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문제 정의
- 따라서 본 연구는 저장성 향상을 위한 품종육성의 기초자료를 얻고자 국내 및 일본에서 육성 보급된 벼 품종을 이용하여 고온 저장조건에서 저장기간별 발아율, 지방산도, lipoxygenase 활성 및 이들 상호간의 관계를 검토하였다.
제안 방법
- 8. Dendrogram of 17 rice varieties subjected to cluster analysis based on germination rate, fat acidity, and lipoxygenase activity examined after 12 weeks under high temperature storage (35℃).
- 균질화된 기질 액을 tube에 1 mL씩 취하여 액체질소에 저장하여 냉동(-18℃ ~-20℃) 보관하며 실험에 사용하였다. Lipoxygenase 활성 측정은 큐벳에 10 mM linoleic acid를 50배 희석한 용액 2.7 mL와 조효소액 0.3 mL를 넣고 반응시 켜 생긴 과산화물을 234 nm(UV/Visible spectrophotometer, Ultrospec 4300pro, Amersham Bioscience, UK)에서의 흡광도 변화로측정하였으며, 이때 측정온도는 25℃로 하였다. Blank는 큐벳에 기질 2.
- 국내 및 일본에서 육성된 벼 품종을 고온 저장시 저장 기간에 따른 발아율, 이화학적 특성, lipoxygenase 의 활성 및 이들 상호관계를 검토하였다.
- 지방산 도가는 시료(건물) 100 g의 유리 지방산을 중화시키는데 필요한 KOH의 양(mg)으로 나타내었다. 기계적인 식미치는 백미기(Stake THV, Yamamoto, Japan)를 이용하여 도정된 시료 33 g을 취하여 취반용 셀에 넣은 후 취반기(MB90A, Toyo, Japan)에서 10분간 취반한 후 5분간 뜸을 들이고 미도계 (MA90B, Toyo, Japan)를 이용하여 식미치를 측정하였다.
- 0)를 희석한 용액을 사용하였다. 기질조제를 위하여 70 tng의 linoleic acid를 칭량한 후, 여기에 동량의 Tween 20을 가하였다. 초음파(Power Sonic 410, Elma, DE/X-tra 70H)로 균질화 시키면서 0.
- 43% 였다. 발아율은 25 ℃ 항온항습기 (multi chamber incu bator, HK-MCI)를 이용하여 petri dish에 여과지 (Advantec No 2, 90 mm)를 깔고 건실한 종자 100립을 3반복으로 치상, 7일간 배양시켜 조사하였다.
- 시비방법 및 기타 비배관리는 농진청 벼 표준재배법에 준하였다. 시험재료는 조생종의 경우 출수 후 45일에, 중만생종은 50일에 각각 수확하여 수분함량 15%를 유지하기 위하여 음건하여 35℃ 생육상에 정조 500 g씩 polyethylene film에 밀봉하여 6주 및 12주간 저장 후 사용하였다.
- 저장 12주 후 조사된 발아율, 지방산도 및 lipoxygenase 활성을 이용하여 17개 품종을 군집분석 하였다(Fig・ 8, Table 2). 국내 및 일본에서 육성된 벼 품종은 2개의 그룹으로 구분되었다.
- C (1970)의 방법에 준하여 2반복 측정하였다. 즉 40 mesh로 분쇄한 현미 시료를 10 g 취하여 50 mL benzen에 30분 간 진탕 시켜 유리 지방산을 추출한 다음 여과지(Advantec No 2, 90 mm)로 걸러서 여과액만 따로 모았다. 그 후 여과액 15 mL 에 동량의 alcohol-phenolphthalein 용액을 혼합하여 0.
- 기질조제를 위하여 70 tng의 linoleic acid를 칭량한 후, 여기에 동량의 Tween 20을 가하였다. 초음파(Power Sonic 410, Elma, DE/X-tra 70H)로 균질화 시키면서 0.2 M potassium phosphate buffer(pH 7.0) 25 mL를 5회로 나누어 기포가 생기지 않도록 첨가하였다. 균질화된 기질 액을 tube에 1 mL씩 취하여 액체질소에 저장하여 냉동(-18℃ ~-20℃) 보관하며 실험에 사용하였다.
대상 데이터
- 17 품종을 공시하여 호남농업연구소 벼 육종포장에서 4 월 26일 파종하여 6월 2일에 재식거리 30x15 cm로 3본씩 난괴 법 3반복으로 이앙하였다. 시비방법 및 기타 비배관리는 농진청 벼 표준재배법에 준하였다.
-
시험품종
시험재료는 조생종 4품종(오대, 상미, 중산, 운광), 중만생종 11품종(신동진, 추청, 일품, 남평, 호안, 동안, 계화, 대야, 호평, 동진1호, 일미벼)과 외래품종(히또메보레, 고시히까리)을 이용하였다.
