흑마늘 추출물의 영양 팩트는?

Garlic (Allium sativum L다다.) belongs to the family Liliaceae and is known worldwide as a “natural antibiotic grown on land” that can be used as both a food and a cooking ingredient, as well as a traditional Chinese medicine. Garlic contains a variety of bioactive ingredients, 비장을 따뜻하게하고, 소화를 촉진하고 기를 조절하며, 항균과 항염증, 혈당과 혈중지질을 낮추는 [1] 등 다양한 효과가 있다.마늘은 중국에서 재배된 역사가 유구하며 널리 재배되고 생산량이 많으며 다년간 비교적 높은 수출량을 유지해 China&에서 1위를 차지하고 있다#39;의 단일 농산물 수출 총액.그러나 마늘은 특별히 자극적인 냄새와 매운 맛이 있어 일부 사람들에게는 위장불편까지 초래할수 있어 그 응용을 제한하고있다.사람들은 마늘냄새를 최소화하고 마늘의 미각을 개선하며 마늘의 유익한 생물기능을 유지 또는 증진시키기 위하여 마늘을 처리하기 위하여 다양한 가공기술을 시도하여왔다.

흑마늘은 신선한 마늘을 고열과 습도 하에서 일정 기간 가공해 만든 것이다.흑마늘은 일본인이 처음 발명하였으며 점차 발전하여 한국, 스페인, 대만 등 지역을 거쳐 본토로 전파되였다.소비자들의 사랑을 받고 있으며 맛이 좋고 생리효과가 강해 새로운 인기 건강식품으로 각광받고 있다.흑마늘은 마늘의 자극적인 맛과 자극적인 냄새가 없이 부드럽고 탄력이 있으며 달콤하고 맛있다.신선한 마늘에 비해 흑마늘의 화학조성은 큰 변화를 겪었는데 원래의 영양소의 함량이 증가되였을뿐만아니라 일부 새로운 기능성물질도 산생되여 산화방지, 혈당과 혈지지질의 조절, 항종양 등 생리활성이 더 좋다.

이 글은 주로 흑마늘의 주요 영양성분, 생물학적 기능, 가공기술 및 종균에 대한 연구를 요약하고, 향후 흑마늘의 개발 및 응용에 대한 관점을 제공한다.

1 Main nutritional components in black garlic

Garlic is very nutritious. Each 100 g of fresh garlic contains 63.8 g of water, 577.39 kJ of energy, 7.3 g of sugar, 5.2 g of protein, 0.2 g of fat, 10 mg of calcium, 12.5 mg of phosphorus, iron 1.3 mg, vitamin B1 0.29 mg, vitamin B2 0.06 mg, niacin 0.8 mg, vitamin C 7 mg. It also contains a variety of trace elements essential to the body. After garlic is processed through enzymatic, ripening, and drying processes to become black garlic, its nutritional content is greatly enhanced. The content of compounds such as saccharide compounds, organic acids, and total phenols increases, and new substances such as melanoidin and 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) are also produced, giving it higher nutritional value and physiological activity.

1. 1 탄수화물

마늘 다당류는 마늘의 주성분이며 항응고, 혈중 지질 저하, 동맥경화증 예방, 항암 및 항종양, 혈당 저하 및 노화 방지 등의 다양한 생리적 효과를 가지고 있다.현재 관련 연구는 다당류의 추출, 함량 결정 및 항산화 특성에 초점을 맞추고 있다.흑마늘과 마늘의 다당류 함량은 각각 98.67 mg/g, 50.33 mg/g이다 [2].흑마늘 원유 다당류는 온수 추출, 회전식 증발농도, 원심분리, Sevag 법에 의한 단백질 제거, 강수 및 세척, 건조 등의 분리 및 정제 과정을 통해 얻었다.추출율은 8.14% 였으며, 페놀-황산법 [3]으로 결정한 원유 다당류의 순도는 43.0%였다.Papain을 이용하여 보조물 추출 및 알코올 강수법에 의해 흑마늘 다당류를 추출하였으며, 추출방법을 최적화하였다.최적 추출조건은 효소용량 1.5%, 효소작용 pH 6.5, 추출온도 55°C, 초음파시간 75분이었으며, 이러한 조건에서 흑마늘 다당류의 추출율은 10.15%에 달할 수 있다 [4].흑마늘 다당류는 좋은 항산화 특성을 가지고 있으며 건강상의 이점은 더 많은 연구가 필요하다.

Compared to fresh garlic, black garlic becomes sweet and sour. During the processing, the enzymatic hydrolysis of amylase and fructanase and the heat during the maturing process gradually break down the polysaccharides in the garlic into monosaccharides (mainly glucose and fructose), disaccharides and oligosaccharides, which increases the sweetness of the black garlic. The finished black garlic contains more than 60% reducing sugars by dry weight, which is 30 to 80 times that of fresh garlic [5].

열처리를 통해 얻어진 흑마늘의 당 성분은 주로 과당 (57.14%), 자당 (7.62%), 포도당 (6.78%) 등이 있다.이 중 과당의 증가가 [흑마늘 (0.38 ± 0.06) (44.73 ± 4.41) g/100 g DM)]에서 가장 크게 나타났으며, 포도당 [(0.21 ± 0이다.02)~(2.51 ± 0이다.24) g/100 g DM] [6]이다.흑마늘의 가공과정에서 환원당의 축적속도는 온도와 관계가 있다.온도가 빠르게 증가할수록 환원당의 축적속도가 빨라지는데, 이는 마늘 다당류의 저하가 주로 고온의 결과임을 나타낸다.그러나 일정한 온도에서 효소의 불활성화가 흑마늘의 갈색도 및 당 함량 저감에 미치는 영향을 연구하였을 때, 70~90 °C의 조건에서는 글루카나제가 매우 짧은 시간 내에 완전히 불활성화되어 환원당 생성에 참여하지 않는 것으로 나타났다 [7].이는 흑마늘 가공시 당 생산량을 감소시키는 다른 경로가 있음을 유추할 수 있다.

