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문제 정의
- 본 연구에서는 쌀의 영양적 우수성을 규명하고자 쌀의 품종과도 도정도에 따른 성분과 특성을 비교하고 도정도별 쌀과 미강에 함유된 총 폴리페놀과 phenolic acid의 함량을 분석하였다.
제안 방법
- 냉장 보관한 벼를 제현기(Satake rice machine Type THU, Satake Engineering Co, Tokyo, Japan)로 처리하여 왕겨를 분리하고 현미를 제조하였다. 이 현미를 도정기(Testing rice mill VP- 31T, Fujihara Factory, Tokyo, Japan)로 도정하여 미강 및 백미시료를 제조하였다.
- 이 현미를 도정기(Testing rice mill VP- 31T, Fujihara Factory, Tokyo, Japan)로 도정하여 미강 및 백미시료를 제조하였다. 도정도별 시료는 수율을 기준으로 현미(100%), 7분 도미(94.4%), 10분 도미(92.0%), 12분 도미(90.4%)를 각각 제조하였으며, 각 도정 과정 중 생산된 미강을 도정도별 미강 시료로 사용하였다.
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색도 측정
도정도별 시료와 미강의 색도는 색차계 (CR-200 Chroma meter, Minolta Inc., Japan)를 이용하여 측정하였다.
- 본 연구에서는 오대, 남평, 추청, 일미 4품종으로부터 각각 현미와 7분도, 10분도 및 12분도의 백미와 미강을 제조하고 품종과 도정도에 따른 특성을 비교하였으며 총 폴리페놀과 페놀 산의 함량을 분석하였다. 현미의 성분 중 지방과 회분 함량이 도정도가 증가할수록 크게 감소하였으며 단백질 함량은 변화가 크지 않았다.
- Brabender Visco/Amylograph(Brabender OHG, Germany) 를이용하여 Sowbhagya와 Bhattacharya(30)의 방법에 따라 도정도별 쌀가루의 호화특성을 측정하였다. 온도 프로그램은 초기온도 35℃ 에서 1.5℃/min의 속도로 95℃까지 상승시켜 15분간 유지시킨 다음 다시 동일한 속도로 50℃까지 냉각하고 30분간 유지하도록 조정하였으며 160 메시 크기로 분쇄한 시료를 8%의 농도(건물기준)로 현탁시켜 측정하였다.
- 이 추출물을 13, 000rpm에서 15분간 원심분리 한 후 상등액을 취하였고 아세트산 200 µL를 넣어 pH 3으로 산성화시켰다. 이 시료를 동량의 에틸에세테이트로 5번 반복 추출한 다음 추출물들을 모아 감압농축기로 건고시키고 50%메탄올 0.5 mL에 녹여 ferulic acid 등 hydrocinnamic acids를 분석하였다(28). 정량 분석은 JASCO(Japan)사의 HPLC system을 이용하였으며 column은 Wters사의 µ-Bondapack(3.
- 냉장 보관한 벼를 제현기(Satake rice machine Type THU, Satake Engineering Co, Tokyo, Japan)로 처리하여 왕겨를 분리하고 현미를 제조하였다. 이 현미를 도정기(Testing rice mill VP- 31T, Fujihara Factory, Tokyo, Japan)로 도정하여 미강 및 백미시료를 제조하였다. 도정도별 시료는 수율을 기준으로 현미(100%), 7분 도미(94.
대상 데이터
- 시료로 사용한 벼는 2001년산으로 오대 품종을 철원농협에서, 남평 품종은 호남 작물시험장으로부터 제공받았으며 일미 품종은 곡성농협에서, 추청 품종은 비봉농협에서 구입하여 시료로 사용하였다.
- 9×300mm)을 사용하였다. 이동상은 0.05% phosphoric acid(A)와 methanol(B)을 이용하였으며 B용매를 2%부터 50%까지 증가시켰다. 유속은 0.
