KR20130020132A

KR20130020132A - 흑마늘을 이용한 꿀 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20130020132A
Application number: KR1020110082548A
Authority: KR
Inventors: 김주희; 강미영
Original assignee: 칠곡양봉영농조합법인
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-02-27

Abstract

본 발명은 흑마늘을 이용한 꿀 및 그 제조방법에 관한 것으로, 흑마늘 약 100g 당 물 20~50 ml를 첨가하고 균질화하여 흑마늘 페이스트를 제조하고, 상기한 바와 같이 균질화된 흑마늘 페이스트를 꿀에 꿀 1L당 200~500g 비율로 첨가하여 혼합한 후 10~30 brix 까지 저온농축시키는 흑마늘을 이용한 꿀 및 그 제조방법을 제공하여, 꿀을 섭취하면서 흑마늘의 기능성을 함께 얻을 수 있도록 한다.

Description

흑마늘을 이용한 꿀 및 그 제조방법{HONEY WITH BLACK GARLIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 흑마늘을 이용한 꿀 및 그 제조방법에 관한 것이다.

꿀은 천연감미료로서 인류가 가장 오래전부터 이용해온 것으로, 동서양을 막론하고 예로부터 식품으로뿐만 아니라 약용으로도 이용되어 왔음을 기록으로 알 수 있다. 우리나라에서도 꿀은 널리 약용과 식용으로 이용되어 왔다. 고려조에는 유밀과가 성행하였고 조선조 광해조의 허균이 지은 『도문대작』에는 꿀의 산지별 품질에 대한 이야기가 나오고 있다. 이미 백제시대에 양봉기술을 일본에 전할 정도로 우리나라에서는 일찍이 양봉기술이 발전되었던 것 같다.

이러한 꿀은 밀원(蜜源)에 따라 아카시아꿀, 싸리꿀, 유채꿀, 밤꿀, 대추꿀, 메밀꿀 등으로 구분되고 그 성분에 약간의 차이가 있기는 하나 대체로 탄수화물이 78% 가량인데 이중 과당이 47%. 포도당이 37% 정도로 되어 있고 소화성이 좋고 흡수가 잘된다. 수분이 17% 가량이고 0.2% 가량의 단백질과 무기질이 있고 비타민, 개미산, 유산, 사과산, 색소, 방향물질, 고무질, 왁스, 화분 등이 들어있다. 비타민류는 B1, B2, B6 엽산, 판토텐산, 니아신, C 등이 있고 무기지로는 Ca, Fe, Cu, Mn, P, S, K, Cl, Na, Si, Mg 등이 함유된다.

그러나, 상기한 바와 같은 꿀은 밀원에 따라 약간의 성분 차이를 가질 뿐, 그 성분은 대동소이하고, 특별한 기능성을 갖도록 특화된 꿀에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다.

그리고, 마늘(Allium sativum L.)은 백합과(Liliaceae) 알리움속(Allium)에 속하는 다년생 구근 식물이며, 5천년 이상 재배되어 온 인류 최초의 경작식물 중의 하나로서 예로부터 식재료는 물론 약재로 널리 복용 되어왔다.

그러나, 생마늘은 냄새와 매운맛 때문에 마늘이 크게 애용되는 한국에서도 양념 등 제한된 용도로 사용될 수밖에 없었다.

이에 따라 최근에는 생마늘을 적정 조건에서 숙성시켜 생마늘 특유의 냄새를 제거하고 신맛, 단맛이 어우러진 흑마늘을 제조하여 섭취하고 있다.

이러한 흑마늘 제조는 마늘이 서서히 숙성 발효과정을 거치면서 마늘 속의 당과 아미노산이 열에 의해 검은 색의 멜로노이딘을 생성하기 때문이며, 생마늘이 흑마늘로 색이 변하는 현상을 갈변현상(Browning Reaction)이라 하고, 갈변현상을 통해 발효된 숙성 흑마늘은 항산화, 항암 등의 효능이 과학적으로 널리 입증되고 있다.

