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문제 정의
- 본 연구는 쌀의 소비감소와 국내의 쌀 산업 전망을 개선 하고자 쌀의 부가가치를 높이기 위하여, 여러가지 기능성(5)이 있는 대나무 추출액을 쌀에 코팅하는 조건과 코팅쌀 의 취반특성, 기능성, 포장방법 등을 검토하였다.
가설 설정
- 2) Means with same letters in each column are not significantly different(P<0.05).
제안 방법
- 대나무 추출은 직접가열, 간접가열, 열수추출, 알코올추출 방법을 사용하였다. 직접 가열은 대나무를 약 25 cm 되게 잘라 양절단 부위에 비이커를 받쳐놓고 bunsen bumer로 대 나무를 직접 가열하여 양끝으로 흘러나오는 액을 채취하였 고, 간접가열은 대나무를 잘게 잘라 밀폐 용기에 넣고 100 ℃ <hy oven에서 3시간 가열하여 흘러나온 액을 채취하였고, 열수 추출은 대나무를 잘게 잘라 삼각플라스크에 넣고 대나무 중량의 10%의 증류수를 가하여 알루미늄 호일로 뚜껑을 하고 121℃ 고압 살균기에서 1시간 추출하였으며, 알코올 추출은 대나무를 잘게 잘라 삼각플라스크에 넣고 80% alcohol을 대나무에 대하여 25% 가하여 알루미늄 호일로 뚜껑을 하고 80℃ water bath에서 3시간 추출하였다.
- 대나무 추출은 직접가열, 간접가열, 열수추출, 알코올추출 방법을 사용하였다. 직접 가열은 대나무를 약 25 cm 되게 잘라 양절단 부위에 비이커를 받쳐놓고 bunsen bumer로 대 나무를 직접 가열하여 양끝으로 흘러나오는 액을 채취하였 고, 간접가열은 대나무를 잘게 잘라 밀폐 용기에 넣고 100 ℃ <hy oven에서 3시간 가열하여 흘러나온 액을 채취하였고, 열수 추출은 대나무를 잘게 잘라 삼각플라스크에 넣고 대나무 중량의 10%의 증류수를 가하여 알루미늄 호일로 뚜껑을 하고 121℃ 고압 살균기에서 1시간 추출하였으며, 알코올 추출은 대나무를 잘게 잘라 삼각플라스크에 넣고 80% alcohol을 대나무에 대하여 25% 가하여 알루미늄 호일로 뚜껑을 하고 80℃ water bath에서 3시간 추출하였다.
- 대나무 추출액을 쌀에 코팅하기 위하여 통돌이형 교반기에 청결미를 투입하고 60 rpm으로 회전시키면서 대나무 추출액을 고루 분사하였다. 동시에 열풍기를 이용하여 추출액의 수분을 알코올과 함께 증발시켜 건조된 코팅쌀을 제조하였다.
- 대나무 추출액을 쌀에 코팅하기 위하여 통돌이형 교반기에 청결미를 투입하고 60 rpm으로 회전시키면서 대나무 추출액을 고루 분사하였다. 동시에 열풍기를 이용하여 추출액의 수분을 알코올과 함께 증발시켜 건조된 코팅쌀을 제조하였다. 코팅량 실험은 청결미 중량에 대하여 대나무 추출액을 5, 10, 15%(v/w)되게 처리하였다.
- 동시에 열풍기를 이용하여 추출액의 수분을 알코올과 함께 증발시켜 건조된 코팅쌀을 제조하였다. 코팅량 실험은 청결미 중량에 대하여 대나무 추출액을 5, 10, 15%(v/w)되게 처리하였다.
- 대나무 추출액 코팅 쌀의 취반특성은 코팅 쌀과 청결미를 100 mL 비이커에 25 g 씩 넣고 증류수를 38 mL를 가하여 전기밥솥에서 취반하고 5분간 뜸을 들이고 비이커를 꺼내 상온에서 10분간 방치한 후 무게와 부피를 즉정하여 흡수율 과 팽창률를 구하였고 취반미의 물성은 Texture analyzer (TA-XT2i Stable Micro Systems, UK)를 이용하여 지름 25 mm probe를 시료 중심부로부터 50%의 조건으로 측정하였다. 식미지수(9)는 코팅 쌀을 33 g 평량하여 토요식미계 (MA-90B, Toyo, Japan)로 분석하였고 알카리 붕괴도(10)는 쌀 6립을 1.
