선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 우리나라에서 개발된 고아밀로오스 쌀 품종에는 고아미2호와 고아미가 있으며 이 두 품종은 외형은 차이를 보이나 취반용 품질이 낮고 식이섬유 함량이 높은 기능성을 이용한 가공제품 개발이 바람직하다고 생각한다, 고아미2호의 경우 가공제품에 대한 연구들이 진행되고 있다(11-13). 국내산 고아밀로오스 쌀가루의 특성과 수입되는 쌀 중 고아밀로오스 쌀로는 태국산 쌀을 구하여 이 들의 특성을 비교하여 쌀가루로서 밀가루 대체 가능성을 검토하고자 하였다.
- 따라서 본 연구는 국내산 고아밀로오스쌀인 고아미2호와 고아미와 수입산 태국산 쌀을 대상으로 생산과 활용이 용이하다고 제안된 방법으로 쌀가루를 제조하여 식이섬유함량을 측정하였고 이화학적 특성과 호화특성을 비교하였다.
제안 방법
- 50°C에서 1분간, 1-4.7분까지 95°C로 상승, 4.7-7.2분 95°C로 유지하고 7.2-11분까지 50°C로 냉각, 11-13분에는 50°C로 유지하면서 실험하였다.
- 백미인 고아밀로오스 쌀을 3번 씻고 3배 정도의 물을 가하여 실온에서 8시간 수침하고 물기를 제거한 다음 제습장치가 있는 저온실(15±2℃)에서 건조하였다.
- 시료 1.00 g에 인산완충용액(pH 6.0)을 넣어 끓는 수조에서 heat-stable αamylase 100 mL를 넣어 15분간 반응시켰고 pH 7.5로 하여 protease를 작용시켰고 pH 4.6으로 조절하여 amyloglucosidase를 넣어 분해하고 95% 에탄올을 넣어 총 알코올 농도가 80% 되도록 한 다음 1시간 이상 방치한 후에 침전된 부분을 여과 건조하여 측정하였다.
- 식이섬유 함량이 높은 기능성 고아밀로오스 쌀로 밀가루를 대체할 수 있는 쌀가루를 제조하여 가공에 사용하기 위하여 국내산 고아밀로오스 쌀인 고아미와 고아미 2호, 수입쌀인 태국산 쌀을 처리하여 120 mesh를 통과한 쌀가루를 제조하고 이화학적 특성, 식이섬유 함량과 호화특성을 비교하였다. 쌀가루의 단백질 함량과 총 전분함량은 고아미 2호가 가장 낮았고 회분과 지질함량은 가장 높았으며 고아미와 태국산의 차이는 없었다.
- 쌀가루 시료를 데시케이터에 넣어 수분을 조절한 다음 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, JSM-7500F+EDS, JEOL, Tokyo, Japan)을 이용하여 관찰하였다. 시료 부착용 stub를 아세톤으로 닦은 다음 이중테이프를 잘라 붙이고 그 위에 쌀가루를 고르게 부착한 다음 금과 백금으로 코팅하여 전도성을 갖게 하였다.
- 쌀가루의 결정형과 결정강도는 x-선 회절기(D/Max-1200, Rigaku Co., Japan)로 target, Cu-Kα; filter, Ni; full scale range, 3000 cps; scanning speed, 8°/min; voltage, 40 kV; current, 20 mA로 회절각도(2θ) 0-40° 회절시켜 비교하였다.
- 시료 부착용 stub를 아세톤으로 닦은 다음 이중테이프를 잘라 붙이고 그 위에 쌀가루를 고르게 부착한 다음 금과 백금으로 코팅하여 전도성을 갖게 하였다. 이 시료를 가속전압 3.0 kV, phototime 85 sec 조건으로 3000배로 표면을 관찰하였다.
- 이때 사용한 점도 단위는 RVU(Rapid Visco-Analyzer Unit)이었으며 특성치는 호화개시온도, 피크점도(P), trough에서 점도(T), 50°C에서 최종점도(F)와 이로부터 구한 total setback 점도(F-T), breakdown 점도(P-T)를 비교하였다.
- , Japan)로 target, Cu-Kα; filter, Ni; full scale range, 3000 cps; scanning speed, 8°/min; voltage, 40 kV; current, 20 mA로 회절각도(2θ) 0-40° 회절시켜 비교하였다. 회절각도의 피크위치와 높이로부터 결정형을 비교하였다.
대상 데이터
- K-TSTA)를 Megazyme International Ireland Ltd.(Wicklow, Ireland)에서 구입하여 사용하였다.