가수분해 후 마늘 중성 다당류의 분자량은 크게 감소하고, 중합 정도가 10 이하인 올리고당 함량은 크게 증가하며, 15%에서 75% 이상으로 증가한다 [8].인공위액은 마늘의 중성다당류와 비교하여 올리고당의 가수분해에 더욱 큰 영향을 미친다.올리고당은 저항성은 낮지만 4 종의 젖산균의 증식을 현저히 촉진하고 발효액의 pH를 낮추며 프리바이오틱 효과가 더 강하다.Fructooligosaccharides는 프리 바이오 틱 효과가 있으며 유익한 장내 미생물의 성장과 기능을 촉진 할 수있는 기능성 올리고당입니다.그러나 현재 흑마늘을 제조하기 위해 사용되는 공정은 fructooligosaccharide 함량이 제한되어 있어 흑마늘의 프리바이오틱 기능에 크게 제한을 받고 있다.따라서 가공 기술을 최적화하여 프럭토 올리고당 함량을 높이는 방법도 연구 방향 중 하나입니다.

1. 유기산 2

마늘의 유기산은 영양분 흡수, 소화, 면역력에 중요한 역할을 한다.마늘의 산도는 0.4% (젖산 기준)로 신맛이 나지 않는다.열처리를 하는 동안 흑마늘의 총 산 함량은 계속 증가하여 신맛을 낸다.마이야르 반응은 주로 포름산과 아세트산 등 유기산을 생성한다.마늘의 pH는 6.42 (신선마늘)에서 5.00 (40 °C, 45 d), 3.05 (85 °C, 45 d) [7]로 변화한다.흑마늘의 총산 함량은 신선마늘에서 4.6 g/kg에서 33.61 (60 °C), 37.50 (70 °C), 30.96 (80 °C), 36.37 g/kg (90 °C)으로 가공 전후 매우 다양하다 [6].

Citric acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid and malic acid are the main organic acids in black garlic. Garlic extract contains organic acids such as citric acid, malic acid, lactic acid and fumaric acid, while black garlic extract loses fumaric acid and produces new acetic acid, formic acid, 3-hydroxypropionic acid and 신산 산 (black garlic contains more formic acid and acetic acid) [9]. These changes are of great significance. An increase in the content of organic acids not only brings a sweet and sour taste, but also facilitates the hydrolysis of proteins and polysaccharides and the microbiological stability of black garlic. The reason for the increase in acidity after heat treatment of garlic is the consumption of a large number of basic groups (such as the amino group in amino acids) in the Maillard reaction and the formation of short-chain carboxylic acids.

1. 3 유황 함유 화합물

마늘의 주요 생리활성 물질은 유황을 함유한 화합물이다.알리 (S-allyl-L-cysteine sulfoxide), alliin (S-allyl-L-cysteine)와 γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine 마늘에 주요 sulfur-containing 화합물이다.마늘에 검은 알리의 내용, alliin와 γ-glutamylcysteine은 0.36%, 0.90%과 0.36%~0.93% 0.83%~각각 0.93% 입니다.

Deoxygallin, 그리고 γ-glutamylcysteine은 0.36%-0.90%, 0.36%~0.93%, 0.83%~2.83% [10].마늘은 항균, 혈압저하, 혈액지방저하, 항암, 항암 및 기타 효과가 있는데 이는 마늘에 들어있는 황화합물과 관련된다.동시에 유황화합물은 마늘의 주요 맛물질이기도 하여 독특한 매운맛을 낸다.가열하는 동안 마늘의 아미노산인 알리신과 디옥시알리신이 분해되어 황화알릴과 같은 황화합물을 형성하는데,이 중 일부는 옅은 향을 띤다.

Black garlic mainly consists of 27 volatile sulfides, of which the higher content is 3-ethylidene-3,4-dihydro-1,2-dithiole (17.56%), diallyl disulfide (17.53%), 2-ethyl tetrahydrothiophene (13.24%), 2-vinyl-1,3-dithiane (8.81%), N,N'-dimethylthiourea and other compounds (8.00%). Compared to garlic, the contents of diallyl disulfide and diallyl trisulfide were significantly lower, which may be the main reason for the significant reduction in the pungent odor of garlic after heat treatment. After heat treatment, the content of 2-ethyl tetrahydrothiophene in black garlic was significantly higher than that in garlic, giving black garlic a light fragrance. The total volatile sulphur compounds in black garlic are slightly lower than in garlic, while pungent volatile substances such as diallyl disulphide and diallyl trisulphide are significantly reduced and aromatic compounds are increased [11].

마늘과 흑마늘의 휘발성 특성은 마늘품종, 가공방법 및 분석방법의 차이로 인해 달라질 수 있으나 이러한 결과는 모두 마늘을 고온에서 가공한 후에는 자극적인 냄새가 크게 줄어들고 향이 증가함을 나타낸다.마늘에 비해 흑마늘의 휘발성 황화합물의 총량도 증가하는데 흑마늘은 체내에서 니트로사민 등 발암성 물질의 합성을 효과적으로 억제하고 암세포의 생성과 성장을 억제하며 혈압을 낮추고 노화에 저항하며 심혈관, 뇌혈관 등 질병을 예방, 치료할수 있다.

