너는 흑마늘 만드는 법을 아니?

Black garlic, also known as fermented black garlic, is a product made by fermenting fresh garlic at high temperatures and high humidity. Compared to garlic, black garlic has a significantly lower content of substances such as water and fat, and a significantly higher content of substances such as sugars and trace elements. The content of substances such as protein, reducing sugars and vitamins is at least twice that of garlic. Therefore, black garlic is rich in essential nutrients for the human body and can even improve human body functions. It has various functions such as anti-oxidation, antibacterial, immune enhancement, liver protection and liver care. Black garlic is soft and elastic, and after entering the mouth, it is soft and sweet, without the pungent taste and irritating odor of garlic. It has become a recognized natural health food with broad prospects for development and application [1-4].

흑마늘을 가공하는 주요원료는 다쪽마늘과 단쪽마늘이다.다쪽마늘은 흰껍질마늘과 자색껍질마늘로 나뉘며 단쪽마늘의 원료는 대부분 운남에서 생산된다.이 제품은 각각 다향 흑마늘과 단향 흑마늘로 불린다.단향 마늘의 가격이 다향 마늘보다 높기 때문에 단향 흑마늘의 가격은 다향 흑마늘보다 높다.하지만 단향 흑마늘이 더 먹기 편리하고 맛도 더 좋아서 [5-6] 소비자들의 사랑을 받고 있다.흑마늘 제품은 껍질을 벗긴 흑마늘, 껍질을 벗기지 않은 흑마늘, 흑마늘 가루, 흑마늘 음료, 흑마늘 잼, 흑마늘 간장, 흑마늘 식초, 기타 복제품 [7-8] 등 다양한 형태로 출시된다.본 논문은 흑마늘의 생산 및 응용과 추후 연구에 참고할 수 있는 기초자료를 제공하고자 현재의 흑마늘 가공기술, 전처리기술, 개발방향에 대해 논의한 것이다.

흑마늘 가공 기술 1

Garlic is fermented at high temperatures and high humidity, destroying its own cell tissue. A series of chemical reactions occur in the intracellular components, mainly the Maillard reaction between sugars containing carbonyl groups and components such as 아미노산 and proteins containing amino groups, producing melanin and forming the unique qualities of black garlic. Currently, there are two main processes for black garlic fermentation: solid-state fermentation and liquid fermentation [9-10].

1.1 고체상태 발효

흑마늘의 고체발효 (Solid-state fermentation)는 마늘을 자가 발효를 위한 고체기질로 직접 사용하는 발효방법이다.이렇게 하면 마늘의 온전성을 보존하고 영양소의 손실을 줄여 유기농성분이 더 좋은 흑마늘 제품이 나온다.현재 중국의 흑마늘 생산에는 대부분 고체상태 발효공정이 사용된다.주요 공정 흐름은 다음과 같다:마늘 원료 선택 → 검사 → 등급화 및 선택 → 쟁반에 적재 → 고온, 고습도 발효 → 살균 및 소독 → 포장 → 제품 검사 → 완제품 [11-12].

In the solid-state fermentation process, high-temperature, high-humidity fermentation is the most important step. It is the condition for the Maillard reaction in garlic and also the main factor affecting the content of active ingredients in black garlic [13]. High-temperature, high-humidity fermentation can be divided into two types: constant temperature fermentation and variable temperature fermentation. In constant temperature and humidity fermentation, garlic is placed in a fermentation workshop, heated to 50–80 °C, and humidified to 50%–80%. The black garlic can be made after one month of fermentation. This method is easy to operate and control, but it consumes a lot of energy and is inefficient [14]. However, variable temperature fermentation is beneficial to the accumulation of effective ingredients in black garlic, and can better improve the sensory quality of black garlic, improve the efficiency of processing, and save energy [15]. At present, domestic black garlic production mostly uses variable temperature fermentation. During the use of variable temperature fermentation, the origin, variety and storage conditions of each batch of garlic are different, so its moisture content, garlic clove size, and component ratio also vary. The temperature and time at each stage of the actual fermentation process need to be determined and controlled by experienced technicians.

1.2 액상 발효

기존 흑마늘의 생산 공정은 대부분 통마늘을 발효시키고, 액상 발효 공정에 대한 보고는 적다.액상발효는 주로 으깬 마늘이나 마늘 과립들을 원료로 사용하는데, 밀봉된 용기에 넣고 일정 비율의 물을 발효 기질로 하여 발효시킨다 [16].액상 발효의 공정 흐름은 마늘 선택 → 껍질 벗기기 → 세척 → 마늘 편파 분쇄 → 진공 밀봉 → 발효 → 건조 → 포장 → 완제품 [17]이다.

