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문제 정의
- 유통되고 있는 쌀에 대한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구는 쌀의 식품 영양학적 기초자료를 제공하고자 육성품종 5종의 현미와 백미의 품종간 단백질과 아미노산의 함량을 분석하고, 단백질의 화학적 질적 가치를 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 모든 품종의 제 1 제한 아미노산은 lysine이었고, 제 2제한 아미노산은 threonine, 그리고 제 3제한 아미노산은 isoleucine이 었다. 식품의 영양소 조성에 있어서 아미노산 패턴의 질적 가치를 평가하기 위해 성인의 아미노산의 scoring pattern] 16)과 비교하였다 (Table 5). 대체로 현미가 백미보다 우수하였다.
- 분석용 쌀은 분쇄기(Super Mill 1500, Newport Scientific, Warriewood, Australia)로 분쇄 하여 60 메쉬 체에 걸러서 사용하였다. 실험은 모두 3번 반복을 하여 분석하였다.
- 쌀단백질의 질을 평가하기 위하여 각종 chemical score(화학가)를 구하였다(Table 4). 식품 단백질의 총 필수아미노산에 대 해 각 필수아미 노산 비 (A/E)를 계 란의 A/E와 비교하는 A/E chemical score(9)는 모든 품종에 있어서 현미가 백미보다 높았으며 , 제 1제한 아미노산은 모두 lysine이 었다.
- 2 Um membrane 필터로 여과하여 AccQ-Tag 방법 (14)으로 유도체화시킨 다음 아미 노산을 분석 하였다. 이 때 칼럼은 Nova-Pak C18(3.9×150 mm)을 사용하였으며 주입 량은 10 UL, 칼럼 온도는 37℃, 검줄기는 fluorescence(Ex. 250 nm, Em. 395 nm), 이동상은 0.14 M sodium acetate(A), 60% acetonitrile(B)를 gradient 법으로 분석하였다. 아미노산 분석조건은 Table 1과 같다.
대상 데이터
- 농촌진흥청 작물시험장에서 표준 경작법으로 재배한 광안벼 (KA, 수원 429호, 중생종), 대 안벼 (DA, 수원 396호, 중만생종), 대진벼(DJ, 수원 407호, 준조생종), 수라벼(SR, 수원 427 호, 중생종), 화성벼 (HS, 수원 330호, 중생종)를 제공받아 사용하였다. 벼는 Satake Grain Testing MilKSatake Engineering Co.
- , Tokyo, Japan)를 이용하여 왕겨를 제거하여 현미로 사용하였다. 현미를 Rice Whitening & Caking Machine(MCM-250, Satake Engineering Co. Ltd., Tokyo, Japan)을 이용하여 무게비로 8% 도정한 것을 10분도로 하여 백미로 사용하였다. 분석용 쌀은 분쇄기(Super Mill 1500, Newport Scientific, Warriewood, Australia)로 분쇄 하여 60 메쉬 체에 걸러서 사용하였다.
데이터처리
- SAS (Statistical Analysis System) 통계모델을 이용하여 분석 하였다. 품종간의 비교는 ANOVA로 분석 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 유의 수준 p<0.
- SAS (Statistical Analysis System) 통계모델을 이용하여 분석 하였다. 품종간의 비교는 ANOVA로 분석 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 유의 수준 p<0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- AOAC 방법(13)에 의하여 Kjeldahl법으로 정량하였다.
- Total amino acid의 영 양평 가 방법 으로 chemical score와 amino acid score를 조사하였다(9, 15T7).
- 25 g를 취 하여 ampule 에 넣고 6 N HC115 mL를 가한 다음 N?가스로 치환하여 신속하게 밀봉하였다. 이를 110℃ 오븐에서 24시간 가수분해시킨 뒤 방냉하여 탈이 온수로 50 mL 메스플라스크에 서 정 용 후 0.2 Um membrane 필터로 여과하여 AccQ-Tag 방법 (14)으로 유도체화시킨 다음 아미 노산을 분석 하였다. 이 때 칼럼은 Nova-Pak C18(3.
