국내 마늘의 품종과 관련한 연구는 산지에 따른 비교로 한정되어 있어 마늘의 성분 및 특성에 대한 기초자료를 확보하고자 품종별 마늘 시료 12종을 대상으로 이화학적 특성과 항균활성을 분석하였다. 품종별 마늘의 구폭은 캘리포니아 만생종(60.44mm, 53.73g)이 가장 크고 무거웠으며, 창녕종(44.04mm, 25.15g)이 가장 작고 가벼웠다. 품종별 마늘의 표면색 중 L값은 84.13~90.56, a값은 -1.10~0.77, b값은 18.24~26.61의 범위였다. 전단가는 캘리포니아 조생종이 가장 낮았으며, 94-12-2종은 $4211.35cm/kg^2$ 으로 타 시료에 비하여 전단가가 가장 높았다. 가용성 고형분 함량은 6.40~11.33 %brix의 범위였는데, 창녕종에서 유의적으로 높았다. 품종별 마늘의 pH는 5.57~6.53의 범위였다. 총 thiosulfinate 함량은 이태리종이 93.23 mM/g로 가장 낮았고, 캘리포니아 만생종이 146.05 mM/g로 가장 높았다. 총 pyruvate 함량은 유고종($162.50{\mu}M/g$)에서 가장 높았고, 캘리포니아 조생종($147.41{\mu}M/g$)에서 가장 낮았다. 품종 별 마늘의 추출물로 항균활성을 측정한 결과, Streptococcus mutans균에서 활성이 가장 낮았으며, Escherichia coli균에 대한 항균 활성이 높았다.
본 연구는 마늘(Allium sativum L.)의 기초적인 유전적 특성을 파악하기 위해, 단양마늘을 대상으로 염색체 DNA의 반복서열의 양상을 확인하고, 고반복서열이 매우 빠르게 reassociation되는 특성을 이용하여 이들에 해당되는 부분을 분리하고, 클로닝하였다. 이들 고반복서열 클론의 게놈 내의 copy수는 대체적으로 $10^{5}~10^{7}$이었다. 이 중 일부 클론의 염기서열과 분석한 결과, G/C 함량은 25~40% 정도로 낮았고, 일부서열의 내부에서는 소단위의 염기서열이 반복배열되어 있었다. 단양을 비롯한 문경, 서산, 의성 품종 사이에서 해당 반복서열의 변이정도를 조사하기 위하여, 다섯종류의 고반복서열을 탐침으로 이들 품종 마늘에 대한 RELP(restriction fragment length polymorphism)분석을 한 결과 이들 서열의 유전적변이는 거의 나타나지 않았다.
세계 각지에서 수집된 마늘 유전자원의 주요 생리적 특성과 RAPD 페턴과의 관련성을 검토하기 위하여 분석한 결과는 다음과 같다. 84개의 수집마늘의 생리적 특성들에 의한 다변량 해석의 결과 10개의 품종군으로 구분되어졌고 어느 품종군에도 속하지 않은 계통이 9개였다. 조만성은 주로 중국, 일본, 한국에서 수집된 마늘들에서 조생종마늘이 많았고 유럽원산의 마늘들에서는 만생형 품종이 많았으며 RAPD 마커 WE6 $l_{1,630}$과 상당한 관련을 보였다. 이차생장은 거의 대부분의 마늘들에서 나타나는 경향을 보였으나 동유럽지역 수집종에서 발생율이 높은 경향을 보였고 네팔을 중심으로 한 지역종들은 이차생장이 발생하지 않았다. 인편미분화는 유럽원산의 마늘들에서 많은 발생율을 보였지만 표지인자를 찾기는 어려웠다. 추대성은 RAPD마커 WF70$_{1,400}$에서 벤드가 나타난 마늘은 추대종 마늘이었다. 마늘 임성과 관련 된 RAPD 마커 는 WF64$_{1,400}$이 었으며 임성마늘에서 벤드가 나타났다.
