In this study, chemical properties and functional ingredients of ginger and ginger pomace discarded after juice were analyzed. Ginger and ginger pomace were subjected to hot air drying, steaming, followed by hot air drying, soaking in vitamin C for 1 hour and 3 hours. When soaked in vitamin C for 3 hours, the moisture content was highest at 9.2% for ginger and 7.3% for ginger pomace. Among inorganic ingredients, the potassium (K) content was high at 2,633.6 mg% in hot air-dried ginger after steaming and at 1,584.3 mg% in ginger pomace. Total flavonoid content of ginger pomace was high at 67.3 mg/g when soaked in vitamin C for 3 hours. Gingerol content was the highest at 9.8 mg/g when ginger was dried with hot air. It was 10.5 mg/g in ginger pomace. After ginger pomace was steamed and dried with hot air, shogaol content was as high as 2.0 mg/g.

The aim of this study was to compare the antioxidant activities and functional contents of Korean conventional and Chinese seed gingers from the Jeollabuk-do Wanju and Chungcheongnam-do Seosan regions. Ginger samples were subjected to steaming treatments for different durations (2–8 h) at 121oC using an autoclave. The antioxidant activity was evaluated by measuring total polyphenol and flavonoid contents and ABTS and DPPH radical scavenging activities, while functional ingredient contents were analyzed for gingerols and shogaols. The results showed that Wanju conventional seed ginger (WO-2) had the highest total polyphenol (85.24 mg GAE/g) and flavonoid (98.14 RE/100 g) contents, surpassing that of the control in all steamed groups at 6 h. ABTS radical scavenging activity showed a strong correlation with total polyphenol and flavonoid contents. The control groups indicated that Korean conventional seed ginger had 1.0–1.3 times higher gingerol contents compared to Chinese seed ginger. Furthermore, the content of shogaols, considered major functional ingredients, increased significantly with longer steaming durations, reaching the highest content (1,793 mg/kg) at 8 h, which was 1.0–1.8 times higher in Korean conventional seed ginger than that in Chinese seed ginger. These experiments provide valuable data supporting the excellence of Korean conventional seed ginger in the future.

Levels of beauvericin (BEA) and enniatins (ENNs: ENA, ENA1, ENB, and ENB1) were examined in fresh ginger (n = 43) and ginger powder (n = 31) samples from Korea. In the ginger samples, incidence of BEA contamination was highest, at 62.79%, with a maximum detected BEA level of 640.07 μg/kg. ENNs in were found in up to 11.63% (ENB, ENB1) of ginger samples, with a maximum detected level of 91.02 μg/kg (ENA). In the ginger powders, ENB contamination displayed the highest rate of incidence (70.97%), but the highest level of BEA (1,344.18 μg/kg) exceeded that of ENB (413.99 μg/kg). The incidences of ENA, ENA1, ENB, and ENB1 presence in ginger powders were 29.03%, 22.58%, 70.97%, and 35.48%, respectively, and their highest detected levels were 220.45, 156.61, 413.99, and 70.29 μg/kg, respectively. The incidence of BEA and ENN contamination was higher in ginger powder than in ginger. Respective co-occurrence rates of BEA and ENNs in ginger and ginger powder samples were 16.28% and 64.52%, indicating that the BEA and ENN co-contamination rate was highest in ginger powder as well. This is the first report on the presence and co-occurrence of BEA and ENNs in Korean ginger and ginger powder.

As cholesterol intake increases, the prevalence of hypercholesterolemia is also increasing. With increasing food selection considering health, consumption of functional foods that can help health is also expected to increase. Ginger is rich in minerals (such as potassium and magnesium) and antioxidants. Antioxidants have been shown to be effective in lowering blood cholesterol levels. Therefore, we would like to produce madeleines helpful for hypercholesterolemia by adding ginger syrup to madeleines recently consumed as desserts. In this study, the quality and characteristics were analyzed after making madeleine by adding ginger syrup at 0%, 5%, 10%, 15%, and 20%. Baking loss was significantly reduced as the addition amount increased (p<0.001). The pH value decreased as the addition amount increased except for the 5% added group (p<0.001). The b value of the chromaticity showed a significant increase from the 5% addition group (p<0.001). Regarding textures, hardness (p=0.006), gumminess (p=0.001), and chewiness (p=0.001) all decreased as the addition amount increased. Regarding antioxidant activity, polyphenol, DPPH, and ABTS values were significantly increased as addition amount increased (p<0.001). Consequently, Madeleine using ginger syrup rich in antioxidants is expected to help health.