이론/모형
- 3반복으로 이앙하였다. 시비방법 및 기타 비배관리는 농진청 벼 표준재배법에 준하였다. 시험재료는 조생종의 경우 출수 후 45일에, 중만생종은 50일에 각각 수확하여 수분함량 15%를 유지하기 위하여 음건하여 35℃ 생육상에 정조 500 g씩 polyethylene film에 밀봉하여 6주 및 12주간 저장 후 사용하였다.
- Kett, Japan)를 이용하여 측정하였다. 지방산도는 A.O.A.C (1970)의 방법에 준하여 2반복 측정하였다. 즉 40 mesh로 분쇄한 현미 시료를 10 g 취하여 50 mL benzen에 30분 간 진탕 시켜 유리 지방산을 추출한 다음 여과지(Advantec No 2, 90 mm)로 걸러서 여과액만 따로 모았다.
- 현미기(SYTH-88, 쌍용)를 이용하여 제현된 현미의 단백질 함량은 근적외선 성분분석계(AN-700, Near-infrared grain test, Kett, Japan)를 이용하여 측정하였다. 지방산도는 A.
성능/효과
- 1. 고온저장(35℃)시 발아율, 현미 단백질, 지방산도 및 lipoxygenase 활성은 저장기간 및 품종 간 차이가 크게 있었으며 두 요인의 상호작용도 인정되어 저장기간별 품종 간 차이가 다르게 나타났다.
- 6주 저장 후에는 완만한 증가를 하다가 12주에 급격히 증가한 품종으로는 동진:!호, 일품벼 및 중산벼였고, 6주 후에 급격히 증가하였으나 12주 후에 완만히 증가한 품종으로는 운광벼 및고시히까리 품종이었다. 12주 저장 후 호안벼, 추청벼, 일미벼, 히또메보레가 25 unit/mg protein 이하로 lipoxygenase 활성이 낮게 유지되었으며 이들 품종은 또한 저장 시 다른 품종에 비해 적은 변이를 보였다.
- 2. 고온저장에 의한 현미 단백질, 지방산도 및 lipoxygenase 활성은 저장기간이 길수록 증가하였던 반면, 발아율 및 도요식미치는 감소하는 경향이었다.
- 3. 지방산도와 발아율 간에는 부의 상관이 지방산도와 lipoxygenase의 활성은 정의 상관이 인정되었다.
- 4. 17개 품종을 발아율, 지방산도 및 lipoxygenase 활성을 고려하여 군집분석을 수행한 결과 2개의 그룹으로 구분되었다. I군에 속하는 품종은 오대벼, 상미벼, 운광벼, 일품벼, 남평벼, '일미벼, 동안벼, 중산벼, 추청벼, 히또메보레, 고시히까리 등 11개 품종으로 비교적 발아율이 높고 지방산도 및 lipoxygenase 활성이 낮았다.
- 저장 전 lipoxygenase 활성이 가장 낮은 품종은 호안벼, 추청벼, 고시히까리 등이었고 상대적으로 높은 lipoxygenase 활성을 보인 품종으로는 신동진벼였다. 6주 및 12주 저장 후에도 lipoxygenase 활성이 차이를 보이지 않은 품종으로는 호안벼, 추청벼, 히또메보레 및 일미벼였고, 저장기간별로 직선적으로 증가한 품종으로는 호평벼, 신동진벼 및 남평벼 등이었다. 6주 저장 후에는 완만한 증가를 하다가 12주에 급격히 증가한 품종으로는 동진:!호, 일품벼 및 중산벼였고, 6주 후에 급격히 증가하였으나 12주 후에 완만히 증가한 품종으로는 운광벼 및고시히까리 품종이었다.
- 9 unit/mg protein을 보였다. II군 에 속하는 품종은 신동진벼, 호안벼, 계화벼, 대야벼 호평벼, 동진 1 호 등 6개 품종으로 발아율이 11.7 〜27.0%로 낮은 발아율을 보였고 지방산도는 13.3-15.5 KOHmg/100 g, lipoxygenase 활성은 33.8 — 82.0 unit/mg protein로 I군에 속하는 품종에 비해 높은 수치를 보였다. 국내에서 육성된 고품질 품종 중 신동진벼, 호평벼, 동진1호는 고온 저장 시벼 품질의 저하가 우려되므로 저장방법 및 저장기간에 유의해야 될 것이며 고온 저장시 벼 품종의 발아율이 높고 지방산도 값이 낮은 품종을 육성하는 것이 안전 저장을 위한 하나의 방법으로 판단된다.
