천식 유도 마우스의 혈액순환 개선에 대한 홍마늘의 효과

이근모 경북대학교 대학원 2023 국내석사

마늘은 L-Arginine이 많이 함유된 식품 중 하나이며, L-Arginine은 L-citrulline으로 전환하여 인체의 산화질소(NO)를 생산하는 주요 공급원이다. NO는 혈액순환을 개선하고 면역력을 높이는 데 관여하는 물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 마늘과 흑마늘에 비하여 홍마늘에서의 향상된 NO의 기능성에 대해 연구하였다. 압력밥솥을 이용하여 홍마늘과 흑마늘을 제조하고 이들의 아미노산 함량을 분석한 결과 홍마늘에서 L-Arginine의 함량이 가장 높게 나타났다. in vitro에서 NOS Activity Kit를 사용하여 마늘, 흑마늘, 홍마늘의 산화질소 생산능력에 대해 비교분석을 실시하였으며, 마늘추출물이 가장 높은 NOS 활성을 보였으며 홍마늘, 흑마늘이 각각 그 뒤를 따랐다. 또한 마우스 실험을 통하여 천식 유발 마우스에서 홍마늘의 천식 예방 효과를 확인하였다. 생쥐의 비장 분석에서는 큰 차이가 없었으나 마늘과 홍마늘에서의 염증인자의 단백질 발현 수준과 카탈라아제 활성 결과는 천식에 대한 더 많은 염증인자 활성 가진것으로 나타났다. 생쥐의 호흡으로 인한 산화질소 가스 방출량은 다른 그룹에 비해 홍마늘을 섭취한 그룹에서 상대적으로 낮은 양이 방출되었음을 보여주었다. 모든 결과를 종합하면, 홍마늘의 높은 함량의 LArginine으로 인해 산화질소 생산에 영향을 미치고 동물 시스템의 천식 예방에 효과적인 것으로 보인다.

마늘 흑색썩음균핵병의 발생 생태 및 관리에 관한 연구

김택수 순천대학교 대학원 2006 국내석사

This study was conducted to elucidate ecology of white rot causing heavy yield losses of Allium crops and to establish effective control strategy. We investigated cultural and morphological characteristics to identify white rot pathogen and evaluated the effects of environmental factors, temperature and humidity, and cultural practices on development of garlic white rot. Finally on the basis of these results, we established systemic control strategy of garlic white rot containing cultural practices and chemical control methods. Based on morphological and biochemical characteristics, one of two casual agents of white rot was identified as Sclerotium cepivorum, the other one was not identified. The unidentified pathogen was regarded as a novel species of Sclerotium based on the differences in UP-PCR/DNA banding profiles between S. cepivorum and the new isolate. Two white rot pathogens grew at the temperature range of 10-25℃ with optimal temperature of 20℃ and at the pH range of 4.5-10.0 with optimal pH4.5 on potato dextrose agar. Sclerotia of white rot pathogen also formed well at pH4.5. Sclerotial survival of the two white rot pathogens decreased as treatment temperature and flooding period of sclerotia increased. There was big differences in disease susceptibility to white rot among Allium crops. Welsh onion was the most susceptible, and garlic, wild rocambole, onion were susceptible garlic in turn. S. cepivorum forming small sclerotia was much more pathogenic than Sclerotium sp. forming large sclerotia. Inoculation test conducted to know the effect of temperature and soil humidity on development of white rot suggested that optimal temperature and soil humidity for disease development was 20℃ and 15%(field moisture capacity), respectively. Population of white rot pathogens was distributed largely on garlic bulbs and soil surface within 5cm in soil depth. As soil depth increased in infested garlic fields, sclerotial density of white rot pathogens decreased. It was confirmed that white rot occurred severely when garlic seeds were sowed early(September to October) and planted slightly. When sclerotial density was investigated at garlic sowing season in garlic field infested severely with Sclerotium sp., the number of sclerotia was at the range of one to 13 sclerotia per 30g soil. Lime application suppressed white rot remarkably. As amount of lime application increased, incidence of white rot decreased. There was differences in seed transmission of white rot among garlic varieties. Seed transmission rate of warm-type varieties was higher that of cold-type varieties. Especially, seed transmission rate was the highest in 'Wando' variety. In order to suppress effectively white rot, we established good systemic control method as follows: garlic seeds were soaked into suspension of fluquinconazole(500 times-diluted) for thirty minutes and sown them in the field drenching-treated with suspension of metconazole(3,000 times-diluted), and then suspension of metconazole (3,000 times-diluted) was foliar-sprayed in the early time of disease development as much as the suspension was ran down along garlic leaves. Control effect of the newly established control method was 98%.

