◈ 봄철 피로 마늘로 이겨내자

                  - 농촌진흥청, 숙성마늘의 피로개선 효과 밝혀내 -

	요 약
◈ 마늘, 어느 부위를 먹어도 건강에 도움 된다! - (마늘) 혈중 콜레스테롤 개선 효과 인증 받아 고시형 건강기능식품 원료 등록 - (마늘종) 봄철에 나는 마늘종의 비만과 대사증후군 개선 효과 확인 - (숙성마늘) 숙성한 마늘의 기능성물질 증진 및 피로개선 촉진

 

□ 농촌진흥청(청장 정황근)은 대표적인 건강식품으로 알려진 마늘이 여러모로 건강에 좋다는 사실을 연구를 통해 과학적으로 입증했다.

○ 마늘을 동결 건조해 분말로 먹으면 혈중 콜레스테롤 개선 효과가 있는 것을 밝혀 식품의약품안전처에 고시형 건강기능식품 기능성원료로 2015년에 등록했으며 다수의 업체를 통해 상품화 됐다.

○ 또한, 마늘의 부산물인 마늘종은 체중을 줄여주고 혈중 중성지질과 콜레스테롤을 낮춰 비만과 대사증후군의 개선 효과가 있는 것을 확인했다.

□ 최근에는, 숙성한 마늘이 봄철 환절기에 찾아오는 피곤함을 개선하는데 도움을 줄 수 있음을 동물실험을 통해 밝혀냈다.

○ 마늘을 60℃, 15일 이상 숙성하면 항산화물질(유기산, 폴리페놀 등)과 맛 성분(유리당, 아미노산 등)이 숙성기간이 길어질수록 증가하면서 마늘 특유의 향과 아린 맛이 줄어드는 것을 확인했다.

○ 그리고 추출물을 동물(생쥐)에 먹여 고강도 운동을 시켰을 때 운동수행능력이 65% 향상되고, 피로 물질(젖산) 생성량은 22% 감소됐다.

○ 특히, 체내 에너지원으로 사용되는 글리코겐의 사용량은 39% 감소됐으며, 이는 피로개선 물질인 구연산을 먹인 동물과 비교했을 때 1.5배 이상의 효능이 있음을 확인했다.

□ 숙성마늘의 연구결과는 국제 저명 학술지에 투고해 심사 중이며, ‘저온숙성마늘의 추출물을 유효성분으로 함유하는 피로개선용 조성물’로 특허 출원을 완료했으며 현재 산업체에 기술 이전해 상품화를 추진할 계획이다.

○ 숙성마늘 일일 섭취 권장량은 2.5쪽～3쪽이 적당하며, 먹기 좋도록 엑기스, 추출분말 형태인 식품 소재로 만들어 양갱, 초콜릿 등의 제품에 활용될 수 있음을 확인했다.

□ 농촌진흥청 김행란 농식품자원부장은 “마늘과 부산물인 마늘종의 다양한 기능성을 밝히고 활용 방안을 제시함으로서 소비촉진과 농가소득 증대 등 일석이조의 효과를 가져 올 것으로 기대된다.”라고 말했다.

○ 또한 “소비자 기호(생마늘, 숙성마늘)와 섭취목적(콜레스테롤 개선, 피로 개선 등)에 따라 선택해서 다양하게 활용 가능할 것이다.”라고 덧붙였다.

 

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특허출원 제2016-0149277호

 

<참고자료>

참고1	마늘의 부위 및 가공별 기능성 연구결과 요약

 

□ 부위 및 가공처리별 기능성 효능

○ (마늘) 혈중 콜레스테롤 개선 효과 인증 받아 고시형 건강기능식품 원료 등록

○ (마늘종) 봄철에 나는 마늘종의 비만과 대사증후군 개선 효과 확인

○ (숙성마늘) 숙성한 마늘 기능성물질 증진 및 피로개선 촉진

 

구분	효능(기능성)	지표성분	1일 섭취량
마늘	혈중 콜레스테롤 개선	알리인	동결건조분말 0.6g～1g
숙성마늘	피로개선	S-알릴시스테인, 유기산	숙성마늘 2.5쪽～3쪽
마늘종	비만과 대사증후군 개선	함황화합물	-

 

 

참고2	숙성마늘의 피로개선 효능평가

 

□ 숙성마늘의 근육피로 개선 효과

○ 숙성마늘의 피로개선 효과는 트레드밀로 고강도 운동을 실시하여 육체적 피로 동물모델을 구축하여 평가하였음

○ 숙성마늘(추출물) 섭취군은 운동수행 30분 전 200mg/kg, 500mg/kg의 농도로 4주간 (5회/주) 경구 투여하였음.

