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문제 정의
- 본 연구는 묽은 초산, 수용성 및 불용성 키토산의 화학적 처리가 현미 발아율과 싹 성장 촉진에 미치는 영향을 구명하였다.
- 따라서 발아현미 품질을 높이고 생산 공정을 단축시키는 제조기술 및 시스템 개발이 필요하다. 이에 천연고분자이고 항균성이 있는 키토산을 사용하여 침지 및 대기 발아방식에 따라 키토산처리가 현미 발아율 및 발아속도에 미치는 영향을 구명하고자 하였다.
- 초산처리, 수용성 키토산(Mw: 30만 Ja Kwang Co., Korea) 처리, 불용성 키토산 처리(Mw; 200, 000, DD; 98% Taehoon Co., Korea)가 현미 발아에 미치는 영향을 구명하기 위해서 발아실험을 하였다. 본 실험에 사용된 현미는 2004년산(품종: 동진)으로 전남 장성 진원농협에서 구입하였다.
제안 방법
- , Japan)를 사용하여 12시간마다 측정하였다. 시료의 발아 길이는 50립의 평균값으로 계산하였다 발아방법 Ⅰ(Type Ⅰ)은 60시간 동안 초산, 수용성키토산, 불용성키토산에서 계속 침수 (수중)발아 실험, 발아방법 Ⅱ(Type Ⅱ)은 초산, 수용성키토산, 불 용성키토산에 12시간 동안 침수발아 후 48시간 동안 대기발아 실험, 발아방법 Ⅲ(Type Ⅲ)은 초산, 수용성키토산, 불용성키토 산에 12시간 침수 후 12시간 대기발아시키는 즉, 수중 및 대기 발아를 12시간씩 반복하는 발아실험 방법이다(그림 1).
- 항온.항습기에서 총 60시간 동안 현미발아과정을 관찰 측정하였으며, 발아된 현미 싹의 길이는 디지털버니어캘리퍼스(CD-15CD, Mitutoyo Co., Japan)를 사용하여 12시간마다 측정하였다. 시료의 발아 길이는 50립의 평균값으로 계산하였다 발아방법 Ⅰ(Type Ⅰ)은 60시간 동안 초산, 수용성키토산, 불용성키토산에서 계속 침수 (수중)발아 실험, 발아방법 Ⅱ(Type Ⅱ)은 초산, 수용성키토산, 불 용성키토산에 12시간 동안 침수발아 후 48시간 동안 대기발아 실험, 발아방법 Ⅲ(Type Ⅲ)은 초산, 수용성키토산, 불용성키토 산에 12시간 침수 후 12시간 대기발아시키는 즉, 수중 및 대기 발아를 12시간씩 반복하는 발아실험 방법이다(그림 1).
대상 데이터
- , Korea)가 현미 발아에 미치는 영향을 구명하기 위해서 발아실험을 하였다. 본 실험에 사용된 현미는 2004년산(품종: 동진)으로 전남 장성 진원농협에서 구입하였다. 시료는 처리 당 정선된 현미 50립을 사용하였으며 함수율은 14% 이었다.
- 본 실험에 사용된 현미는 2004년산(품종: 동진)으로 전남 장성 진원농협에서 구입하였다. 시료는 처리 당 정선된 현미 50립을 사용하였으며 함수율은 14% 이었다. 발아시험용 Petri-dish(직경: 9 cm, 높이: 1.
성능/효과
- 가. 0.001% 묽은 초산용액 처리가 침수후 대기발아(Type Ⅱ), 침수와 대기 반복발아(Type Ⅲ)의 두 방식에서는 현미 발아율의 증가와 싹 성장촉진의 효과가 있었으나 초산농도가 높은 경우에는 역효과가 일어났다. 그리고, 계속해서 침수 발아하는 방식(Type Ⅰ)에서는 발아율의 증가와 싹 성장 효과는 없었다.
