여러분은 흑마늘의 효능을 알고 있나요?

흑마늘은 마늘을 깊게 가공한 제품으로 최근 인기를 끌고 있다.신선한 마늘을 온도와 습도를 조절한 [1] 상태에서 일정 기간 발효시켜 만든다.흑마늘 장아찌는 색깔이 짙은 갈색이고 맛이 약간 달며 마늘 특유의 고소한 냄새와 매운 맛이 없다.식후 입냄새를 유발하지 않으며 마늘의 일부 불량반응, 즉 위장불편과 접촉성피부염을 완화시키고 마늘산업의 시장공간을 크게 넓혀준다.흑마늘은 중국에서 생긴지 비교적 짧은 시간 밖에 되지 않는다.흑마늘의 정확한 기원은 알려져 있지 않지만, 일반적으로 2003년 일본 미에현에서 기원한 것으로 알려져 있으며, 이후 중국에 유입되었다.2008년에는 흑마늘이 처음으로 중국에서 수출되었다.20년도 안되는 사이에 흑마늘산업은 지속적인 발전을 가져왔으며 마늘심층가공분야의 핵심방향으로 되였다.이 글은 흑마늘의 활성성분 및 생리기능에 대한 고찰을 통해 향후 흑마늘 건강식품 개발에 참고가 되는 것을 목적으로 한다.

흑마늘의 활성성분 1

Black garlic is the product of enzymatic browning and the Maillard reaction in garlic. The black color is mainly due to the production of melanoidins, a product of the Maillard reaction. Compared with garlic, the chemical composition of black garlic has undergone significant changes, and while retaining some of the garlic components, new active ingredients have also been produced. Black garlic contains more than twice the amount of sugar, vitamins and protein as garlic, and the polyphenol content has increased significantly, being 11 times that of garlic. Zhou Guangyong et al. compared the differences in chemical composition between fresh garlic and black garlic. The results showed that the moisture and volatile organic sulfide content of black garlic decreased, while the sugar content and free radical scavenging capacity increased [2].

왕위동 등은 마늘의 마이야르 반응 중 다양한 성분의 변화를 측정하였다.블랙 마늘의 수분 함유 량을 감소 56.5%, 페놀 콘 텐 츠 가 5. 4로 증가 mg · g-1, 설탕을 줄이는 내용으로 늘어 214.9 mg · g-1, 그 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) 콘 텐 츠 가 2729.12로 증가 μ g · g-1, 그리고 항 산화 용량은 크게 증가 했다.흑마늘의 환원력과 hydroxyl radical 소거율은 각각 마늘의 10배, 3배였다 [3].Lu Xiaoming's 실험 결과 마늘을 흑마늘로 가공한 후 환원당 함량이 초기의 0.46 g/100 g에서 39.49 g/100 g으로 100배 가까이 증가하는 것으로 나타났다 [4].

Kimura et al. summarized the changes in several amino acids, polyphenols, flavonoids and other ingredients in black garlic and fresh garlic (Table 1) [1]. Among them, the content of cysteine and tyrosine decreased after fermentation, while the content of leucine, isoleucine and phenylalanine increased. The Amadori & Heyns in black garlic is even 40 to 100 times that of garlic.

2. 흑마늘의 생리적 기능

흑마늘은 마늘의 심층가공제품으로서 체내 및 체외 기능실험에서 모두 강한 생리기능을 갖고있음이 증명되였다.이는 함유된 유기 황산화물, 다당류, 폴리페놀, 멜라노이딘 등 다양한 활성 성분과 관련이 있으며, 함께 흑마늘의 항산화, 간 보호, 항암 및 기타 효과를 준다.

2. 1 항 산화

Choi et al. studied the changes in antioxidant substances and antioxidant activity during the processing of black garlic. The results showed that flavonoids and polyphenols increased significantly under processing conditions of 70 °C and 90% humidity. By 21 days, the flavonoid content had increased from 3.22 mg RE·g-1 (RE is retinol equivalent) in fresh garlic to 16.26 mg RE·g-1 , polyphenols from fresh garlic 12.91 mg GAE·g-1 (GAE is gallic acid equivalent) to 58.33 mg GAE·g-1. The increase in antioxidant components leads to an increase in antioxidant capacity. The scavenging rate of black garlic for DPPH radicals can reach up to 74.48%, which is much higher than that of fresh garlic, and the scavenging rate for ABTS radicals is more than twice that of fresh garlic [5].