1998년과 1999년 2년 동안 전남 고흥군과 경남 남해군의 주요 마늘 재배지에서 재배되는 대표적인 마늘 품종인 대서마늘과 남도마늘에 발생한 녹병의 발병 현황을 조사하였다. 마늘 녹병의 발병도는 최저 1.2에서 최고 85.8까지 조사년도와 품종에 따라 커다란 차이가 있었다. 1999년에 비해 1998년에 녹병 발병도가 상대적으로 높은 이유는 1998년 마늘 생육기에 잦은 강우와 습도가 현저하게 높았기 때문인 것으로 추정되었다. 대서마늘에서 녹병이 심하게 발생하였지만 남도마늘에서는 발생이 낮아 마늘 품종에 따라 녹병에 대한 감수성 또는 저항성에 커다란 차이가 있음을 보여주었다. 녹병 발병도의 증가에 따라 현저한 수량 감소를 나타내어 녹병이 마늘 재배에서 심각한 피해를 주는 것으로 추정된다.
본 연구는 2016년 품종보호권이 등록된 홍산마늘과 한산마늘의 생리활성을 측정하기 위하여 실시되었다. 나트륨과 황 성분을 제외한 미네랄 성분들은 한산마늘에서 높게 측정되었으며 함유 황화합물 역시 한산마늘에서 높았다. 또한 고형물함량과 환원당 및 알파글루코시다아제 저해활성 역시 한산마늘이 높았다. 그러나 산도, pH, 총페놀 및 플라보노이드 함량은 홍산마늘에서 높게 나타났다. 두 품종에서 항미생물활성은 그람음성균보다 그람양성균에 대한 저해활성이 높았으며 한산마늘보다 홍산마늘이 조금 높은 항미생물활성을 나타내었다. 이러한 연구결과는 향후 위 품종을 재배하는 농가에 유용한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다.
4품종(남도마늘, 고흥마늘, 단양마늘, 중국산 수입마늘)의 마늘추출액의 식물병원세균과 진균에 대한 항균효과를 조사하였다. 실내실험에서 마늘추출액은 그람양성세균, 그람음성세균, 진균 모두에 좋은 항균효과를 나타내었다. 본 연구에 사용된 4품종의 마늘추출액 중 남도마늘과 중국산 수입마늘이 보다 좋은 항균효과를 나타내었다. 그람양성세균인 Clavibacter michiganensis가 마늘추출액에 가장 민감하였으며, Burkholderia cepacia가 가장 저항성이 컸다. 마늘추출액을 이용한 오이 흰가루병에 대한 항균효과 포장실험에서는 59.7${\sim}$61.9%의 방제가를 보여주었다.
마늘의 일부 품종에서 화학적 조성 및 생물학적 특성이 조사되었지만 현재 고아라 마늘의 주요 성분 및 생리활성에 대한 조사는 부족한 현실이다. 2012년 품종으로 등록된 고아라 마늘의 주요성분 및 생리활성을 측정하기 위하여 서귀포, 담양 및 남해에서 재배하여 비교하였다. 재배된 마늘 성분을 분석한 결과 서귀포에서는 황 관련 물질(알리인과 피루베이트 총량)과 항균 활성이 우수했으며 남해에서는 페놀 함량과 환원당 함량이 풍부하였으며, 담양에서는 총 플라보노이드 함량이 높게 나타났다. 위의 결과를 고려할 때 재배 지역 간에는 차이가 있었지만 고아라 마늘은 지금까지 보고된 다른 마늘 품종과 비슷하게 주요 성분함량과 생리 활성을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 지역 농민, 유통 업자 및 소비자에게 유용한 정보가 될 것이다.
마늘흑색썩음균핵병에 대한 국내재배 마늘의 품종저항성을 구명하기 위하여 발병에 관여하는 Sclerotium cepivorum과 대균핵을 형성하는 Sclerotium sp.에 대한 invitro clove inoculation법에 의한 균사생장과 균핵형성소요 일수 그리고 이병포장에서의 품종별 발병정도를 조사하였다. 마늘인편 절편상에서의 병원균의 생장과 균핵형성은 품종 또는 병원균간에 차이를 보였다. 대서종에서는 두 가지 병원균 모두 가장 높은 균사생장을 보였다. S. cepivorum과 Sclerotium sp.의 균핵은 고당종에서 가장 빠르게 형성되었고, 남도종에서 가장 늦게 형성되었다. 포장에서의 품종별 병 저항성에 있어서는 S. cepivorum에 대해서는 모든 마늘에서 이병주율이 50% 이상으로 시험 품종 모두 감수성인 것으로 판명되었으며, 난지형마늘에 비해 한지형마늘에서 발병이 적었다. Sclerotium sp.에 대해서는 난지형 마늘 모두 고도의 감수성이었고, 한지형마늘은 서산종, 단양종 그리고 예천종이 중도저항성이었으며 의성종은 저항성인 것으로 나타났다. 마늘의 품종저항성을 정량적으로 평가하기 위하여 병진전곡선을 1차 회귀직선화하여 얻은 초기발병치(intercept), 병진전속도 및 병진전곡선하면적(AUDPC)을 비교한 결과 초기발병과 병진전이 함께 고려된 AUDPC가 품종별 병저항성을 평가하는데 적당한 것으로 나타났다. In vitro 조건하에서의 균사생장 및 균핵형성과 포장에서의 역학지수(초기발병치, 최종발병치, 병진전속도, AUDPC)와의 상관관계를 조사한 결과, S. cepivorum에 대하여 균사생장과 최종발병치, 균사생장과 병진전속도간에는 정의상관을, 그리고 균핵형성과 역학지수간에는 부의 상관을 보였으나 5% 수준에서 유의성은 없었다.