액상 발효시 흑마늘에서 황화물 등 악취 물질이 배출되지 않아 작업 환경이 크게 개선된다.또한 액상발효과정은 물을 넣고 밀봉, 변온에서 발효시킴으로써 발효시간을 단축시키고 흑마늘의 활성물질의 함량을 증가시킨다.조작이 간단하고 공간을 거의 차지하지 않으며 공업생산에 편리하다.액상 대 물질 비율과 마늘 정향 분쇄공정은 흑마늘의 액상 발효에 영향을 미치는 중요한 요소이다.마늘의 크기와 액상 대 물질 비율은 흑마늘의 유효물질 축적에 직접적으로 영향을 미친다.Luo Cangxue 등 [18]은 입자크기가 4 mm 이고 액상과 마늘의 비율이 2:1일 때, 그 결과 흑마늘 생성물은 진한 갈색을 띠고 색이 균일하고 맛이 달콤하고 신맛이 나며, 마늘 냄새가 거의 없고, 발효되지 않은 마늘에 비해 SOD 활성이 15배 증가되고, 총 페놀 함량은 5배 증가되며, 용해성 당 함량은 약 30% 감소되는 것으로 나타났다.

2 Black garlic 처리pretreatment technology

Traditional black garlic processing is time-consuming and energy-intensive. Various pretreatments such as freezing and ultrasound can be used to destroy the cell structure of garlic, promote the dissolution of reaction substrates, accelerate the Maillard reaction and fermentation process, shorten the processing time of black garlic, and reduce energy consumption and costs. Pretreatment can promote the accumulation of reducing sugars, amino nitrogen, total phenols and other contents in black garlic, increase the content of functional ingredients, and the taste, color and flavor of the prepared product are almost the same. At present, the main pretreatments of garlic in the domestic production of black garlic are low-temperature freezing, ultrasound, microwave and other methods [19].

2.1 저온결빙

동결조건에서는 마늘세포 내부에 얼음결정이 형성되어 세포 내외부의 용매농도를 변화시켜 세포부종, 세포벽과 세포막의 파괴, 세포구조의 파괴를 일으킨다.마늘을 냉동 (-18 ℃) 상태로 일정 기간 두면 세포조직이 완전히 분해된다.그 다음, 45 ℃ 조건하에 놓이게 되고, 온도의 상승으로 인하여 세포내 조직액이 흘러나오고, 프럭탄은 효소와 완전히 접촉하여 가수분해되어 환원당을 생성한다.15일 변온 발효 공정과 함께, 이것은 Maillard 반응을 가속화하고 처리 시간을 단축시킵니다.흑마늘의 총페놀과 같은 물질의 함량도 증가하고, 완성된 흑마늘의 품질도 향상된다 [19~20].감각평가 결과 얼려서 전처리한 흑마늘이 더 단맛과 식감이 좋은 것으로 나타났다.■ 영하의 온도가 낮을수록 맛이 달다;반응온도가 높을수록 마늘의 외관변화는 크게 나타났으며, 부피는 작게 나타났다.초기 단계에는 마늘이 부드럽고 끈적끈적한 반면, 후기 단계에는 탄력있고 끈적거리지 않는다 [11,21].

2.2 고온

온도가 높으면 단백질변성, 효소불활성화, 전분변성 등 음식물에 일련의 변화가 생기고 세포구조에도 손상이 생긴다.자오쑤칭 등 [11]은 신선한 마늘을 껍질을 벗겨 100 °C의 물에 3분간 끓인 후 70 °C, 상대습도 85%에서 발효시켜 흑마늘 산물을 얻었다.대조군과 비교하여 발효시간에 따른 유의적인 변화는 없었으나 환원당, 총페놀 및 아미노질소의 함량은 증가하였다.왕시보 등 22명이 증기 온도 127 °C, 증기 시간 70분, 건조 온도 95 °C, 굽는 시간 6.5 h 조건 준비된 흑마늘과 전통 발효 공정 준비된 흑마늘 제품 품질은 기본적으로 유사하며 총 페놀 및 기타 활성 성분 함량 또한 유사하지만 흑마늘 준비 시간을 대폭 단축, 생산 효율 향상, 에너지 소비 감소,기능성 마늘 제품의 개발 및 이용을 위해 기술적 기반을 제공한다.