Du Rui Xue et al. measured the polysaccharide content and antioxidant capacity of fresh garlic and black garlic. The results showed that the polysaccharide content of black garlic was 98.67 mg·g-1, which was much higher than the polysaccharide content of garlic, which was 50.33 mg·g-1. The scavenging rates of the hydroxyl radical, DPPH radical, and superoxide anion radical of black garlic polysaccharides are all higher than those of garlic, indicating that black garlic polysaccharides have higher in vitro antioxidant capacity [6].

정란 등은 제브라피쉬에서 흑마늘 다당류의 체내 항산화 활성을 연구하였다.그 결과 흑마늘 다당류의 저용량 중재군의 항산화율은 40.18%인 반면, 흑마늘 다당류의 고용량 중재군의 항산화율은 50.6%로 유의적인 용량 효과 관계를 보였으며 비타민 C 양성 대조군의 항산화율 (11.38%)보다 높게 나타났다 [7].

왕위동 등은 흑마늘 폴리페놀의 in vitro 및 in vivo 항산화 활성을 연구하였다.in vitro 실험 결과 흑마늘 폴리페놀은 DPPH 활성산소와 hydroxyl 활성산소의 활성을 크게 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.특정 농도에서 흑마늘 폴리페놀의 in vitro 항산화 활성은 비타민 c보다 높은 것으로 나타나 in vitro 실험 결과 흑마늘 폴리페놀은 산화적 손상을 가진 생쥐의 혈청 MDA 함량을 유의적으로 감소시키고, 혈청 SOD 및 GSH-Px 활성을 증가시킬 수 있으며, vivo에서 유의적인 항산화 활성을 나타내었다 [8].

ZOU Ying et al. studied the protective effect of 흑마늘 추출물 on red blood cells damaged by oxidation. The results showed that 흑마늘 추출물 can significantly reduce the hemolysis rate of damaged red blood cells (AAPH-induced red blood cell hemolysis), and has strong intracellular antioxidant activity [9].

흑마늘의 항산화 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았다.Ha 등은 흑마늘의 항산화 활성은 nrf2-관련 유전자의 mRNA 발현과 관련이 있는 것으로 보고 있다.혈장 내 thiobarbituric acid reactive substances (TBARS)와 8-isoprostanes (8-iso-PGF)의 농도와 혈장의 총 항산화능 (TAC) 및 혈장과 간에서의 항산화 효소의 활성을 측정하였다.항산화 관련 단백질인 Nrf2, NAD(P)H:quinone-oxidoreductase-1 (NQO1), heme oxygenase-1 (HO-1), glutathione reductase (GR), glutathione S-transferase-2 (GSTA2)의 mRNA 발현 수준을 확인하였다.그 결과 흑마늘군의 혈장 tbar 농도와 TAC는 유의적으로 낮았고, catalase와 glutathione peroxidase의 활성은 유의적으로 높았으며, 간의 Nrf2, NQO1, HO-1 및 GSTA2의 mRNA 발현 수준은 유의적으로 증가하였다 [10].

2.2 항암 효과

동맹화 등은 흑마늘 추출물이 HT29대장암세포의 성장을 억제하고 항암 메커니즘을 진일보 연구할 수 있음을 발견했다.흑마늘 추출물은 PTEN을 상향조절하고 Akt 및 p-Akt 발현을 하향조절함으로써 PI3K/Akt 경로의 기능을 조절하며, 그것의 하류 목표인 70 kDa 리보somal protein S6 kinase 1을 mRNA 및 단백질 수준에서 억제한다.HT29세포 성장을 억제하고 PI3K/Akt 경로를 억제함으로써 세포 사멸을 유도하여 암세포 성장을 억제하는 효과를 얻는다 [11].

Li Ying 등은의 효과를 연구했다black garlic extract자궁경부암 Hela 세포 이식 종양 모델 4 그룹을 구성하여 자궁경부암 Hela 세포 이식에 대한 자료입니다.쥐들은 무작위로:네 개의 그룹으로 나뉘어 빈 제어 그룹, 식염수 gavage 그룹은 γ의-ray 방사선 조사 그룹이었γ-irradiation 그룹, 검은 마늘 gavage 그룹은 추출 검은 마늘을 그룹, 그리고 검은 마늘과 결합 gavage를 추출 γ-irradiation 치료는 검은 마늘 + γ-irradiation 그룹이다.각 생쥐 그룹의 종양 성장률, 흉선과 비장 지수, 림프구 자극 지수, SOD 활성 값, CAT 활성 및 백혈구 수.그 결과 흑마늘 추출물은 생쥐의 면역 기능을 강화하고, 항산화 능력과 말초혈액 백혈구 수를 향상시키며, 헬라 세포 종양에 방사선 감작 효과를 발휘하는 것으로 나타났다 [12].