- 그림 2는 묽은 초산용액, 수용성키토산 용액, 불용성키토산 용액 그리고 대조군으로 증류수에서 현미를 계속하여 침지시 킬 경우 수중발아율(Type Ⅰ)을 나타낸 것이다. 60시간 발아시 킨 후 현미 발아율은 무처리군에서는 약 89%로 나타났으며, 초산용액에서는 약 65%-90%, 수용성키토산 용액에서는 약 90%-94% 수준으로 나타났다(그림 2). 그러나 불용성키토산 용액에서 발아시킨 경우에서는 60시간 발아시킨 후 발아율이 50%이하로 매우 낮게 나타났다.
- 60시간 발아시킨후 현미 싹의 길이를 비교해보면 무처리 대조군에서는 약 2.1 mm, 초산용액 0.001%, 0.01%, 0.05%에서 각각 2.2 mm, 1.7 mm, 0.7 mm를 나타냈고, 수용성키토산 용액에서는 약 2.3-2.4 mm, 불용성 키토산용액에서는 0.3-0.5 mm를 나타냈다(그림 7). 수용성키토산용액 처리군에서 가장 싹이 잘 자랐고, 그 다음에는 0.
- Type Ⅲ 의 발아방식이 Type Ⅰ과 Type Ⅱ의 발아방식에 비해 모든 처리군에서 발아율이 매우 높게 나타났으며(그림 6), 60시간 재배후의 현미 싹의 길이도 무처리군에서는 아주 양호하게 나타났다(그림 T). Type Ⅲ의 발아방식에서 무처리대 조군에서는 발아율이 약 97%, 0.
- Type Ⅲ 의 발아방식이 Type Ⅰ과 Type Ⅱ의 발아방식에 비해 모든 처리군에서 발아율이 매우 높게 나타났으며(그림 6), 60시간 재배후의 현미 싹의 길이도 무처리군에서는 아주 양호하게 나타났다(그림 T). Type Ⅲ의 발아방식에서 무처리대 조군에서는 발아율이 약 97%, 0.001%와 0.01%의 초산용액에서는 약 98%, 0.05%의 초산용액에는 약 76%, 수용성키토 산 처리군에서는 약 97%-99%, 그리고 0.001% 불용성키토산 용액에서는 약 88%, 0.01%와 0.05%의 불용성키토산 농도에서는 각각 약 52%와 51%를 나타냈다(그림 6). 발아초기의 발아율도 수용성키토산용액에서 타처리군에 비해 높게 나타났으며, 최종 발아율도 97%이상 100%까지 가장 높게 나타났다.
- 05% 이상에서 모든 발아 방식에서 발아율이 낮게 나타났다. 계속 침지하여 발아하는 Type Ⅰ에서는 초산용액 처리가 싹의 성장을 억제하였지만, Type Ⅱ와 Ⅲ의 대기발아가 있는 경우에는 0.001% 초산용액 이 싹 성장을 촉진하는 것으로 나타났다. 그러나 초산농도가 0.
- 5의 발아시간을 나타내었고, 수용성키토산 처리군 에서는 Type Ⅱ가 가장 짧은 시간을 나타내었다. 그리고 무처리군의 T2.5에 대한 수용성키토산처리군의 T2.5의 발아시간 단축비율은 67.8%로 Type Ⅱ에서 가장 효과적이었다. 현미 발아율과 싹 성장을 종합적으로 고려할 때 Type Ⅲ 방식의 수용성키토산처리가 가장 효과적인 것으로 사료되었다.
- 농도가 0.01%이하의 초산용액 처리군에서는 발아율이 Type Ⅱ의 무처리 대조군보다 약 10% 이상 높게 나타났고, Type Ⅰ과 Ⅲ에서는 무처리군과 비슷하게 나타났다. 특히 초산 처리 군에서는 발아율이 Type Ⅲ, Type Ⅱ 그리고 Type Ⅰ의 순으로 높게 나타났으며, 초산농도가 0.
- 3시간) 발아시간이 단축되었다. 또한 수용성키토산 처리군은 무처리 대조군과 다른 처리군들에 비해 가장 발아율도 높고 성장속도도 높았다.