이론/모형
- Brabender Visco/Amylograph(Brabender OHG, Germany) 를이용하여 Sowbhagya와 Bhattacharya(30)의 방법에 따라 도정도별 쌀가루의 호화특성을 측정하였다. 온도 프로그램은 초기온도 35℃ 에서 1.
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페놀산 분석
분쇄한 도정도별 시료에 1M NaOH를 첨가하여 Bartolomei Gomez-Cordoves(22)의 방법에 따라 질소 하에 20℃에서 16시간 처리하였다. 이 추출물을 13, 000rpm에서 15분간 원심분리 한 후 상등액을 취하였고 아세트산 200 µL를 넣어 pH 3으로 산성화시켰다.
- 일반성분은 AOAC법(29)에 따라 다음과 같이 분석하였다. 수분함량은 air-oven법(AACC 44-15A)으로, 단백질 함량은 Kjeltec auto 1030 analyzer(Tecator Co., Sweden)를 이용하여 micro- Kjeldahl법(AACC 46-13)으로, 회분은 건식회화법(AACC 08-01)으로 분석하였다.
- 시료 5 g을 취해 70% 메탄올 50mL로 환류 추출한 후 Folin- Ci℃alteau법에 따라 총 폴리페놀 함량을 정량하였다(31). 추출 물을 희석한 검액에 Folin 시약 5mL을 첨가하고 3분 후에 10% Na2CO3 5mL을 가하여 혼합하여 발색시켰다.
- 일반성분은 AOAC법(29)에 따라 다음과 같이 분석하였다. 수분함량은 air-oven법(AACC 44-15A)으로, 단백질 함량은 Kjeltec auto 1030 analyzer(Tecator Co.
성능/효과
- 쌀의 색도는 Table 1에서와 같이 도정도가 증가함에 따라 백색도(L)가 증가하고 적색도(a)와 황색도(b)가 감소하는 일반적인 경향을 나타내었으며 도정도에 따른 차이보다는 품종에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 추청과 일미의 백색도가 오대와 남평에 비하여 높았다.
- 6mg catechin eq/100g이었다. Phenolic acid는 ferulic acid, p-coumaric acid가 주요 성분이었으며 현미의 총 phenolic acid 함량은 65.9-27.9 mg%였으나 도정도가 증가할수록 감소되고 ferulic acid 조성비가 증가하는 것으로 나타났다. 품종 중에서는 추청과 일미에서 도정으로 인한phenolic acid 함량 감소가 컸다.
- Perdon 등(35)은 도정도가 증가할수록 피크점도가 증가하였으며 증가율은 장립 종보다 중립종에서 컸다고 보고하였다. 냉각점도(C)와 50℃에서 30분간 유지시킨 최종점도(E)는 추청과 일미 품종에서만 도정도가 증가할수록 증가되는 경향을 보였다. 냉각점도와 최종 점도는 도정도가 증가하면 증가한다고 보고되었으나(34, 36) 피크점도와 달리 최종점도는 도정율에 따른 관련성을 보이지 않는다고 보고되기도(35) 하였다.
- 0 인 것으로 나타나 10℃ 이상의 차이가 있었다. 도정도가 증가 할수록 쌀가루의 호화개시온도는 일미 품종을 제외하고 모두5-6℃가 낮아지는 것으로 나타났다. Champagne 등(33)도 곡립외층이 제거될수록 호화개시 온도가 유의적으로 감소한다고 보고하였다.
- 미강의 지방과 회분 함량은 품종에 따른 차이가 매우 큰 것으로 나타났으며 도정도에 따른 차이는 적었다. 도정도가 증가할수록 쌀가루의 호화개시 온도가 낮아지고 피크 점도(P)와 95℃ 15분간 유지 후 점도(H)가 증가하였으나 반면 냉각점도, 최종점도, setback 등은 도정도에 따라 일정한 경향을 보이기보다는 품종에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다.