- 백미인 고아밀로오스 쌀을 3번 씻고 3배 정도의 물을 가하여 실온에서 8시간 수침하고 물기를 제거한 다음 제습장치가 있는 저온실(15±2℃)에서 건조하였다. 건조된 쌀알의 수분함량이 약 12% 되었을 때 쌀을 120 mesh 체가 내장된 분쇄기(D840-30F2-ML12, Gwangju, Korea)로 제분하여 저온실(4℃)에서 보관하면서 시료로 사용하였다.
- 국내산 고아밀로오스 쌀은 농촌진흥청 작물과학원(Suwon, Korea)에서 2006년 수확한 고아미2호를 구입하였고 농촌진흥청 영남농업연구소(Miryang, Korea)에서 2006년 수확한 고아미를 분양 받아 가정용 정미기로 도정하여 사용하였다. 수입산 고아밀로오스쌀은 태국에서 2006년 수입한 쌀로 백미로 도정한 것을 국내시장에서 구입하였다.
- 국내산 고아밀로오스 쌀은 농촌진흥청 작물과학원(Suwon, Korea)에서 2006년 수확한 고아미2호를 구입하였고 농촌진흥청 영남농업연구소(Miryang, Korea)에서 2006년 수확한 고아미를 분양 받아 가정용 정미기로 도정하여 사용하였다. 수입산 고아밀로오스쌀은 태국에서 2006년 수입한 쌀로 백미로 도정한 것을 국내시장에서 구입하였다. 총식이섬유 함량을 측정하기 위한 효소는 열 안정성 αamylase(Cat No.
데이터처리
- 실험결과는 SAS package(Version 9.1)를 이용하여 통계처리 하였고 ANOVA와 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
이론/모형
- 6으로 조절하여 amyloglucosidase를 넣어 분해하고 95% 에탄올을 넣어 총 알코올 농도가 80% 되도록 한 다음 1시간 이상 방치한 후에 침전된 부분을 여과 건조하여 측정하였다. 단백질과 회분의 보정은 잔여물을 시료로 Micro Kjeldahl법과 직접회화법으로 분석하였다.
- 쌀가루의 수분함량은 적외선수분측정기(Precisa HA300, Switzerland)로 단백질, 회분, 지질함량은 AOAC 방법(16)으로 측정하였다. 단백질은 micro kjeldahl법 으로 질소환산계수 5.95를 대입하여 계산하였고 회분은 550oC 직접 회화법, 지질은 에틸에테르를 용매로 Soxhlet 방법으로 측정하였고 모든 실험은 2번 이상 반복하였다.
- 표준곡선은 동진벼 전분을 Montgomery와 Senti 방법(18)으로 아밀로오스와 아밀로펙틴으로 분리하여 위와 같은 방법으로 구하였다. 물결합능력은 Medcalf와 Gilles 방법(19), 팽윤력과 용해도는 65-95℃ 범위에서 10℃간격으로 Schoch 방법(20)으로 측정하였다. 총 전분함량은 AACC 76-13 방법(21)에 따라 시료 100 mg을 thermostable α-amylase와 amyloglucosidase로 분해한 다음 GOPOD로 발색하여 510 nm에서 흡광도를 측정하고 다음과 같은 식에 의하여 계산하였다.
- 쌀가루는 Shin 등(14)과 Kim과 Shin 방법(15)에 따라 제조하였다. 백미인 고아밀로오스 쌀을 3번 씻고 3배 정도의 물을 가하여 실온에서 8시간 수침하고 물기를 제거한 다음 제습장치가 있는 저온실(15±2℃)에서 건조하였다.
- 쌀가루의 겉보기 아밀로오스 함량은 Williams 등(17)과 Song과 Shin의 방법(6)으로 측정하였다. 표준곡선은 동진벼 전분을 Montgomery와 Senti 방법(18)으로 아밀로오스와 아밀로펙틴으로 분리하여 위와 같은 방법으로 구하였다.
- 쌀가루의 수분함량은 적외선수분측정기(Precisa HA300, Switzerland)로 단백질, 회분, 지질함량은 AOAC 방법(16)으로 측정하였다. 단백질은 micro kjeldahl법 으로 질소환산계수 5.
- 쌀가루의 호화과정에서 일어나는 점도의 변화는 신속점도측정기(Rapid Visco-Analyzer, RVA, Model 3D, Newport Scientific Pty, Ltd., Narrabeen, Australia)를 이용하여 AACC Method 61-02 방법(22)으로 분석하였다. RVA용 알루미늄 용기에 시료 3 g(12% 수분함량 기준)과 증류수 25 mL을 넣어 분산시켰다.