- 수용성키토산 처리군에서 발아방식간에 발아율을 비교해보면 Type Ⅲ가 약 97%-100%, Type Ⅱ가 약 90%-93%, Type Ⅰ이 약 92%-94%로서 Type Ⅲ가 가장 높게 나타났다. 또한, 세가지 발아방식간의 무처리대조군 발아율을 비교해 보면, Type Ⅲ가 약 97%로 가장 우수하였고, 그 다음에 Type Ⅰ의 약 89% 그리고 Type Ⅱ의 약 82% 순이었다. 초산용액의 처리군에서도 농도가 낮은 0.
- 현미 싹의 성장은 모든 처리군에서 종합적으로 볼 때 Type Ⅲ가 전체적으로 우수한 것으로 판명되었다. 무처리대조군에 서는 60시간 경과 후 싹 성장에서는 Type Ⅲ 발아방식이 가장 좋았고, 그 다음에는 Type Ⅰ 그리고 Type Ⅱ의 순으로 나타났다. 수용성키토산 처리군에서는 싹의 성장이 모든 발아 방식에서 다른 처리군들에 비해 양호하였고, 특히 발아방식 Type Ⅰ과 Type Ⅱ에서는 키토산 농도가 높을수록 성장효과가 크고, 발아방식 Type Ⅲ에서 농도의 효과는 크지 않았다.
- 묽은 초산용액에서는 용액이 묽을수록, 수용성 키토산에서는 농도가 높을수록 발아율이 높게 나타나는 것으로 나타났다. 특히, 불용성키토산 처리군은 용매인 초산과의 혼합시 낮은 산성도로 인해서 발아가 억제되는 것이 관찰되었다.
- 라. 발아율은 모든 처리군에서 공히 침수와 대기발아를 반복하는 방식(Type Ⅲ)이 다른 발아방식에 비해 97% 이상으로 나타났다.
- 발아율을 발아방식에 따라 비교하면 Type Ⅲ의 침수 및 대기의 반복적용 발아방식이 다른 발아방식에 비해 우수하였다. 발아율이 무처리 대조군에서는 Type Ⅲ, Type Ⅰ, Type Ⅱ 순으로 높았고, 초산 처리군에서는 Type Ⅲ, Type Ⅱ 그리고 Type Ⅰ 순으로 높았으며, 수용성키토산 처리군에서는 Type Ⅲ가 가장 높았고, Type Ⅱ와 Type Ⅰe 비슷하였다.
- 발아율을 발아방식에 따라 비교하면 Type Ⅲ의 침수 및 대기의 반복적용 발아방식이 다른 발아방식에 비해 우수하였다. 발아율이 무처리 대조군에서는 Type Ⅲ, Type Ⅰ, Type Ⅱ 순으로 높았고, 초산 처리군에서는 Type Ⅲ, Type Ⅱ 그리고 Type Ⅰ 순으로 높았으며, 수용성키토산 처리군에서는 Type Ⅲ가 가장 높았고, Type Ⅱ와 Type Ⅰe 비슷하였다. 불용성키 토산 처리군의 발아율은 Type Ⅲ가 약 51%-88%로서 상대적으로 높았고, Type Ⅱ와 Type Ⅰe 비슷하여 27-60%로 낮게 나타났다.
- 05%의 불용성키토산 농도에서는 각각 약 52%와 51%를 나타냈다(그림 6). 발아초기의 발아율도 수용성키토산용액에서 타처리군에 비해 높게 나타났으며, 최종 발아율도 97%이상 100%까지 가장 높게 나타났다. 수용성키토산 처리군에서 발아방식간에 발아율을 비교해보면 Type Ⅲ가 약 97%-100%, Type Ⅱ가 약 90%-93%, Type Ⅰ이 약 92%-94%로서 Type Ⅲ가 가장 높게 나타났다.
- 불용성 키토산 용액 처리군은 60시간의 발아시간 후의 싹의 길이가 0.2-0.5 mm 정도로서 농도에 관계없이 대조군에 비하여 발아가 매우 억제되는 것을 알 수 있었다. 이는 침지 발아 실험에서와 마찬가지로 pH 4 이하의 산성에서는 현미 발아가 억제되는 것으로 사료되었다.
