으로 선정될 정도로 전 세계적으로도 알려져 있다(타임지, 2002)

그러나 생마늘은 냄새와 자극성이 심하여 그대로 섭취하기가 어려우므로 음식에 향신료로 소량 사용되는 정도로만 이용되고 있다. 건강식품으로서 마늘을 많이 섭취할 수 있는 방법으로, 예를 들어, 마늘환, 마늘엑기스, 마늘술 등이 개발되었다. 그러나 가공처리에도 불구하고 대부분 마늘 특유의 냄새와 자극성이 상당부분 남아있어 마늘을 싫어하는 사람들로부터 여전히 기피대상이 되고 있고, 가공과정에서 일부 성분이 손실되어 원래의 마늘 효능을 충분히 유지하기 어려우며, 마늘 고유의 성분이 손실되는 것을 최대한 방지한다고 해도 효능 자체가 원래 생마늘이 갖는 효능에 국한된다는 기본적인 한계가 있었다.

이런 문제점을 해결하기 위하여 마늘의 유효성분은 증가시키고 마늘 특유의 불쾌한 맛과 냄새는 없애게 하는 새로운 마늘 가공법의 하나로 마늘을 발효숙성시키는 흑마늘이 알려져 있다. 생마늘을 고온숙성 및 발효시켜 흑마늘을 제조할 때 마늘이 숙성되는 동안 마늘의 매운 맛이 감소되는 반면 점도가 높아지고, 달콤새콤한 맛이 생성된다. 또한 흑마늘에는 폴리페놀류와 S-알릴-시스테인(S-allyl-cystein)이라는 수용성의 유황아미노산이 생성되어 생마늘보다 항산화력이 상승하고 항암 작용이 있으며, 콜레스테롤 저하, 동맥경화 개선 등의 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0797915호에서는 통마늘을 통기성 비닐봉지에 담아 90~98℃의 고온에서 1차 숙성시킨 후 80~85℃로 온도를 낮춰 2차 숙성시키는 공정을 포함하는 고속 숙성에 의한 흑마늘의 제조방법을 기술하고 있으며, 등록특허공보 제10-0880268호에서는 매실 등의 천연과실로부터 유래한 천연효소를 이용하여 마늘을 발효 숙성시키는 효소를 이용한 흑마늘의 제조방법을 기술하고 있다. 등록특허공보 제10-0913963호에서는 생마늘을 스팀 증자기를 이용하여 가열한 다음 맥반석 숙성실에서 맥반석에 열을 가하는 방법으로 첨가제 없이 마늘을 발효 숙성시키는 맥반석을 이용한 흑마늘의 제조방법을 기술하고 있으며, 등록특허공보 제10-0774498호에서는 마늘을 터널식 건조기에 넣어 쑥을 태워 발생하는 연기로 훈증한 후 65~95℃에서 8~16시간 자기 발효숙성시키고 해양수에 침지한 후 다시 고온 열풍처리 및 발효숙성시키는 공정을 포함하는 쑥 훈증을 이용한 발효숙성 흑마늘의 제조방법을 기술하고 있다. 등록특허공보 제10-0983213호에서는 마늘을 75~85℃, 85~95% 습도에서 60~84시간 1차 숙성하는 단계; 45~55℃, 85~95% 습도에서 40~56시간 2차 숙성하는 단계; 85~95℃, 85~95% 습도에서 20~28시간 3차 숙성하는 단계; 45~55℃, 35~45% 습도에서 60~84시간 4차 숙성하는 단계를 거쳐 숙성기간을 단축시킨 숙성 흑마늘의 제조방법을 기술하고 있다.

이와 같이 다양한 흑마늘 제조방법들이 종래에 개발되어 있으나 생리활성이 보다 우수한 흑마늘의 제조방법에 대한 개발 필요성은 여전히 남아 있다. 또한, 종래 제조된 일반 마늘을 이용한 흑마늘은 발효과정에서 매운맛이 감소하고 단맛이 증가하였다고는 하지만 여전히 강한 마늘맛으로 인해 일부 소비자들이 선호하지 않는 문제점이 있어, 보다 맛 좋은 흑마늘을 제조할 필요성이 있다.