그러나, 이러한 우수한 효능에도 불구하고 상기 흑마늘을 복용함에 있어서는 색감이 좋지 않고, 흑마늘 제조과정에서 매운맛은 사라졌지만 여전히 마늘 고유의 냄새가 많이 남아 있어서 섭취가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 흑마늘의 복용시 냄새 등으로 인하여 섭취가 쉽지 않은 문제점을 해소하면서 꿀에 흑마늘의 기능성을 부여하여, 기능성 꿀을 제고하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 흑마늘 약 100g 당 물 20~50 ml를 첨가하고 균질화하여 흑마늘 페이스트를 제조하고, 상기한 바와 같이 균질화된 흑마늘 페이스트를 꿀에 꿀 1L당 200~500g 비율로 첨가하여 혼합한 후 10~30 brix 까지 저온농축시키는 흑마늘을 이용한 꿀 및 그 제조방법에 특징이 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면 꿀을 섭취하면서 흑마늘의 기능성을 함께 얻을 수 있는 기능성 꿀을 제공할 수 있게 되고, 이로 인하여 소비자의 만족도를 향상시키고, 꿀의 섭취로부터 건강기능개선효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 흑마늘 진액을 제조함에 있어서 가열등의 과정 없이 단순히 물리적인 균질화만시켜서 제조하므로 흑마늘 자체의 영양성분에 변화가 없어서 흑마늘의 우수한 효능을 체험할 수 있게 됨과 아울러 흑마늘에 포함된 생리활성 효능을 나타내 물질은 가용성이므로 균질화를 통해서만 흑마늘 진액을 제조하더라도 흑마늘의 생리활성 성분 즉 항산화활성성분 등을 손실없이 얻을 수 있게 된다.

도 1은 페놀성 화합물의 총량을 나타내는 도면
도 2는 리놀레익산(linoleic acid) 상의 지방질 산화반응에 대한 산화 억제효과를 측정한 결과를 나타내는 도면
도 3은 록 radical 소거활성을 나타내는 도면

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 살펴본다.

1. 흑선밀 제조

마늘 1 kg을 선등록특허 제0929342호의 장치를 이용하여 70~80℃에서 항온항습을 유지하면서 20일간 발효시키면 흑마늘 약 600 g이 제조되고, 여기에 정수기를 통과한 물 210 ml를 첨가하여 균질화 시켜 흑마늘 페이스트 약 800 g을 제조하여, 꿀 2L 와 혼합한 뒤, 저온농축기를 사용하여 상압에서 40℃이하로 20 brix 까지 저온농축시키면 약 2.2 Kg의 흑마늘이 첨가된 꿀(이하 흑선밀이라 함)이 제조된다.

2. 흑선밀의 기호도에 대한 관능검사

흑선밀의 관능검사는 식품영양학을 전공하는 대학원생 10명을 패널로 선정하여 실험목적, 평가의 방법 및 특성 등을 숙지시킨 후 설문지를 사용하여 실시하였다.

시료는 따뜻한 물에 10배 희석(v/v)하여 흰색의 종이컵에 담아 제공하였다.

평가항목은 색(color), 향(flavor), 맛(taste) 및 전체적인 기호도(overall acceptability) 4가지로 하고 7점 척도법을 사용하여 아주싫다(1점), 싫다(2점), 조금 싫다(3점), 보통이다(4점), 조금좋다(5점), 좋다(6점), 아주 좋다(7점)로 평가하였다. 조사한 자료에 대해서는 Duncan의 다중 검증으로 유의성을 검정하였다.

그 결과는 표 1에 나타내는 바와 같이 색과 향 및 맛은 본원의 흑선밀이 대추꿀이나 아카시아꿀등과 비교하여 우수함을 알 수 있다.

3. 흑선밀 제조용 흑마늘의 기능성 검정

(1) 흑마늘의 성분 특성

마늘과 흑마늘의 일반성분을 분석한 결과(표 2), 숙성된 흑마늘은 마늘보다 수분함량이 약 10% 정도 적고, 회분, 조 단백질, 조 지방, 총 당함량 모두가 흑마늘이 마늘보다 그 함량이 높은 것을 알 수 있다.