우리나라 대표적인 남도, 대서, 홍산과 의성 마늘의 품질특성을 비교하고 각각의 마늘을 흑마늘로 숙성하면서 유효물질의 변화를 조사하였다. 흑마늘은 60-80℃의 범위에서 15일간 숙성하면서 5일 단위로 시료를 취하였다. 총페놀화합물은 생마늘에서 85.2-109.7 mg GAE/100 g이던 것이 숙성기간이 증가함에 따라 증가하였고, 생마늘과 제조된 흑마늘 모두 홍산마늘이 가장 높았다. 알린 함량은 생마늘에서 848.3-1,087.5 mg/100 g이던 것이 숙성 5일에 7.3-20.6 mg/100 g으로 유의하게 감소한 후 더 감소하였다. 생마늘의 GSAC(γ-glutamyl-S-allyl-cysteine)와 GS1PC (γ-glutamyl-S-1-Propenyl-l-Cysteine) 함량은 202.1-541.0 mg/100 g, 311.1-474.3 mg/100 g이었으며 숙성 동안 점차 감소하였다. 한편, SAC(S-allyl-cysteine) 및 S1PC (S-1-Propenyl-l-Cysteine) 함량은 4종 모두 생마늘일 때 매우 낮았으나 숙성 5일 차에 크게 증가한 후 감소하는 경향을 보였다. 숙성 5일째 SAC 함량은 남도마늘이 208.0 mg/100 g으로 다른 시료에 비해 유의적으로 높았고, S1PC는 의성마늘이 66.2 mg/100 g으로 유의적으로 높았다. 이는 생마늘에서 SAC 및 S1PC의 전구물질인 GSAC와 GS1PC가 높았던 시료가 흑마늘 숙성 후에도 높은 경향이었다. 따라서 마늘은 품종에 따라 유효물질의 함량에 차이가 있고 숙성 후의 주요 화합물의 변화에도 유의적인 차이가 있을 것으로 추측되어 향후 기능성 식품 연구의 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.
농가보급형 마늘쪽 분리기 개발을 위하여 마늘의 품종별 기하학적 특성을 분석하고, 나선 부착 원추 드럼식 마늘쪽 분리기를 제작하여 성능시험 및 농가 현장시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1)종구용 통마늘의 크기를 조사한 결과 직경은 의성, 무안, 자봉이 각각 44.3, 51.9, 60.2mm로 나타났다. 2)통마늘의 최대 압축력 및 마늘쪽의 생물체항복 강도를 시험한 결과 수평방향 최대 압축력은 의성, 무안, 자봉마늘이 각각 185.1, 145.8, 148.5N이고, 마늘쪽의 생물체 항복강도는 의성, 무안, 자봉마늘이 각각 272.4, 336.2, 413.2N/$cm^2$로 통마늘은 의성종이 단단 하나 마늘쪽은 무안이나 자봉마늘에 비해 단단하지 않은 것으로 나타났다. 3)나선부착 원추 드럼 및 경사원통식 마늘쪽 분리장치를 제작하여 성능시험한 결과 1쪽 분리율이 의성, 무안, 자봉마늘에서 각각 58.2, 64.7, 95.2%이고, 손상율은 각각 2.0, 2.4, 1.9%이었으며 작업능률은 시간당 210kg(약 60접)이었다. 4)시작기를 전남무안의 재배농가에서 현장 시험한 결과 1쪽분리율은 75.9%, 손상율은 0.8%, 파종 후 출현율이 94.3%로 농가적응성 및 실용성이 높은 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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