- 17개 품종을 발아율, 지방산도 및 lipoxygenase 활성을 고려하여 군집분석을 수행한 결과 2개의 그룹으로 구분되었다. I군에 속하는 품종은 오대벼, 상미벼, 운광벼, 일품벼, 남평벼, '일미벼, 동안벼, 중산벼, 추청벼, 히또메보레, 고시히까리 등 11개 품종으로 비교적 발아율이 높고 지방산도 및 lipoxygenase 활성이 낮았다.
- 도요식미계를 이용하여 식미를 측정한 결과, 저장 전 17 개 품종의 평균 도요식미치가 72.5였는데 35°C에서 6주간 저장 후에는 64.6, 12주간 저장 후에는 57.5로 고온에서 저 장기간이 길수록 식미가 직선적으로 저하하는 경향이었다.
- 8%로서 다른 품종에 비해 낮은 경 향을 보였으며 저장 전에 비해 단백질 변이 폭이 적은 품종 이었으나 상미벼, 오대벼, 중산벼는 12주 저장 후에 급격한 증가를 보였다. 따라서 단백질함량은 저장기간이 길수록 증 가하였으며 품종간 차이도 크게 나타났다.
- 또한 고온 저장시 식미저하정도는 품종 간 차이가 큰 것으 로 나타났는데, 35°C에서 6주간 저장 후에 완만하게 감소를 하였으나 12주 후에 급격한 감소를 보인 품종은 대야벼, 동 진1호, 일미벼, 히또메보레였고, 6주 후에는 급격히 감소를 하였으나 12주 후에 다소 완만한 감소를 보인 품종은 운광 벼, 호안벼, 계화벼, 호평벼였다. 전체적으로 보아 12주 저 장 후에 품종별 도요식미치는 49.
- 수분함량은 단립분석기(PQ-510, Kett)를 이용하여 측정하였으며 17개 품종의 초기 평균 함수량은 14.9±0.45%였고 6주 및 12주 후 평균 함수량은 각각 13.4±0.43, 12.6± 0.43% 였다. 발아율은 25 ℃ 항온항습기 (multi chamber incu bator, HK-MCI)를 이용하여 petri dish에 여과지 (Advantec No 2, 90 mm)를 깔고 건실한 종자 100립을 3반복으로 치상, 7일간 배양시켜 조사하였다.
- 1과 같다. 수확 후 초기 평균 발아율은 94.8%로 품종 간 차이가 인정되지 않았으나 35℃ 에서 6주 저장 후에는 평균 발아율이 77.7%, 12주 후에는 47.8%로써 저장 기간이 길수록 발아율은 급격히 감소하였다. 품종 간 차이도 크게 나타나 35℃ 12주 저장 후 70% 이상의 발아율을 보인 품종은 중산벼, 추청벼, 고시히까리였으며, 50~ 70%의 발아율을 보인 품종으로는 오대벼, 상미벼, 운광벼, 일품벼, 남평벼, 일미벼, 히또메보레였고, 발아율이 50% 이하로 낮은 품종은 신동진벼, 호평벼, 호안벼, 계화벼, 대야 벼, 동안벼, 동진1호였다.
- 4와 같다. 저장 전 17개 품종의 평균 지방산도는 8.3 KOHmg/lOO g였으나 6주 및 12주 저장 후 지방산도 값 이 각각 10.4 및 12.4 KOHmg/lOO g로 증가하였다. 저장기 간별 품종간의 차이도 크게 나타났는데 저장기간에 따라 급 격히 증가한 품종은 신동진벼, 대야벼, 호평벼, 동진1호였으 나 완만히 증가한 품종은 오대벼, 중산벼, 동안벼, 히또메보 레였다.
- 2와 같다. 저장 전 17개 품종의 평균 현미 단백질 함량은 6.9%, 저장 후 6주에는 7.1%로 약간 증가하 였으나 12주에는 8.8%로 저장 전에 비해 평균 1.9%의 급격 한 증가를 보였으며 벼 품종 간 변이는 7.8~9.9%의 변이 를 보였는데, 계화벼는 7.8%로서 다른 품종에 비해 낮은 경 향을 보였으며 저장 전에 비해 단백질 변이 폭이 적은 품종 이었으나 상미벼, 오대벼, 중산벼는 12주 저장 후에 급격한 증가를 보였다. 따라서 단백질함량은 저장기간이 길수록 증 가하였으며 품종간 차이도 크게 나타났다.
- 5와 같다. 저장 전 lipoxygenase 활성은 11.6 unit/mg protein을 나타냈고 35℃ 에서 저장 후 6주 및 12주에는 각각 27.5 및 46.5 unit/mg protein로 저장기 간이 길수록 lipoxygenase 활성은 증가하였다. 저장 전 lipoxygenase 활성이 가장 낮은 품종은 호안벼, 추청벼, 고시히까리 등이었고 상대적으로 높은 lipoxygenase 활성을 보인 품종으로는 신동진벼였다.