코끼리 마늘{Elephant garlic (Kratium in Thai)} 혹은 자이언트 마늘{Giant garlic, great-headed garlic (A. ampeloprasum var. ampeloprasum)}은 마늘, 양파, 골파, 샬롯(shallot) 등과 같은 부추과(Alliaceae family) 식물로 일반 마늘과 비슷한 모양이지만 그 크기가 크고 냄새가 마늘과 비슷하지만 좀 더 부드러운 맛과 달콤한 향이 나는 특징이 있다. 동부 지중해, 서남아시아, 중동(인도 북동부, 터키), 그리스, 러시아, 동남아시아, 멕시코, 칠레, 미국에서 재배되고 있으며, 정원작물로도 심어지며 구근이나 때로는 잎이 강한 마늘 비슷한 향을 지녀 맛을 내는데 이용된다. 마늘보다는 리크(leek, 부추의 일종)에 더 가까우며 태국에서 요리재료로 많이 사용되며 미국시장에서도 농산물 시장에서 쉽게 구할 수 있다.

이러한 자이언트 마늘은 우리나라에서 점보마늘이나 왕마늘로도 불려지고 있으며 중량이 250g 이상 나가며 구근이 일반마늘의 2배에 달하는 거대한 마늘로, 주로 영광지역에서 재배되고 있다.

의약적으로 점보마늘은 항헤파토톡신 활성(anti-hepatotoxic activity)과 마우스에서 상피 손상으로 유도된 트리코티신 독소{tricothecene(T-2) toxin}를 방어하는 효과, 항곰팡이 활성, 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)에 대한 항균효과에 대한 연구 등이 보고되어 있다.

이러한 점보마늘은 앞에서 언급한 바와 같이 마늘과 비슷한 풍미를 지니나 일반마늘이 자극적인 매운맛을 지녀 일부 소비자들이 기피하는 현상을 나타내는데 비해 점보마늘은 풍미가 순하고 마늘과 유사한 생리활성 등을 기대할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 마늘과 비슷한 풍미를 지니나 일반마늘에 비해 풍미가 순하고 마늘과 유사한 생리활성을 기대할 수 있는 점보마늘을 원료로 사용하고 천연 효소액과 효모 및 리보플라빈을 발효배합시킨 복합발효액을 사용하여 저온에서 발효 숙성시킴으로써 인체에 유익한 생리활성 물질, 특히 항산화물질 등의 활성물질과 아미노산 성분이 크게 증가한 효소발효 점보 흑마늘 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 점보마늘을 원료로 사용하고 상기 복합발효액을 이용하여 저온에서 발효 숙성시킴으로써 기존 흑마늘에 비해 맛이 좋은 효소발효 점보 흑마늘 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 대두 및 현미 중에서 선택된 5종 이상을 포함하되 황금, 수삼, 마늘을 필수로 포함하는 천연식물성분을 발효시킨 천연 효소액에 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 접종하여 배양하고 리보플라빈을 첨가하여 얻어진 복합발효액을 점보마늘에 분사하여 40~70℃에서 18~30시간 동안 발효시키는 발효단계;

상기 발효단계를 거친 점보마늘을 60~85℃에서 192~240시간 동안 증포시키는 증포단계;

상기 증포단계를 거친 점보마늘을 40~55℃에서 96~120시간 동안 숙성시키는 숙성단계;

상기 숙성단계를 거친 점보마늘을 25~30℃에서 60~84시간 동안 건조시키는 건조단계를 포함하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법을 제공한다.

상기 천연식물성분은 감, 매실, 양파, 양배추, 칡, 영지버섯 및 벌꿀 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은 바람직하게는 상기 건조된 효소발효 점보 흑마늘을 30~35℃에서 240~480시간 동안 추가 건조 및 숙성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 천연 효소액은, 바람직하게는 상기 천연식물성분에 설탕을 2:1~2의 부피비로 혼합하여 발효시킨다.

또한, 본 발명은 황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 대두 및 현미 중에서 선택된 5종 이상을 포함하되 황금, 수삼, 마늘을 필수로 포함하는 천연식물성분을 발효시킨 천연 효소액에 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 접종하여 배양하고 리보플라빈을 첨가하여 얻어진 복합발효액을 점보마늘에 분사하여 40~70℃에서 18~30시간 동안 발효시키고, 60~85℃에서 192~240시간 동안 증포하고, 40~55℃에서 96~120시간 동안 숙성시키고, 25~30℃에서 60~84시간 동안 건조시켜 얻은, 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘을 제공한다.

본 발명은 마늘과 비슷한 풍미를 지니나 일반마늘에 비해 풍미가 순하고 마늘과 유사한 생리활성을 기대할 수 있는 점보마늘을 원료로 사용하여 천연 효소액과 효모 및 리보플라빈의 복합발효액으로 발효시킴으로써, 맛이 좋으면서도 항산화물질이 크게 증가된 점보 흑마늘을 얻을 수 있다. 본 발명의 효소발효 점보 흑마늘은 플라보노이드, 폴리페놀 등 인체에 유익한 생리활성 물질이 크게 증가되고 항산화활성이 증대되며, 다양한 아미노산 성분 및 무기질 등의 영양성분 또한 크게 증가된다. 또한, 기존 흑마늘에 비해 산도와 당도가 높아 달콤새콤한 맛으로 맛이 좋으며, 다양한 미생물에 대하여 높은 항균활성을 나타내어 장기 보존시에도 안전한 효과가 있다.