Gong Xiaojing et al. used tumor-bearing mice Panc-1 cells as the research object to explore the effect of black garlic extract on their growth and metastasis ability, and to study its molecular mechanism. A pancreatic cancer Panc-1 mouse metastasis model and a transplant tumor model were established respectively. The mice were randomly divided into four groups: a black garlic low-dose group, a black garlic high-dose group, a blank control group, and a positive control group. The blank control group was given 0.9% sodium chloride solution, and the positive control group was given cyclophosphamide. After 2 weeks, the mice were killed, the tumors were stripped and weighed, and the growth inhibition rate and metastasis inhibition rate of the tumors were calculated. The expression levels of Smad4 and TGF-β1 were detected. The results showed that the low and high dose groups of black garlic could significantly inhibit the growth and metastasis of Panc-1 cell transplant tumors, with a growth inhibition rate of up to 63.6% and a lung metastasis inhibition rate of up to 63.5%. and the metastasis inhibition rate of the high-dose black garlic group was higher than that of the positive control group. Compared with the blank control group, the low- and high-dose black garlic groups had fewer brownish-yellow TGF-β1 granules in the cytoplasm of Panc-1 cells and more yellow Smad4 in the cytoplasm. It can be seen that black garlic extract can significantly reduce the growth rate of mouse Panc-1 cell transplant tumors and their lung metastasis rate. The mechanism may be related to the TGF-β1/Smad4 signaling pathway, which inhibits tumor growth and metastasis by upregulating Smad4 expression and downregulating TGF-β1 expression in mouse Panc-1 transplant tumors [13].

2.3 간 보호

Lee 등은 tert-butyl hydroperoxide (tBHP)를 이용하여 rat clone-9 간세포에 손상을 유도하고 손상된 간세포에 대한 흑마늘의 보호효과를 연구하였다.그 결과 흑마늘 추출물은 GSH의 감소, MDA의 축적 및 IL-6/IL-8 mRNA 발현 과정을 유의적으로 억제하고, 지질과산화 및 산화적 스트레스 과정을 차단하며, tbhp로 유도된 rat clone-9 간세포 [14]의 사멸을 유의적으로 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

Ahmed et al. studied the protective effect of black garlic on the hepatotoxicity and apoptosis induced by cyclophosphamide. The results showed that the liver tissue of the black garlic group was significantly improved, the hepatocytes were rearranged into radiating beams, the nuclei were normal, and no vacuoles or fat droplets were seen in the cytoplasm. The contents of ALT, AST, and bilirubin were significantly reduced, indicating that black garlic has a significant protective effect on hepatocyte apoptosis and liver tissue damage [15].

Zhang Yuan 등은 흑마늘이 생쥐의 급성 알코올성 간 손상에 미치는 영향을 연구하기 위하여 50% 알코올로 가해에 의한 급성 간 손상 생쥐 모델을 확립하였다.그 결과 고농도의 흑마늘은 생쥐의 혈청 ALT를 현저히 감소시키고, 간 절편의 조직 손상 정도를 감소시키며, SOD 활성을 증가시켜 고농도의 흑마늘이 생쥐의 급성 알코올성 간 손상에 보호 효과가 있음을 알 수 있었다 [16].

2.4 혈당과 지질 수치를 조절한다

닝위바오 (Ning Yuebao) 등은 발효된 흑마늘의 저혈당 기능에 대해 연구했고, 그 결과 흑마늘에 들어 있는 일부 황화물질 (sulfide)이 생쥐의 혈당을 낮출 수 있다는 것이 밝혀졌다 [17].Ao 등 연구진은 흑마늘이 콜레스테롤 대사에 미치는 영향을 연구했다.그 결과 흑마늘 분말을 보충한 식이 섭취가 체내 콜레스테롤의 합성을 유의적으로 억제하는 것으로 나타났다 [18].Kim) 등은 흑마늘 추출물의 항산화 효과와 혈중 지질에 미치는 영향을 연구하였다.그 결과, 가배지로 흑마늘 추출물을 투여한 고지방 섭취 생쥐는 혈장 중성지방 및 간 총 콜레스테롤 수치가 유의적으로 낮아져 [19] 혈중 지질이 개선되는 것으로 나타났다.Nam 등은 흑마늘이 지질대사를 조절하는 메커니즘을 조사한 결과 흑마늘이 성숙한 3T3-L1 지방세포증식인자 activated receptor (PPAR)와 cinnamoyl-CoA 합성효소의 단백질 발현을 감소시켜 지질대사를 조절하고, 3T3-L1 지방세포의 생성을 억제하며, 지방의 분해를 촉진하여 지질대사를 조절할 수 있음을 보였다 [20].