- 대나무 추출액 코팅 쌀의 취반특성은 코팅 쌀과 청결미를 100 mL 비이커에 25 g 씩 넣고 증류수를 38 mL를 가하여 전기밥솥에서 취반하고 5분간 뜸을 들이고 비이커를 꺼내 상온에서 10분간 방치한 후 무게와 부피를 즉정하여 흡수율 과 팽창률를 구하였고 취반미의 물성은 Texture analyzer (TA-XT2i Stable Micro Systems, UK)를 이용하여 지름 25 mm probe를 시료 중심부로부터 50%의 조건으로 측정하였다. 식미지수(9)는 코팅 쌀을 33 g 평량하여 토요식미계 (MA-90B, Toyo, Japan)로 분석하였고 알카리 붕괴도(10)는 쌀 6립을 1.4% KOH 용액 10 mL에 침지하여 30℃에서 23시간 정치 후 퍼짐도와 투명도를 17 등급 농촌진흥청 조사기준으로 분류하였다.
- 대나무 80% alcohol 추출액을 10%(v/w) 코팅한 쌀의 포장은 0.05 mm PP(poly propylene), PE(poly ethylene) film을 이용하여 진공과 밀봉포장하고 종이는 4겹 크라프트지를 이용하여 포장하였으며 60℃에서 10일간 저장 후 토요식미지수와 알카리 붕괴도를 조사하였다(9, 10).
- 대나무 추출액 코팅 쌀밥의 보존력을 비교하기 위하여 청결미와 코팅 쌀을 100 mL 비이커에 25 g 씩 넣고 증류수를 38 mL를 가하여 전기밥솥에서 취반하여 25℃와 60℃에서 24시간 저장 후 수분감모율은 무게중량법으로, 색도는 색차계 (CM-3500d, Minolta, Japan)로, 총 균수는 밥 10 g을 취하여 멸균수 100 mL 가하고 homogenized 균질화한 후 3 mL를 standard method agar plate에 도말하여 25 ℃ 에서 배양하여 생균수를 측정하였다. 물성은 Texture analyzerfTA-XT2i Stable Micro Systems, UK)를 이용하여 지름 25 mm probe를 시료 중심부로부터 50%의 조건으로 측정하였다.
- 대나무 추출액 코팅 쌀밥의 보존력을 비교하기 위하여 청결미와 코팅 쌀을 100 mL 비이커에 25 g 씩 넣고 증류수를 38 mL를 가하여 전기밥솥에서 취반하여 25℃와 60℃에서 24시간 저장 후 수분감모율은 무게중량법으로, 색도는 색차계 (CM-3500d, Minolta, Japan)로, 총 균수는 밥 10 g을 취하여 멸균수 100 mL 가하고 homogenized 균질화한 후 3 mL를 standard method agar plate에 도말하여 25 ℃ 에서 배양하여 생균수를 측정하였다. 물성은 Texture analyzerfTA-XT2i Stable Micro Systems, UK)를 이용하여 지름 25 mm probe를 시료 중심부로부터 50%의 조건으로 측정하였다.
- 대나무의 향과 맛을 유지하면서도 식미에는 영향을 주지 않는 적정 알코올 추출액의 첨가 농도를 선정하기 위하여 80% 알코올 추출액을 청결미 중량에 100 g 쌀에 대해 5%씩 증가시키며 처리하였다.
- 코팅쌀의 적정 포장재료와 포장방법을 선발하기 위하여 포장재료를 0.05 mm PP(polypropylene) film, 0.05 mm PE (polyethylene) Him으로 진공 및 밀봉포장하고 4겹 크라프트 지를 이용하여 종이 포장하였다. 포장된 청결미와 코팅쌀은 60℃에서 K)일간 저장 후 토요식미지수와 알카리붕괴도를 조사하여 Table 8에 나타내었다.
- 대나무 알코올 추출액 코팅쌀의 취반 후 청결미와 비교하여 저장성을 알아 보기위하여 25℃와 65C에서 24시간 보관 후 색도 및 총 균수를 측정하였다.
- 대나무 추출액을 코팅한 쌀의 색도는 색차계(CM-35001 Minolta, Japan)를 사용하여 측정하였고 무기물은 습식법으로 분해하여 AA기(SpMtraA, varian, USA)로 Ca 422.7 nm, Mg 285.2 nm, Na 589.0 nm, K 766.5 nm 피장에서 정량 분석하 였다(6).
- 청결미와 대나무 추출액 10% 코팅쌀의 취반특성을 비교하기 위하여 Table 4와 같이 흡수율, 팽창률, 토요식미지수 그리고 알카리붕괴도를 검토하였다.
대상 데이터
- 본 시험에 사용한 대나무는 전북 완주군 일대에서 자라는 왕대 (PhyllosHKhys bambusoides Starf) 를 2002년 4~5월에 수령이 3~5년생 인 것을 채취하였다.