생마늘과 흑마늘이 위암세포주 MKN74의 apoptosis에 미치는 영향

성유빈 단국대학교 일반대학원 2010 국내석사

마늘의 항암작용은 마늘 내 존재하는 alliin, allicin, diallyl disulfide, diallyl trisulfide 등과 같은 황화합물이 생체 내 thiol기와 결합하여 세포대사 억제, 돌연변이 유발을 저해하기 때문이라는 연구결과들이 알려져 있다. 흑마늘은 생마늘을 고온에서 일정시간 숙성시킨 것으로 최근엔 흑마늘이 생마늘보다 항산화성이 우수하다는 논문들이 발표되었는데 이는 숙성과정에서 휘발성 황화합물이 증가되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 생마늘, 흑마늘 추출물의 항암효과를 비교하기 위해 생마늘, 흑마늘 추출물이 위암세포주 MKN74의 apoptosis에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. CCK-8 assay 실험을 통해 알아본 세포생존율은 생마늘 열수 추출물 10%, 흑마늘 열수 추출물 4%, 생마늘 에탄올 추출물 0.01%, 흑마늘 에탄올 추출물 1%의 농도에서부터 control에 비하여 유의적으로 감소하였다. 세포독성은 열수 추출물보다 에탄올 추출에서 조금 더 강한 것을 확인하였다. 항암제 Cisplatin과 4%의 생마늘, 흑마늘 에탄올 추출물을 병합 처리 시 항암제만 처리하였을 때 보다 부가적 효과(additive effect)를 보이며 세포생존율이 감소하였다. 세포 사멸에 관련된 p53, Bcl-2 mRNA의 발현은 생마늘, 흑마늘 에탄올 추출물군 모두에서 대조군과 큰 차이를 보이지 않았다. 세포 사멸에 관련된 Bax 단백질 발현 역시 생마늘, 흑마늘 에탄올 추출물군 모두에서 대조군과 차이가 없었고 생마늘 에탄올 추출물은 Bcl-2 단백질 발현에서도 대조군과 별다른 차이를 보이지 않았다. 흑마늘 에탄올 추출물의 Bcl-2 단백질 발현은 대조군에 비하여 감소경향을 보였으나 유의적 차이는 없었다. 세포 사멸의 마지막 단계인 Caspase-3의 활성은 생마늘, 흑마늘 에탄올 추출물군 모두에서 유의적으로 증가하여 세포 사멸이 유도되었음을 볼 수 있었으며 흑마늘 에탄올 추출물의 caspase-3 활성이 생마늘 에탄올 추출물보다 조금 더 높은 경향을 보였으며 통계적인 의미는 없었다. Immunocytochemistry로 알아 본 Bcl-2 단백질의 발현은 대조군에 비해 생마늘, 흑마늘군에서 모두 감소함을 확인 할 수 있었다. 하지만 발현비율의 통계적 차이는 흑마늘군에서만 나타났다. 이 결과들을 종합하여 볼 때 생마늘 에탄올 추출물과 흑마늘 에탄올 추출물을 처리한 MKN74 세포의 생존율은 비슷한 양상을 보이나 Bcl-2 down regulation에 의한 apoptosis에는 흑마늘 에탄올 추출물이 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다. The aim of this study was to investigate the effect of fresh garlic and aged black garlic on apoptosis in MKN4 gastric cancer cells to find out anti-cancer activity of fresh garlic and aged black garlic. The viabilities of MKN74 cells were significantly decreased by the treatment of fresh garlic water and ethanol extracts, and aged black garlic water and ethanol extracts. The viability rates of MKN74 cells were more decreased with ethanol extract than water extract. The mRNA levels of p53 and Bcl-2 weren't different between control and 4% fresh and aged black garlic ethanol extracts treat groups. Also the fresh garlic ethanol extract did not change the expression levels of apoptotic proteins such as Bax and Bcl-2 in MKN74 cells. Although bcl-2 protein expression was decreased in MKN74 cells treated with aged black garlic ethanol extract, there wasn't a statistical difference. Caspase-3 activity was increased in MKN74 cells treated with fresh garlic(p < 0.05) and aged black garlic (p = 0.0065)ethanol extract. In immunocytochemistry, Bcl-2 protein expression was decreased in MKN74 cells treated with aged black garlic ethanol extract(p < 0.001). The fresh garlic ethanol extract did change the expression levels of bcl-2 in MKN74 cells, but there wasn't a statistical difference. In conclusion, it was suggested that fresh garlic and aged black garlic ethanol extracts induced the apoptosis of MKN74 cells through the increasing of caspase-3 activity, also, because only aged black garlic ethanol extract decreased Bcl-2 protein, we postulated that aged black garlic is more effective to induced the apoptosis of gastric cancer cells than fresh garlic.

마늘 분말 첨가가 Yellow layer cake 특성에 미치는 연구

오금자 韓京大學校 産業大學院 2006 국내석사

본 연구는 중력분과 박력분에 마늘분말을 2, 4% 소맥분에 첨가한 후 마늘분말 첨가가 소맥분의 물리, 화학적 특성에 미치는 영향 및 마늘케익의 특성을 조사한 것으로 일반성분, 색도측정을 하고, Falling number, RVA, Alveograph와 Farinograph를 이용하여 분석하였다. 케익 제조 후 Rheometer를 사용하여 저장중의 hardness, springness를 평가하였고, 또한 관능검사표에 의하여 케익의 외관 및 내부 특성 등을 평가하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. Falling number는 중력분의 경우 마늘 분말 첨가량이 많아질수록 높아졌다. 그러나 박력분에서는 그 반대의 양상을 보였다. 2. RVA 상의 최고 점도는 중력분에 마늘 분말 2% 넣었을 때 가장 높았으며 4% 넣으면 점도가 낮아졌다. 마늘 분말 첨가는 setback 값을 높혀 마늘 분말 첨가가 노화 방지 효과는 없는 것으로 나타났다. 3. Alveogran상의 P값은 마늘 분말 첨가시 낮아 졌다. 그러나 L(명도)값은 유의적인 차를 보이지 않았다. 4. Farinogram 상의 흡수율은 소맥분의 종류에 상관없이 마늘 분말 첨가시 낮아졌으며 발전시간은 길어 졌다. 5. 마늘 분말 첨가시 케익의 수분 활성도는 7일 저장후 약간 높아짐을 보여 마늘 분말이 흡습 효과가 있음을 알 수 있었다. 6. 마늘 분말을 첨가 하면 L값(명도)는 낮아지고 a(적색도), b(황색도) 값은 높아져 전체적으로 케익이 어두운 색이 되었다. 7. 관능검사 결과 마늘 분말 4% 첨가시 거부감이 컸으며 케익용 밀가루로 만든 것이 가장 높은 점수를 받았다. The purpose of this study was to investigate physico-chemical properties on the yellow layer cake added with garlic powder. The results were these : Falling numbers were increased with addition of garlic powder. Peak viscosity of the medium flour with 2% garlic powder was the highest but adding 4% garlic powder showed decrement of peak viscosity. The addition of garlic powder increased set-back value, so garlic powder didn't have the effect of antiretrogradition. P value on alveogram showed lower value than control, but L value did not show significance. Water absorption of the flours with garlic powder on farinogram decreased and development time increased. Water activity of the yellow layer cake with garlic powder increased during 7 days storage. These meant that garlic powder has absorption effect. Addition of the garlic powder made value lower and a, b value higher. So overall the color of cake showed darkness. The results of sensory test showed that addition of garlic powder had low value and cake flour control had the highest value.