1. 4는 폴리 페놀

Polyphenols are widely distributed in daily foods such as fruits, vegetables and cereals, and exhibit strong 항 산화 속성. Garlic is one of the richest sources of phenolic compounds in foods. Tannins, flavonoids and phenolic acids are the main polyphenols in black garlic. During the processing, the polyphenols in black garlic are hydrolyzed by heating, producing a large number of small phenolic molecules and releasing more phenolic hydroxyl groups, which increases their relative content. Hydroxycinnamic acid derivatives are the phenolic acids with the highest content in garlic samples processed by different processes, among which the content of p-coumaric acid and o-coumaric acid has increased most significantly (by 14 times) [12]. After garlic is processed into black garlic, the total polyphenol content increases significantly by 7-11 times, the total flavonoid and total phenolic acid content increases by 1-5 times and 4-8 times respectively, making black garlic have stronger antioxidant activity and peroxide radical scavenging capacity than garlic [8].

1. 아미노산 5가지

Amino acids are important nutrients in food. Their composition and content directly affect the nutritional value of food and are closely related to human taste. Garlic contains amino acids. After processing into black garlic, the content and type of free amino acids change significantly. As shown in Table 1 [13]. Fresh garlic is rich in free amino acids such as glutamine, asparagine and glutamic acid, as well as essential amino acids such as lysine, tryptophan and valine. After garlic is processed at high temperatures to make black garlic, the protein may denature, and some amino acids participate in the Maillard reaction, while others exist in a free state and constitute the nutrients in black garlic.

CHOI 등 (14)은 leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine을 제외한 모든 아미노산의 함량이 가공 후 감소하였다.시스테인은 마늘의 황화합물의 중요한 전구체이며 냄새를 내는 화합물의 모체이기도하다.흑마늘의 시스테인 함량은 열처리 후 현저히 감소하는데, 이는 흑마늘의 저유황향 형성과 관련이 있을 것으로 사료된다.tyrosine, aspartic acid와 같은 산성 아미노산과 glutamic acid, arginine, lysine과 같은 염기성 아미노산의 함량은 처리 시간이 길어질수록 감소한다.트레오닌, 세린 같은 극성 아미노산과 글리신, 알라닌 같은 비극성 아미노산의 함량도 감소한다.이러한 아미노산의 감소는 아민 (보통 아미노산)과 카르보닐 화합물 (보통 환원당) 사이에서 일어나는 마이야르 반응과 관련이 있을 것으로 추측된다.

1. 6 Melanoidins

Melanoidins are brown macromolecular nitrogen-containing compounds that are formed during the late stages of the reaction by condensation and polymerization of Maillard reaction intermediates. In recent years, melanoidins have received increasing attention due to their antioxidant, prebiotic and anti-hypertensive effects.

신마늘에서는 멜라노이딘이 검출되지 않은 반면, 신마늘을 가열하여 흑마늘로 가공하였을 때 흑마늘의 멜라노이딘 총함량은 유의적으로 증가하였다.농도는 가열일수와 양의 상관관계를 보였으며, 동시에 마늘의 색도 증가하였다.마늘을 72, 75 또는 78 °C에서 일정 기간 동안 가공하면 마늘의 색도 증가를 기대할 수 있다 (마늘 전구의 Hunter L 값은 52.05 ± 0.38에서 18.01 ± 0.32, 18.04 ± 0.25 및 감소하였다 19. 06 ± 0이다.26), 반면 갈변의 강도와 속도는 온도와 처리시간에 크게 의존한다 [15].흡광도를 420 nm에서 측정한 결과, 85 °C에서 처리한 시료의 갈색강도는 15일째 정상상태에 도달할 때까지 급격히 증가하였고, 40~70 °C에서 처리한 마늘 시료의 경우 갈색강도의 변화가 훨씬 느린 것으로 관찰되었다 (40 °C 에서는 0.69, 85 °C 에서는 2.05) [16].

흑마늘의 갈색정도는 마이야르반응의 진행과 관계된다.280, 320-360 및 420-450 nm 에서의 흡광도는 초기 단계 (글리코 사민 응축 및 아마도리 재배열), 중간 단계 (당 탈수, 조각 및 스트 레커 분해) 및 최종 단계 (알돌 응축, 중합 및 헤테로사이클릭 니트로 화합물의 형성) 동안 형성 된 생성물에 해당합니다.이 세 단계 동안 형성된 생성물은 비슷한 분포를 따르며, 중간 생성물이 많고, 단백질, 펩티드, 페놀산 등의 분해된 화합물도 많다 [17].멜라노이딘의 양이 늘어나면 점차 마늘 시료가 검게 변하게 되는데, 그 때까지 흑갈색 또는 흑색을 띠게 된다.

사이에black pigments, the relative content of furans is the highest, followed by pyrroles, thiophenes, alkanes, furfural, phenols, etc. Black pigments have high chelating activity and antioxidant capacity, which is positively correlated with molecular weight. In vitro simulated digestion results show that black pigments are almost indigestible. Both α-amylase and hydrochloric acid treatment significantly reduced the metal ion chelating activity and antioxidant capacity of black garlic allicin, which could still be maintained above 60% after in vitro simulated digestion. This indicates that allicin has high bioavailability and bioaccessibility. Tests have shown that oral administration of melanoidins can significantly reduce weight gain and white adipose tissue mass in mice induced by a high-fat diet, and reverse glucose tolerance, especially at high doses. At the same time, after oral administration of melanoidins, the intestinal microbial environment of mice is improved, and bacterial diversity and abundance increase [18]. The above studies all indicate that black garlic black essence has great application potential. At the same time, black garlic black essence has great application potential as a dietary fiber in diabetes and obesity, and as an effective antioxidant, it can also be widely used in food additives or functional foods.