- 6 mg catechin eq/100 g로서 다량의 폴리페놀이 함유되어 있는 것으로 나타났다. 도정도가 증가함에 따라 백미 중에 함유된 폴리페놀 함량은 유의적으로 감소되었으며 12분도미의 경우 현미에 함유된 폴리페놀의 절반 이하 수준인 것으로 나타났다. 미강분획의 폴리페놀 함량은 도정도에 따른 변화가 거의 없었으나 도정에 따른 백미 중의 함량 변화가 컸던 추청품종의 경우 12분도정시 분리된 미강에서 폴리페놀의 함량이 높았다.
- 도정도를 달리하여 현미, 백미 및 미강의 페놀산 함량을 분석한 결과 Fig. 2의 chromatogram과 같았으며, phenolic acid는 Table 4, 5와 같이 ferulic acid가 가장 많아 50% 이상을 차지하 였고 p-coumaric acid, benzoic acid, sinapinic acid 순으로 함유 되어 있었다. Benzoic acid는 미깅시료에서만 sinapinic acid와 M-hydroxybenzoic acid는 미강, 현미 및 일부 백미 시료에서만 검출되었다.
- 4 mg catechin eq/100 g 순으로 나타났다. 도정한 백미 중의 종 폴리페놀 함량은 30.3-71.9mg catechin eq/100g 범위였으며, 미강에는 310.0-541.6 mg catechin eq/100 g로서 다량의 폴리페놀이 함유되어 있는 것으로 나타났다. 도정도가 증가함에 따라 백미 중에 함유된 폴리페놀 함량은 유의적으로 감소되었으며 12분도미의 경우 현미에 함유된 폴리페놀의 절반 이하 수준인 것으로 나타났다.
- 9 mg%를 나타내었다. 또한 12분도미로 도정율이 증가되면 phenolic acid 조성 중 ferulic acid 차지비율이 증가하는 것 으로 나타났다. 품종 중에서는 추청과 일미에서 도정으로 인한 phenolic acid 함량 감소가 컸다
- 미강의 색도는 백미 및 현미의 색도에 비하여 백색도가 낮고 적색도와 황색도는 높았다. 또한 품종에 따라 색도차이가 나타나 추청미강이 백색도가 가장 낮았고 황색도가 높았으며 적색도는 일미미강이 높았다. 도정도에 따라 분리된 미강의 백색도(L)는 추청품종을 제외하고 변화가 적었으며 일반적으로 적색도(a)와 황색도(b)가 일부 감소되는 경향을 나타내었다.
- 도정도별로 분리한 미강분획의 성분과 색도는 Table 2와 같다. 미강과 백미의 성분을 비교해 보면 특히 지방과 회분의 함량이 높아 각각 15.82-20.80%, 6.92-10.34% 함유되어 있는 것으로 나타났다. 미강의 지방과 회분 함량은 품종에 따른 차이도 매우 큰 것으로 나타났으며 현미의 경우 도정도가 증가할수록 지방과 회분 함량이 크게 감소하였으나 미강의 경우도 정도에 따른 차이는 적어서 미강층의 내외부에 따른 함량 차이는 없는 것으로 나타났다.
- 미강의 색도는 백미 및 현미의 색도에 비하여 백색도가 낮고 적색도와 황색도는 높았다. 또한 품종에 따라 색도차이가 나타나 추청미강이 백색도가 가장 낮았고 황색도가 높았으며 적색도는 일미미강이 높았다.
- 현미의 성분 중 지방과 회분 함량이 도정도가 증가할수록 크게 감소하였으며 단백질 함량은 변화가 크지 않았다. 미강의 지방과 회분 함량은 품종에 따른 차이가 매우 큰 것으로 나타났으며 도정도에 따른 차이는 적었다. 도정도가 증가할수록 쌀가루의 호화개시 온도가 낮아지고 피크 점도(P)와 95℃ 15분간 유지 후 점도(H)가 증가하였으나 반면 냉각점도, 최종점도, setback 등은 도정도에 따라 일정한 경향을 보이기보다는 품종에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다.
- 34% 함유되어 있는 것으로 나타났다. 미강의 지방과 회분 함량은 품종에 따른 차이도 매우 큰 것으로 나타났으며 현미의 경우 도정도가 증가할수록 지방과 회분 함량이 크게 감소하였으나 미강의 경우도 정도에 따른 차이는 적어서 미강층의 내외부에 따른 함량 차이는 없는 것으로 나타났다. 한편 미강의 단백질은 9.