2.5 면역 조절 (Immune regulation)

There is still debate as to whether black garlic has physiological activity on the immune system. Among them, LI Min et al. compared the 면역 규제effects of garlic polysaccharides and black garlic polysaccharides, including the promotion of phagocytosis of RAW264.7 macrophages, the release of NO, and the expression of immune cytokines (IL-6, IL-10, tumor necrosis factor α and interferon γ) expression, the results showed that garlic polysaccharides have a stronger immunomodulatory effect, and black garlic polysaccharides have essentially no immunomodulatory activity [21]. Yang Ming et al. used BALB/c mice as the research object and established an animal model with cyclophosphamide, and found that black garlic powder in high, medium and low concentrations had an immune-enhancing effect on mice. Among them, the black garlic powder in high, medium and low-dose groups showed significantly higher antibody production, thymus index, spleen lymphocyte proliferation, and mRNA expression of IL-8 and IL-12 in spleen cells. The delayed hypersensitivity reaction and spleen index of mice in the medium- and high-dose groups were significantly higher. The phagocytic activity of monocytes-macrophages and the level of serum lysozyme in mice in the high-dose group were also significantly enhanced [22].

2.6 항염증 효과

Jeong et al. identified and compared the antioxidant and anti-inflammatory effects of black garlic extract and fresh garlic extract. Hydrogen peroxide and lipopolysaccharide (LPS) were used as pro-oxidants and pro-inflammatory stressors, respectively. Compared with fresh garlic extract, black garlic extract had higher ABTS and DPPH free radical scavenging activity in RAW264.7 cells and produced less ROS. However, the inhibition of cyclooxygenase 2 and 5 lipoxygenase activity by fresh garlic extract was stronger than that of black garlic extract. In LPS-activated RAW264.7 cells, fresh garlic extract was more effective than black garlic extract in reducing the production of PGE, NO, IL-6, IL-1, LTD and LTE. After fresh garlic is fermented into black garlic, the combination of galactose, glucose, fructose or sucrose with fresh garlic extract reduces the anti-inflammatory activity, but also inhibits the activation of NF–κB and the expression of pro-inflammatory genes. The anti-inflammatory activity of black garlic extract is lower than that of fresh garlic extract, which may be due to the presence of sugars. Black garlic extract may be more helpful in the treatment of diseases mainly mediated by ROS [23].

Kim 등은 lipopolysaccharide-induced inflammatory model을 이용하여 흑마늘에 함유된 기능성 화합물의 항염증 효과를 연구하였다.그 결과 흑마늘 추출물은 특정 농도에서 상당한 항염증 효과를 보였다.셀 생존능력, 산화 질소, 프로 스타 글 란 딘 E2과 pro-inflammatory 사이토 카인 (IL-6, TNF-α와 IL-1 β), 수준이 측정 되었고 메신저 rna과 단백질이 표현 수준의 질소 산화물 synthase inducible과 cyclooxygenase-2은 흡인지 역 전사 중 합 효소 연쇄반응 및 서부에 의해 탐지 된다.그 결과 산화 질소의 수준과 프로 스타 글 란 딘 E2 상당히 줄어들었, 검은 마늘의 농도 가 증가하고 있 추출과 IL-6의 분비, TNF-α와 IL-1 β 또한 억제 되었으로 메신저 rna였고 단백질 질소 산화물 synthase inducible과 cyclooxygenase-2의 표현이다.또한 흑마늘 추출물은 RAW264.7세포에서 lipopolysaccharide에 의해 유도되는 세포외 signal-regulated kinase p38과 c-Jun 말단 kinase의 인산화를 감소시켰다 [24].

2. 7 다른

2.7.1 설사약

Lu Xiaoming et al. found that after black garlic was administered to mice with a constipation model, the rate of advancement of the small intestinal contents increased significantly, the time to the first black stool was shortened, the number of black stool particles increased within 6 hours, and the moisture content of the stool increased, indicating that black garlic has a certain laxative effect [25].