성능/효과
- Protein score와 Amino acid score는 광안벼를 제외한 네 품종이 백미에서보다 현미에서 단백질의 질이 더 우수하였고, 대안벼가 현미와 백미 모두에서 다른 품종에 비해 다소 낮은 경향을 보였다. 제 1제한 아미노산은 다른 chemical score와 동일한 lysine이었다.
- 계란 단백질의 필수 아미노산에 대한 시료의 필수 아미노산의 각각의 비율인 A/T비 chemical score는 광안벼 를 제외한 다른 품종에 있어서 현미가 높은 경향을 보였고, 제 1제한 아미노산은 lysine이었다. Kim 등의 연구(9)에 의한 A/T chemical score 53보다 낮았지 만, 제 1 제한 아미 노산은 lysine으로 본 결과와 동일하였다, 그러 나 FAOQ5)의 쌀 분석치의 A/T chemical score에서의 제 1제한 아미노산은 isoleu-cine이 었다.
- 단백질의 질 평가를 위해 계산된 chemical score의 분석 결과 대체로 현미에서는 화성벼, 백미에서는 광안벼가 가장 우수하였고, 현미와 백미 모두에서 대안벼가 다소 낮았다. 단백질의 질적 우수성의 차이는 chemical score의 분석 방법에 따라 대체적으로 유사한 경 향을 보였다.
- 식품의 영양소 조성에 있어서 아미노산 패턴의 질적 가치를 평가하기 위해 성인의 아미노산의 scoring pattern] 16)과 비교하였다 (Table 5). 대체로 현미가 백미보다 우수하였다. 현미와 백미 모두 품종별로 대진벼 가 scoring pattem과 비교한 아미 노산 조성 면에서 가장 우수하였다.
- 이는 다른 연구(17-19)의 methio nine 함량이 61 ~180 mg/g N인 결과와 비교해 볼 때, methionine은 품종에 따라 큰 차이를 보인다는 사실을 알 수 있었다. 모든 품종에서 현미와 백미의 아미노산 함량은 Glx> Asx>arginine>leucine>valine 순이었다. 현미와 백미의 아미노산 함량과 조성면에 있어서의 유사한 경향은 쌀겨의 낮은 단백질 함량(2~3%)으로 인해 현미와 백미 사이에 있어서 차이가나타나지 않기 때문이다(9).
- 단백질의 질적 우수성의 차이는 chemical score의 분석 방법에 따라 대체적으로 유사한 경 향을 보였다. 모든 품종의 제 1 제한 아미노산은 lysine이었고, 제 2제한 아미노산은 threonine, 그리고 제 3제한 아미노산은 isoleucine이 었다. 식품의 영양소 조성에 있어서 아미노산 패턴의 질적 가치를 평가하기 위해 성인의 아미노산의 scoring pattern] 16)과 비교하였다 (Table 5).
- 이는 최근에 국내산 쌀의 아미노산에 대한 Choe 등(19)의 연구 결과와 유사하였다. 모든품종(현미, 백미)에서 Glx(glutamate+glutamine)가 전체 아미노산의 약 20% 정도로 가장 높아 다른 연구보고(10, 20)와 일치하였으며 또한 methionine은 현미에서는 69.09~78.64 mg/g N, 백미 에서는 67.01 ~ 112.24 mg/g N으로 품종 간에 유의적 인 차이를 보였다. 이는 다른 연구(17-19)의 methio nine 함량이 61 ~180 mg/g N인 결과와 비교해 볼 때, methionine은 품종에 따라 큰 차이를 보인다는 사실을 알 수 있었다.
- 총 아미노산에 대한 총 필수아미노산의 비율은 현미와 백미 간의 차이는 크지 않았지만, 모든 품종에서 현미가 다소 높은 경향을 보여 인체가 합성할 수 없어 식품으로 보충해 주어야하는 필수아미노산 공급원으로서 현미가 더 우수하다는 것을 의미한다. 본 분석 치의 총 아미노산에 대한 총 필수 아미노산의 비율은 FAOQ5)의 32.3%보다 모두 높은 경 향을 보였다. 이는 최근에 국내산 쌀의 아미노산에 대한 Choe 등(19)의 연구 결과와 유사하였다.