본 발명의 흑마늘은 다음과 같이 제조한다.

1. 천연 효소액의 제조

황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 대두 및 현미 중에서 선택된 5종 이상을 포함하되 황금, 수삼, 마늘을 필수로 포함하는 천연식물성분을 발효시켜 천연 효소액을 제조한다. 바람직하게는, 상기 천연식물성분은 감, 매실, 양파, 양배추, 칡, 영지버섯 및 벌꿀 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 세척한 천연식물성분에 설탕을 2:1~2의 부피비로 혼합하여 발효시킨다. 감, 매실, 황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 양파, 양배추, 칡, 영지버섯, 대두, 현미, 벌꿀 등의 천연식물성분들은 황금을 1중량부로 할 때 각각 0.5~3 중량부의 범위에서 비율을 조정하여 혼합할 수 있다. 상기 원료들을 용기에 넣고 밀봉한 후 직사광선이 닿지 않고 서늘하고 통풍이 원활한 장소에서 8개월 이상 발효시키는 것이 바람직하다. 이때 용기로는 전통옹기를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 설탕은 무정제설탕을 사용하는 것이 좋다. 발효가 된 상층액을 여과한 여액을 천연 효소액으로 사용한다.

2. 복합발효액의 제조

상기 천연 효소액에 효모균인 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 접종하고 실온에서 8~12개월 동안 배양한다. 사카로마이세스 세레비지에의 접종은 천연 효소액에 대해 1~3중량%로 하는 것이 바람직하며, 특히 2중량% 정도가 적합하다. 배양 후 물을 가하여 혼합하는데, 바람직하게는 물을 중량기준으로 천연 효소액의 1/10 내지 동량으로 혼합하여 희석한다. 효모균은 발효과정에서 생성된 다양한 기능성 물질들의 체내 흡수율을 높여 생체 이용률을 높일 수 있도록 할 뿐 아니라 효모 자체에도 각종 효소가 풍부히 들어있어 생체효소반응을 활성화시킬 수 있다.

희석된 천연 효소액에 0.05~0.5 중량%로 리보플라빈을 첨가하여 복합발효액을 제조한다. 리보플라빈의 첨가는 마늘의 발효숙성 과정에서 항산화물질의 생성을 증가시키는 것으로 생각된다. 하기 실시예를 통해 확인되는 바와 같이, 천연 식물효소액 및 효모와 함께 리보플라빈을 포함하는 본 발명의 복합발효액을 이용하여 발효시킨 효소발효 점보 흑마늘은 발효 전에 비해 폴리페놀의 함량이 5배 이상으로 크게 증가하고 항산화활성 또한 크게 증가하는 것으로 나타났다.

3. 발효

상기 복합발효액을 점보마늘(왕마늘)에 분사하여 발효시킨다.

상기 점보마늘을 발효용기에 넣고 상기 복합발효액을 분사한 다음 밀봉하고 발효기에 넣어 40~70℃, 보다 바람직하게는 40~50℃에서 18~30시간, 보다 바람직하게는 24시간 동안 발효시키는 것이 바람직하다. 발효온도가 40℃ 미만일 경우에는 효소활성이 낮아 발효에 많은 시간이 소요되며 충분한 발효가 이루어지지 않는 반면, 온도가 70℃를 초과하면 효소가 불활성화되어 발효효율이 떨어지게 된다.

발효용기로는 뚜껑이 있는 일정한 용기를 사용하며, 용기의 재질은 특별히 제한되지 않으나, 가온, 가열이 가능하여야 한다. 통상 내열 유리그릇, 내열 도자기 등의 세라믹 제품, 스테인레스 재질의 발효전용용기 등을 사용하며, 특히 바람직하게는 전통옹기를 사용할 수 있다.

상기 복합발효액은 상기 점보마늘 1kg당 200~350㎖를 분사하는 것이 바람직하다. 분사는 1회에 정량 분사하거나, 2회 이상으로 나누어 일부를 분사한 후 나머지를 발효과정 중에 분사할 수도 있다. 또한 발효상태를 관찰하면서 필요에 따라 추가로 더 분사할 수도 있다.

상기 발효기 내에서 대류열을 이용한 습식가열방식과 대류열 순환방식을 번갈아 시행하는 것이 바람직하며, 발효기 내의 습도는 40~60%로 유지하는 것이 바람직하다.