The objectives of this study are to increase the contents of functional compounds and antioxidant activity obtained from ginger (Zingiber officinale Roscoe) extracts using fermentation and enzyme. The optimal conditions (1%, Aspergillus luchuensis) for extraction methods were determined through fermentation treatment of ginger (concentrations of 0.5 and 1%; Aspergillus oryzae and Aspergillus luchuensis). The quality characteristics of the ginger extract for each treatment method (HW, hot water treated; EZ, enzyme; AL, fermentation; ALEZ, fermentation and enzyme) were observed using the optimal conditions. The water-soluble index (WSI) and total sugar content of the ALEZ increased by 2.6 times and 6.5 times, respectively, compared with that of the HW. However, the sum of gingerol and shogaol contents of ALEZ were 73.9% in ratio compared with lower than that of the HW. Antioxidant contents were generally higher in ALEZ, similar to the WSI trend. Therefore, ALEZ was more effective in enhancing antioxidant activity than EZ and AL. The fermentation and enzymatic approach described in this study would be beneficial to food industries for developing ginger functional products and materials.

생강의 기능성 소재화를 위해 흑생강을 제조함에 있어 숙성 조건 최적화를 위한 숙성 온도(75.0~90.0℃, X1)와 시간(18.0~72.0 hr, X2)을 독립변수로 하고 중심합성계획에 따른 11구간의 조건에서 제조된 흑생강의 이화학적 특성 및 항산화 활성을 측정하였다. 흑생강의 수율은 모든 조건에서 60% 이상이었다. 흑생강의 명도와 황색도, 6-shogaol, 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 숙성 온도가 높고 시간이 길어질수록 증가되는 경향이었다. 특히 흑생강의 6-shogaol, 총 페놀 함량 및 항산화 활성은 90℃에서 45 hr 숙성 시 최대값을 보였다. 반응표면분석법에 의한 흑생강의 제조 시 예측된 최적 조건은 89.97℃ 및 21.60 시간이었으며, 실측값은 예측값의 92.7~101.6%의 범위였다.

In this study, fingerroot (Boesenbergia pandurata) and ginger (Zingiber officinale Roscoe) were extracted with water, 70% and 100% ethanol, respectively. The contents of polyphenols, flavonoids and ascorbic acid, antioxidant and antimicrobial activities of these extracts were measured. With respect to the polyphenol compound content, both fingerroot and ginger extract showed the highest in 70% ethanol extract, and the fingerroot extract showed a generally higher content than the ginger extract. The content of flavonoids, fingerroot and ginger extracts showed values of 1,247.14~1,259.93 μg%, and there was no big difference between extracts. The content of ascorbic acid was the highest in 100% ethanol extract in both fingerroot and ginger. Fingerroot extract was slightly higher than ginger extract in all extracts. The DPPH radical scavenging activity of fingerroot and ginger extracts showed the highest antioxidant activity in 100% ethanol extract, and fingerroot showed a slightly higher activity than ginger. The ABTS radical scavenging activity was high in 70% and 100% ethanol extracts of both fingerroot and ginger. In the activity between fingerroot and ginger extracts, ginger was higher in water extract and fingerroot was slightly higher in ethanol extract. Fingerroot and ginger extracts showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Bacillus cereus.