- 현미발아시 현미를 12시간 물에 침지한 후 48시간 현미를 반쯤 공기에 노출시켜 대기발아 시키는 방식 Type Ⅱ에서, 초산, 수용성키토산, 불용성키토산 처리에 따른 발아율은 그림 4와 같이 나타났다. 불용성 키토산을 제외하고 묽은 초산용액과 수용성키토산 용액에서 발아시킨 처리군들은 무처리군에 비해 초기발아율과 최종발아율이 높은 것으로 나타났다.
- 발아율이 무처리 대조군에서는 Type Ⅲ, Type Ⅰ, Type Ⅱ 순으로 높았고, 초산 처리군에서는 Type Ⅲ, Type Ⅱ 그리고 Type Ⅰ 순으로 높았으며, 수용성키토산 처리군에서는 Type Ⅲ가 가장 높았고, Type Ⅱ와 Type Ⅰe 비슷하였다. 불용성키 토산 처리군의 발아율은 Type Ⅲ가 약 51%-88%로서 상대적으로 높았고, Type Ⅱ와 Type Ⅰe 비슷하여 27-60%로 낮게 나타났다.
- 불용성키토산 처리는 세가지의 발아방식 모두에서 발아율이 낮게 나타났고, 싹의 성장도 억제됨을 알 수 있었다.
- 불용성키토산을 처리군에서는 60시간 동안 발아율이 약 28%-60% 내외로 나타났고 무처리군에서는 약 82%정도로 나타났으나, 초산용액과 수용성키토산을 처리한 군에서는 발아율이 각각 약 87%-96%와 90%-93%로서 높게 나타났다.
- 사. 세 가지 발아방식에서 pH 4 이하의 낮은 산성도를 나타내는 초산, 불용성키토산 용액을 처리한 결과 처리용액 농도가 높아질수록 현미 싹의 성장 및 발아율이 무처리군에 비하여 억제되었다.
- 마. 세 가지 발아방식중 무처리군만의 T2.5를 비교해보면 Type Ⅲ인 침지발아 및 대기발아의 반복적용 처리가 Type Ⅱ에 비하여 최고 약 20시간, Type Ⅰ에 비해 약 6시간 빠른 성장 촉진효과를 나타내었다. 이에 Type Ⅲ 발아 방식처럼 침수와 대기발아의 반복이 현미 싹의 성장을 촉진하는 것으로 나타났다.
- 수용성키토산의 농도가 높을수록 Type Ⅰ, Ⅱ의 발아방식에서는 현미싹의 성장효과가 높게 나타났으나, Type Ⅲ에서는 그 효과는 적었다. 수용산키토산의 처리는 모든 발 아방식에서 현미 발아율과 싹 성장에 효과적인 것을 알 수 있었다
- 8 mm로 수용성키토산 처리효과가 우수하였다. 수용성 키토산을 처리한 세 가지 발아방식 중에서 침수와 대기를 반복 적용하는 발아방식, Type Ⅲ에서 발아율이 약 97%-100% 로 가장 높게 나타났으며, Type Ⅰ, Ⅱ도 약 90-94%로 비슷하게 나타났다. 수용성키토산의 농도가 높을수록 Type Ⅰ, Ⅱ의 발아방식에서는 현미싹의 성장효과가 높게 나타났으나, Type Ⅲ에서는 그 효과는 적었다.
- 수용성키토산 용액의 경우에는 0.001%, 0.01%, 0.05%의 농도 모두에서 발아율이 90%이상으로 높게 나타났으며, 특히 초기에는 농도 0.05%에서 발아율이 높게 나타났고, 최종 60시간 후 발아율은 농도 0.01%에서 가장 높은 약 94%를 나타내었다.