발효기 내의 상하온도와 습도를 균일하게 유지함으로써 발효상태를 고르게 할 수 있다.

4. 증포

상기 발효과정이 끝나면 계속하여 60~85℃에서 192~240시간 동안 증포한다.

상기 발효 과정에 이어서 발효기 내에서 습식가열방식과 대류열 순환방식을 번갈아 시행하면서 증포시키는 것이 바람직하며, 발효기 내의 습도는 40~60%로 유지하는 것이 바람직하다. 발효기 내의 상하온도와 습도를 균일하게 유지함으로써 증포상태를 고르게 할 수 있다.

5. 숙성

상기 증포과정이 끝나면 계속하여 40~55℃에서 96~120시간 동안 숙성시킨다. 숙성도 동일한 발효기 내에서 실시하는 것이 바람직하다.

6. 건조

상기 발효-증포-숙성단계를 거친 점보마늘을 25~30℃에서 60~84시간, 특히 바람직하게는 72시간 동안 건조시킨다. 건조도 동일한 발효기 내에서 실시하는 것이 바람직하며, 40℃ 미만으로 냉풍저온건조시키는 것이 바람직하다.

동일한 발효기 내에서 모든 단계를 실시하는 경우 발효-증포-숙성-건조의 전(全)과정이 한번 들어간 발효기 내에서 연속하여 이루어지므로, 전체공정의 진행이 간편하고 제품의 균일성도 얻을 수 있다.

이와 같이 발효기에 들어간 점보마늘은 총 15~25일에 걸쳐 건조과정을 포함한 발효숙성의 전 과정을 모두 마치고 효소발효 점보 흑마늘이 완성된다.

7. 2차 건조 및 숙성

상기 얻어진 효소발효 점보 흑마늘을 30~35℃에서 240~480시간 동안 2차 건조 및 숙성시키는 단계를 추가할 수도 있다. 2차 숙성은 자연일광건조와 숙성실에서의 숙성을 병행한다.

이러한 2차 건조 및 숙성단계를 추가함으로써 제품의 상태를 보다 균일하게 하고 상품성을 높일 수 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

황금 1 중량부에 대해 수삼, 마늘, 생강, 고추, 양파, 양배추, 대두 및 벌꿀을 각각 1 중량부의 비율로 혼합한 천연식물성분을 전통옹기에 담고 무정제설탕을 천연식물성분의 절반량으로 가하여 밀봉한 후 직사광선이 닿지 않으며 서늘하고 통풍이 원활한 장소에서 8개월 이상 발효시킨 다음 상층액을 무명으로 여과하여 얻은 여액을 천연 효소액으로 하였다.

상기 천연 효소액에 효모균인 사카로마이세스 세레비지에를 접종하고, 실온에서 10개월 동안 배양한 후 효소액 7 대 물 3의 중량비로 혼합하여 희석하고, 0.3% 리보플라빈를 첨가하여 복합발효액을 제조하였다.

점보마늘을 1kg 정도의 스테인레스 발효용기에 넣고 상기 복합발효액 300㎖를 정량 분사한 다음 밀봉하고 발효기에 넣어 40~50℃온도에서 24시간 발효시켰다. 이때 습도는 50%로 유지하였다.

발효가 끝난 점보마늘을 동일한 발효기 내에서 60~85℃에서 200시간 증포한 후 40~55℃의 온도범위를 유지하고 110시간 동안 숙성시켰다.

상기 발효-증포-숙성단계를 거친 점보마늘을 25~30℃에서 72시간 동안 냉풍저온건조를 진행하여 효소발효 점보 흑마늘을 얻었다.

얻어진 점보 흑마늘을 30~35℃에서 360시간 동안 숙성실에서 자연일광건조와 숙성을 병행하여 최종 효소발효 점보 흑마늘을 얻었다.

< 실시예 2>

황금 1 중량부에 대해 감, 수삼, 마늘, 칡, 영지버섯 및 현미를 각각 1 중량부의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 효소발효 점보 흑마늘을 얻었다.

< 실시예 3>

황금 1 중량부에 대해 매실, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 양파, 양배추, 대두 및 벌꿀을 각각 1 중량부의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 효소발효 점보 흑마늘을 얻었다.

< 실험예 1>

일반성분 분석

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 수분, 조지방, 조회분 및 조단백에 대한 성분분석을 행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	수분(%)	조지방(%)	조회분(%)	조단백(%)
발효전	74.65±0.68	1.24±0.18	0.92±0.059	3.08±0.15
발효후	55.39±1.32	0.48±0.01	2.89±0.002	4.13±0.31

상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 발효과정을 거치면서 수분과 조지방의 함량은 줄어든 반면, 조회분과 조단백 함량은 증가하였다. 생마늘에 비해 발효마늘에서 수분함량이 감소한 것은 마늘을 발효시키는 과정에서 건조되어 수분손실이 일어났기 때문인 것으로 보인다.