- 5 unit/mg protein로 저장기 간이 길수록 lipoxygenase 활성은 증가하였다. 저장 전 lipoxygenase 활성이 가장 낮은 품종은 호안벼, 추청벼, 고시히까리 등이었고 상대적으로 높은 lipoxygenase 활성을 보인 품종으로는 신동진벼였다. 6주 및 12주 저장 후에도 lipoxygenase 활성이 차이를 보이지 않은 품종으로는 호안벼, 추청벼, 히또메보레 및 일미벼였고, 저장기간별로 직선적으로 증가한 품종으로는 호평벼, 신동진벼 및 남평벼 등이었다.
- 4 KOHmg/lOO g로 증가하였다. 저장기 간별 품종간의 차이도 크게 나타났는데 저장기간에 따라 급 격히 증가한 품종은 신동진벼, 대야벼, 호평벼, 동진1호였으 나 완만히 증가한 품종은 오대벼, 중산벼, 동안벼, 히또메보 레였다. 6주 저장 후에는 완만하게 증가하였으나 12주에 급 격히 증가한 품종으로는 계화벼 및 상미벼였다.
- 또한 고온 저장시 식미저하정도는 품종 간 차이가 큰 것으 로 나타났는데, 35°C에서 6주간 저장 후에 완만하게 감소를 하였으나 12주 후에 급격한 감소를 보인 품종은 대야벼, 동 진1호, 일미벼, 히또메보레였고, 6주 후에는 급격히 감소를 하였으나 12주 후에 다소 완만한 감소를 보인 품종은 운광 벼, 호안벼, 계화벼, 호평벼였다. 전체적으로 보아 12주 저 장 후에 품종별 도요식미치는 49.4〜66.3의 변이를 보였으 며, 도요식미치가 58이상 유지된 품종은 오대벼, 신동진, 일 품벼, 동안벼, 계화벼, 호평벼, 고시히까리, 히또메보레 등 이었다(Fig. 3). Choi et al(2005)은 식미치는 상온과 저온 에서 모두 저장기간이 경과함에 따라 감소하였고 상온에 비 하여 저온에서 전반적으로 높게 유지되었고 감소 폭도 적었 으며 다른 요인보다 온도에 의한 차이가 크다고 보고한 바 있는데 저장기간에 의한 식미저하는 본 실험결과와 같았다.
- 조사 형질 모두 저장기간 및 품종간 차이가 인정이 되었으며, 두 요인간의 상호작용도 있는 것으로 나타났다. 따라서 고온저장 후에 품질변화에 대한 연구는 저장기간 및 품종 간 차이에 대한 복합요인을 검토함으로써 보다 더 정확한 정보를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
- 8%로써 저장 기간이 길수록 발아율은 급격히 감소하였다. 품종 간 차이도 크게 나타나 35℃ 12주 저장 후 70% 이상의 발아율을 보인 품종은 중산벼, 추청벼, 고시히까리였으며, 50~ 70%의 발아율을 보인 품종으로는 오대벼, 상미벼, 운광벼, 일품벼, 남평벼, 일미벼, 히또메보레였고, 발아율이 50% 이하로 낮은 품종은 신동진벼, 호평벼, 호안벼, 계화벼, 대야 벼, 동안벼, 동진1호였다. Kim et 汉(2004)은 동진벼를 공시한 실험결과로 벼의 저장온도 및 함수율이 높을수록 발아율은 급격하게 저하하였다는 결과를 보고하였는데, 즉 저장 초기 발아율은 97% 수준이었으나, 함수율 22.
후속연구
- 따라서 고온저장 후에 품질변화에 대한 연구는 저장기간 및 품종 간 차이에 대한 복합요인을 검토함으로써 보다 더 정확한 정보를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
- (2002)에 의하면 발아율이 높으면 식미가 양호하다고 보고 하였다. 이 실험의 결과와 이미 보고된 결과를 고려할 때, 앞으로 고온 저장 시 발아율이 높게 유지 되는 벼 품종 육성을 통해 저온저장관리가 미흡한 경우 수확 후 쌀 품질 유지가 가능할 것으로 생각된다.
- (1996)은 4, 20, 30, 40°C 에서 6 개월간 저장하면서 지방산가를 측정한 결과 지방산가는 저장온도가 높을수록 저장기간에 따라 증가하였다고 보고하 여 본 실험과 같은 경향을 보였다. 지질은 저장성, 고미취의 원인으로 밝혀진 바 있으나, 취반미의 식미와 어떤 관계가 있는지는 앞으로 면밀한 검토가 요구된다.
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