○ 피로개선 효능 평가는 최대운동수행 능력과, 피로할 경우 혈중에 축적되는 젖산의 함량을 측정하였고, 또한 피로할 경우 사용되는 근육 중의 인자(글리코겐)를 측정하여 평가하였음

                                                     

                             <숙성마늘의 육체적 피로개선 평가 실험 디자인>

 

○ 숙성마늘(추출물) 섭취군은 섭취하지 않은 대조군에 비해 운동수행능력 강화 및 피로 시 혈중에 축적되는 젖산의 생성을 억제하였고, 피로 시 근육 내 사용되어지는 인자인, 글리코겐의 사용을 감소시켰음.

 

                 <고강도 운동수행능력 평가>

 

구 분	운동수행능력 - 러닝시간(분) -	피로물질 생성량 - 혈액 젖산(μM) -	글리코겐 소비량 - 글리코겐 사용량 (%) -
대조군(무처리)	6.84	282.8	100
숙성마늘 섭취군	11.31 (65% ↑)	220.9 (22% ↓)	60.6 (39% ↓)

 

 

참고3	숙성마늘의 식품 소재화

 

 

            

□ 숙성마늘 외관 사진

○ 숙성마늘의 제조는 숙성장치를 이용해 60℃에서 60일간 숙성했고, 숙성 중 마늘은 연한 갈색에서 흑갈색으로 변하는 것을 확인 할 수 있음. 이는 숙성 중 멜라이드 반응(maillard reaction) 등과 같은 갈변반응으로 인해 갈색을 띄는 멜라노이딘 물질이 생성되어 나타나는 현상임.

 

  

 

□ 숙성마늘의 건강식품 소재화

○ 숙성마늘의 섭취 용이성 및 제품 다양화를 위해 숙성마늘 엑기스와 추출분말 형태로 소재화 했고, 이를 활용해 초콜릿 및 양갱 등의 제품에 활용될 수 있음을 확인했음.

 

 

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2) 열 또는 화학처리에 의하여 식품 중의 환원당과 아미노산 잔기가 반응하여 일어나는 갈변현상

 

참고4	마늘종의 대사증후군 개선 효과

 

 

□ 마늘종의 비만・고지혈증 개선 효과

○ 대사증후군이란 신진대사와 관련된 질환이 동반된다는 의미로 혈중 LDL(나쁜콜레스테롤)은 높고, HDL(좋은콜레스테롤)은 낮으며, 고혈압, 당뇨병을 비롯한 당대사 이상 등의 동시 다발적인 증상을 나타냄.

○ 고지방식으로 비만을 유도한 생쥐를 대상으로 4주 동안 마늘종 추출물을 투여(250mg/kg) 했음.

○ 비만・고지혈증 개선 효능을 확인하기 위해 체중, 복부지방세포, 혈중 중성지방, 총 콜레스테롤, 공복혈당, 인슐린, 인슐린 저항성지표 등의 바이오마커를 평가했음.

○ 마늘종(추출물)을 섭취한 군은 섭취하지 않은 대조군에 비해 체중 9.6%, 복부지방세포 크기 38%, 혈청 중성지질 18.3%∼22.6%, 총 콜레스테롤 14.0%∼19.6%, 공복혈당 21.8%∼22.3%, 혈중 인슐린 46.4%∼60.7%, 인슐린 저항성지표 43.9%∼54.8%를 줄였음.