1. 7 5-HMF

5-HMF is a five-carbon cyclic aromatic aldehyde that can be formed by catalytic dehydration of reducing sugars (such as glucose or fructose) and amino acids during the high-temperature Maillard reaction, or by direct degradation of sucrose in an acidic environment. The formation of 5-HMF in food is highly dependent on processing and storage conditions, such as temperature and pH.

5-HMF, as a key intermediate product of the Maillard reaction, not only affects the biological activity of black garlic, but also its sensory effects. It can be used as an important indicator for predicting the processing rate of black garlic. Nuclear magnetic resonance hydrogen spectrum analysis showed that 5-HMF was not found in fresh garlic, while black garlic produces a large amount of 5-HMF during processing. The content of 5-HMF in black garlic extract obtained after heat treatment for 90 d increased by more than 6 times compared with that after heating for 25 d. LIANG et al. [9] used the amount of 5-HMF as a differential marker for fresh garlic and black garlic extracts obtained after heating for 5 and 25 d. The 5-HMF content in black garlic increases significantly during heat treatment, and the actual increase depends on the processing temperature. The higher the processing temperature, the faster the 5-HMF content increases. The 5-HMF level in black garlic prepared at 60 °C increases at a slow rate to 1.88 g/kg (about 0.39 to 0.46 times the 5-HMF in black garlic prepared at 70 °C, 80 °C and 90 °C). The 5-HMF content increases rapidly at 80 or 90 °C, but black garlic produces a bitter taste [19]. Freezing pretreatment can increase the 5-HMF content in black garlic by 25% (from 208.5 μg/g to 260.7 μg/g) [20].

그러나 5-HMF의 안전성에 대해서는 아직도 상당한 논란이 있다.고농도의 5-HMF는 세포독성이 있고, 인체 조직과 내부 장기에 자극적이며, 체내 발암성이 있다.흑마늘 가공 중 5-HMF의 형성 경로는 아직 잘 알려져 있지 않으며, 신선 마늘을 흑마늘로 가공하는 동안 5-HMF 수준을 검출하는 효과적인 방법은 추가적인 연구가 필요하다.

흑마늘의 생물학적 기능 2

After being heat-treated and processed into black garlic, garlic is easily absorbed by the human body. Black garlic is rich in functional ingredients such as polyphenols, sulfur-containing compounds, and melanoidins. Under the combined action of these compounds, black garlic has more powerful biological functions than fresh garlic.

2.1 항산화 및 안티에이징 효과

Antioxidant activity is the most prominent characteristic of black garlic. Black garlic has high DPPH radical, ABTS cationic radical, ·OH and ·O2- scavenging activities, thereby exerting an antioxidant effect. The enhancement of the antioxidant capacity of black garlic is closely related to the production of new antioxidant compounds. During the processing of black garlic, the increase or production of polyphenols (including flavonoids), β-carboline alkaloids, 5-HMF, and melanoidins, etc., all play an effective role in improving its antioxidant properties [21].

흑마늘의 알리신은 지질과 결합할 수 있으며, 결합 제품은 비타민 E와 같은 기능, 즉 노화 방지 및 동맥경화증 예방;흑마늘 및 그 에탄올 추출물의 알리나제는 또한 일정한 노화 방지 효과가 있다;흑마늘의 시스테인은 세포 증식을 촉진할 수 있고, 해독 및 미용 효과가 있다;흑마늘에는 게르마늄이 풍부해 노화방지 효과가 좋다 [13].

LEE et al. [21] fed 3-week-old diabetic mice with normal feed and freeze-dried ordinary garlic and black garlic, respectively, and measured the lipid peroxides and the activity of antioxidant enzymes in the liver after 7 weeks. The antioxidant capacity of black garlic was more than four times that of ordinary garlic. Compared with the control group of mice, the level of thiobarbituric acid reactive substances in the mice fed black garlic was significantly lower, and the activities of superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase were significantly higher. CHOI et al. [14] found that the content of polyphenols and flavonoids in black garlic increased significantly within 21 days. The antioxidant capacity of black garlic was found to be significantly improved by the DPPH free radical and ABTS cation radical scavenging capacity. Both in vitro and in vivo experiments have proved that black garlic has strong antioxidant capacity and anti-aging effect.

2. 항균 및 항염증 효과 2

알리신과 황화알릴은 흑마늘의 살균에 상당한 효과가 있으며 넓은 스펙트럼의 항균 효과가 있다.또한 흑마늘의 휘발성 성분과 침출수는 다양한 병원성 세균에 대한 억제 또는 사멸 효과가 현저하다.최소 억제 농도 (황색포도상구균과 대장균) 가 현저히 감소하였으며, 시너지 효과가 관찰되었다 [22].김 et al. [23] 추출 5-HMF 검정색에서 마늘 클로로 포름과 피 기능 셀라의 표현에 미치는 효과를 접착 공부 했 요인과 monocyte 접착에서 TNF-α-stimulated 피 기능 세포라 대정 맥그 결과 흑마늘 5-HMF는 항염증 효과가 있어 동맥경화증 등 혈관질환의 잠재적 치료 약물로 사용될 수 있는 것으로 나타났다.