- 발아초기의 발아율도 수용성키토산용액에서 타처리군에 비해 높게 나타났으며, 최종 발아율도 97%이상 100%까지 가장 높게 나타났다. 수용성키토산 처리군에서 발아방식간에 발아율을 비교해보면 Type Ⅲ가 약 97%-100%, Type Ⅱ가 약 90%-93%, Type Ⅰ이 약 92%-94%로서 Type Ⅲ가 가장 높게 나타났다. 또한, 세가지 발아방식간의 무처리대조군 발아율을 비교해 보면, Type Ⅲ가 약 97%로 가장 우수하였고, 그 다음에 Type Ⅰ의 약 89% 그리고 Type Ⅱ의 약 82% 순이었다.
- 무처리대조군에 서는 60시간 경과 후 싹 성장에서는 Type Ⅲ 발아방식이 가장 좋았고, 그 다음에는 Type Ⅰ 그리고 Type Ⅱ의 순으로 나타났다. 수용성키토산 처리군에서는 싹의 성장이 모든 발아 방식에서 다른 처리군들에 비해 양호하였고, 특히 발아방식 Type Ⅰ과 Type Ⅱ에서는 키토산 농도가 높을수록 성장효과가 크고, 발아방식 Type Ⅲ에서 농도의 효과는 크지 않았다. 초 산 처리군에서는 초산의 농도가 높을수록 모든 발아방식에서 성장이 억제가 되었고, 불용성키토산 처리군에서는 모든 발 아방식에서 성장이 억제되었다.
- 수용성키토산 처리군은 다른 처리군에 비해 모든 발아방식 에서 60시간 발아후 발아율도 약 90-98%, 싹 성장 길이가1.8-2.8 mm로 수용성키토산 처리효과가 우수하였다. 수용성 키토산을 처리한 세 가지 발아방식 중에서 침수와 대기를 반복 적용하는 발아방식, Type Ⅲ에서 발아율이 약 97%-100% 로 가장 높게 나타났으며, Type Ⅰ, Ⅱ도 약 90-94%로 비슷하게 나타났다.
- 5 mm를 나타냈다(그림 7). 수용성키토산용액 처리군에서 가장 싹이 잘 자랐고, 그 다음에는 0.001%의 초산용액과 무처리군에서 잘 자랐으며, 상대적으로 농도가 높은 초산용액과 불용 성키토산용액에서는 싹이 잘 자라지 못하였다.
- 수용성 키토산을 처리한 세 가지 발아방식 중에서 침수와 대기를 반복 적용하는 발아방식, Type Ⅲ에서 발아율이 약 97%-100% 로 가장 높게 나타났으며, Type Ⅰ, Ⅱ도 약 90-94%로 비슷하게 나타났다. 수용성키토산의 농도가 높을수록 Type Ⅰ, Ⅱ의 발아방식에서는 현미싹의 성장효과가 높게 나타났으나, Type Ⅲ에서는 그 효과는 적었다. 수용산키토산의 처리는 모든 발 아방식에서 현미 발아율과 싹 성장에 효과적인 것을 알 수 있었다
- 5를 비교해보면 Type Ⅲ인 침지발아 및 대기발아의 반복적용 처리가 Type Ⅱ에 비하여 최고 약 20시간, Type Ⅰ에 비해 약 6시간 빠른 성장 촉진효과를 나타내었다. 이에 Type Ⅲ 발아 방식처럼 침수와 대기발아의 반복이 현미 싹의 성장을 촉진하는 것으로 나타났다.
- 수용성키토산 처리군에서는 싹의 성장이 모든 발아 방식에서 다른 처리군들에 비해 양호하였고, 특히 발아방식 Type Ⅰ과 Type Ⅱ에서는 키토산 농도가 높을수록 성장효과가 크고, 발아방식 Type Ⅲ에서 농도의 효과는 크지 않았다. 초 산 처리군에서는 초산의 농도가 높을수록 모든 발아방식에서 성장이 억제가 되었고, 불용성키토산 처리군에서는 모든 발 아방식에서 성장이 억제되었다.
- 34배 단축 되었다. 초산농도 0.01% 이상의 농도에서는 대조군에 비해서 발아가 억제되었다. 이는 Hemmat(1985)등이 언급한 것과 마찬가지로 침지용액의 초산 농도가 높아 유근 정단에 손상을 가하여 발아력이 상실된 것으로 판단되었다.