- 총 식이섬유 함량은 AOAC 방법(16)으로 측정하였다. 시료 1.
- 총 전분함량은 AACC 76-13 방법(21)에 따라 시료 100 mg을 thermostable α-amylase와 amyloglucosidase로 분해한 다음 GOPOD로 발색하여 510 nm에서 흡광도를 측정하고 다음과 같은 식에 의하여 계산하였다.
- 쌀가루의 겉보기 아밀로오스 함량은 Williams 등(17)과 Song과 Shin의 방법(6)으로 측정하였다. 표준곡선은 동진벼 전분을 Montgomery와 Senti 방법(18)으로 아밀로오스와 아밀로펙틴으로 분리하여 위와 같은 방법으로 구하였다. 물결합능력은 Medcalf와 Gilles 방법(19), 팽윤력과 용해도는 65-95℃ 범위에서 10℃간격으로 Schoch 방법(20)으로 측정하였다.
성능/효과
- 백색판을 기준으로 한 쌀가루의 색도 차는 고아미, 고아미 2호, 태국산 쌀가루가 각각. 3.85, 11.08, 4.22로 고아미 2호가 큰 차이를 보여 전반적으로 고아미 2호의 색이 어둡고 누런색을 띠어 소비자의 선호도가 낮은 색을 갖게 됨을 알 수 있었다.
- Breakdown 점도는 아밀로오스 함량과 부의 상관을 가지며 호화 중 열, 전단에 대한 저항성과 높은 상관을 보이는데 고아미 2호가 3.0 RVU로 가장 낮고 고아미가 56.0 RVU로 가장 높았다. 노화정도 또는 냉각과정에서 겔화로 인해 구조가 형성되는 정도를 예측할 수 있는 total setback 점도 역시 고아미 2호가 98.
- 쌀가루의 단백질 함량과 총 전분함량은 고아미 2호가 가장 낮았고 회분과 지질함량은 가장 높았으며 고아미와 태국산의 차이는 없었다. 겉보기 아밀로오스 함량과 물 결합능력, 총 식이섬유 함량은 고아미2호 쌀가루가 높았다. 태국산 쌀가루는 팽윤력이 높았고 호화특성 중 피크점도, 냉각점도, total setback점도가 높았다.
- 고아미와 태국산 쌀가루의 결정형은 전형적인 쌀의 결정형인 A형 이었지만 고아미2호는 고아밀로오스 옥수수전분과 같은 B형을 나타냈다. 고아미 2호 쌀가루의 색은 어둡고 누런색을 띠었으며 명도는 낮고 황색도는 높았다.
- 고아미와 태국산 쌀가루의 일반성분 함량은 유의적인 차이를 보이지 않았으나 고아미2호 쌀가루는 차이를 보였다. 고아미 2호, 고아미, 태국산 쌀로 처리하여 제조한 쌀가루의 단백질함량은 각각 6.0, 7.3, 7.4%로 고아미2호가 가장 낮았으며 회분과 조지질 함량은 0.4과 1.6%로 태국산과 고아미 쌀가루의 0.2%, 0.3-0.4%보다 훨씬 높았다. 건식 제분한 생쌀가루의 단백질 함량은 고아미 2호가 9.
- 고아미, 고아미 2호, 태국산 쌀가루의 색도는 Table 4와 같았고 명도는 고아미, 고아미 2호, 태국산 각각 94.29, 89.52, 94.34로 고아미 2호가 가장 낮았으며 적색도(+a, redness)는 각각 −0.92, −0.37, −1.03으로 고아미 2호가 가장 낮았고 황색도(+b, yellowness)는 각각 4.12, 9.83, 4.68로 고아미 2호가 가장 높았다.
- 전분분자 중에 아밀로오스 함량이 높을수록 호화온도가 높고 100oC 이하에서 호화 되지 않기 때문으로 고아밀로오스 쌀가루도 유사한 경향을 보일 것으로 생각되었다. 고아미, 고아미2호, 태국산 쌀가루 중 총 전분함량은 각각 78.2, 72.3, 76.7%로 고아미2호가 다른 쌀가루보다 낮은데 이는 식이섬유 함량이나 회분과 지질 함량이 높은 것과 관련이 있을 것으로 생각되었다.
- 2%이었다. 고아미와 태국산 쌀가루의 일반성분 함량은 유의적인 차이를 보이지 않았으나 고아미2호 쌀가루는 차이를 보였다. 고아미 2호, 고아미, 태국산 쌀로 처리하여 제조한 쌀가루의 단백질함량은 각각 6.