마늘 전처리에 따른 아이올리소스의 품질특성

안영현 세종대학교 대학원 2021 국내석사

국문초록 본 연구는 항산화 효능이 뛰어난 마늘을 이용한 아이올리소스를 제조하였다. 마늘의 전처리를 달리하여 마늘의 주요 기능성 성분 및 이화학적 품질특성을 분석하여 마늘의 조리방법에 따른 영양적, 품질적, 특성을 평가하여 제품 개발 가능성에 대해 알아보고자 진행되었다. 마늘을 넣은 아이올리소스의 제조는 처리를 달리한 생마늘, 찐마늘, 흑마늘을 다진 뒤에 제조하였다. 흑마늘의 수분함량은 다른 전처리 마늘에 비교하여 적었으며, 조회분, 조단백질, 조지방, 탄수화물은 흑마늘이 생마늘과 찐마늘과 비교하여 높은 값을 가졌다. 아이올리소스의 품질특성으로 가용성 고형분은 흑마늘 아이올리소스가 가장 높은 값을 나타냈으며 다른 소스들과 유의한 차이를 보였다. 명도를 나타내는L(lightness)값은 생마늘 아이올리소스 값이 높았으며 전처리를 달리한 소스들과 유의한 차이를 나타내었다. 적색도를 나타내는 a(redness)값은 생마늘과 흑마늘을 섞은 믹스아이올리소스가 가장 높은 값을 나타냈으며 다른 소스들과 유의적인 차이를 나타내었다. 황색도를 나타내는b(yellowness)값 또한 생마늘 아이올리소스가 가장 큰 값을 나타냈으며 다른 소스들과 유의적인 차이가 나타났다. 아이올리소스의 염도 측정 결과 네 가지 아이올리소스는 모든 같은 값을 나타내어 유의한 차이를 보이지 않았다. 총 폴리페놀 측정 결과 흑마늘, 찐마늘, 생마늘 순으로 높은 결과값이 측정되었으며, DPPH radical 소거활성 또한 같은 경향성을 보였다. 소비자 기호도 조사에서는 네 가지 아이올리소스를 제공하였으며 외관, 향미, 맛, 텍스쳐, 전반적인 기호도로 평가하였으며 모든 항목에서 유의적인 차이는 있었다. 전반적으로 전처리를 하지 않은 생마늘을 이용한 아이올리소스가 외관, 향미, 맛, 질감 모두 소비자들에게 기호성이 높은 것으로 나타났으며 흑마늘을 이용한 아이올리소스는 모든 기호도 항목에서 생마늘 아이올리소스와 통계적으로 유의적인 차이가 없었다. 따라서 소비자들을 대상으로 기호성과 효능성에 높은 흑마늘을 이용하여 아이올리소스의 제조 가능성을 확인하였다