○ 간의 중성지질과 총 콜레스테롤 농도도 각각 22.98%∼26.7%와 10.3%∼17.2%를 줄여 간 조직 내 지방 축적억제 효과를 보였으며, 변을 통한 중성지방 배설 효과는 약 160% 가량 높이는 것으로 나타났음.

 

참고5	마늘의 고시형 건강기능식품 기능성원료 등록 인정

 

□ 기능성 연구결과 및 기준・규격 설정

○ 시스템 리뷰 및 메타분석을 적용해 마늘건조분말의 혈중 콜레스테롤 개선 효과를 평가했음.

○ 평가 결과 총 1,395명에게 인체적용시험을 수행한 20건의 논문에서 평균 107일 동안 1일 0.6g∼1g의 마늘 섭취가 혈중 총 콜레스테롤 수준을 유의성 있게 감소시킴을 확인함(p<0.05).

○ 메타분석 결과에서도 마늘 섭취의 총 효과 크기가 -13.64mg/dL(95% CI:-19.04∼-8.25)로 혈중 콜레스테롤이 유의적으로 감소했음(p<0.001) * 정상범위 혈중 총 콜레스테롤: 0∼240mg/dL

 

□ ‘동결건조 마늘분말’의 고시형 기능성원료 기준・규격

원료명	제조방법	지표성분/규격	일일 섭취량	기능성
마늘	동결건조 분말	알리인(Alliin), 10mg/g 이상	마늘 분말로서 0.6g∼1g	혈중 콜레스테롤 개선에 도움을 줄 수 있음

 

※ 농촌진흥청 최초 고시형 건강기능식품 원료 등록(‘15. 1. 1.)

 

□ 고시형 기능성원료 등록에 따른 상품화: 마늘신(辛) 등 19건

 

 

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3) 과학적 근거들을 종합해 전체적인 일관성을 평가하는 분석방법

4)  유사한 연구 주제로 실시된 많은 통계적 연구를 다시 통계적으로 통합하고 종합하는 문헌 연구의 한 방법

 

[묻고 답하기]

Q1	마늘을 숙성하는 이유는?

 

○ 생마늘은 특유의 냄새와 아린 맛으로 인해 섭취가 제한적입니다. 숙성과정을 통해 마늘의 자극적인 맛과 냄새가 사라지는 반면 쫄깃한 식감과 단맛은 증가되어 마늘을 부담 없이 즐길 수 있는 좋은 점이 있습니다.

Q2	이번 연구에서 숙성마늘은 어떻게 제조하였나요?

 

○ 마늘을 숙성하기 위한 전처리 과정으로는, 이물질을 제거하기 위해 생마늘의 가장 바깥부분의 껍질 외피와 뿌리부분을 제거하고, 위쪽 꼭지부분은 위로 2cm 가량 남긴 상태로 준비한 뒤 60℃(60일간) 숙성장치에서 제조했습니다.

 

Q3	기존 숙성(흑)마늘 제품은 어떻게 제조하나요?

 

○ 생산업체마다 차이는 있겠지만, 일반적으로 생마늘을 40℃∼80℃범위에서 20일∼30일간 숙성해 제조합니다.

 

Q4	기존 제품과의 차이점(특징)은 무엇인가요?

 

○ 이번 연구결과의 숙성마늘 제조방법은 일반 가정에서도 쉽게 제조가 가능하도록 비교적 낮은 온도인 60℃를 유지하면서 제조하는 특징이 있습니다.

○ 또한, 60℃에서 15일 이상 숙성 시 피로개선 효과가 대조군(비섭취군)에 비해 우수하다는 결과를 확인해 숙성마늘 생산업체 현황에 맞게 선택적으로 제조조건 적용이 가능한 특징이 있을 뿐 아니라 숙성마늘 엑기스 및 추출분말 등 제조공정을 표준화해 소재화했습니다.

 

Q5	숙성 중에는 어떤 성분 변화가 있나요?

 

○ 생마늘을 숙성하면, 단맛 성분(과당)과 기능성성분(폴리페놀, S-알릴시스테인 등)이 증가하게 됩니다.

○ 특히, 숙성마늘의 대표 기능성 성분으로 알려진 S-알릴시스테인 함량은 생마늘(48.11mg/100g)에 비해 최대 2배(100.50mg/100g)까지 증가하는 것으로 확인됐습니다.