데이터처리
- 대나무 추출액 코팅 쌀밥의 관능은 남 10명과 여 10명의 panel을 선발하여 향, 외관, 맛, 질감대하여 0(대단히 나쁘다)에서 9(대단히 좋다)까지의 점수를 조사하여 3회 반복한 평균값으로 나타내었고 SAS(8)를 이용하여 분산분석 후 Duncan's multiple range test로 통계 처리하였다.
성능/효과
- 대나무 추출액 코팅쌀의 색도는 추출방법에 따라서 눈으로 구별할 정도로의 차이는 볼 수 없었으나 코팅쌀의 L값 (lightness)은 70.3~73.7이었고 a값(redness)은 0.18~0.48이었 으며 b값(yellowness)은 12.3 ~ 21.2으로 나타났다. L값과 b값은 간접가열 추출액 코팅쌀에서, a값은 알코올 추출액 코팅 쌀에서 가장 높게 나타났으나 L값과 b값은 알코올 추출액 코팅쌀에서, a값은 직접가열 추출액 코팅쌀에서 가장 낮게 나타났다.
- 코팅쌀 취반 후 관능을 보면 질감은 추출액 간에 통계적인 유의성 없이 양호하였으며 향은 알코올 추출액 코팅쌀이 가장 우수하였고 직접가열, 간접가열 및 열수 추출액 코팅 쌀 간에는 차이가 없었다. 맛은 알코올 추출액 코팅쌀이 가장 좋았고 열수 추출액 코팅쌀이 가장 나빴다.
- 맛은 알코올 추출액 코팅쌀이 가장 좋았고 열수 추출액 코팅쌀이 가장 나빴다. 따라서 알코 올 추출액을 코팅하는 것이 가장 바람직한 것으로 판단되었으며 이후 실험에는 알코올 추출액을 사용하였다.
- 대나무의 알코올 추출액을 코팅한 쌀과 전기밥솥을 이용하여 취반한 밥의 색도는 Table 2와 같다. 쌀의 색도는 대나무 추출액의 농도가 증가할수록 L값, a값 b값 모두 증가되었으나 취반 후 밥의 색도에서 L값은 감소되었고 a값과 b 값은 증가되었다. 김 등(11)의 매실 엑기스 함유 기능성 쌀 특허에서 매실 엑기스 코팅 농도가 증가함에 따라 L값은 감소되었고 a값과 b값은 증가되었다는 결과와 일치하였다.
- 코팅쌀의 취반 후 관능검사 결과(Table 3) 냄새는 무처리 (5.41)에 비해 코팅쌀(5.50~6.29)이 향상되었고 외관은 무처리(6.91)에 비해 코팅쌀(5.24~6.35)이 나빠졌으며 맛은 10% 코팅쌀(6.59)을 제외하고 무처리(6.12)에 비해 코팅쌀(5.41 ~5.94)이 불량하였고 질감은 무처리(6.12)에 비해 15% 코팅쌀 (5.71)을 제외하고는 향상되거나 같았다. 10% 코팅쌀이 외관 은 약간 떨어졌으나 냄새, 맛 그리고 질감이 우수하고 평균 점수가 무처리 보다 높아 코팅 알코올 추출액의 농도는 10%가 가장 적정한 것으로 판단하였다.
- 71)을 제외하고는 향상되거나 같았다. 10% 코팅쌀이 외관 은 약간 떨어졌으나 냄새, 맛 그리고 질감이 우수하고 평균 점수가 무처리 보다 높아 코팅 알코올 추출액의 농도는 10%가 가장 적정한 것으로 판단하였다.
- 알코올 추출액을 코팅한 쌀의 흡수율은 131%로 청결미 138% 보다 약간 낮았고 또한 팽창률 또한 293%로 청결미 320% 보다 감소되었다. 토요 식미지수는 청결미 54.
- 8 mg%이었는데 무기성분 중 K의 함량이 가장 많이 증가되었는데 이는 대나무 추출액의 K 함량이 월등히 높은 것이 원인이었다(5). 이상의 결과 대나무 추출액을 코 팅함으로써 무기성분을 증량시키는 결과를 가져와 영양적인 측면에서 대나무 추출액 코팅쌀이 우수한 것으로 판단되었다.
- 코팅쌀과 청결미의 DPPH에 대한 환원력은 첨가량의 증가에 따라 향상되어 흡광도가 감소되고 산화방지율은 비례적으로 증가되었다. DPPH의 50% 환원시키는데 필요한 코팅쌀과 청결미의 첨가농도(IGo)를 보면 각각 164.