상기에서 FG는 마늘이고, BG는 흑마늘이다.

또한 지방산 조성(표 3)은 마늘과 흑마늘 모두 리놀레익산(linoleic acid), 팔미틱 및 올레익산(palmitic 및 oleic acid)이 85～95% 이상을 차지하고 있고 그 외에는 리놀레닉산(linolenic acid), 스테아릭산(stearic acid) 등의 지방산이 0.1～3%의 비율을 차지하고 있다. 마늘의 지방은 1% 이내이며 대부분 불포화지방산으로 구성되어 있다. 본 연구에서도 약간의 차이가 있지만 linoleic acid와 oleic acid가 전체 지방의 70%를 차지하는 것으로 나타난다. Linoleic acid의 경우 마늘이 흑마늘보다 더 높은 수치를 나타냈지만 oleic acid는 흑마늘의 경우가 5% 정도 더 많다. Palmitic acid는 마늘과 흑마늘에서 26% 정도로 비슷한 비율을 보였다. 다른 지방산들도 약간의 수치 차이가 있긴 하지만 마늘과 흑마늘의 지방산 조성은 비슷한 결과를 보인다.

마늘과 흑마늘에서는 무기물이 총 10종이 검출되었다(표 4), 마늘과 흑마늘의 대부분을 차지하는 무기물은 칼륨이며, 특히 흑마늘의 경우 1108 ㎎/100g이나 들어 있어 마늘보다 약 2배가량 많은 함량을 나타낸다. 다음으로 인의 함량이 많고 마그네슘, 칼슘 순이다. 이외 무기질의 함량은 1 ㎎/100g 미만이다. 그 중에서도 아연과 망간은 미량 필수원소로서 체내 유해활성산소의 무독화에 관여하는 SOD(Superoxide dismutase)의 구성성분으로서 중요한 기능을 가지는 것으로 알려져 있다. 대부분 흑마늘이 마늘보다 무기물 함량이 높게 정량되었는데 이는 일반성분 분석과 마찬가지로 숙성과정 중 수분이 감소함에 따라 상대적으로 그 농도가 증가된 결과로 여겨진다.

또한, 기능성 성분인 페놀성 화합물의 총량(도 1)은 마늘과 흑마늘에서 각각 86.22±2.44, 109.74±5.81 ㎍ GAE/g 으로 시료 간 유의차는 없었다. 그러나 흑마늘이 마늘에 비해 약 1.3배 더 높게 정량되었다. 일반적으로 페놀 화합물은 식물계에 널리 분포되어 있는 2차 대사산물의 하나로 다양한 구조와 분자량을 가지며, phenolic hydroxyl기가 단백질 및 기타 거대 분자들과 결합하여 항산화 및 항암 등의 다양한 생리활성을 나타낸다. 그러므로 마늘과 흑마늘의 polyphenol 함량을 분석함으로써 항산화 활성과의 상관성을 분석하는 것은 고무적인 방법이라 할 수 있겠다.

(2) 마늘 및 흑마늘 추출물의 in vitro 항산화 활성 비교

DPPH radical은 반응계에서 전자를 공여받으면 고유의 청남색이 엷어지는 특성이 있어서 이런 색차를 비색정량하여 시료의 전자공여능력을 측정하는데 이용하며 화학적으로 유도된 radical이지만 lipoxygenase에 의한 지방 산화 반응계에서의 항산화 활성 측정 결과와도 잘 부합되는 등 간편하고 신뢰성 높은 항산화 활성 측정방법이다.

흑마늘의 전자공여능을 조사한 결과는 표 5와 같다. 농도가 증가됨에 따라 전자공여능도 급격가게 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 1 ㎎/㎖ 농도에서는 합성 항산화제인 BHT 와 비슷한 수준의 전자공여능을 보인다. 이는 흑마늘에 들어있는 페놀화합물 때문인 것으로 생각된다. 이러한 물질은 환원력이 큰 것일수록 전자공여능이 높고, 식물체의 총 페놀화합물 함량과 전자공여능은 dose dependent하게 증가한다는 페놀화합물의 항산화 기작은 라디칼 소거작용에 기인한다고 보고된 바 있다.