2. 혈압, 혈중지질, 혈당을 조절하는 효과 3

생활수준이 향상됨에 따라"3고"문제가 점차 나타났으며 인류의"제1살인자"로 되였다.연구에 따르면 흑마늘은 혈압, 혈중지질, 혈당을 낮추는 등 다양한 효능이 있는 것으로 밝혀졌다.

Ried 등 [24]은 혈압 저하 약물의 혈압 저하 효과 판단을 돕기 위해 흑마늘 추출물을 사용하였는데, 그 결과 흑마늘이 더 나은 혈압 저하 효과를 가지는 것으로 나타났다.JUNG 등 [25]은 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 흑마늘을 발효시킨 후 세 가지 용량의 발효된 흑마늘을 고지방 비만 생쥐에게 공급하였다.동일 용량의 Saccharomyces cerevisiae 발효 흑마늘은 일반 흑마늘보다 고지방 식이로 유발된 비만 합병증 퇴치는 효과적이었다.다양한 용량의 흑마늘 추출물을 먹인 고지방 쥐는 SREBP-1C 유전자 발현이 낮아지고, 이는 지질 및 콜레스테롤 대사를 하향 조절하여 [26]총 지질, 중성지방, 콜레스테롤의 혈중 수치가 낮아지는 것으로 밝혀졌다.

Black garlic is effective in lowering blood sugar, has outstanding advantages, no side effects, and is also highly antioxidant. It can prevent complications of diabetes and is one of the first choices for hypoglycemic drugs. SI et al. [27]used Lactobacillus bulgaricus to prepare black garlic and conducted a clinical trial for gestational diabetes. After 40 weeks, fasting blood glucose and blood glucose levels 1 and 2 h after an oral glucose tolerance test were measured. The results showed that Lactobacillus bulgaricus promoted the conversion of pyranose to furanose glucoside, reduced fasting blood glucose and 1 and 2 h hemoglobin levels, and effectively improved gestational diabetes.

2. 항암 및 항암 효과 4

연구에 따르면 흑마늘에는 항암 효과도 있다는 것이 밝혀졌다.흑마늘은 위암, 간암, 폐암, 백혈병, 유방암, 대장암 등 각종 암에 탁월한 in vitro 및 in vivo 치료효과를 나타냈다.

In vitro tests have shown that black garlic extract causes dose-dependent apoptosis of GC-7901 human gastric cancer cells and can inhibit the in vivo growth of tumors in tumor-bearing mice. The increase in serum superoxide dismutase, glutathione peroxidase, IL-2 and spleen and thymus indices indicates that the anti-tumor effect of black garlic may be related to its antioxidant and immunomodulatory effects [28]. Black garlic aqueous extract has a significant growth inhibitory effect on liver tumors. After transplanting Kunming mice with H22 liver cancer cells, black garlic has an effective tumor inhibition rate of over 40% [29]. Black garlic hexane extract can significantly inhibit the proliferation of leukemia cells U937. The inhibitory effect is positively correlated with the concentration and the effect of apoptosis is positively correlated with the concentration of the active ingredient, and there is a certain dose-effect relationship. After treating U937 cells with 10 μg/mL black garlic hexane extract for 24 hours, the cell survival rate decreased by 60% [30].

흑마늘의 유황 함유 화합물 중 s-알릴시스테인 (SAC)과 s-알릴메르캅토시스테인이 항암효과에 큰 역할을 한다.이밖에 흑마늘의 가공은 마늘속의 단백질을 아미노산으로 전환시켜 인체에서의 흡수를 촉진하고 신체&를 개선하는데 일정한 효과가 있다#39; s면역력, 피로 해소, 암 및 항암 예방.흑마늘에 들어있는 셀레늄, 게르마늄 등 미량원소도 중요한 항암작용을 한다.

2. 간과 심장에 대한 보호 효과 5

흑마늘은 in vitro와 in vivo에서 모두 항산화작용과 항염증작용이 마늘보다 높아 간과 심장에 일정한 보호작용을 할수 있다.만성 알코올 손상을 입은 쥐에서 흑마늘이 간을 보호하는 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다.흑마늘은 지질 분포를 개선하고 혈장 내의 아스파르트아미노전달효소, 알라닌아미노전달효소, 알칼리성 포스파타아제, 젖산탈수소효소의 수치를 현저히 감소시킬 수 있다 [31].또한 흑마늘에는 삭과 폴리페놀이 풍부하여 허혈-재관류시 관상동맥을 이완시켜 허혈-재관류로 인한 심근 수축성 저하 [32]를 막아 심장 보호 효과를 발휘할 수 있다.

2. 면역력 증진 6

그 body's 면역기능은 림프구, 단핵구 및 기타 관련 세포와 그 산물의 상호작용을 통해 이루어진다.흑마늘에 들어있는 지용성 휘발성 오일은 체내 대식세포의 식세포 기능을 대폭 개선시켜 면역체계를 효과적으로 강화시킬 수 있다.동시에 단백질이 가공 중에 아미노산으로 전환되기 때문에 효과적으로 보디 &를 강화할 수도 있습니다#39;s immune function. An increase in vitamin C content can also enhance the body&#면역 력 39; s다.

펭 Yonghui et al. [33] 복 막내 주사 쥐의 흑인에게 마늘 5일 연속 추출 솔루션, 그리고 6에 있는 쥐를 죽인 후 날, 그들은 그들의 splenocytes 고립 되고 교양 활동들을 살해하고 자연 살상 셀, 분비를 수준의 비장 셀에 문화가 없 supernatant, 그리고 IL-2의 수준, IL-4, IFN-γ와 TNF-α 가 측정 되었, 등,흑마늘 추출물이 자연살상 세포의 살해 활성을 현저히 증가시키고 체내 비정상 세포를 감시하고 제거하는 능력을 강화할 수 있음을 확인하기 위해서다.또한 흑마늘 추출물은 백혈구, 림프구 및 Lactobacillus rhamnosus의 함량을 증가시켜 보디 's 면책 [34].