마늘껍질의 생리활성

권민혜 경상대학교 대학원 2013 국내석사

본 연구는 마늘껍질의 유효 성분의 확인 및 생리활성을 체계적으로 밝히기 위해 생마늘껍질, 흑마늘껍질, 생마늘 및 흑마늘의 추출물(물 및 50% 에탄올)로부터 기능적 특성과 유효 물질을 분석 비교하였고, 나아가 마늘껍질의 기능성을 이용할 방안을 모색코자 생마늘껍질 발효물 10%를 가축용 사료에 첨가하여 계육의 품질에 미치는 영향을 실험하였다. 1. 수분 함량을 측정한 결과 생마늘껍질 18.01%, 흑마늘껍질 11.83%, 생마늘 56.77% 그리고 흑마늘 24.90%로 시료 중 생마늘의 수분 함량이 가장 높았으며, 마늘껍질 중의 수분 함량이 마늘육질에서 보다 유의적으로 훨씬 낮았다. 2. 생마늘껍질, 흑마늘껍질, 생마늘 및 흑마늘의 물 및 50% 에탄올 추출물의 수율은 흑마늘에서 각각 57.07%와 59.26%로 가장 높았다. pH는 모든 시료에서 에탄올 추출물에 비해 물 추출물에서 높았으나, 갈색도는 물 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 유의적으로 높게 나타났다. 3. 각 시료 추출물의 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 마늘껍질이 육질에 비해 높았으나, 반면에 total thiosulfate의 함량은 마늘껍질보다 육질에서 높게 정량되었다. FRAP assay를 비롯한 DPPH, ABTS, Nitric oxide, Superoxide anion 및 Hydroxyl radical 소거 활성으로 항산화 활성을 측정한 결과 생마늘껍질 추출물의 활성이 가장 높았고, 다음으로 흑마늘껍질, 흑마늘, 생마늘 순이었다. 마늘껍질의 물 추출물에 비해 50% 에탄올 추출물의 항산화 활성이 다소 높았다. 4. 생마늘껍질, 흑마늘껍질, 생마늘 및 흑마늘 추출물의 E. coli, B. subtilis 및 S. aureus에 대한 항균 활성을 측정한 결과 E. coli에 대해서는 시료 모두 활성이 없었으나, B. subtilis 및 S. aureus에 대한 생육저해환은 흑마늘껍질에서 가장 크게 형성되었으며, 대체로 마늘껍질의 항균 활성이 마늘육질에 비해 우수하였다. 5. 생마늘껍질, 흑마늘껍질, 생마늘 및 흑마늘 추출물의 인체 유방암 세포인 MDA-MB-231에 대한 증식억제 활성을 측정한 결과, 가장 낮은 농도인 100 μg/mL 농도에서도 생마늘껍질 및 흑마늘껍질의 추출물은 50%이상 증식을 억제 하였다. 유방암 세포에 대한 증식억제 활성은 항산화 활성과 비례하는 흥미 있는 결과를 얻었다. 6. 마늘껍질과 육질의 페놀 화합물을 분리 및 분석한 결과 마늘껍질에서 9종, 마늘육질에서 2종류로 마늘육질보다 껍질에서 더 다양한 종류의 페놀 화합물이 분석되었으며, 이들 화합물이 마늘껍질의 생리활성에 유효한 것으로 판단된다. 7. 생마늘껍질 발효물 10%를 사료에 첨가하여 사육한 계육의 육질을 보면, 도체율은 대조군에 비해 실험군에서 약 5% 높았고, 수분함량은 대조구에 비해 실험군에서 모두 높았으나, 그 외 일반성분은 대조군과 실험군간에 유의적인 차이가 없었으며, 육색과 수분 보유력은 실험군이 좋은 결과를 보였다. 8. 계육의 항산화 활성은 실험군에서 높았으며, 지질과산화물 함량 역시 실험군에서 더 적게 나타났고, 계육의 지질성분을 측정한 결과 다리육의 총 콜레스테롤 함량은 실험군에서 낮았고, 가슴육에서는 모든 지질성분이 대조군에 비해 실험군에서 낮게 정량되었다. 관능검사 결과 전반적인 기호도는 육계의 가슴육과 다리육 모두 대조군에 비해 실험군에서 긍정적으로 평가되었다. 9. 실험동물의 혈액성분을 측정한 결과, 항산화 활성은 실험군에서 높았으며, 지질과산화물 함량은 대조군에서 더 높게 나타났다. 중성지방은 실험군이 대조군에 비해 유의적으로 낮았고, HDL-콜레스테롤은 대조군에 비해 실험군에서 높았으며, 동맥경화지수는 대조군에 비해 실험군에서 유의적으로 낮았다. 본 연구에서 마늘껍질의 기능성을 확인함으로써 가축의 사료 자원으로 마늘껍질을 활용한다면 폐자원을 활용한다는 측면에서 큰 의미가 있으며, 농가소득증대에도 기여할 것으로 기대된다. 또한 마늘껍질에 대한 연구가 좀 더 진행되면 향후 식품산업에서 기능성 소재로 활용될 가능성도 클 것으로 기대된다. In order to verify the available component and biological effects of garlic peels, this study was performed to compare functional properties and analyse valid substance of raw garlic peels, black garlic peels, raw garlic and black garlic extracts (water and 50% ethanol). In addition, we carried out animal experiment to find ways to use the functionality of garlic peels. Broiler chickens were fed diets containing fermented raw garlic peels with concentration of 10% for 4 weeks. We investigated the effects of dietary supplementation of 10% fermented raw garlic peels on meat quality of broiler chickens. 1. Moisture contents of raw garlic peels, black garlic peels, raw garlic and black garlic were 18.01%, 11.83%, 56,77% and 24.90%, respectively. Moisture content of raw garlic peels was the highest among different four samples and its content was significantly lower in garlic peels than raw garlic. 2. Yields of the water and 50% ethanol extracts from raw garlic peels and black garlic were the lowest in raw garlic peels with the values of 13.39% and 14.82%, respectively. pH of each sample extract was higher in water extracts than ethanol extract, while their browning intensity was significantly higher in ethanol extracts than water extract. 3. Total phenol and flavonoid contents of water and 50% ethanol extracts from each sample were higher in garlic peels than raw garlic, and then total thiosulfate contents have shown conflicting results. Antioxidant activities of each sample extracts by FRAP assay, DPPH, ABTS, nitric oxide, superoxide anion and hydroxyl radical scavenging were the highest in raw garlic peels, followed by black garlic peels, black garlic and raw garlic. In garlic peels, we showed that antioxidant activities of the 50% ethanol extracts were higher compared to water extracts. 4. Antimicrobial activities of 50% ethanol extracts from raw garlic peels, black garlic peels, raw garlic and black garlic against E. coli, B. subtilis and S. aureus were tested. The antimicrobial activity did not appear in E. coli, but extract of black garlic peels was shown the strongest antimicrobial activities against B. subtilis and S. aureus among different four sample extracts. In generally, antimicrobial activity of garlic peels was better than raw garlic. 5. The growth inhibition activities of 50% ethanol extracts from raw garlic peels, black garlic peels, raw garlic and black garlic on MDA-MB-231 human breast adenocarcinoma cell were measured. Their activities of garlic peels were more than 50% at the lowest concentration of 100 μg/mL, and then each sample extracts were higher in the order of raw garlic peels, black garlic peels, black garlic and raw garlic. The data showed that there was higher positive correlation between antioxidant activities of each sample extracts. 6. The chemical compositions of phenolic compounds extracted from raw garlic peels, black garlic peels, raw garlic and black garlic were analyzed by LC-MS/MS. To identify all compounds isolated was difficult, but garlic peel was identified to have 9 kinds of phenolic compounds. Also, raw garlic was identified to have 2 kinds of phenolic compounds. Garlic peel have more various types phenolic compounds than raw garlic. Therefore, it is believed that main reason for biological activity of garlic peel was their compounds. 7. The effects of dietary supplementation with 10% fermented raw garlic peels on meat quality of broiler chickens were investigated. As a result, dressing percentage was increased by 5% in experimental group compared to the control group. but except for moisture content of broiler chicken’s leg meat, other proximate compositions were no significant difference. By the dietary supplementation with 10% fermented raw garlic peels, their meat color was better and meat texture was tender. 8. Antioxidant activity of experimental group was higher than control group but TBARS content was lower, significantly. The total cholesterol of leg meat was lower in experimental group than control group and all lipid profile of experimental group was lower than control in breast meat. Also, overall preference of breast meat was better in experimental group compared to the control group through sensory evaluation. 9. In blood composition, antioxidant activity was higher in experimental group than control group but TBARS content have shown conflicting results. Triglyceride of broiler chickens was decreased in diet of 10% fermented raw garlic peels than control group. HDL-cholesterol of broiler chickens was increased in experimental group than control group. Therefore, calculated atherogenicindex (AI) was lower in experimental group than control group. If the garlic peels will be used as livestock feed resources by confirming the functionality of garlic peels in this study, it is very meaningful in the aspects of using waste resources. And we expect garlic peels to contribute increase of farm income. More research on garlic peels is done, we expect to garlic peels be used as a functional material in the food industry in the future.