○ 또한, 항산화 성분으로 잘 알려진 총 폴리페놀 함량은 생마늘(98.38 mg/100 g)에 비해 최대 6배(591.82mg/100g) 증가되는 것을 확인했습니다.

 

Q6	숙성마늘의 대표적인 기능성 성분은 무엇인지요?

 

○ 일반적으로 알려진 마늘의 기능성 성분은 함황화합물인 알리인, 알리신 등이 있습니다. 특히 마늘이 숙성과정을 거치면서 함황화합물인 S-알릴시스테인이 증가되는데, 이러한 물질들은 항암, 항고혈압, 혈중지질개선 등의 효과가 있는 것으로 보고되고 있습니다.

 

Q7	일반 가정집에서도 숙성마늘 제조가 가능한가요?

 

○ 저희 실험조건과 100% 동일하지는 않지만, 일반 가정에서 가지고 계시는 전기밥솥의 보온기능을 활용하여 15일 정도 숙성하면 가정집에서도 손쉽게 숙성마늘을 만들어 드실 수 있습니다.

* 전기밥솥의 보온 온도: 75±3℃

 

Q8	숙성하면 생마늘에 비해 어떤 기능성이 증가하나요?

 

○ 마늘은 항암, 콜레스테롤 저하, 동맥경화 개선 등 다양한 효능이 있으며 세계 10대 건강식품으로 선정된 대표적인 기능성 식품입니다.

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5) 황을 포함한 화합물의 일종

 

생마늘과 마찬가지로 숙성마늘에서도 다양한 기능성이 보고돼 많은 관심을 받고 있습니다.

○ 이번 연구에서는 생마늘보다 숙성마늘이 항산화 효과는 2.5배, 항산화 관련 유전자 발현은 1.5배 증가하는 것으로 확인했습니다.

○ 특히 동물실험을 통한 숙성마늘의 피로개선 효과는 생마늘 대비 운동능력수행 능력은 65% 높였고, 피로물질 22% 감소, 근육글리코겐 사용량 39% 감소 효과가 있는 것으로 확인됐습니다.

 

구 분	운동수행능력 - 러닝시간(분) -	피로물질 생성량 - 혈액 젖산(μM) -	글리코겐 소비량 - 글리코겐 사용량 (%) -
대조군(무처리)	6.84	282.8	100
숙성마늘 섭취군	11.31 (65% ↑)	220.9 (22% ↓)	60.6 (39%

 

 

Q9	피로개선 효과를 나타내기 위해 섭취해야 할 숙성마늘의 양은 얼마나 되나요?

 

○ 피로개선 평가 동물모델에서 유효한 결과를 보인 500mg/kg 결과에 따라 환산표를 통한 제시 용량은 약 2.4g(추출물)/day이었고, 하루 2.5쪽∼3쪽의 숙성마늘 섭취 시 피로개선 효과가 기대됩니다.

* 계산식: 500mg/kg(유효농도) × 0.08(체표면적 환산계수)= 40mg/kg×60kg(성인) = 2,400mg/day(2.4g/day)

* 숙성마늘 한 쪽 무게: 3g 내외

 

Q10	연구결과의 실용화 방안 및 앞으로 계획은?

 

○ 건강기능식품 고시형 기능성원료로 등록된 마늘의 지속적인 활용 확대를 위해 건강기능식품 제조업체, 마늘생산 농가 등의 의견을 수렴하고 산업현장 및 생산현장 애로 사항을 파악해 적극적인 기술지원을 제공할 것입니다.

○ 또한, 이번 연구로 확인된 숙성마늘의 피로개선 효과에 관한 내용으로 특허 출원을 완료했으며, 숙성마늘 제조업체 중심으로 기술 설명회 개최 등을 통해 조속히 산업화가 이루어 질 수 있도록 하겠습니다.

○ 앞으로 숙성마늘을 건강기능식품 기능성원료로 등록하기 위해 제조공정 표준화, 인제적용시험 등을 추진할 계획입니다.