2. 7기타 기능

또한 흑마늘은 쥐의 해마에 있는 피라미드형 뉴런의 총 수를 늘리고 공간 기억력을 향상시킬 수 있다 [35];쥐의 퍼커션 세포 수를 늘리고 운동 협응력을 향상시킨다 [36];그리고 Th1/Th2 반응의 균형을 조절하고, IG-33-ST2 신호 경로를 억제하며, 생쥐의 알러지 천식을 개선한다 [37].

흑마늘의 가공기술 3

현재 상용화된 흑마늘은 주로 고온, 고습조건하에서 일련의 화학반응과 마이야르반응을 거쳐 자연적으로 형성된것이다.미생물 발효는 친환경적이고 안전하다는 특징을 가지고 있다.people&과#39;의 건강에 대한 인식 증가, 녹색 생물 전환 기술은 점차 연구 열점이 되었다.또한 일부 연구자들은 흑마늘의 가공에 미생물 발효를 이용하여 흑마늘의 생물학적 활성과 생리적 효과를 더 좋게하고 있다.

비발효 가공 기술 3.1

현재, China's black garlic processing technology is mainly introduced from Japan and South Korea, and improvements are made to the original processing technology. At present, the black garlic processing technology is mainly a non-fermentation process, which is divided into solid-state processing and liquid processing.

솔리드 스테이트 처리 3.1.1

고체상태 가공법은 현재 흑마늘을 생산하는 가장 일반적인 방법이다.고온과 특정 습도 조건에서 어떠한 물질도 첨가하지 않고 신선하고 통통한 통마늘을 선별하여 재배한다.솔리드 스테이트 가공의 공정 흐름에는 마늘 선택, 줄기 첫 1~2 층의 박리 및 제거, 세척, 등급 및 선택, 고온 및 고습도 가공, 멸균 및 살균, 포장 및 기타 공정이 포함됩니다.30일 재배한 흑마늘보다 90일 가공한 흑마늘이 영양소가 더 풍부하다는 연구결과도 있다.이는 재배시간이 짧다는 것은 활성 성분의 축적이 적다는 것을 의미하기 때문인 것으로 보인다.비록 30일의 배양기간으로 생산주기가 단축되지만 당, 폴리페놀 등 물질의 함량은 90일간 배양한 흑마늘에 비해 약간 낮다.그러나 90일 배양한 흑마늘의 생산주기가 길고 비효율적이며 생산비용이 증가한다.따라서 어떻게 공정을 조정하여 생산주기를 단축시키면서 영양소 함량이 높은 흑마늘을 얻을 것인가가 시급히 해결해야 할 문제로 대두되고 있다.전처리 및 고온 및 습도는 일반적으로 사용되는 두 가지 방법입니다.

고압 전처리가에 미치는 영향nutrient content of black garlic is significant, but the total sugar content and DPPH free radical scavenging capacity of black garlic after pressure-holding pretreatment are reduced, and the effect is not good [38]. Garlic was pretreated using two methods: low-temperature freezing and high-temperature boiling. The nutritional quality characteristics of the different pretreatment processes were compared. The results showed that compared with high-temperature boiling pretreatment and the control group of black garlic, the ripening time of black garlic pretreated by low-temperature freezing can be shortened by 4 d. In addition, the content of reducing sugar, total phenol and amino nitrogen in black garlic obtained by low-temperature freezing is higher, which is better than that of black garlic pretreated by high-temperature boiling and untreated black garlic [39].

Therefore, black garlic pretreated by low-temperature freezing has better quality. Zhu Xinpeng et al. [40] used microwave pretreatment to prepare black garlic and optimized the pretreatment process. Compared with black garlic without microwave pretreatment, black garlic prepared under optimal pretreatment conditions has significantly higher total phenol, reducing sugar and total acid content, no significant change in allicin, and a higher sensory evaluation. The use of methods such as respiratory inhibition, low-temperature freezing, and ultrasound to treat garlic can effectively increase the content of reducing sugars and amino nitrogen in black garlic, shorten the processing time of black garlic, reduce energy consumption, and improve functional ingredients.

비록 흑마늘의 전처리방법이 같지 않지만 모두 효과적으로 흑마늘의 가공시간을 단축하고 가공효율을 제고할수 있으며 동시에 흑마늘에 함유된 기능성분을 증가시키고 기능효과를 강화할수 있다.따라서 흑마늘의 생산 및 응용에 있어서 마늘의 전처리가 필요하다.

3. 1. 2 액체 처리 기술

액상가공이란 신선한 마늘을 분쇄하여 반죽으로 만들고 가공의 베이스로 일정한 비율의 물을 첨가하는것을 말한다.액상 처리 공정에는 다음과 같은 단계가 포함됩니다:마늘 선택, 껍질 벗기기, 세척, 분쇄, 진공 밀봉, 인큐베이터에서 배양, 건조 및 포장.

Cultivating black garlic under liquid culture conditions has a shorter processing time. Compared with garlic and black garlic cultivated in solid form, the total amino acid and individual amino acid content of black garlic cultivated in liquid form are increased, and the polyphenol content is also significantly increased. This shows that black garlic processed in liquid form has better antioxidant capacity, as also demonstrated by the DPPH radical scavenging rate test results. Luo Xue-cang et al. [41] found that the best process for liquid cultivation is a mass ratio of garlic paste to water of 2:1, a particle size of 4 mm, and a variable temperature of 70–80 °C. Under these conditions, the total phenol content of black garlic increases 5 times, and the superoxide dismutase activity increases 15 times. Black garlic is dark brown in color and has no garlic odor.