- 냉각점도와 최종 점도는 도정도가 증가하면 증가한다고 보고되었으나(34, 36) 피크점도와 달리 최종점도는 도정율에 따른 관련성을 보이지 않는다고 보고되기도(35) 하였다. 본 실험에 사용한 시료의 경우냉각점도, 최종점도, breakdown(P-H), consistency(C-H), setback(C-P)은 도정도에 따라 일정한 경향을 보이기보다는 품종에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 오대품종은 현미상태의 점도가 특징적으로 높았고 도정도가 증가함에 따라 피크점도와 breakdown은 증가하였으나 다른 점도지수는 모두 감소하였다.
- 쌀과 미강의 주요 페놀산으로 나타난 ferulic acid는 항산화 효과와 항돌연변이 활성, 당뇨 유도쥐의 혈중 지질 개선효과 등 여러 생리활성이 보고됨에 따라 주목을 받고 있다. 쌀에는 이들 phenolic acid 및 종 폴리페놀이 상당량 함유되어 있으며 그 대부분은 pericarp과 aleurone layer을 포함한 미강층에 분포하고 페놀산은 주로 식물세포벽의 arabinoxylan에 ester 결합으로 존재하거나 lignan에 ester 혹은 ether 결합한 상태로 존재하므로 이들 성분의 효율적인 이용을 위한 쌀의 섭취방안이 필요한 것으로 나타났다.
- 4 mg% 범위로 나타났고 현미와 백미와는 달리 sinapinic acid, benzoic acid, M-hydroxybenzoic acid의 함량도 높았다. 오대 7분도 미강의 페놀산 함량이 가장 높았으며 미강분획의 페놀산 함량은 도정도 증가함에 따른 일관적인 변화는 찾아볼 수 없었다. 추청 7분도 미강은 페놀산 함량이 가장 낮았는데 이는 추청현미 중의 페놀산 함량이 가장 낮고 7분도로 도정시 다른 품종에 비해 함량감소가 적었던 Table 4의 결과와 관련이 있는 것으로 사료되었다.
- 본 실험에 사용한 시료의 경우냉각점도, 최종점도, breakdown(P-H), consistency(C-H), setback(C-P)은 도정도에 따라 일정한 경향을 보이기보다는 품종에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 오대품종은 현미상태의 점도가 특징적으로 높았고 도정도가 증가함에 따라 피크점도와 breakdown은 증가하였으나 다른 점도지수는 모두 감소하였다. 남평품종은 호화개시가 느리게 시작되었고 도정에 따른 냉각 점도(C)와 최종점도(E)의 변화가 적은 특징이 있었다.
- 미강분획의 폴리페놀 함량은 도정도에 따른 변화가 거의 없었으나 도정에 따른 백미 중의 함량 변화가 컸던 추청품종의 경우 12분도정시 분리된 미강에서 폴리페놀의 함량이 높았다. 일미 품종은 백미 중의 폴리페놀 함량이 다른 품종에 비하여 가장 높았으나 반면 미강 중의 폴리페놀 함량은 가장 낮았다.
- 남평품종은 호화개시가 느리게 시작되었고 도정에 따른 냉각 점도(C)와 최종점도(E)의 변화가 적은 특징이 있었다. 추청과 일미 품종은 도정도가 증가할수록 전분분획이 증가하여 생기는 일반적인 쌀가루의 호화양상을 보였고 일미품종이 노화를 반영하는 점도지수가 더 높았다.
- 또한 12분도미로 도정율이 증가되면 phenolic acid 조성 중 ferulic acid 차지비율이 증가하는 것 으로 나타났다. 품종 중에서는 추청과 일미에서 도정으로 인한 phenolic acid 함량 감소가 컸다
- 9 mg%였으나 도정도가 증가할수록 감소되고 ferulic acid 조성비가 증가하는 것으로 나타났다. 품종 중에서는 추청과 일미에서 도정으로 인한phenolic acid 함량 감소가 컸다. 미강의 경우 ferulic acid는 157.