< 실험예 2>

무기질 분석

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 무기질 함량을 분석하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	발효전 (mg/100g)	발효후 (mg/100g)	비고
Fe	0.69	1.72	2.49배 증가
Mn	0.20	0.33	1.65배 증가
Cu	0.36	1.21	3.36배 증가
Na	0.53	1.79	3.38배 증가
Ca	4.91	10.96	4.23배 증가
Mg	21.83	44.53	4.04배 증가
K	295.14	507.83	1.72배 증가
Zn	0.37	0.62	1.67배 증가
P	69.41	125.94	1.81배 증가

발효에 따른 무기질 함량 차이를 분석한 결과, 점보마늘의 경우 발효에 의해 철, 망간, 구리, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 아연, 인 등 분석한 모든 무기질의 함량이 증가하는 것으로 확인되었다.

< 실험예 3>

구성 아미노산 함량 분석

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 구성 아미노산 함량을 분석하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

	발효전(mg/100g)	발효후(mg/100g)	비고
아스파르트산(Aspartic aicd)	948.5653	997.0924	1.05배 증가
트레오닌(Threonine)	191.5322	231.4404	1.21배 증가
세린(Serine)	202.0044	215.3707	1.07배 증가
글루탐산(Gluatmic acid)	1871.764	4493.818	2.40 배 증가
글리신(Glycine)	175.911	303.8941	1.73 배 증가
알라닌(Alanine)	195.1338	458.4618	2.35 배 증가
시스틴(Cystine)	215.5875	203.0398	6% 감소
발린(Valine)	256.602	503.4121	1.96배 증가
메티오닌(Methionine)	107.0621	219.4955	2.05배 증가
이소류신(Isoleucne)	156.28	325.5782	2.08배 증가
류신(Leucine)	285.5997	527.1198	1.85배 증가
티로신(Tyrosine)	153.4615	308.3983	2.01배 증가
페닐알라닌(Phenylalanine)	298.8111	590.3724	1.98배 증가
리신(Lysine)	308.0266	241.4549	22% 감소
암모노아(Ammonoa)	401.0298	390.2286	3% 감소
히스티딘(Histidine)	153.8528	117.2337	24% 감소
트립토판(Tryptophan)	0	0	-
아르기닌(Arginine)	1896.687	615.9447	68% 감소

아미노산의 경우 발효에 의해 아스파르트산, 트레오닌, 세린, 글루탐산, 글리신, 알라닌, 발린, 메티오닌, 이소류신, 류신, 티로신, 페닐알라닌의 함량이 많게는 2배 이상 증가하였는데 이는 마늘을 가공처리하는 동안 마늘이 건조되어 수분이 손실된 것도 일부 원인이 되기는 하나, 전반으로는 발효 숙성 동안 일어난 여러 가지 반응에 의한 것으로 생각된다.

반면 시스틴, 리신, 암모노아, 히스티딘, 아르기닌의 함량은 감소하였는데, 이는 가공처리과정동안 이들 성분이 가열에 의해 분해되거나 갈변반응 등에 관여하여 감소되었기 때문으로 생각된다.

특히 발효에 의해 감칠맛을 내는 아미노산인 글루탐산과 글리신의 함량이 증가한 것은 본 발명의 점보 흑마늘의 맛에 대한 기호도 상승에 기여할 것으로 생각된다.

< 실험예 4>

유리 아미노산 함량분석

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 유리 아미노산 함량을 분석하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

