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학위논문 상세정보

식품성분과 가공조건이 마늘 alliin-alliinase반응물질의 항미생물성에 미치는 영향 원문보기

  • 저자

    신동선

  • 학위수여기관

    中央大學校

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    食品工學科 食品工學專攻

  • 지도교수

  • 발행년도

    2001

  • 총페이지

    iv, 52 장

  • 키워드

    식품공학 마늘;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T9893688&outLink=K  

  • 초록

    마늘(Allium sativum L.)은 백합과의 Allium속에 속하는 작물로, 인경은 크고, 엷은 갈색의 인상엽에 싸여 있고 그 안에 6?10개의 작은 인경을 가지고 있다. 줄기는 직립하며 높이 60cm 가량이다. 잎은 호생하며 긴 피침형이고 끝이 백자색이며 산형화서를 이루며 인경을 식용으로 사용하고(27), 다년생 채소로서 내서성이 약한 작물이고 내한성은 강한 편이 아니므로 지구상에서 온대 남부로부터 아열대 북부지역이 재배 적지로 알려져 있다. 마늘은 세계 각 지역마다 그 지방의 기후에 적응된 여러 지방종이 분화되어 왔으나 마늘 특성상 개화는 하지만 결실이 되지 않으므로 활발한 육종이 진행되지 않아 품종수가 많지 않으며, 우리나라에서는 생태형에 따라 난지형과 한지형으로 크게 구분한다. 마늘은 재배역사가 오래되고 재배지역이 달라 품종과 지역적인 차이로 기원에 대한 학자의 설은 구구하다(27?29). 마늘의 성분은 fructosan이라는 수용성 fructose 중합체인 fructosan을 주로하는 탄수화물 70%, 단백질 20%, 섬유소 30%, 회분 3.4%으로 이루어져 있다. 그리고 마늘의 향기 성분은 약 0.1?0.2%로 다량의 diallyl sulfide (CH2=CH-CH2-S-CH2-CH=CH2), diallyl disulfide (CH2=CH-CH2-S-S-CH2-CH=CH2), diallyl trisulfide, divinyl sulfide (CH2=CH-S-CH=CH2)등이 있다(8). 이러한 향기물질들은 대부분 allicin과 그의 analog들의 분해 과정에서 형성 된다고 한다. 한편 alliin의 분해 효소인 alliinase의 분자량은 85,000으로 2개의 같은 42,000의 subunits로 구성되어 있다(9). 마늘과 양파에 존재하는 alliinase는 species가 연관성이 있지만 많은 차이가 있다. 양파로부터 얻을 수 있는 alliinase는 마늘에 존재하는 alliinase의 분자량과 구조가 다르며, 분자량 50,000의 4개의 subunits로 구성된 분자량 200,000의 holoebzyme을 가지고 있다. 마늘에서 얻을 수 있는 alliinase의 dimer 형태의 구조와 양파로부터 얻어지는 alliinase의 tetrameric 구조는 pyridoxal phosphate (1mole/subunit)를 필요로 한다(9). 마늘의 alliinase는 EDTA, Mg2+, Co2+, Fe2+로 활성화 되며 다른 금속 이온은 효과가 없거나 저해를 한다고 보고 되었다(10). 이런 allicin은 allyl 2-propenethiosulfinate의 화학 구조를 가졌으며, 강한 항미생물성을 지지는데 마늘에 상처를 입혔을 때 마늘에 전구체로 들어있는 alliin (S-allyi- L-cysteine sulfoxide)이 alliinase 효소에 의해 allicin으로 분해된다는 연구결과는 이미 잘 알려진 사실이다(12,13). 마늘에는 alliin 이외에 S-methyl-L-cysteine sulfoxide 등이 함유되어 있고 이 역시 alliinase에 의해 미생물 생육 저해작용이 있는 methyl methanethiosulfinate로 분해된다. 마늘에 함유되어 있는 allicin이나 그의 analog인 methyl methanethiosulfinate가 가지는 항미생물 작용은 thiosulfinate가 세포내 중요한 단백질의 SH기와 반응하여 단백질의 활성을 저해하기 때문이라는 보고(12,40)가 있다. Small 등(2)은 thiosulfinate의 -S(O)S-가 항미생물 작용을 나타내는 부분이며 thiosulfinate는 cysteine과 쉽게 결합한다는 것을 확인하였다. 기타 마늘의 항미생물 작용에 대한 설명으로는 allicin이 호흡에 관여하는 효소의 SH기와 반응한다는 것과 지방산 합성에 관여하는 acetyl-Co A synthetase를 특이하게 저해한다는 보고(13,41)가 있었다. 또한 allicin은 마늘중에 약 0.3?0.4% 존재하며 Gram 양성균과 Gram 음성균 모두에 대하여 포자의 발아와 균의 생장을 억제하는 항균성(14)을 가지며 대사 질환에 대한 약리작용도 있음이 보고 되었다(16). 본 연구는 alliin과 alliinase를 마늘로부터 각각 분리하여 반응 안정성과 항미생물성 관계를 점검하고, 식품성분중 대표적인 전분 (potato starch), 단백질(casein), 지방(soy bean oli)이 항미생물성에 미치는 영향을 조사 하고자 하였다. 그리고 가열, pH 및 수분활성도가 microencapsulation한 alliin과 alliinase의 반응물질의 항미생물성이 어떻게 영향을 미치는지 조사 하고자 하였다.


    The reaction stability and antimicrobial activities of alliin and alliinase extractrd from garlic, effects of starch, protein and fat on the antimicrobial activities of alliin-alliinase reaction compounds and effects of heating, pH and Aw on the antimicrobial activities of the microencapsulated alliin-alliinase reaction compounds were studied, and the results are summarized as follows : The optimum pH and temperature of alliinase extracted from garlic bulbs were 6.0 and 37℃, respectively. Alliinase held the maxmum activity for 10 min. at the optimum temperature, and was relatively stable for 30 min. The activity decreased significantly after 35 min. at 37℃. The antimicrobial activities of alliin-alliinase reaction compounds varied among microorganism. MIC of the alliin-alliinase reaction compounds were 0.13-1.0% against Gram (+ve) bacteria, 1.0-1.5% against Gram(-ve) bacteria, 0.3% against yeasts, and 0.3-0.5% against molds. The antimicrobial activities of alliin-alliinase reaction compounds were not significantly affected by addition of starch, protein or fat, regardless of the tested concentrations. The antimicrobial activities of microencapsulated alliin-alliinase reaction compounds were significantly affected by pH and temperature. They were markedly decreased as pH and temperature increased from 6.0 to 9.0 and from 65℃ to 95℃, respectively. Water activity of a model food signficantly affected the antimicrobial activities of microencapsulated alliin-alliinase reaction compounds. The growth of bacteria was more severly affected by Aw than that of yeast.


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