현재 흑마늘의 액상발효에 대한 연구는 비교적 적지만 전통적인 방법과 비교할 때 액상가공방법이 간단하고 가공시간이 짧으며 원가가 저렴하고 영양가가 높으며 생물기능이 강한 등 장점이 있다.

3.2발효 가공 기술

최근 몇 년 동안, 점점 더 많은 연구자들이 그들의 초점을 생물 변환으로 옮기고 있다.친환경적이고 건강하며, 합성 제품의 부작용이 없으며, 또한 다양한 생물학적 활성과 생리적 효과가 있습니다.미생물 발효기술은 발효제품 중 폴리페놀, 단백질 및 펩티드, 식이섬유 등과 같은 기능성 성분의 함량을 증가시킬 수 있으며, 친환경적이고 환경친화적인 생물전환 수단이다.

흑마늘의 생물학적 활성은 발효과정에 의해 증진된다.JUNG 등 [25]은 2단계 발효법을 사용하였다.

In the first stage, Saccharomyces cerevisiae was inoculated into a medium containing black garlic extract to increase the concentration of bioactive substances. After filtration, the culture solution was heated to extract and remove the cells. The solution was then evaporated and freeze-dried for storage. In mouse experiments, it was found that black garlic fermented with Saccharomyces cerevisiae had stronger in vitro antioxidant properties than black garlic prepared using traditional methods. It also showed stronger liver protection, kidney protection, blood lipid lowering and weight loss effects in diabetic and obese mice. In addition, it was found that garlic fermented with Bacillus subtilis contains a high level of stable nitrite [42]. Acute feeding of different doses of concentrated fermented garlic can effectively reduce the systolic blood pressure of spontaneously hypertensive rats, and the effect is dose-dependent.

Si 등 [27]은 불가리아산 유산균을 이용하여 흑마늘을 발효시켰다.발효 후 마늘은 멸균수로 헹군 후 50 °C의 인큐베이터에서 건조시켰다.젖산균 발효 흑마늘의 항산화 특성이 유의적으로 개선되었으며, 임신성 당뇨병 예방에 효과적이었다.

Bacillus species (e.g. Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis) have strong acid-producing abilities. Adding a certain amount of Bacillus to the fermentation liquid can give foods unique flavours such as mellow, floral and fruity aromas [43]. Lactobacillus, the most common probiotic in the food fermentation industry, is already widely used in the food industry. Lactic acid bacteria can regulate the intestinal microecology in the human body, improve human cholesterol, regulate blood pressure, etc. After lactic acid bacteria fermentation, the ingredients in the raw materials will be biotransformed by lactic acid bacteria, which not only enhances the nutritional value of the raw materials (such as increasing the content of polyphenols, acids, dietary fiber, soluble protein and polypeptide content), improve the flavor and quality of the food (e.g., reduce the content of phytic acid), and also enhance the physiological activity of the functional ingredients in the raw materials (e.g., reduce blood sugar, blood pressure, and fight cancer) [44 - 45].

미생물의 프로바이오틱스 효과를 이용하여 흑마늘의 생물학적 활성을 증진시키는 방법, 흑마늘의 맛과 품질을 향상시키는 방법, 세균의 균주 선발, 발효과정의 결정 및 최적화, 안전성 문제 등은 모두 추가적인 연구가 필요하다.

흑마늘에 들어있는 종균 4

종균류는 생활주기의 일부 또는 전부를 식물조직에서 생활하는 미생물이다.자연생태계의 모든 건강한 식물체는 종괴와 공존하는데 종괴는 식물의 전신저항성을 유도하기 위해 다양한 2차 대사물질을 분비한다.따라서 식물종묘는 생물학적 제제 및 생산량 증가 제제 등의 다양한 역할을 수행할 수 있다.

Ji Yanru et al. [46] used conventional isolation and culture methods to study the law of change in the number of total bacteria and endophytic bacteria in black garlic during processing. There is no strictly meaningful fungi on the surface or inside the garlic, but there are a large number of aerobic and anaerobic bacteria. During the black garlic processing, the total bacterial and endophytic flora of the garlic first increased rapidly, then dropped sharply, and finally the number of microorganisms gradually tended to zero. When the temperature reached above 60 °C, the bacteria on the surface of the garlic basically lost their vitality, and only some endophytic bacteria survived. However, repeated temperature rises and falls gradually inhibited the activity of the endophytic bacteria until they lost their vitality. A melanin-producing bacterium was isolated at the 96th hour of black garlic processing and identified as Bacillus subtilis S8nyzx-1[47]. This bacterium can grow in garlic juice medium, grow vigorously, be heat-resistant, and produce melanin. It was inoculated into raw garlic cloves, and after 48 hours at 50 °C, the cloves turned black, while the uninoculated cloves were pale yellow, indicating that the bacterial solution had a certain effect on turning garlic from white to black.

Qiu 등 (48)은 전통배양법을 이용하여 마늘과 흑마늘의 종균을 분리하고 확인하였다.마늘로부터 군집수가 흑마늘로부터 군집수에 비해 높게 나타나 미생물군이 흑마늘 가공과정에서 약간의 변화를 겪어 그 수가 약간 감소하였으며 종균 (Bacillus subtilis, Bacillus methylotrophicus, Bacillus amyloliquefaciens)이 마늘과 흑마늘에서 우점세균임을 알 수 있었다.이 결과는 지연루 등 [46]의 결과와 유사하다.