	발효 전	발효 후	비고
포스포세린(Phosphoserine)	3.930	29.825	7.59배 증가
타우린(Taurine)	0.000	35.337	신규생성
포스포에탄올아민 (Phospho ethanol amine)	0.000	18.112	신규생성
아스파르트산(Aspartic acid)	23.155	119.131	5.14배 증가
테오닌(Theonine)	10.871	39.358	3.62배 증가
세린(Serine)	19.872	35.825	1.80배 증가
글루탐산(Glutamic acid)	74.246	45.090	39% 감소
사르코신(Sarcosine)	2.923	0.000	없어짐
글리신(Glysine)	4.845	17.443	3.60배 증가
알라닌(Alanine)	36.474	102.444	2.81배 증가
α-아미노-n-부티르산 (α-amino-n-butyric acid)	7.371	0.000	없어짐
발린(Valine)	25.083	202.095	8.06배 증가
시스틴(Cystine)	3.790	36.857	9.72배 증가
메티오닌(Methionine)	1.106	5.871	5.31배 증가
시스티(Cysthi)	3.563	3.317	7% 감소
이소류신(Isoleucine)	7.396	29.713	4.02배 증가
류신(Leucine)	21.449	62.886	2.93배 증가
티로신(Tyrosine)	23.204	41.066	1.77배 증가
페닐알라닌(Phenylalanine)	29.603	64.246	2.17배 증가
β-알라닌(β-Alanine)	0.000	14.004	없어짐
β-아미노이소부티르산 (β-Amino isobutyric acid)	0.269	5.544	20.61배 증가
γ-아미노-n-부티르산 (γ-Amino-n-butyric acid)	4.631	42.482	9.17배 증가
에탄올아민(Ethanol amine)	0.000	0.669	없어짐
암모니아(Ammonia)	77.180	97.442	1.26배 증가
오르니틴(Ornithine)	0.906	3.972	4.38배 증가
리신(Lysine)	8.123	8.011	1% 감소
1-메틸히스티딘(1-Methylhistidine)	2.146	0.000	없어짐
히스티딘(Histidine)	20.221	3.662	82% 감소
아르기닌(Arginine)	350.548	111.233	68% 감소

점보마늘의 발효 전후 유리 아미노산 함량을 비교분석한 결과, 발효에 의해 포스포세린, 타우린, 아스파르트산, 포스포 에탄올 아민, 테오닌, 세린, 글리신, 알라닌, 발린, 시스틴, 메티오닌, 이소류신, 류신, 티로신, 페닐알라닌, β-아미노이소부티르산, γ-아미노-n-부티르산, 에탄올 아민, 암모니아, 오르니틴의 함량이 증가하였으며, 특히 타우린, 포스포에탄올아민, 에탄올아민, β-알라닌은 발효 전에는 없던 성분이 발효로 생성되었다.

발효과정에서 새로 생성된 유리 아미노산 중 타우린은 ‘2-아미노에탄술폰산’이라고도 불리며 교감신경의 억제작용을 하여 혈관수축 조절이 용이하므로 고혈압과 뇌졸중을 예방하고, 혈중 콜레스테롤 및 중성지질을 감소시켜 순환기 질환을 예방하며, 간장의 해독작용을 강화시켜 숙취 해소에 도움이 되고, 인슐린 분비를 촉진하여 당뇨병의 예방과 망막기능을 상승시켜 시력회복을 도와주는 효능이 있다.

또한 알라닌은 근육의 격렬한 운동으로 산소공급이 부족하여 독소를 생성할 때 독소 생성을 억제하고 포도당의 에너지화를 보조하고, 콜레스테롤을 저하시키고, 혈당량을 조절하며, 간대사를 촉진시키고 알코올 분해를 가속화시켜 해독작용을 통하여 숙취해소에 도움을 주는 효능이 있다.

또한 테아닌(theanine), 글루탐산, 아스파르트산, 세린 등의 수용성 아미노산은 흑마늘 맛의 증진에 기여할 것으로 생각된다.

< 실험예 5>

폴리페놀( Polyphenol ) 함량 분석

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 총 폴리페놀 함량을 분석하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

시료	발효전	발효후	비고
폴리페놀함량(mg/g GAE¹ ⁾)	4.13±0.13	21.52±0.28	5.21배 증가

¹⁾ GAE : 갈산등가물(gallic acid equivalents)

점보마늘의 발효 전후 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 발효숙성에 의해 폴리페놀 함량이 5.21배 증가하는 것으로 확인되었다.

< 실험예 6>

DPPH 라디칼 소거활성

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성에 의한 항산화 활성을 측정하고 그 결과를 대조군에 대한 50% 흡광도의 감소를 나타내는 검체의 농도(IC₅₀)로 표시하여 하기 표 6에 나타내었다.

시료	발효전	발효후	비고
IC₅₀(㎎/㎖)¹⁾	75.72±0.91	4.32±5.065	17.53배 증가

¹⁾ 수소공여능이 50% 감소하는데 필요한 양(Amount required for 50% reduction of hydrogen donating activity)

발효 전 수소공여능이 75.72㎎/㎖인데 비해 발효 후에는 4.32㎎/㎖의 수소공여능을 나타내어 발효숙성에 의해 수소공여능에 의한 항산화 활성이 크게 증가하는 것으로 확인되었다.

< 실험예 7>

FRAP ( Ferric - reducing antioxidant potential ) (환원력) 측정

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 FRAP 값 측정에 의한 환원력을 10㎎/㎖에서 측정하고 그 결과를 표 7에 나타내었다.