숙성 기간에 따른 재래종 마늘 20종의 Alliin, Phenolic Compounds 의 함량변화와 Alliinase 활성의 변화 비교

곽태식 건국대학교 대학원 2010 국내석사

마늘은 고대로부터 건강식품으로 각광을 받아왔는데 이는 마늘의 유용성분인 alliin, allicin에 의한 항암, 항균 작용 때문이다. 또한 Phenolic compounds는 식물의 2차 대사 산물로서 항산화 기능이 있다고 알려져 있으며, 각종 질병을 예방 또는 억제하는 효과가 있다. 따라서 본 연구는 마늘의 기능성 물질인 alliin, allicin 의 생성량과 직접관련된 alliinase의 활성도와 Phenolic compounds의 분석법 확립과 품종에 따른 함량의 차이를 조사하기 위하여 수행하였다. 남한지역에서 수집된 20여 종의 재래종 마늘 품종을 분양 받아 생마늘과 마늘 장아찌로 가공하였고 마늘 장아찌는 다시 숙성기간을 10일, 20일로 차이를 두어 HPLC 를 이용 각각의 유용성분을 정량 분석 하였다. 생마늘과 숙성 10일 마늘, 20일 숙성 마늘의 평균 alliin함량은 각각 17.28 μg/g, 17.00 μg/g, 16.34 μg/g 으로 숙성 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 보였고 특히 숙성 기간이 10일에서 20일 사이에 급격한 감소를 보였다. alliinase 의 활성도 역시 각각 평균 6.4 unit/mg, 6.3 unit/mg, 6.0 unit/mg 으로 alliin 함량의 감소 추이와 거의 비슷한 양상을 보였다. 또한 alliin의 함량이 높은 품종일수록 alliinase의 활성도도 높게 나타나 상관관계가 있음을 보였다. 실험을 수행한 20종 마늘의 phenolic compounds 의 전체 평균 함량은 생마늘이 107.41 μg/g, 숙성 10일이 87.17 μg/g, 숙성 20일 81.80 μg/g 으로 나타났으며 생마늘에서는 myricetin과 quercetin이 각각 41.3 %와 22 %로 가장 많은 함량을 나타냈으며, 숙성 10일에서는 myricetin, homogentistic acid, hesperedin, pyrogallol이 각각 31.3 % 19.9 %, 10.9 %, 10.8 %를 차지하였다. 숙성 20일에서는 pyrogallol, homogentistic acid, myricetin이 각각 31.1 %, 17.4 %, 17.1 % 로 많은 비율을 차지하였다. Phenolic compounds는 숙성기간에 따라서 구성 비율이 변하는 양상도 보였는데, 생마늘에서 많이 검출되었던 myricetin과 quercetin 은 시간이 경과함에 따라 함량과 비율이 모두 점차 감소 하였으나 생마늘에서 거의 검출되지 않았던 pyrogallol, 등은 숙성 과정을 거치며 점차 비율이 높아지는 경향을 보였는데 이와 같은 경향은 일부 몇 몇 품종에 국한되지 않고 거의 대부분의 실험대상 품종에서 공통적으로 관찰 할 수 있었다. 마늘의 유용성분 함량과 수집 지역에 따른 상관관계를 조사하여 보았으나 수집지역보다는 품종에 따라 성분 함량의 차이가 큰 것으로 나타났으며 , 숙성기간에 따른 유용성분의 함량과의 관계는 숙성 기간이 길어질수록 alliin, phenolic compounds 의 함량이 떨어지게 되고 alliinase의 활성도도 떨어지는 것으로 조사되었다. 그렇기 때문에 alliin, phenolic compounds 의 획득을 목적으로 한다면 숙성을 시키지 않는 편이 적합하다는 결론을 얻었고, 기호나 pyrogallol 등의 특정한 phenolic compounds의 획득을 목적으로 한다면 숙성을 시키는 편이 적합하다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 alliin의 함량이 높은 품종을 필요로 한다면 본 실험에 사용된 품종 중에서는 무주와 예천 지역 수집종이, phenolic compounds 의 함량이 높은 품종을 필요로 한다면 익산, 이천, 단양 수집종이 적합 한 것으로 나타났다. 수집 지역과 유용물질 함량과 의 상관 관계는 없는 것으로 조사 되었고, alliin 함량과 phenolic compounds의 함량도 상관 관계는 없는 것으로 조사 되었다. Garlic has been known as the most effective medicinal plant and disease-preventive food against cancer and cardiovascular disorders. The alliin has been reported that it showed numerous biological and biochemical activities. Alliin revealed antibacterial effects due to the reduction of cholesterol and triglycerides. The effects of phenolic compounds are antibiology and anticancer, antioxidant and prevent disease. In this study, the contents of alliin, phenolic compounds and activities of alliinase in Korean traditional garlic 20 accessions was investigated according to maturing. The samples of garlics were collected from 20 kinds of regions of south Korea, and the collected garlic accessions were treated as a fresh and pickled condition. Especially, pickled garlics were matured for 10 days and 20 days maturing. The functional substances, phenolic compounds, of garlic accesssions was analyzed by HPLC. The average concentration of alliin was 17.28 μg/g at fresh state, 17.00 μg/g at 10 days maturaing and 16.34 μg/g at 20 days maturing. The concentration of alliin rapidly decreased. Especially, getting more maturation, the concentration of alliin rapidly decreased as to that the alliinase activity had a similar pattern, comparing to allliin. The concentration of alliinase activity was 6.4 unit/mg at fresh garlics, 6.3 unit/mg at 10 days maturing and 6.0 unit/mg at 20 days maturing. Therefore, there were positive correlations between the concentration of alliin and alliinase activity. The average concentration of phenolic compounds in 20 garlic accessions was 107.41 μg/g at fresh state, 87.17 μg/g at 10 days maturing and 81.80 μg/g at 20 days maturing. The proportion of myricetin among phenolic compounds was 41.3 % and quercetin was 22 % in fresh garlic state. And, For 10 days maturing, the proportion of myricetin was 31.3 % and homogentisic acid was 19.9 %, hespsredin was 10.9 % and pyrogallol was 10.8 %. The proportion of myricetin was 28.3 % and homogentisic acid was 21.2 % for 20 days maturing. The proportion of phenolic compounds was changed according to period of maturing. Although the concentration myricetin and quercetin was much detected in fresh state, the concentration of myricetin and quercetin was significantly decreased with maturing. In the pickled garlics, 10 days maturing state was better than that of 20 days.