- 05%순으로 초산의 농도가 진해질수록 성장 및 발아가 저해 되었다. 초산용액 0.001% 처리군은 2.5 mm까지의 성장을 비교해 볼 때 대조군에 비하여 발아시간이 1.34배 단축 되었다. 초산농도 0.
- 초산용액의 처리군에서는 농도가 높은 0.05%인 경우 농도 0.01%와 0.001% 경우에 비해 발아율이 65%로 매우 낮게 나타난 것으로 보아 초산의 농도는 0.01% 이하가 적합하며, 초 산 농도가 높으면 대체적으로 발아를 억제시키는 것으로 사료되었다. 발아초기에는 초산용액이 휴면 타파 및 발아에 어느 정도 기여하는 것으로 나타났으나 낮은 산성도는 시간이 지날수록 발아 촉진에 저해를 주었다.
- 또한, 세가지 발아방식간의 무처리대조군 발아율을 비교해 보면, Type Ⅲ가 약 97%로 가장 우수하였고, 그 다음에 Type Ⅰ의 약 89% 그리고 Type Ⅱ의 약 82% 순이었다. 초산용액의 처리군에서도 농도가 낮은 0.001%와 0.01%의 처리군에서는 발아율이 약 98%이상으로 다른 발아방식에 비해 높게 나타났으나 농도 0.05%에서는 발아율이 약 76%로 낮게 나타났다. 불용성키토산 처리군에서는 다른 발아방식에 비해 상대적으로 발아율이 높게 나타났으나 절대적으로는 다른 발아방식처럼 낮게 나타났다.
- 침수 후 대기 발아방식 에서도 수용성키토산용액 처리군이 타처리군에 비해 발아율과 현미 싹의 성장 측면에서 가장 우수하였다.
- 7 mm 정도까지 자라서 수용성키토산 농도가 높을수록 현미 싹이 잘 자람을 알 수 있었다. 침수발아 방식에서는 수용성키토산 용액에서의 현미 발아가 발아율과 싹의 성장 측면에서 다른 처리군에 비해 가장 좋게 나타났다. 이는 Yoo 등(1999)이 언급한 것과 마찬가지로 식물종자의 키토산처리가 종자에 발아촉진과 생육촉진에 증진하는데 있어 생리적 활성 효과가 있는 것으로 판단되었다.
- 01%이하의 초산용액 처리군에서는 발아율이 Type Ⅱ의 무처리 대조군보다 약 10% 이상 높게 나타났고, Type Ⅰ과 Ⅲ에서는 무처리군과 비슷하게 나타났다. 특히 초산 처리 군에서는 발아율이 Type Ⅲ, Type Ⅱ 그리고 Type Ⅰ의 순으로 높게 나타났으며, 초산농도가 0.05% 이상에서 모든 발아 방식에서 발아율이 낮게 나타났다. 계속 침지하여 발아하는 Type Ⅰ에서는 초산용액 처리가 싹의 성장을 억제하였지만, Type Ⅱ와 Ⅲ의 대기발아가 있는 경우에는 0.
- 묽은 초산용액에서는 용액이 묽을수록, 수용성 키토산에서는 농도가 높을수록 발아율이 높게 나타나는 것으로 나타났다. 특히, 불용성키토산 처리군은 용매인 초산과의 혼합시 낮은 산성도로 인해서 발아가 억제되는 것이 관찰되었다.
- 8%로 Type Ⅱ에서 가장 효과적이었다. 현미 발아율과 싹 성장을 종합적으로 고려할 때 Type Ⅲ 방식의 수용성키토산처리가 가장 효과적인 것으로 사료되었다.
- 현미 싹의 성장은 모든 처리군에서 종합적으로 볼 때 Type Ⅲ가 전체적으로 우수한 것으로 판명되었다. 무처리대조군에 서는 60시간 경과 후 싹 성장에서는 Type Ⅲ 발아방식이 가장 좋았고, 그 다음에는 Type Ⅰ 그리고 Type Ⅱ의 순으로 나타났다.
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