피로 방지 효과 2.7.2

Du Juan 등은 생쥐의 운동피로 모형을 설정하여 수영훈련군, 조용한 대조군, 흑마늘의 저용량, 중용량, 고용량 군으로 구분하였다.그 결과 흑마늘군이 혈청 생화학적 요소질소가 낮았으며, 이는 흑마늘이 대사상태를 조절하고 대사산물의 배설 촉진;혈당 수치 상승, 간 글리코겐 및 근육 글리코겐 수치 회복, 젖산 탈수소효소 수치 감소는 흑마늘이 혈당 및 글리코겐 회복을 촉진할 수 있음을 나타내며;감소된 글루타치온 함량과 총 superoxide dismutase 함량의 증가는 흑마늘이 산화적 손상을 완화시키고, 운동 지구력을 향상시키며, 운동으로 인한 피로를 저항할 수 있음을 나타낸다 [26].

2.7.3기억력을 향상시킨다

쑨옌은 흑마늘 추출물이 쥐의 탈출 대기 시간을 현저히 감소시켰고 (위치 탐색 실험), 쥐가 플랫폼을 통과하는 횟수와 플랫폼 사분면에서 보내는 시간 비율을 현저히 증가시켰으며 (공간 탐색 실험), 아질산나트륨과 염화알루미늄으로 인한 노인성 치매에 걸린 쥐의 학습 및 기억 능력을 크게 향상시켰다 [27].

2.7.4 천식을 치료하기

Li Yang et al. randomly divided mice into a blank control group, a negative group, a drug treatment group, a garlic group, and a black garlic group. Except for the blank group, the other four groups were sensitized with aluminum hydroxide and chicken egg protein, and induced with chicken egg protein to establish a mouse allergic asthma model. Each treatment group was injected with a solution of tiopronin fumarate, garlic extract, black garlic extract, while the blank group and negative group were injected with the same volume of PBS. The levels of IL-4, IL-33, IgE and IFN-γ in mouse serum were detected by ELISA, and the number of eosinophils in whole blood was counted under a microscope. The results showed that all treatment groups could effectively reduce the number of eosinophils and the levels of IL-4, IL-33, and IgE, and increase the level of IFN-γ. Among them, the black garlic group had statistically significant differences in all indicators (except IL-33) compared to the garlic group. This indicates that black garlic extract has a certain therapeutic effect on allergic asthma, and that the mechanism is mainly through adjusting the balance of Th1/Th2 responses, or through inhibiting the IL-33-ST2 signaling pathway [28].

2.7.5 Anti-allergy

Yoo 등은 흑마늘이 RBL-2H3세포와 in vivo passive cutaneous anaphylaxis (PCA)에서 면역글로불린 매개성 알레르기 반응을 유의하게 억제할 수 있음을 발견하였다.In vitro 실험결과 흑마늘 (EBG)의 에틸아세테이트 추출물이 acetylhexosaminidase와 tnf-마우스 혈청의 분비를 유의적으로 억제하였다.게다가, BG10에서 활성 성분을 EBG, 상당히 tyrosinase-hexosaminidase의 석방과 TNF-myeloperoxidase 억제, 코트리 엔 프로 스타 글 란 딘의 형성을 완전히 차단 E와 B · 25 μ g에서 mL-1다.또한 cytosolic phospholipase A (cPLA)와 5-lipoxygenase (5-LO)의 인산화와 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현을 감소시켰다 [29].

3 결론

흑마늘은 현대과학기술을 이용해 가공한 신흥제품으로서 마늘냄새와 톡 쏘는 맛이 부족할 뿐만 아니라 생리기능이 크게 향상되어 건강과 건강 요구에 더욱 부합되고 거대한 시장잠재력을 가지고 있다.국내 학자들은 2008년부터 흑마늘에 대한 연구를 시작했으며, 2012년 이후 관련 연구가 점차 증가하고 있는데, 이는 중국의 흑마늘 개발에 가속도가 붙고 있는 것을 반영한 것이다 [30].그러나 현재 흑마늘 생산에 대한 통일된 품질기준이 없고, 생산기업은 규모가 영세하며, public's awareness of black garlic is not high, resulting in a very low market share. These problems seriously affect the further development of the black garlic industry. Therefore, it is necessary to improve the technological level and technical content of black garlic products, develop a black garlic technology sharing big data platform, and create new high value-added black garlic products. It is believed that with the gradual recognition of the nutritional value and physiological functions of black garlic by the public, black garlic will become an emerging health food product with huge market demand.

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