가열 마늘의 항균활성작용 및 새로운 수용성 항균 물질의 분리

정인식 세종대학교 대학원 2008 국내석사

Garlic has been known for its potent antimicrobial activity for a long time. Allicin, an extremely potent antimicrobial compound of fresh garlic, is formed from alliin when fresh garlic is injured. Since an enzyme is involved in the generation of antimicrobial compound, it had been assumed that heated garlic is not antimicrobial. However, it was found that heated garlic has antimicrobial activity because of allyl alcohol and volatile sulfur compounds by previous reports. We have focused on the formation of antimicrobial compounds in garlic on heating and are reporting the findings of antimicrobial compounds generated in heated garlic. This study examined to the antimicrobial activity and variable compounds of garlic depending on condition of heat (pH, heating time) at 120℃, and investigated the water-soluble compounds. They were separated from heated garlic by Prep-HPLC, and identified by elemental analysis, LC/MS, 1H-NMR, 13C-NMR and FT-IR. 1. Anti-yeast activity of garlic depending on pH and heating time at 120℃ of heated garlic against Candida utilis ATCC42416 tested by minimum inhibitory concentration (MIC) test method. pH 4, 6 Garlic (pH treatment, pH of raw garlic: 6) heated at 120℃ for 45 min showed the highest anti-yeast activity (0.5, 0.6%) and did not change when heated for up to 300 min. But, anti-yeast activity of pH 2 garlic is (MIC: 0.3% heated for up to 45 min) decreased to 0.6% with prolonged heating (up to 300 min). The principal antimicrobial compound in heated garlic is allyl alcohol (2-propen-1-ol), formed by the thermal degradation of alliin. Allyl alcohol accounts for more than 70% of antimicrobial activity of garlic heated at 120°C for 45 min of longer. Allyl alcohol differs from all other known antimicrobial compound found in garlic in that it does not contain sulfur atom and highly volatile. 2. There are numerous secondary antimicrobial compounds in heated garlic. In addition to the well-known diallyl sulfides, heterocyclic sulfur compounds have been found as major degradation products of alliin. Change of volatile sulfur compounds in heated garlic depending on pH and heating time at 120℃ was analyzed by HPLC. Diallyl trisulfide (DATS), diallyl tetrasulfide (DATTS), Diallyl pentasulfide (DAPS), 4-methyl-1,2,3-trithiolane(MTTL), 5-methyl-1,2,3,4-tetrathiane(MTTT) and 6-methyl-1,2,3,4,5-pentathiepane(MPTP) were major volatiles of heated garlic. Heating time on 45 min were maximum producing point of DATS and DATTS, and DAPS was the highest at 60 min. However, MTTL, MTTT and MPTP were the highest produced at 90~120 min of heat. Otherwise, total volatiles of heated garlic were decreased when heated for up to 150 min. Difference of volatiles producing pattern depending on pH was not shown. But, total volatiles of pH 2 were lager than control (pH 6) at 5~7 times. 3. MW 181, 193 and 225 compounds were separated from heated garlic by Recycling Preparative HPLC and examined that MW 181, 193 and 225 compounds were water-soluble compounds which L-Tyrosine, S-allylmercaptocysteine and 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acid. 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acid , a non-volatile and antimicrobial novel compound was purified from heated garlic for the first time and found that it is inhibitory to both bacteria and yeasts. This compound is not soluble in organic solvents and only sparingly soluble in water. It was identified as an allyl disulfide derivative of cysteine, with a MW of 225 daltons and an elemental composition of C6H11N1O2S3. It was analyzed by 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR as molecule structure of CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CHNH2-COOH. 4. We compared potency of antiyeast activity of water-soluble compounds with allyl alcohol (AA), garlic oil (GO), diallyl sulfides (DAMS, DADS, DATS, DATTS, DAPS) and heterocyclic sulfur compounds(MTTL, MTTT, MPTP). The ranges of MIC of water-soluble compounds were not detected, but 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acid was detected against various yeast; 15-100ppm. Also MIC of 3-(allyltrisulfanyl)-2-amino-propanoic acid against Staphyococcus aureus B33 was 20ppm. Allyl alcohol은 가열 마늘의 주요 항균활성물질로서 황을 함유하지 않는 것이 특징으로 보고되었다. Allyl alcohol의 생성량은 가열시간 90분까지 점진적으로 증가하여 이후 전 가열 시간(300분)동안 일정했고 함량은 2100~2200ppm이었다. 반면 미 조정 시 약 pH 6인 가열 마늘의 Minimum Inhibitory Concentration(MIC)는 가열 시간 45분 이후부터 최저치에 달해 전 가열 시간(300분) 동안 일정하게 유지되었다. 이는 가열 시간 45~90분 사이에 allyl alcohol외의 기타 항균활성물질이 존재함을 의미했고, 90분 이후는 항균활성물질이 allyl alcohol만이라 가정했을 때 활성의 약 70%를 담당하고 있음을 뜻하며 나머지는 마늘 가열 시 생성되는 휘발성 황화합물인 diallyl trisulfide, diallyl tetrasulfide, diallyl pentasulfide등의 diallyl sulfides류나 4-Methyl-1,2,3-trithiolane, 5-Methyl-1,2,3,4-tetrathiane, 6-methyl-1,2,3,4,5-pentathiepane를 포함하는 heterocyclic sulfur compounds의 작용에 의한 것으로 확인되었다. 가열 전 pH를 조정해 시간 별로 가열 후 MIC를 측정해보니 pH 2에서 미조정시의 2배에 달하는 강한 항균 활성을 나타내었다. pH를 조정해도 allyl alcohol의 함량은 큰 변화가 없었지만 휘발성 황화합물량은 미조정시보다 최대 7배의 함량을 가졌으며 따라서 pH 조절로 인한 항균 활성의 강화는 휘발성 황화합물의 증가에 의한 것으로 확인되었다. 황의 개수가 4개 이상인 휘발성 황화합물들은 GC 분석 시 열분해에 의해 정량 분석이 불가능했으며 HPLC를 통해 분석했을 때 높은 정확도를 나타냈다. 가열 마늘의 항균 활성은 주로 allyl alcohol과 휘발성 황화합물에 의한 것이나 가열 시간 45분 ~ 90분 사이에 비휘발성 수용성 항균활성물질이 존재할 것이라는 판단 하에 항균 물질을 탐색하였다. 가열 마늘액을 HPLC를 이용해 구간별로 분획한 결과 allyl alcohol 외에 항균 작용이 있는 두 구간이 확인되었고 이들은 각각 30분, 45분 가열 시에 최대 생성량을 나타냈다. 이 중 한 물질을 Recycling HPLC를 이용해 정제한 뒤 LC/MS와 원소분석을 한 결과 분자량 225에 C6H11N1O2S3의 원소구성을 가진 화합물임을 확인했다. 이후 이 물질을 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR로 구조 분석한 결과 CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CHNH2COOH 의 구조를 갖는 함황 아미노산인 것으로 분석되었고 IUPAC 명명법에 따라 3-(allyltrisulfanyl)-2-aminopropanoic acid로 명명했다. 신 물질의 효모, 세균, 젖산균에 대한 항미생물 활성을 시험한 결과 효모에 대한 MIC는 50ppm 이하를 나타내어 강한 항효모 작용을 가지고 있었고 세균, 젖산균에 대한 항균활성은 강하지 않아 다른 마늘 유래의 항균 활성 물질들과 같은 경향성을 보였다. 신 물질은 마늘 유래의 비휘발성 수용성 함황 항균물질로서 지금까지 보고된 바 없는 새로운 물질로 추정되었다. 또한 항암 작용을 가진 것으로 기존에 보고된 마늘 유래의 수용성 물질인 S-allylcysteine, S-allylmercaptocysteine과 구조적 유사성을 나타내 항균 작용과 항암 효과를 동시에 지닌 물질로 기대되었다.