- 코팅쌀과 청결미의 DPPH에 대한 환원력은 첨가량의 증가에 따라 향상되어 흡광도가 감소되고 산화방지율은 비례적으로 증가되었다. DPPH의 50% 환원시키는데 필요한 코팅쌀과 청결미의 첨가농도(IGo)를 보면 각각 164.8 mg과 350.4 mg이었으며 코팅쌀이 청결미 보다 약 1/2배 낮았고 청결미 에서도 항산화 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 대나무 추출액 코팅쌀은 기능성 쌀로서 충분한 가능성을 보여주었으며 이를 섭취하면 노화를 방지할 수 있어 국민건강에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
- 60℃ 에서 10일간 저장된 청결미는 PE 보다 PP film 포장에서, 진공 보다 밀봉포장에서 토요식미지수와 알카리붕괴 도가 높았으며 코팅쌀은 PP 보다 PE film 포장에서, 진공 보다 밀봉포장에서, plastic film 보다 종이 포장에서 토요식 미지수와 알카리붕괴도가 높았다. 청결미와 코팅쌀은 토요 식미지수와 알카리붕괴도가 큰 차이는 없으나 대체적으로 코팅쌀이 미미하게 높았다.
- 60℃ 에서 10일간 저장된 청결미는 PE 보다 PP film 포장에서, 진공 보다 밀봉포장에서 토요식미지수와 알카리붕괴 도가 높았으며 코팅쌀은 PP 보다 PE film 포장에서, 진공 보다 밀봉포장에서, plastic film 보다 종이 포장에서 토요식 미지수와 알카리붕괴도가 높았다. 청결미와 코팅쌀은 토요 식미지수와 알카리붕괴도가 큰 차이는 없으나 대체적으로 코팅쌀이 미미하게 높았다. 청결미는 PP 밀봉포장 방법이 코팅쌀은 종이포장 방법이 가장 품질유지에 효과적이었다.
- 청결미와 코팅쌀은 토요 식미지수와 알카리붕괴도가 큰 차이는 없으나 대체적으로 코팅쌀이 미미하게 높았다. 청결미는 PP 밀봉포장 방법이 코팅쌀은 종이포장 방법이 가장 품질유지에 효과적이었다. 따라서 대나무 추출액 코팅쌀의 안전 장기유통을 위해서는 4겹 크라프트지(종이)를 이용하여 포장하는 것이 바람직하 겠으며 청결미 보다 코팅쌀의 유통기간이 길어질 것으로 기 대된다.
- 6x10s로 코팅쌀 취반미가 적었는데 이는 대나무 추출액의 항균활성이 영향을 미친 것으로 생각된다(5). 저장온도에 따라서는 수분감량에 차이가 없었고 색도는 낮은 온도(25℃)에서 L값은 약간 증가되고 a와 b값의 증가 폭은 적었으며 청결미의 총 균수는 높은 온도에서 많았으나 코팅쌀의 총 균수는 낮은 온도에서 약간 높았다.
- 420, 검성은 1243-1320, 씹힘성은 878~1168이었다. 청결미 및 코팅쌀 모두 경도, 부착성, 응집성, 검성, 씹힘성이 저장 전보다 증가되었는데 코팅쌀이 청결미보다 경도, 부착성, 검성, 씸성 등에서 증가폭이 컸다. 저장온도의 영향을 보면 경도, 탄력성, 검성, 씹힘성은 낮은 온도(25℃) 보다 높은 저장 온도(65℃)에서 크게 나타났다.
- 청결미 및 코팅쌀 모두 경도, 부착성, 응집성, 검성, 씹힘성이 저장 전보다 증가되었는데 코팅쌀이 청결미보다 경도, 부착성, 검성, 씸성 등에서 증가폭이 컸다. 저장온도의 영향을 보면 경도, 탄력성, 검성, 씹힘성은 낮은 온도(25℃) 보다 높은 저장 온도(65℃)에서 크게 나타났다.
- 이상의 결과로 대나무 추출액 코팅은 80% alcohol 추출액이 관능적으로 가장 우수했으며 적정 코팅농도는 10%였으며 코팅쌀의 저장유통은 4겹 크라프트지(종이)를 이용하여 포장하는 것이 유리하였다. 이러한 대나무 코팅쌀은 청결미 보다 무기물 함량이 높고 기능성이 우수하고 취반 후 미생물 번식을 억제시킬 수 있어 코팅쌀의 상품화 가능성이 있을 것으로 생각된다
후속연구
- 4 mg이었으며 코팅쌀이 청결미 보다 약 1/2배 낮았고 청결미 에서도 항산화 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 대나무 추출액 코팅쌀은 기능성 쌀로서 충분한 가능성을 보여주었으며 이를 섭취하면 노화를 방지할 수 있어 국민건강에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
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