시료	발효전	발효후	비고
FRAP 값(mM)	0.091±0.001	0.499±0.003	5.48배 증가

FRAP 값은 발효 전 0.091mM인데 비해 발효 후에는 0.499mM로 발효 후에 5.48배가 증가하여 높은 항산화 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.

상기와 같이 폴리페놀함량, DPPH 라디칼 소거활성 측정에 의한 라디칼 소거능, FRAP 방법에 의한 환원력 등의 항산화 활성을 측정한 결과, 발효 전에 비해 발효 후 항산화 관련 실험 결과값이 증대하는 것으로 나타났으며, 점보 마늘의 경우 발효숙성에 의해 항산화 관련 물질의 생성이 증가되어 항산화 활성이 커지는 것으로 보여진다.

< 실험예 8>

적정산도 및 pH

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 pH, 산도 및 당도를 측정하고 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

시료	발효전	발효후	비고
산도	186.67±±11.55	586.67±11.55	3.14배 증가
pH	5.97±0.03	3.77±0.01	37% 감소
당도	1.70±0.17	5.47±0.06	3.22배 증가

산도의 경우, 발효 전에 비해 3.14배 증가하였고, pH는 발효 전에 비해 약 37% 감소하는 것으로 나타났다. 기존 연구에 따르면 흑마늘의 제조과정에서 pH는 점점 산성화되는 경향을 나타내는 것으로 보고되고 있으며, 흑마늘을 제조하는 경우 갈변 물질의 생성과 더불어 pH가 산성화되고 온도가 높을수록 산성화가 더 빨리 일어난다는 연구보고가 있다. 여러 연구자들에 의해 갈변용액과 pH의 변화와의 상관성이 연구되었는데, pH는 갈변반응의 중요 영향 요인으로 pH 4.7~5.6의 범위에서 2배 이상이 촉진되고 pH가 낮아질수록 갈변용액은 고분자화 되며, pH 7 이상에서는 탈색되기 시작하는데 pH가 높아지면 반응물의 분자량은 작아진다고 보고되어 있다.

당도의 경우, 발효 후 당도가 발효 전 당도에 비해 약 3.22배 증가하는 것으로 나타났다.

본 발명에서 따라 발효숙성시킨 점보 흑마늘은 점보 생마늘에 비해 산도가 증가하고 당도가 크가 증가되어 섭취시 새콤달콤한 맛을 느낄 수 있을 것으로 판단되었다.

< 실험예 9>

피루베이트 ( Pyruvate ) 함량

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 피루베이트 함량을 측정하고 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.

시료	발효전	발효후	비고
피루베이트함량(nM/100g)	0.176±0.005	0.241±0.005	1.37배 증가

피루베이트의 함량은 발효 전에 비해 발효 후에 약 1.37배 증가하는 것으로 나타났다.

마늘 중의 총 피루베이트는 알리나제(allinase)에 의해 알린(alliin)이 분해되면서 알리신(allicin), 암모니아와 더불어 생성되는 것으로 알려져 있는데, 알린을 함유한 마늘이나 양파는 조리를 하거나 상온보다 더 높은 온도에서 저장할 경우 더 많은 함량이 정량된다는 보고가 있다. 피루베이트는 해당과정의 마지막 단계에서 생성되는 생성물이며, 지방대사의 전자역할을 하는 피루베이트는 광범위한 분야에서 사용되고 있다. 특히 운동 수행력 향상 뿐만 아니라 체지방량의 감소와 관련하여 과체중이나 비만인 사람, 고지혈증 환자뿐만 아니라 최근에는 비만과 관련된 성인병 환자와 관련해서도 관심이 높아져 가고 있으므로, 점보 마늘의 발효 숙성을 통한 피루베이트 함량 증가는 점보흑마늘 섭취로 인한 운동수행능력 향상 및 지질성분 개선 등에 대한 효과를 기대할 수 있게 한다.

< 실험예 10>

플라보노이드( Flavonoid ) 함량

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 플라보노이드 함량을 측정하고 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.

시료	발효전	발효후	비고
플라보노이드 함량(mg/100g)	30.61±0.52	176.30±0.13	5.76배 증가

플라보노이드 함량은 발효 전에 비해 발효 후에 약 5.76배 증가하는 것으로 나타났다. 플라보노이드는 종류에 따라 면역력강화, 항암효과, 각종 감염병 예방 및 노화예방 효과 등이 있는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 점보 흑마늘의 경우 수분함량 감소로 인한 함량 증가를 감안하더라도 발효숙성에 의해 플라보노이드의 생성이 크게 증가하고 추출 또한 용이해진 것으로 보여진다.