산업체 단체급식소의 마늘 소비실태와 조리조건에 따른 향기 성분의 변화에 관한 연구

배현주 숙명여자대학교 대학원 1996 국내석사

I. 서울·경기지역 산업체 단체급식소를 대상으로 설문조사와 실제조사를 실시하여 마늘의 소비실태를 조사한 결과는 다음과 갈다. 1. 산업체 단체급식소의 1인당 l년 평균 마늘소비량(한끼 식사 기준)은 1.74kg/year이었다. 2. 마늘 소비량은 급식비에 따라, 김치를 직접 담아 먹는지, 구입해 먹는지에 따라 유의적인 차이가 있었다. (p<0.05) 3. 마늘의 구입단가는 구입장소, 구입형태, 급식소의 위치 등에 따라 유의적인 차이는 없었다. (P<0.05) 4. 음식별 마늘의 1인분 제공량은 국 2.6g, 찌개 2.9g, 나물류 1.9g, 볶음류 2.4g, 조림류 3.0g, 찜류 4.0g, 김치류 3.7g으로 조사 되었다. II. 산업체 단체급식소에서 이용되고 있는 여러 가지 조리법과 저장방법을 고려하여 여러 조건에 따른 마늘의 8개의 휘발성 함황화합물 ; allyl methyl sulfide, diallyl sulfide, diallyl disulfide, 3-allyl thiopropionic acid, allyl methyl trisulfide, 2-vinyl-4H-1,3-dithiin, 2-vinyl-1,3-dithiane, diallyl trisulfide를 GC, GC-MS를 통해 분리, 동정한 결과는 다음과 같다. 1. 8종류의 휘발성 함황화합물들은 공기 중에 1시간 방치하였을 때 가장 많이 발현되었다. 2. 다진마늘의 경우에는 전반적으로 가열조리함에 따라 생마늘에 비해 향기성분이 증가되었으나 2-vinyl-4H-1.3-dithiin은 가열조리함에 따라 30분 가열 시에는 44%. 60분 가열 시에는 49%가 감소했다. 3. 통마늘의 경우에는 가열조리함에 따라 생마늘에 비해 향기성분이 감소되었으나 allyl methyl trisulfide와 diallyl sulfide는 30분 가열 시에 각각 8.1배씩, allyl methyl sulfide는 60분 가열 시에 18.7배 증가하였다. 그리고, 다진마늘에 비해 통마늘의 경우에는 휘발성 함황화합물들의 변화가 가열시간에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 4. 조리조건에 따른 향기성분의 변화를 분석한 결과 볶기, 튀기기, 찌기, 삶기, 전자레인지 조리, 압력솥 조리 순으로 향기성분이 많이 발현되었다. 5. 저장시료 중에서 향기성분이 가장 많이 발현된 것은 다진 마늘을 냉동 보관한 경우였으며. 8개의 분석대상시료 모두가 저장시일이 지남에 따라 그 함량이 증가되었다. 단, 3-allyl thiopropionic acid는 통째로 냉장한 상태가 향기성분이 가장 많이 발현되었다. Ⅰ. The use of garlic by industrial foodservice establishment was surveyed by questionnaire and by visit. The results of the study were summarized as follows : 1. The yearly average consumption of garlic per one person was 1.74 ㎏/year(based on one meal per days). 2. The unit price of meal provision and the supply methods of the kimchi made significant differences at the consumption of the garlic(p<0.05). 3. The unit price of the garlic doesn't make significant differences by purchasing place, garlic shape purchased and location of foodservice establishment(p<0.05). 4. A portion of garlic in each cooking methods ; soups 2.6g, pot stewes 2.9g, fresh & cooked vegetable dishes 1.7g, saute dishes 2.4g, long stewing dishes 3.0g, braising dishes 4.0g, kimchies 3.7g Ⅱ. Under various cooking and storage methods used by industrial foodservice establishment 8 volatile surfur compounds in fresh garlic : allyl methyl sulfide, diallyl sulfide, diallyl disulfide, 3-allyl thiopropionic acid, allyl methyl trisulfide, 2-vinyl-4H-1,3-dithiin, 2-vinyl-1,3-dithiane, diallyl trisulfide were identified with GC and GC-MS. The results of the study were summarised as follows ; 1. Total amount of 8 volatile surfur compounds was the highest in the room temperature for one hour. 2. Chopped garlic cooked at 100℃ for 30min and 60min showed more quantity of volatile surfur compounds than fresh garlic, while 2-vinyl-4H-1,3-dithiin decresed by cooking. 3. Whole garlic boiled at 100℃ for 30min and 60min showed less quantity of volatile surfur compounds than fresh garlic, while diallyl sulfide increased by boiling and the change of volatile surfur compounds of whole garlic was not influnced by boiling time as contrasted with chopped garlic. 4. Analyzing the change of volatile surfur compounds by cooking methods, the order that showed much volatile surfur compounds was as follows : grilling > frying > steaming > boiling > microwave oven cooking > pressure cooking. 5. During the storage of 1,3 and 7 days at -18℃ chopped garlic showed more quantity of volatile surfur compounds than under any other storage conditions and amount of 8 volatile surfur compounds increased gradually during the storage. While the amount of 3-allyl thiopropionic acid in whole garlic which storaged at 3-5℃ was the higher than under any other storage conditions.