스트레스는 인체의 다양한 기관과 정신적 상태에 영향을 미치는 교감신경 항진을 야기시킨다. 본 연구의 목적은 만성 스트레스로 교감신경을 항진시킨 동물 모델에서 국내산 생강 에센셜오일이 스트레스 호르몬 및 뇌 조직 반응에 미치는 효과를 평가하였다. 평가 방법은 세포독성 평가 및 성분 분석을 수행하였으며, 혈청 바이오 마커와 뇌 조직의 병리학적 분석이 기초한 효과를 관찰하였다. 동물 실험에서 국산 생강 에센셜오일의 처리는 만성 스트레스로 교감신경을 항진시킨 동물 모델 제작 후 2주간 100 nl/㎖로 처리하였다. 그 결과, 국산 생강 에센셜오일은 100 nl/㎖ 농도 이하에서 독성이 없었으며, 6-진저롤 함량이 345 ppm으로 확인되었다. 국산 생강 에센셜오일의 처리는 대조군과 비교하여 혈청에서 부신피질호르몬, 코르티코스테론, 멜라토닌과 같은 스트레스 호르몬의 농도를 크게 줄였으며, 복측 피개부(VTA) 및 흑색질 치밀부(SNpc) 부분에서 TH-면역 반응이 때때로 중단되는 것을 효과적으로 보존하였다. 이와 같은 결과는 국산 생강 에센셜오일이 교감신경 항진을 개선했음을 나타내고 있다. 따라서 국산 생강은 교감신경 항진에 대한 아로마오일의 새로운 원료로 활용될 수 있다.

The objectives of this study were to characterize the physicochemical properties of ginger (Zingiber officinale Rosc.) and the optimum extract processing condition to increase the solubilization efficiency of 6-gingerol and polysaccharides disintegration. The physicochemical properties were investigated under high-pressure enzyme (HP) and enzyme (WB) treatment conditions such as reaction time (1, 2, 3 h), pressure (50, 70, 100 MPa) and sample types, and cell wall degradation enzyme (hemicellulase, cellulase, pectinase, glucosidase, etc.) The effect of high-pressure enzyme treatment depending on sample types was significantly highest in the freeze-dried ginger powder. The optimum condition for high-pressure enzyme treatment was with Pectinex Ultra SP-L (Pec) enzymes for 2 h at 50oC and 100 MPa. Water soluble indexes increased 4.6 and 3.8 times more compared to CON (15.35%) while total polyphenol contents increased by 1.8 and 1.7 times compared to CON (1.43%). The total contents of indicator components such as 6, 8, 10-gingerol and shogaol was 1.53%, increasing 2.7 times more compared to CON (0.57%) with a significant difference (p<0.001). The high-pressure and enzymatic approach described in this study would be beneficial to food industries for developing ginger functional product and materials.

식물기생성 선충인 뿌리혹선충과 뿌리썩이선충은 국내에서 생강을 포함한 수입 구근류에서 주로 검출되는 검역대상 해충이다. 그러나 이 러한 선충류가 검출된 수입 생강의 경우 적절한 소독처리기준이 마련되어 있지 않아 폐기 및 반송처리로 인한 경제적 손실이 발생하고 있다. 본 연구에서는 생강에 침입한 검역 대상 선충의 사멸을 위한 식물소독처리 기준 마련을 위해 뿌리혹선충과 뿌리썩이선충을 사멸할 수 있는 온탕침지 법에 관하여 조사하였다. 그 결과, 뿌리혹선충과 뿌리썩이선충은 각각 48°C와 49°C에서 30초간의 온탕침지 처리로 사멸되었다. 52.5°C로 설정 된 60 L의 항온수조에 침지된 생강의 열전도 조사에서 생강 중심부와 내부 5 mm 두께의 온도가 50°C까지 도달하기까지는 각각 10~32분과 6~16분이 소요되었으며 51°C에서 30분 동안 온탕침지한 생강은 정상적으로 생육하였다. 본 결과를 바탕으로 뿌리혹선충의 유충을 생강에 인공 접종 한 후 51°C에서 30분간 온탕침지 하였을 때 처리한 선충이 모두 사멸되었다. 따라서 이상의 온탕침지 처리 조건은 생강에 영향을 주지 않고 두 종의 선충을 사멸시킬 수 있는 식물소독법의 기초자료가 될 것이다.

