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 amino acids 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

Solid-state fermentation of black garlic is a fermentation method in which garlic is directly used as a solid substrate for self-fermentation. This preserves the integrity of the garlic and reduces the loss of nutrients, resulting in 흑마늘 제품 with better organoleptic qualities. 현재, 그solid-state fermentation process is mostly used in the production of black garlic in China. The main process flow is as follows: garlic raw material selection → inspection → grading and selection → loading onto trays → high-temperature, high-humidity fermentation → sterilization and disinfection → packaging → product inspection → finished product [11-12].

고체 상태 발효 공정에서는 고온, 고습도 발효가 가장 중요한 단계입니다.마늘에서 마이야르 반응을 위한 조건이며 흑마늘의 활성 성분 함량에 영향을 미치는 주요 인자이기도하다 [13].고온, 고습의 발효는 상온발효와 변온발효 두가지로 나눌수 있다.일정한 온도와 습도로 발효하면 마늘을 발효 작업장에 넣고 50~80 °C로 가열한 후 50~80%까지 가습시킨다.흑마늘은 한 달 발효 후 만들 수 있다.이 방식은 조작과 제어가 쉽지만, 에너지를 많이 소모하고 [14] 비효율적이다.하지만 변온발효는 흑마늘의 유효성분 축적에 도움이 되며, 흑마늘의 감각적 특성을 더 잘 살릴 수 있고, 가공효율을 높일 수 있으며, [15] 에너지를 절약할 수 있다.현재 국내 흑마늘 생산은 대부분 변온발효를 사용한다.변온발효를 사용하는 동안 마늘의 원산지, 품종 및 저장조건이 각각 다르기 때문에 마늘의 수분함량, 마늘의 크기, 성분비율도 달라진다.실제 발효과정의 각 단계에서의 온도와 시간은 숙련된 기술자가 결정하고 통제해야 합니다.

1.2 액상 발효

에 대한 대부분의 기존 생산 프로세스black garlic ferment the whole garlic, and there are fewer reports on the liquid fermentation process. Liquid fermentation mainly uses crushed garlic or garlic granules as raw materials, which are placed in a sealed container and fermented with a certain proportion of water as the fermentation substrate [16]. The process flow of liquid fermentation is garlic selection → peeling → cleaning → garlic clove crushing → vacuum sealing → fermentation → drying → packaging → finished product [17].

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

전통적인 흑마늘 가공은 시간이 많이 걸리고 에너지가 많이 든다.동결, 초음파 등 다양한 전처리를 통해 마늘의 세포구조를 파괴하고 반응기질의 분해를 촉진하며 마야르반응 및 발효공정을 가속화하고 흑마늘의 가공시간을 단축하며 에너지 소모와 비용을 절감할 수 있다.전처리는 흑마늘의 환원당, 아미노질소, 총페놀 및 기타 함량의 축적을 촉진시킬 수 있고, 기능성 성분의 함량을 증가시킬 수 있으며, 제조된 제품의 맛, 색, 풍미는 거의 동일하다.현재 흑마늘의 국내 생산에서 마늘의 주요 전처리는 저온 냉동, 초음파, 전자레인지 등의 방법 [19]이다.

2.1 저온결빙

Under freezing conditions, ice crystals form inside garlic cells, changing the solvent concentration inside and outside the cells, causing cell swelling, destruction of the cell walls and cell membranes, and destruction of the cell structure. Garlic is placed under frozen (-18 ℃) conditions for a period of time, which fully breaks down the cell tissue. Then, it is placed under 45 ℃ conditions, and due to the increase in temperature, the intracellular tissue fluid flows out, and the fructans come into full contact with the enzyme and are hydrolyzed, producing reducing sugars. Combined with the 15-day variable temperature fermentation process, this accelerates the Maillard reaction and shortens the processing time. The content of substances such as total phenols in black garlic is also increased, and the quality of the finished black garlic is improved [19-20]. Sensory assessment results show that black garlic pretreated by freezing has a sweeter taste and better texture. The lower the freezing temperature, the sweeter the taste; the higher the reaction temperature, the more significant the change in the appearance of the garlic, and the smaller the volume. In the early stage, the garlic is soft and sticky, while in the later stage, it is more elastic and not sticky [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

Ultra-high pressure technology is a physical process that can break non-covalent bonds in food, denature, inactivate, and gelatinize macromolecules such as proteins, enzymes, and starches in food, and has a certain effect on their structure. It is a green and environmentally friendly food processing technology that reduces many of the drawbacks of traditional 열processing techniques. Meng Lingdong et al. [24] used a combined ultra-high pressure pretreatment and fermentation method to prepare finished black garlic. The test found that with the increase of ultra-high pressure and the extension of holding time, the browning rate of black garlic first increased and then decreased, the moisture content decreased, the total sugar content increased, and the elasticity increased. This indicates that under the condition of ultra-high pressure of 300 MPa and holding pressure for 15 minutes, the finished black garlic is sweet and sour, fine in texture, and elastic, and the quality of the finished black garlic is the best. Zhong Cheng et al. [25] prepared black garlic by pretreating garlic with ultra-high pressure and fermenting it. The results showed that the antioxidant capacity of the prepared black garlic was significantly higher than that of white garlic, and the reducing capacity and hydroxyl radical scavenging capacity were highest when the holding time was 5 min and 20 min, respectively.

2. 5 다른

저온냉동, 고온, 전자렌지 등의 전처리 방법은 환원당의 축적과 흑마늘의 폴리페놀 생성을 촉진하고, 가공시간을 단축시키며, 생산효율을 향상시킬 수 있다.이외에도 흑마늘 가공에는 다른 전처리 기술이 있다.예를 들어 페이하우바오 (Pei Houbao) [19]는 초음파 전처리를 통해 흑마늘의 총 효소를 효과적으로 증가시키고 당 함량을 감소시킬 수 있으며, 갈색을 증가시키고, 가공 시간을 대폭 줄일 수 있으며, 완성된 흑마늘의 품질을 향상시킬 수 있다는 것을 발견했다.일반 흑마늘과 비교해 완성된 흑마늘의 쓴맛을 효과적으로 줄이고 맛을 좋게 할 수 있다.연구결과 호기성호흡억제 전처리는 또한 흑마늘의 처리시간을 효과적으로 단축시킬 수 있고, 제품 내 환원당 및 총페놀의 함량을 크게 증가시킬 수 있으며, 일반 흑마늘에 비해 제품의 맛을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.초음파 전처리는 지속적인 분자 진동으로 마늘 분자 사이의 평균 거리를 변화시켜 cavitation을 생성하고 마늘 세포 구조를 파괴할 수 있음을 알 수 있다;반면 호기성 호흡 억제 전처리는 마늘이 헥사놀과 아세트산을 생성하게 하여 세포 구조를 파괴할 수 있다.

3 요약

At present, the fermentation equipment for controlling the temperature and humidity during the processing of black garlic is relatively mature, and there has been a lot of research on the pretreatment technology for processing black garlic. However, there are relatively few enterprises that actually use pretreatment processing technology in production, mainly due to a lack of supporting pretreatment equipment. Therefore, the next step for black garlic equipment manufacturers is to increase research and design in this area, and produce corresponding pretreatment equipment for processing black garlic, in order to improve the processing efficiency and quality of black garlic in actual production. At the same time, it is also possible to develop equipment that can be used in conjunction with a variety of pretreatment technologies. However, attention should be paid to the relationship between the price of the equipment and the actual production benefits, so that the pretreatment equipment is simple and practical.

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