본 연구는 코끼리마늘(Allium ampeloprasum L.)의 기능성과 식품 소재로써 활용 가능성을 검토하고자 수행되었다. 코끼리마늘의 기능성 성분을 활성화시키기 위해 10일 간격으로 40일 동안 숙성시킨 코끼리마늘의 품질특성, 생리활성, 향미성분 등을 분석하여 최적화된 숙성기간을 산출하였다. 또한 추출용매를 달리하여 분획 후 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량 등의 생리활성을 측정하였다. 숙성 코끼리마늘의 가공식품으로 활용 가능성을 알아보기 위해 첨가량을 달리한 소시지를 제조하여 가공적성과 저장 기간에 따른 품질 변화를 검토하였다. 숙성기간에 따른 코끼리마늘 분말의 일반성분 분석 결과, 조단백질 함량은 숙성기간이 경과할수록 낮아졌고, 조지방 함량은 숙성 전보다 숙성 10일에 낮아졌다가 숙성기간이 증가함에 따라 증가한 것으로 나타났다. 조회분 함량은 숙성기간이 경과할수록 증가하는 것으로 나타났는데, 숙성 30일의 코끼리마늘이 3.14%로 가장 높았다. 탄수화물 함량은 숙성기간이 경과함에 따라 감소하는 것으로 나타났는데, 숙성 20일의 탄수화물 함량이 69.58%로 가장 낮았다. 무기질 분석 결과에서 K, Mg, SO₄, PO₄의 함량은 숙성기간에 따라 증가하는 경향을 보였으나 Na과 Ca의 함량은 숙성 30일이 9.82 mg/100 g과 21.17 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 보였다. GC/MS를 이용해 평가된 숙성기간에 따른 대사체 분석결과, 아미노산 대사체 중 serine과 asparagine, glutamic acid는 숙성기간의 경과에 따라 감소하였다. 그러나 leucine과 isoleucine, threonine, glycine, aspartic acid, pyroglutamic acid는 숙성기간에 따라 증가하다 30일 이후 감소하였다. 유기산 대사체 분석 결과에서는 malic acid의 함량은 모든 시료에서 가장 높았고, 숙성 후 증가하였다. Lactic acid, glycolic acid, β-lactic acid, succinic acid, glyceric acid, 2-deoxytetronic acid, L-threonic acid 등의 유기산은 숙성 전 코끼리마늘에서 검출되지 않았으나 숙성기간이 경과할수록 증가하는 경향을 보였다. 당 대사체인 fructose의 함량은 모든 시료에서 가장 높았고, 숙성 후 증가하였다. 2-Deoxy-D-erythro-pentofuranose와 xylose는 숙성기간이 경과함에 따라 증가한 반면, sucrose는 숙성기간에따라 감소하였다. 또한 당 대사체들인 D-erythro-pentofuranose, ribitol, fructopyranose, fructose, sorbose, glucose, β-D-glucopyranose, ribofuranose, fructofuranose, 3-α-mannobiose 등은 숙성기간에 따라 증가하다가 30일 이후 감소하였다. 숙성기간에 따른 코끼리마늘의 대사체 차이를 PLS-DA로 확인한 결과, 숙성 20일, 30일, 40일 마늘은 유사한 대사체 프로파일을 갖고 있는 것으로 판단된다. 숙성기간에 따른 코끼리마늘의 품질특성에서 숙성기간이 경과함에 따라 maillard 반응에 의해 갈변도와 환원당은 증가하였으나, pH는 감소하였다. 색도 측정 결과에서는 숙성기간이 경과함에 따라 L값과 b값은 감소하였고, a값은 증가 후 숙성 20일부터 감소하였다. 코끼리마늘의 조직감 측정 결과, 경도, 씹힘성, 검성, 탄성 등은 숙성 전 코끼리마늘이 가장 높았고, 숙성기간이 경과함에 따라 점차 감소하다 30일부터 다시 증가하였다. 부착성은 숙성기간의 경과에 따라 증가하다 30일부터 감소하는 경향을 보였으나 응집성은 숙성기간의 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 전자현미경 분석 결과, 코끼리마늘의 숙성기간이 경과할수록 세포조직과 세포벽의 붕괴가 진행되어 숙성 40일에는 세포조직과 세포벽의 경계가 붕괴되어 조직이 치밀해졌다. 