생강은 오랫동안 음식과 약초로 사용되어 왔다. 생강의 주요 생리활성성분으로 gingerol과 shogaol 등이 있으며 이들은 항산화와 항염 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 생강과육에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 것에 반해 껍질에 대한 연구는 전무한 실정이다. 아임계수 추출은 압력을 조절하여 끓는점과 임계점 사이에서 물을 액체상태로 유지시켜 추출하는 방법으로 gingerol과 shogaol 같은 비극성 화합물을 유기용매를 사용하지 않고 추출하는데 효율적인 추출방법이다. 본 연구의 목적은 아임계수를 이용하여 생강껍질에서 생강의 주요 생리활성성분인 6-gingerol과 6-shogaol의 최대 수율을 나타내는 최적 추출 조건을 찾는 것이다. 추출은 다양한 추출 시간(5-20분) 및 온도(110-190°C)에서 Dionex Accelerated Solvent Extractor (ASE, Model 350)를 사용하여 수행하였다. 6-gingerol과 6-shogaol은 HPLC (high performance liquid chromatography)를 이용하여 분석하였으며 항산화능은 FRAP분석법에 의해 평가되었다. 6-gingerol 함량은 110°C에서 추출 시간에 따라 증가하였지만, 130°C와 150°C에서는 증가하다 시간이 길어질수록 감소했다. 이후 온도에서는 시간에 따라 함량이 감소하여 130°C에서 10분간 추출했을 때 6-gingerol이 가장 많이 함유된 추출물을 얻을 수 있었다. 6-shogaol은 110°C에서 검출되지 않았고 130°C 이상의 온도에서 검출되기 시작했다. 6-shogaol은 130°C부터 170°C까지 추출온도와 시간이 증가할수록 함량이 증가하는 경향을 보였다. 190°C에서는 15분까지 추출시간에 따라 증가하다 20분동안 추출 시 6-shogaol의 함량이 줄어 190°C에서 15분간 추출했을 시 가장 높은 수율을 보였고 이는 메탄올을 이용하여 60°C에서 2시간동안 추출한 추출물보다 높은 수율이었다. 이는 gingerol이 열에 의해 shogaol로 전환되는 성질이 있고 온도가 증가하며 6-shogaol의 추출이 이루어지다가 열에 많이 노출될 경우 6-shogaol이 다른 형태로 분해되기 때문으로 보인다. 항산화능 역시 6-shogaol의 함량과 유사한 경향을 보였으며 추출온도와 시간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 생강껍질을 190°C의 아임계수를 이용하여 15분간 추출할 경우 6-shogaol의 수율을 최대로 하여 항산화능이 높은 추출물을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 오직 물만을 이용한 아임계수 추출을 이용해 생강의 부산물로 버려지던 생강껍질의 활용가능성을 확인하였다.

원강(흙을 제거하지 않은 생강)은 수확 후 출하까지 주로 토굴저장을 하고 있으나, 원강의 부패율이 저장 후 5개월 내에 10~50%로 상당히 높고, 출하시기의 선택과 작업상의 번거로움 등의 현장애로사항을 나타내고 있다. 본 연구는 열풍건조에 의한 생강의 건조시간과 생강분말의 영양성분과 항산화력에 대한 생강편 두께의 영향을 조사하였다. 생강 원료는 2015년 11월경 경상북도 영주지역에서 수확하여 13~15°C와 98~100%RH 의 저장고에서 저장된 원강을 2016년 6월경에 구입하였다. 원강은 브러쉬를 이용하여 흐르는 물에서 흙을 제거하여 부패 및 목질화된 부분을 제거한 후 2, 5, 8 mm 두께의 생강편으로 성형하였다. 준비된 생강편들은 중량변화 연속측정용 건조모듈이 장착된 열풍건조기를 이용하여 55°C에서 건조하면서 건조시간을 결정하였다. 영양성분 및 항산화력 분석을 위해 55°C에서 결정된 건조시 간에 따라 건조한 후 100 mesh 선별체망이 장착된 콜로이드밀을 이용하여 분쇄하여 생강분말을 제조하였다. 열풍건조 의 대조군으로 동결건조법을 사용하였다. 제조된 생강분말들은 일반성분(수분, 조단백, 조지방, 조회분, 탄수화물), 지 표성분(6-gingerol 및 6-shogaol), 색도, 갈변도 및 항산화력을 분석하였다. 생강편의 두께가 작아질수록 건조속도는 빨 라졌으며, 건강의 수분함량을 6%로 할 때 2 mm 생강편은 5시간, 5 mm는 7시간, 8 mm는 11시간이 소요되었다. 생강 편 두께에 따라 일반성분은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 6-gingerol과 6-shorgaol에 있어 2 mm와 5 mm 시료들 사이에서는 큰 차이를 나타내지 않았으나 8 mm 시료에서 감소하였고, 열풍건조 시료들 모두 동결건조 시료보다 높은 함량을 나타내었다. 색도와 갈변도는 동결건조 시료와 유의적인 차이를 나타내었으나, 동결건조와 열풍건조 사이의 수치상의 큰 차이는 관찰되지 않았다. 항산화력은 열풍건조 시료가 동결건조의 것보다 높은 수준을 나타내었다. 따라 서 건조생강을 제조할 경우 동결건조보다는 열풍건조가 더 효과적인 방법인 것으로 생각된다.