- 피크점도(P)와 95℃ 15분간 유지 후 점도(H)는 Table 3과 같이 도정도가 높을수록 비례적으로 증가하였으며, 오대 품종의피크점도가 특히 높았다. Yoon and Kim(34)도 오대쌀의 피크점도가 다른 두 품종의 쌀에 비해 높으며 도정도가 증가할수록 피크점도가 유의하게 증가함을 보고하였다.
- 미강의 지방과 회분 함량은 품종에 따른 차이도 매우 큰 것으로 나타났으며 현미의 경우 도정도가 증가할수록 지방과 회분 함량이 크게 감소하였으나 미강의 경우도 정도에 따른 차이는 적어서 미강층의 내외부에 따른 함량 차이는 없는 것으로 나타났다. 한편 미강의 단백질은 9.88-13.40%범위였으며 추청 미강의 단백질 함량이 매우 높았고 도정도별 미강 시료에서 유의적인 함량 감소는 관찰되지 않았다.
- Champagne 등(33)도 곡립외층이 제거될수록 호화개시 온도가 유의적으로 감소한다고 보고하였다. 한편 일미 쌀은 다른 품종과 달리 호화온도가 매우 낮을 뿐만 아니라 도정에 의한 호화온도 감소효과가 거의 없는 것으로 나타났는데 이는 Table 1에서 단백질 함량이 낮고 도정도별 단백질 함량이 차이가 없는 것과 상관이 있는 것으로 사료되었다.
- 현미에 함유된 총 폴리페놀의 함량은 93.9-88.8 mg catechin eq/ 100g이고 도정한 백미 중에는 30.3-71.9mg catechin eq/100g 범위였으며, 미깅에는 310.0-541.6mg catechin eq/100g이었다. Phenolic acid는 ferulic acid, p-coumaric acid가 주요 성분이었으며 현미의 총 phenolic acid 함량은 65.
- 현미에 함유된 총 폴리페놀의 함량은 Fig. 1과 같이 일미가93.9 mg catechin eq/100g으로 가장 높고 주청 89.5, 남평 88.8, 오대 78.4 mg catechin eq/100 g 순으로 나타났다. 도정한 백미 중의 종 폴리페놀 함량은 30.
- 본 연구에서는 오대, 남평, 추청, 일미 4품종으로부터 각각 현미와 7분도, 10분도 및 12분도의 백미와 미강을 제조하고 품종과 도정도에 따른 특성을 비교하였으며 총 폴리페놀과 페놀 산의 함량을 분석하였다. 현미의 성분 중 지방과 회분 함량이 도정도가 증가할수록 크게 감소하였으며 단백질 함량은 변화가 크지 않았다. 미강의 지방과 회분 함량은 품종에 따른 차이가 매우 큰 것으로 나타났으며 도정도에 따른 차이는 적었다.
- 현미의 종 phenolic acid 함량은 Table 4와 같이 오대 현미가 65.9 mg%로서 가장 높고 남평, 일미, 추청의 순이었다. 도정도가 증가할수록 백미 중의 총 phenolic acid 함량은 감소되어 7분도미는 15.
- 27%로서 남평과 추청이 높았으며 도정도에 따라서는 1% 이내의 수분함량 차이를 나타내었다. 현미의 지방 함량은 2.13- 2.52%로 품종에 따른 차이는 적으나 도정도가 증가할수록 크게 감소하여 미강부분에 지방이 다량 존재함이 확인되었다. 현미의 단백질 함량은 남평이 7.
- 66%로 낮았으며 도정도에 따른 변화는 크지 않았다. 회분 함량은 도정도가 증가할수록 가장 크게 감소되어 현미의 경우 1.22 1.52% 범위였으나 12분도 정미의 경우 0.45-0.99%도 나타났다. 이 양상은 Kim 등(32)의 보고와 유사하게 나타났다.
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