페놀성 화합물을 비롯한 항산화 성분들은, 세포 막지질이나 DNA의 손상을 유발하여 노화, 발암 등의 유해 작용을 하는 활성산소종 및 유리기의 발생 또는 작용을 차단함으로써 산화적 손상을 예방하는 것으로 알려져 있다. 이런 작용의 여러 가지 기전 중에서 활성산소종 및 유리기에 전자를 공여하는 능력이 환원력이므로, 이를 측정하여 항산화 활성을 검토하는 수단으로 사용한다. 즉, 환원력이 클수록 녹색에 가깝게 발색되기 때문에 높은 흡광도 값을 가진다.

흑마늘 추출물을 농도별로 환원력을 측정한 결과(표 6), 합성항산화제인 BHT와 거의 비슷한 정도의 항산화 활성을 보이고 있어 강력한 항산화 효과에 기인하는 식품 신소재로써의 활용 방안을 강구하는데에 고무적인 결과를 얻었다.

이렇게 강력한 항산화 활성을 나타내는 흑마늘 추출물의 전자공여능 또는 환원력이 세포내의 펜톤(Fenton) 반응에 생성된 하이드록시 라디칼(hydroxy radical)을 직접 소거한 결과인지 아니면, 라디칼 생성에 관여하는 철 이온을 킬레이션(chelation)하는지를 알아보기 위해서, 지질과산화를 촉진하는 금속 이온인 Fe² ⁺에 대한 흑마늘 추출물의 킬레이팅(chelating) 효과를 검토하였다. 표 7에 나타내는 바와 같이 Fenton 반응을 일으키는 Fe² ⁺이온은 그 자체가 지질 산화를 강하게 촉진시키는 인자인데 이렇게 킬레이트화를 많이 시키는 것을 보면 흑마늘 추출물이 우수한 Fe² ⁺이온 chelation 능력이 있음을 알 수 있었다.

한편, 흑마늘 추출물의 불포화지방산인 리놀레익산(linoleic acid) 상의 지방질 산화반응에 대한 산화 억제효과를 측정한 결과는 도 2와 같다. 흑마늘 추출물이든 양성 대조군 BHT든 저장 하루에서 이틀까지는 지질과산화가 억제되었다. 그리고, 흑마늘 100 ㎍/㎖ 농도의 경우에는 억제값이 52.12～71.62 %로 증가하고 있었다. 대조군인 BHT의 경우에도 동일한 농도에서 저장 하루부터 이틀까지 과산화억제가 53.10～74.68 %로 증가하며, 저장 삼일부터는 지질과산화 억제는 점점 줄어들고 있음을 알 수 있다. 특히 흑마늘 100 ㎍/㎖ 농도는 BHT에 대적할만큼 비교적 높은 항산화 활성을 보이고 있었다.

(2) 마늘 및 흑마늘 추출물의 ex vivo 항산화 활성

생리활성 효능 검정 실험에 사용할 흑마늘 추출물의 농도를 결정하기 위하여 지시세포에 미치는 세포독성을 MTT법으로 조사하였다(표 8, 9). 지시세포에 농도별로 흑마늘 추출물을 처리하고 48시간 배양한 다음 세포 생존율을 측정한 결과 RAW 264.7과 HepG 2 세포 모두 1, 10 및 100 ㎍/㎖ 시료 농도에서 모두 약 95 % 이상의 생존율을 나타내었다. 즉, 흑마늘 추출물은 세포에 유의성 있는 독성은 없다는 것이다.