숙성기간에 따른 코끼리마늘의 생리활성을 측정한 결과, 숙성 30일이 가장 높았고 40일에 감소하였다. SPME-GC/ MS를 이용한 휘발성 향미성분 분석 결과에서 코끼리마늘의 주 향미성분은 diallyl disulfide로 숙성 후 대부분의 유기 황 화합물들의 함량이 낮아져 매운맛 향미의 감소가 예상되며, 생리활성을 지닌 5-hydroxymethylfurfural과 furfural은 20일 이후 숙성된 숙성 코끼리마늘의 주요 휘발성 향미성분으로 확인되어 숙성 후 생리활성의 증가에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다. Electronic nose 분석 결과에서 이취를 내는 황화합물인 methanethiol은 코끼리마늘에서 가장 높았으나 숙성 후 낮아졌다. 또한 diallyl disulfide는 마늘과 동일하게 코끼리마늘의 주성분으로 확인되었는데, 숙성 10일 이후 크게 감소하는 것으로 나타났다. Maillard 반응에 의해 형성되는 것으로 알려진 알데히드류인 3-methylbutanal은 숙성 전 코끼리마늘에서 검출되지 않았으나 숙성기간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였다. PCA 결과에서는 숙성 20일과 30일의 향미성분이 유사함을 확인하였다. Electronic tongue 분석 결과에서 숙성기간이 경과할수록 코끼리마늘의 감칠맛과 신맛이 증가하는 반면에 쓴맛은 감소하는 것을 확인하였다. 숙성 30일과 40일 코끼리마늘의 신맛, 짠맛, 감칠맛, 쓴맛의 차이는 taste score가 0.2~0.4로 맛의 유사도가 높았고, PCA 결과에서도 매우 유사한 맛 프로파일을 보였다. 따라서 숙성기간에 따른 생리활성 및 향미성분 분석 결과에서 생리활성을 극대화하기 위한 최적의 숙성기간은 30일임을 확인하였고, 코끼리마늘을 30일 이상으로 숙성하는 것은 맛과 향에 관해 유의미한 결과를 보이지 않는 것으로 판단되었다. 이에 따라 30일 코끼리마늘 분말의 분획물에 대한 생리활성을 평가한 결과, ethyl acetate 분획물에서 가장 높은 활성을 가진 것을 확인하였다. 코끼리마늘을 가공식품으로 개발하고자 최적 숙성기간인 30일 코끼리 흑마늘분말을 0%, 2%, 4%, 6%, 8 %로 첨가량을 달리하여 소시지를 제조하였고, 저장 기간 동안 항산화 활성 및 품질 변화를 측정하였다. 코끼리 흑마늘 소시지의 항산화 활성은 첨가량이 증가할수록 높아졌고, 모든 시료들은 저장 3~7일까지 높아지다 저장기간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타냈다. 코끼리 흑마늘 소시지의 품질특성에서 코끼리마늘의 첨가량과 저장 기간이 길어질수록 소시지의 수분과 pH, 가열감량은 감소하였다. 지방산패도, 휘발성 염기질소는 숙성 코끼리마늘의 첨가량이 증가할수록 감소한 반면에 저장기간이 경과함에 따라 증가했다. 조직감에서는 코끼리 흑마늘 분말의 첨가량이 증가할수록 경도, 부착성, 탄력성, 씹힘성, 검성 응집성, 탄성이 낮아지는 경향을 보였다. 소시지의 경도는 저장 7일까지는 증가하다 14일에 감소하는 경향을 보였고, 부착성, 탄력성, 씹힘성, 검성 응집성, 탄성은 저장 초기에는 감소하는 경향을 보이다 저장 7~14일에 증가하였고, 저장 후기에 다시 감소하는 경향을 보였다. 색도에서 L값은 숙성 코끼리마늘의 첨가량과 저장 기간이 증가할수록 감소하였다. a값은 코끼리 흑마늘 분말의 첨가량이 증가할수록 낮아졌다. b값은 코끼리 흑마늘 2% 첨가군이 가장 높은 값을 보였고, 코끼리 흑마늘 분말의 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였다. 저장 기간에 따라서는 저장 3일까지 b값이 증가하다 7일부터 감소하였다. 총균수는 숙성 코끼리마늘의 첨가량이 증가할수록 감소하였고 저장 기간이 경과할수록 증가하였다. 관능평가 결과에서 코끼리 흑마늘 4% 첨가 소시지가 외관, 맛, 전반적인 기호도에서 가장 높은 기호도를 보였다.
이상의 연구 결과를 통해 코끼리마늘을 30일 숙성하는 것이 기능성이나 관능적인 면에서 최적의 숙성기간임을 확인하였고, 식품으로 활용 가능성을 높이고자 30일 숙성 코끼리마늘을 소시지로 제조하여 4% 첨가하는 것이 소시지의 기호도를 높이면서 품질 수준과 항산화 활성을 높일 수 있는 최적의 첨가량인 것을 확인하였다. 이로써 코끼리 흑마늘은 육가공 제품의 식품 첨가물로서의 이용 가능성이 있으며, 향후 다양한 식품 제조에 활용할 수 있는 고부가가치 기능성 소재로 판단된다.