특용 작물인 생강(Ginger, Zingiber officinale Rosc.)은 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 아열대 또는 열대 원산의 다년 생 초본 식물의 하나로서, 특유의 맛과 향기를 가지고 있으며, 생리 활성 성분으로는 항균작용, 항염작용, 혈청콜레스테 롤저하, 항산화작용을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 특히 생강의 매운맛 성분 중의 하나인 6-gingerol은 소염, 살균 효과 및 항산화 활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 대추(Ziziphus jujube Miller)는 갈매나무과(Rhamnace)에 속하는 낙엽 활엽교목의 열매로서 생리 활성 성분으로는 각종 sterols, alkaloids, saponins, vitamins, serotonin, organic acid, fatty acids, polyphenol, flavonoids 및 amino acids 등이 보고 되어있다. 천연의 단맛을 갖고 있는 대추는 우리나라에서도 생산량이 많아 수입에 의존하지 않고 다양한 식품소재로 사용되고 있다. 특용작물의 생리활성과 높은 기호도로 인해음료류에 많 이 사용되고 있는 생강과 대추의 기능성 성분을 분석하기 위해 시중에서 판매되고 있는 국내외산 생강과국내산 대추의 중간소재를 구입하여 80% 메탄올로 추출하였다. 추출물의 total phenolics contents (TP), total flavonoids contents (TF)를 측정하였으며, ABTS radical 소거능, DPPH radical 소거능으로 항산화능을 측정하였다. 그 결과, TP 함량(mg GAE/100g sample)은 국내, 국외 생강 중간소재의 경우 각각 1,133 ± 58, 1,520 ± 76으로 국외 소재가 더 높게 나타났다. 대추 중간소재 의 경우 건조분말 1,867 ± 87, 농축분말 372 ± 19로 측정되었다. TF (mg CE/100g sample)는 생강의 경우 국내산 227 ± 13, 외 국산 229 ± 14, 대추의 경우 건조분말 179 ± 11, 농축분말 33 ± 14로 측정되었다. 특용작물의 항산화능은 DPPH 라디칼 소 거능(mg VCE/100g sample)을 측정 시, 생강의 경우 국내산 1,500 ± 170, 외국산 2,067 ± 99, 대추의 경우 건조분말993 ± 64, 농축분말124 ± 9로 나타났다. ABTS 라디칼 소거능(mg VCE/100g sample)은 생강의 경우 국내산 3,322 ± 109, 외국산 1,248 ± 338, 대추의 경우 338 ± 4, 외국산 782 ± 11로 측정되었다. 통계분석(t-test)을 통해, 생강의 TF를 제외한 TP 및 항산화능 에서 국내외산 생강 및 대추 중간소재 간에 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다(p<0.05). 단호박과 귀리는 우리나라 에서 식품의 중간소재로 많이 활용되고 있지만 중간소재로서의 기능성 분석에 대한 연구는 아직 미미한 실정이다. 따라 서, 중간소재로 사용되고 있는 특용작물의 기능성 분석에 대한 기초 자료로 본 실험의 결과가 활용될 수 있을 것이다.