시료의 세포독성을 측정하는 방법으로써, lactate를 pyruvate로 전환하는 효소인 lactate dehydrogenase(LDH)의 할성을 측정하는 방법인데, 이 효소는 세포에 이상이 있을 경우 세포 외로 유출되어 배지 중에 증가하게 된다. 그러므로, 세포 손상 시 배지로 유리되어 나오는 LDH의 양을 측정함으로써 세포 손상 여부를 확인할 수 있다. 이에, RAW264.7 세포는 200 uM 의 농도로, 그리고 dgHepG 2 세포는 200 uM 농도의 t-BOOH로 각각 3시간 동안 자극한 후 LDH의 활성도를 조사하였다(표 10, 11). 두 세포 모두에서 자극원 단독으로 처리한 것보다 흑마늘 추출물과 함께 처리 한 곳에서 cytotoxicity가 감소함을 볼 수 있다. 그러나 단독으로 흑마늘 추출물만 세포에 처리한 경우 추출물의 농도가 높아짐에 따라 오히려 cytotoxicity가 증가하는 것을 알 수 있다.

간세포에 산화적 손상을 유발하는데 사용한 t-BOOH의 독성은 급성 oxidative stress로 인한 세포의 비가역적 손상에 관한 기전연구의 모델로서 자주 사용되어 왔는데 특히 1 mM 이하의 저농도에서 유발되는 간세포의 괴사기전은 세포막 지질의 과산화반응이 수반된다고 알려져 있다. 지질 과산화 반응의 측정은 지방산 산화에 의한 최종 산물인 MDA(malondialdehyde)측정이 일반적이며 지질과산화는 신체 내 산화적 스트레스로 인한 자유기 생성의 증가 및 항산화적 방어능력의 감소로 인해 일어난다. 흑마늘 추출물의 지질과산화물의 생성 억제 효능을 관찰하기 위해 MDA의 생성량을 측정한 결과를 표 12에 나타내었다. HepG2 세포에 200uM t-BOOH를 처리함으로써 MDA는 약 1.3배 증가하였다. 이는 t-BOOH가 HepG2 세포에 대해 강한 산화적 손상을 야기함을 알 수 있다. 그러나 t-BOOH와 흑마늘 추출물을 동시에 처리하면 그 농도에 따라 상대적으로 MDA 생성량이 감소한다. 이는 흑마늘 추출물이 t-BOOH에 의한 HepG2 세포에서의 산화적 손상을 방어시킬 수 있다는 것을 나타내는 고무적인 결과이다.

또한, 세포수준에서의 radical 소거활성을 알아보기 위하여 RAW264.7 세포주를 지시세포로 사용하여 ROS를 측정해 보았다. 즉, 세포에 DCFH-DA와 시료를 동시에 처리하고 radical을 유도하기 위해 H₂O₂로 자극한 다음, FACs를 이용하여 DCFH-DA가 hydroxy radical에 의하여 산화되었을 때 생성되는 형광정도를 측정하여 radical 소거활성을 평가하는 것이다.

시료의 농도는 세포독성이 없는 1, 10, 100 ㎍/㎖에서 수행하였다. 도 3에서 알 수 있듯이, 아무 처리하지 않는 세포보다는 못하지만 흑마늘의 농도가 진해질수록 radical 소거활성이 우수해지는 경향이 보인다. 특히 단독으로 H₂O₂ 처리한 세포와 비교하여 흑마늘 추출물 100 ㎍/㎖ 농도를 함께 처리한 세포는 ROS가 약 50% 감소하는 경향을 보이고 있었다.

Claims

꿀,
흑마늘 약 100g 당 물 20~50 ml를 첨가하여 균질화시켜 제조되어 상기 꿀 1L당 200~500g 첨가되는 흑마늘 페이스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑마늘을 이용한 꿀.
흑마늘 약 100g 당 물 20~50 ml를 첨가하고 균질화하여 흑마늘 페이스트를 제조하는 과정과,
상기한 바와 같이 균질화된 흑마늘 페이스트를 꿀에 꿀 1L당 200~500g 첨가하여 혼합하는 과정과,
상기 꿀과 흑마늘 페이스트가 혼합된 혼합액을 저온농축기를 사용하여 10~30 brix 까지 농축시키는 것을 특징으로 하는 흑마늘을 이용한 꿀 제조방법.