2. 3 전자레인지

전자파로 마늘을 가열하면 고온 전처리와 같은 효과를 볼 수 있다.Li Shanshan [23]은 450 W에서 1분간 마이크로파 전처리 후 흑마늘의 처리시간이 21 d에서 18 d로 단축되었으며, 마이크로파 처리군의 갈색강도는 발효 15일에 대조군의 효과에 도달하였다.발효 18일째에 마이크로파 처리군의 환원당은 40%로 높게 나타났으며 대조군은 21일째까지 40%에 도달하지 못하였다.전자파 처리군의 총 페놀 함량은 발효과정 전반에 걸쳐 대조군에 비해 유의적으로 높았다.전자파 처리군의 아미노태 질소 함량은 9일째부터 감소하는 경향을 보이기 시작하였으며 대조군은 15일째까지 감소하는 경향을 보이지 않았다.

2.4초고압

초고압기술은 식품중의 비공유결합을 단절시키고 식품중의 단백질, 효소, 녹말 등 거대분자를 변성, 불활성화, 젤라틴화할수 있으며 그 구조에 일정한 영향을 주는 물리공정이다.기존 열처리 기술의 여러 단점을 줄인 친환경 · 친환경 식품가공 기술이다.맹링동 등 [24]은 초고압 전처리 및 발효법을 혼합하여 완성된 흑마늘을 준비하였다.실험결과 초고압의 증가와 보유시간의 연장에 따라 흑마늘의 갈색율은 먼저 증가하였다가 감소하였으며, 수분함량은 감소하였고, 총당함량은 증가하였으며, 탄력성은 증가하였다.이는 300 MPa의 초고압과 15분간 유지압의 조건에서 완성된 흑마늘은 달고 시고 질감이 곱고 탄력이 있으며, 완성된 흑마늘의 품질이 가장 우수함을 나타낸다.종청 외 [25]는 마늘을 초고압으로 전처리하여 발효시켜 흑마늘을 준비하였다.그 결과 제조된 흑마늘의 항산화능은 백마늘에 비해 유의적으로 높았으며, 환원능과 hydroxyl radical 소거능은 보유시간이 각각 5분, 20분일 때 가장 높게 나타났다.

2. 5 다른

Pre-treatment methods such as low-temperature freezing, high temperature, and microwaving can promote the accumulation of reducing sugars and the production of 흑마늘에 들어 있는 폴리페놀, shorten the processing time, and improve production efficiency. In addition, there are other pretreatment techniques for black garlic processing. For example, Pei Houbao [19] found that ultrasonic pretreatment can effectively increase the total enzyme and reducing sugar content of black garlic, increase browning, significantly reduce processing time, and improve the quality of the finished black garlic. Compared with ordinary black garlic, it can effectively reduce the bitterness of the finished black garlic and improve the taste. Studies have shown that aerobic respiration inhibition pretreatment can also effectively shorten the processing time of black garlic, significantly increase the content of reducing sugars and total phenols in the product, and improve the taste of the product compared to ordinary black garlic. It can be seen that ultrasonic pretreatment can change the average distance between garlic molecules with continuous molecular vibration, producing cavitation and destroying the garlic cell structure; while aerobic respiratory inhibition pretreatment can cause garlic to produce hexanol and acetic acid, thereby destroying the cell structure.

3 요약

현재 흑마늘의 가공 중 온도와 습도를 조절하는 발효설비가 비교적 성숙되어 있으며, 흑마늘을 가공하기 위한 전처리 기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.그러나 전처리 처리 기술을 실제로 생산에 활용하는 기업은 상대적으로 적은데, 이는 주로 전처리 장비를 지원하는 기업이 부족하기 때문이다.따라서 흑마늘 장비 제조업체의 다음 단계는 실제 생산에서 흑마늘의 가공 효율과 품질을 향상시키기 위해,이 분야에 대한 연구 및 설계를 늘리고, 흑마늘을 가공하기 위한 상응하는 전처리 장비를 생산하는 것이다.동시에 다양한 전처리 기술과 연계해 사용할 수 있는 장비도 개발할 수 있게 됐다.그러나 장비의 가격과 실제 생산 이익 사이의 관계에 주의를 기울여 전처리 장비가 간단하고 실용적입니다.

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