< 실험예 11>

항균활성

상기 실시예 1에 따라 발효를 실시한 효소발효 점보 흑마늘에 대하여 발효 전과 발효 후의 병원성균(식중독균)에 대한 항균활성을 디스크(disc) 확산법으로 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.

미생물	클리어존(clear zone)의 크기(mm)			비고
	시료	농도(mg/disc)
		10	5.0
대장균(Escheric hia coli)	발효전	11	-¹⁾	항균활성증가
	발효후	12.5	9.75
스타필로코커스 아우레우스 (Staphylococcus aureus)	발효전	10.5	-	항균활성증가
	발효후	14	11
엔테로박터 클로아케 (Enterobacter cloacae)	발효전	12	-	항균활성증가
	발효후	13	-
바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis)	발효전	12	-	항균활성증가
	발효후	17.5	11.5
바실러스 세레우스 (Bacillus cereus)	발효전	14.5	11	항균활성증가
	발효후	20	10.5
살모넬라 엔테리카 (Salmonella enterica)	발효전	12.5	12	항균활성 없어짐
	발효후	-	-
슈도모나스 아에루기노사 (Pseudomonas aeruginosa)	발효전	12	-	항균활성증가
	발효후	10.5	-

¹⁾ - : 검출되지 않음(Not detected)

발효 후 대장균, 스타필로코커스 아우레우스, 엔테로박터 클로아케, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 세레우스 균주에 대한 항균활성이 발효 전에 비해 증가하는 것으로 확인되었다. 특히 대장균, 스타필로코커스 아우레스 및 바실러스 서브틸리스 균주에 대한 항균활성은 발효 전에는 5 mg/disc 농도에서 활성을 보이지 않은 반면 발효 후에는 각각 9.75mm, 11mm 및 11.5mm의 생육저해환을 나타내었다.

이러한 결과로 볼 때 점보 마늘의 발효숙성에 의해 증가하는 여러 생리활성 물질들에 의해 항균활성이 증가하는 것으로 보이며, 이러한 항균활성 증가는 효소발효 점보흑마늘의 유통이나 보관 기간 중의 저장성을 향상시키고 식중독 예방에도 효과를 보일 것으로 기대된다.

Claims

복합발효액을 점보마늘에 분사하여 40~70℃에서 18~30시간 동안 발효시키는 발효단계;
상기 발효단계를 거친 점보마늘을 60~85℃에서 192~240시간 동안 증포시키는 증포단계;
상기 증포단계를 거친 점보마늘을 40~55℃에서 96~120시간 동안 숙성시키는 숙성단계;
상기 숙성단계를 거친 점보마늘을 25~30℃에서 60~84시간 동안 건조시키는 건조단계를 포함하되,
상기 복합발효액은 천연 효소액에 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 접종한 후 실온에서 8개월~12개월 동안 배양하고 리보플라빈을 첨가하여 얻은 것이며,
상기 천연 효소액은 황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 대두 및 현미 중에서 선택된 5종 이상을 포함하되 황금, 수삼, 마늘을 필수로 포함하는 천연식물성분을 발효시켜 얻은 것임을 특징으로 하는, 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 건조된 효소발효 점보 흑마늘을 30~35℃에서 240~480시간 동안 추가 건조 및 숙성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 천연 효소액은 상기 천연식물성분에 설탕을 2:1~2의 부피비로 혼합하여 발효시킨 것을 특징으로 하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복합발효액을 마늘 1kg 당 200~350㎖ 분사하는 것을 특징으로 하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법.
제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 천연식물성분은 감, 매실, 양파, 양배추, 칡, 영지버섯 및 벌꿀 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘의 제조방법.
복합발효액을 점보마늘에 분사하여 40~70℃에서 18~30시간 동안 발효시키고, 60~85℃에서 192~240시간 동안 증포하고, 40~55℃에서 96~120시간 동안 숙성시키고, 25~30℃에서 60~84시간 동안 건조시켜 얻은 것이되,
상기 복합발효액은 천연 효소액에 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 접종한 후 실온에서 8개월~12개월 동안 배양하고 리보플라빈을 첨가하여 얻은 것이며,
상기 천연 효소액은 황금, 수삼, 마늘, 생강, 고추, 대두 및 현미 중에서 선택된 5종 이상을 포함하되 황금, 수삼, 마늘을 필수로 포함하는 천연식물성분을 발효시켜 얻은 것임을 특징으로 하는, 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘.
제7항에 있어서,
상기 점보 흑마늘을 30~35℃에서 240~480시간 동안 추가 건조 및 숙성시켜 얻어진 것을 특징으로 하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 천연식물성분은 감, 매실, 양파, 양배추, 칡, 영지버섯 및 벌꿀 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효액을 이용한 효소발효 점보 흑마늘.