However, the traditional method of culturing endophytic bacteria has some limitations, and some bacteria have limited culturability and reproducibility. Therefore, Illumina MiSeq sequencing technology (16S rRNA V3-V4 hypervariable region of bacteria) was used to increase the understanding of the endophytic bacteria in garlic and black garlic [49]. The results showed that the microbial community in black garlicThermus, Corynebacterium, Streptococcus, Brevundimonas 등 4개 속이 지배한 45개 phyla에서 1,125개의 서로 다른 속으로 구분되었다.흑마늘 발효 0일째에는 Proteobacteria, Firmicutes 및 Actinobacteria 가 전체의 96.86%를 차지하여 지배적인 phyla로 나타났다.그 과정이 진행됨에 따라, 지배적인 phyla는 기본적으로 동일하게 유지되었지만, 상대적으로 많은 양이 변화했다.구체적으로 Proteobacteria는 0 d에서 96.86%에서 12 d에서 44.53%로 감소하였으나, Firmicutes, Actinobacteria 및 Bacteroidetes phyla는 각각 1.04%, 0.67% 및 0.18%에서 20.47%, 8.84% 및 8.54%로 증가하여 열처리 12일 후 미생물 집단의 구조가 크게 변화하였음을 알 수 있었다.이 과정에서 흑마늘 시료의 미생물 다양성과 풍부도는 유의적으로 증가하였다.이 결과는 전통문화 방법으로 얻은 결과와 크게 다르며, 이는 두 방법 사이에 상당한 직접적인 차이가 있다는 것을 증명한다.

Metabolic pathway prediction based on KEGG for 16S rRNA tagged gene sequences indicated that amino acid metabolism, carbohydrate metabolism and membrane transport play important roles during black garlic fermentation. Nutrients and bioactive substances in the garlic system are involved in the metabolic pathways of microbial communities at different stages, and interact directly or indirectly with substances produced by microorganisms. These effects are greatly influenced by processing conditions and ultimately determine the characteristics of the black garlic product. The newly formed functional compounds (such as oligosaccharides) play different roles in the growth of beneficial and harmful microorganisms. In short, there is extensive interaction between the key compounds in the garlic system and the coexisting microorganisms, and more research is needed, as these interactions further complicate the compositional changes in garlic during the conversion to black garlic.

마늘의 종균 세균은 포도당, 유당, 자당 및 마늘다당류를 발효시킬수 있고 내열성이 강하며 대량의 유기산과 생물학적활성물질 (세포외다당류 등)을 생성할수 있다.이런 활성물질은 흑마늘의 기능을 대폭 강화하고 저장기간을 연장하며 안전성을 제고할수 있다.마늘 종균 세균의 대사 능력이 중요한 생명공학 응용 가치가 있음을 나타낸다.그러나 마늘에 들어있는 대표적인 종균 수는 비교적 적으며, 종균의 기능을 탐색하기 위해서는 이들을 분리하고 체외로 확장하는 것이 필요하다.

Therefore, using endophytic bacteria to accelerate the processing of black garlic, improve its flavor and functional substances, and extend its storage period will become a research hotspot in the future. Correlative analysis also showed that the diversity of the microbial community and some genera (such as Thermus and Bacillus) were significantly and positively correlated with the reducing sugar, total phenol and total acid content of black garlic. However, the role of microorganisms in the formation of black garlic quality still needs to be studied. In the future, the role of chemical reactions and microbial communities in the formation of black garlic quality during the black garlic cultivation process will be one of the research priorities through metabolomics and modern instrumental analysis and detection techniques.

요약 및 전망 5

마늘을 흑마늘로 가공한 후에는 당분, 유기산, 폴리페놀 등 주성분이 대폭 증가된다.새로 형성된 흑정액과 5-HMF는 흑마늘이 마늘보다 영양가와 효능이 더 높다.흑마늘은 항산화, 노화방지 효과가 좋을 뿐만 아니라 기억력과 신경계 보호효과도 있다.또한 항암, 항염증, 항알레르기, 저혈당, 간 보호 및 심장 보호 효과가 있다.흑마늘은 신흥 건강식품으로 점차 인기를 끌고 있으며, 시장 전망도 좋다.

At present, the main processing method of black garlic is natural cultivation under high temperature and high humidity conditions, mainly in solid form. Some researchers have realized that biotransformation not only does not have the side effects of synthetic products, but also increases the biological activity and physiological effects of the product. Using microbial fermentation technology makes the nutritional content of black garlic higher, improves the physiological functions of black garlic, and provides new ideas for the development of black garlic industrialization.

However, the following problems need to be further solved: (1) The selection of strains, the addition method and the addition process during fermentation are still immature, and the impact of different strains on the nutrients and physiological functions of black garlic and their mechanisms are still unclear; (2) The processing cycle of traditional black garlic is long, generally requiring 2 to 3 months or even longer under high temperature and high humidity conditions. How can the processing time of black garlic be shortened, production efficiency be improved, and energy conservation and emission reduction be achieved during the bioconversion process? (3) Researchers have used a combination of traditional culture and Illumina MiSeq sequencing technology to isolate and identify the endophytic bacteria in black garlic, and understand the changing trends of endophytic bacteria during the cultivation of black garlic. However, the impact of the presence of black garlic endophytic bacteria on the nutrients, flavor substances and biological activity of black garlic needs to be further explored; (4) As an emerging deep-processed garlic product, issues such as the formulation of production specifications, quality standards and safety indicators for black garlic deep processing also need to be urgently resolved.

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