마늘이 햄스터 협낭에서 DMBA 발암성에 미치는 항암효과에 관한 연구

金銀實 숙명여자대학교 1991 국내박사

마늘은 원산지가 중앙 아시아와 지중해 연안지방으로부터 요즘에는 동남아를 비롯하여 세계 전역에서 재배되고 있으며 그 품종 또한 다양하다. 마늘은 인류 식문화의 역사와 더불어 인류에게 중요한 식품으로 자리하여 왔으나 지난 반세기 동안 마늘이 많은 질병으로부터 인류를 방어하고 있는가에 대한 많은 연구가 수행되어 왔으나 항암효과에 대한 연구는 많지 않다. 그러므로 본 연구에서는 구강 상피암에 대한 마늘의 항암효과 연구는 아직 보고된 바 없으므로 마늘에 항암효과가 있다는 한의학적 근거를 토대로 하여 화학적 발암제인 DMBA를 50일, 70일, 90일까지 주 3회 도포를 하였으며 대조군(마늘즙을 먹이지 않는 군) 1 % 마늘즙 섭취군 (A)와 3% 마늘즙 섭취군 (B) 으로 나누어 실험을 실시하였다. 매주 체중을 재었고 실험이 끝나는 날에 협낭의 색조와 모세혈관의 변화 그리고 발생된 결절을 육안으로 관찰하고 협낭과 장기 조직을 병리 조직학적으로 관찰한 바 다소의 유의한 항암효과를 얻었기에 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다. 1. 햄스터의 체중 증가는 대조군에 비하여 마늘즙을 투여한 실험군에서 증가량이 현저히 감소를 하였는데 1% 마늘즙을 먹인 군에 비하여 3%의 마늘즙을 투여한 군에서 체중증가량이 적었다. 2. DMBA 도포 후 협낭 색조 변화는 3% 마늘즙을 먹인 군은 현저하게 엷은 분홍색을 나타내었지만 대조군은 붉은색을 나타내었다. 3. 빛의 투여에 의한 햄스터 점막 모세혈관 분포 정도는 3% 마늘즙을 먹인 군은 경도를 나타내었지만 대조군은 심도를 나타내었다. 4. 햄스터 협낭의 발암 결절 발생정도는 마늘즙을 먹인 실험군보다 대조군의 발생정도가 훨씬 많았다. 5. 햄스터 협낭에서 발암 결절의 용적은 실험 경과 90일 경우 대조군의 평균값은 181.3mm³이고 3% 마늘즙을 먹인 군의 경우는 81.1mm³로 나타났다. 6. 햄스터 협낭에서 DMBA에 의한 발암현상에 대한 마늘의 효과를 병리조직학적으로 관찰한 결과 대조군에 비하여 마늘즙을 복용시킨 실험군에서 암세포의 침윤 증식상이 다소 감소되어져 있다. 7. BrdU(bromo-deoxy uridine)의 투여 후 DMBA 발암 현상에 대한 면역조직 화학적 관찰에서 마늘을 복용시킨 실험군에 비하여 대조군에서 발암 개시전 기저 세포층의 증식성이 감소되어져 있으나 침윤 증가하는 발암세포 군에서는 서로 거의 유사한 증식상을 보였다. 이상과 같은 결론으로 미루어 보아 마늘이 음식물에 적절하게 사용되고 조리하는 방법의 개발은 일상 식생활에서 많이 이용되어 각종 암 발생을 예방하는데 도움이 되리라고 사료된다. In order to examine the anticarcinogenic effects of garlic juice on the hamster buccal pouch carcinogenesis induced by 9, 10-dimethyl-1, 2-benzanthracene totally 135 hamster. 0.5% DMBA in mineral oil were painted onto the hamster buccal pouch three times a week on 50th, 70th and 90th day, while normal saline, 1% and 3% garlic juice were forced to oral tube feeding. The experimental animale were divided into three group, such as control group, 1% garlic juice feeding group(A) and 3% garlic juice feeding group(B). The body weight was measured in each week. The color change of hamster buccal pouch mucosa and capillary distribution were observed. Tumor cell induction could be seen on the 50th experimental day, presumed to early carcinogenic inductive stage. And the tumor cells proliferated rapidly thereafter, so 70th and 90th experimental day were chosen for the comparison of anticarcinogenic effect of garlic juice. The every specimens were fixed in Carnoy's solution for routine histopathological observation and also fixed in Carnoy's solution for the BrdU immunohistochemical detection of s-stage tumor cell distribution during the carcinogenesis. The results were as follows : 1. The increment rate of hamster body weight showed more in the control group than 1% and 3% garlic juice feeding groups. 2. The colors change of hamster buccal pouch showed pale in garlic juice feeding group and red in control group. 3. The capillary distribution of hamster buccal pouch was not distinguishedly revealed in garlic juice feeding group than the control group. 4. The nodule distribution of hamster buccal pouch were very feeble in garlic juice feeding group than the control group. 5. The average nodule volume in hamster buccal pouch was 81.1㎣ in 3% garlic juice feeding group and 181.3㎣ in the control group. 6. There showed more or less increased anticarcinogenic effect of garlic juice against DMBA induced hamster buccal pouch carcinoma, increased comparing to the control group showing invasive tumor growth after all histopathologically. 7. BrdU immunoreactivity on normal pouch mucosa epithelium, representing the mitotic status, more decreased in the garlic juice feeding group than the control group. Meanwhile the neoplastic epithelium of all experimental groups showed much inc reased BrdU immunostaining irregularly.