- 본 연구에서 분석된 현미와 백미의 아미노산 함량을 이용한 아미노산의 화학적 질적 평가와 각 연령 별 아미노산 요구량에 대한 비율을 비교한 결과 모든 품종에서 lysine의 부족을 확연히 알 수 있었다. 따라서 쌀에서 제 1제한 아미노산으로 판정 된 lysine의 보충 효과를 위 해, 그리 고 각 연령 별 아미노산 요구량의 scoring pattern과 비교해 균형 있는 아미노산의 섭취를 하도록 쌀 섭취시 혼식 등을 이용한 아미노산의 보충 효과를 고려해야 할 것이다.
- 단백질 함량이 식미에 미치는 영향을 조사한 연구(18)에서 식미는 단백질함량에 역의 관계가 있다는 보고를 한 바 있다. 조단백질 함량은 현미와 백미 간의 큰 차이는 아니지만 현미 에 더 많이 함유되어 있음을 알 수 있었다. 이는 현미에서 백미로 도정 시 제거되는 미강과 배아에 단백질이 더 많이 존재한다는 것을 의 미한다.
- 함량으로 표시하였다(Table 3). 조단백질에 있어서 현미가 백미보다 더 많이 함유되어 있는 데도 불구하고, 모든 품종에서의 총아미노산 함량은 현미가 더 적은 결과를 보였다. 이는 본 실험 에서 분석되 지 않은 ammonia, cysteine 등의 아미노산이 도정 시에 제거되는 쌀겨와 배아 부분에 더 많이 함유되어 있기 때문이라고 생각된다.
- 총 아미노산에 대한 총 필수아미노산의 비율은 현미에서 화성벼가 38.29%, 대 진벼 가 37.89%, 광안벼 가 37.80%, 수라벼가 37.10%, 대안벼가 36.77%이었고, 백미에서 화성벼가 37.71%, 광안벼 가 37.55%, 대 진벼 가 37.18%, 수라벼 가 36.71 %, 대안벼가 35.81%이었다. 총 아미노산에 대한 총 필수아미노산의 비율은 현미와 백미 간의 차이는 크지 않았지만, 모든 품종에서 현미가 다소 높은 경향을 보여 인체가 합성할 수 없어 식품으로 보충해 주어야하는 필수아미노산 공급원으로서 현미가 더 우수하다는 것을 의미한다.
- 81%이었다. 총 아미노산에 대한 총 필수아미노산의 비율은 현미와 백미 간의 차이는 크지 않았지만, 모든 품종에서 현미가 다소 높은 경향을 보여 인체가 합성할 수 없어 식품으로 보충해 주어야하는 필수아미노산 공급원으로서 현미가 더 우수하다는 것을 의미한다. 본 분석 치의 총 아미노산에 대한 총 필수 아미노산의 비율은 FAOQ5)의 32.
- 품종별로 살펴보면, 현미에서는 Asx, glycine, arginine, alanine, proline, tyrosine, valine, isoleucine0] 유의적인 차이가 있었고, 백미에서는 serine, glycine, threonine, arginine, alanine, proline, valine, lysine, isoleucine, phenylalanine이 품종 간에 유의적 인 차이를 보였다. 특히 백미 에서는 serine, alanine, methionine 함량이 품종간에 큰 차이를 보였다.
- 대체로 현미가 백미보다 우수하였다. 현미와 백미 모두 품종별로 대진벼 가 scoring pattem과 비교한 아미 노산 조성 면에서 가장 우수하였다.
후속연구
- 확연히 알 수 있었다. 따라서 쌀에서 제 1제한 아미노산으로 판정 된 lysine의 보충 효과를 위 해, 그리 고 각 연령 별 아미노산 요구량의 scoring pattern과 비교해 균형 있는 아미노산의 섭취를 하도록 쌀 섭취시 혼식 등을 이용한 아미노산의 보충 효과를 고려해야 할 것이다.
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