- 총 식이섬유는 저항전분과 세포벽을 구성하는 비전분 다당류를 포함하며 체내 효소에 의해 소화되지 않고 대장까지 내려가 발효되어 생리활성을 갖는 탄수화물로 정의한다. 고아밀로오스 쌀가루의 총 식이섬유함량은 8.5-9.2%로 일반 쌀가루의 3% 이하에 비해 높은 값을 보였다. Kim 등(11)은 압출성형공정을 이용하여 고아미2호로 후레이크를 제조하였을 때 고아미2호의 저항전분(resistance starch, RS)함량이 12.
- 9 RVU로 높았다. 따라서 고아미 2호는 호화가 힘들면서 겔이 냉각될 때 점도 변화가 적어 network 형성이 어려워 가공 시 네트워크 형성이 안되며, 태국산 쌀가루는 호화가 용이하며 호화액이 냉각될 때 단단한 겔을 형성 할 수 있음을 알 수 있었다. 아밀로오스 함량이 높은 고아미 2호 쌀가루 보다 태국산 쌀가루가 높은 total setback을 보이는 것은 전분 입자를 이루는 아밀로오스와 아밀로펙틴의 분자길이와 구조, 중합도가 영향을 주기 때문으로 생각되었다.
- 태국산 쌀가루는 팽윤력이 높았고 호화특성 중 피크점도, 냉각점도, total setback점도가 높았다. 반면 고아미 2호는 호화개시온도도 높을 뿐만 아니라 피크, 냉각 및 setback 점도를 포함한 모든 점도가 가장 낮아 호화와 겔 형성이 낮음을 알 수 있었다. 고아미와 태국산 쌀가루의 결정형은 전형적인 쌀의 결정형인 A형 이었지만 고아미2호는 고아밀로오스 옥수수전분과 같은 B형을 나타냈다.
- 8로 고아미2호만 낮게 유지되어 유의한 차이를 보였다. 반면에 시료 중에서 물결합능력이 크고 아밀로오스 함량이 낮은 태국산 쌀가루는 팽윤력이 높아 가공성이 세 종류의 쌀가루 중에서 가장 좋을 것으로 생각되었다. 용해도도 85℃ 이후 급격히 증가하였는데 85℃에서 8.
- B형은 감자 전분이나 고아밀로오스 옥수수전분에서 보이는 결정형으로 전분이 호화 되었다가 노화되면 B형의 결정형으로 변화되며 노화 아밀로오스나 RS3형태의 전분에서 확인할 수 있는 결정구조이다. 세 종류의 고아밀로오스 쌀가루 중에서 고아미 2호만 B형을 보였는데 이것은 효소에 저항을 갖는 구조로 아밀로오스 함량보다는 아밀로오스와 아밀로펙틴의 분자구조나 중합도와 관계가 있을 것으로 생각되었다.
- 세 종류의 고아밀로오스 쌀가루의 입자 형태는 Fig. 1과 같이 고아미(A)와 태국산(C)을 비교해보면 표면이 단단하고 매끄러우며 작은 입자들이 표면에 붙어 있는 것을 볼 수 있지만 고아미 2호(B)는 표면이 울퉁불퉁하고 부서지기 쉽고 푸석푸석한 결정성이 없는 덩어리가 뭉쳐있는 것과 같은 형태를 관찰 할 수 있었다.
- 즉 쌀가루의 물결합능력은 전분입자의 흡수력뿐 만 아니라 세포 내에 전분입자의 분포나 구조에 의해 영향을 받는다고 생각되었다. 쌀가루로 가공할 때 물결합능력이 크면 쌀가루 입자 내에 물을 많이 흡수 하여 가열과정에서 열 전달을 도와줄 수 있으며 이로 인해 아밀로오스 용출이나 그물망구조 형성이 용이할 것으로 생각되어 반죽형성이나 가공 및 조리 특성을 개선할 수 있을 것으로 생각되었다.
- 식이섬유 함량이 높은 기능성 고아밀로오스 쌀로 밀가루를 대체할 수 있는 쌀가루를 제조하여 가공에 사용하기 위하여 국내산 고아밀로오스 쌀인 고아미와 고아미 2호, 수입쌀인 태국산 쌀을 처리하여 120 mesh를 통과한 쌀가루를 제조하고 이화학적 특성, 식이섬유 함량과 호화특성을 비교하였다. 쌀가루의 단백질 함량과 총 전분함량은 고아미 2호가 가장 낮았고 회분과 지질함량은 가장 높았으며 고아미와 태국산의 차이는 없었다. 겉보기 아밀로오스 함량과 물 결합능력, 총 식이섬유 함량은 고아미2호 쌀가루가 높았다.
- 쌀가루의 물결합능력은 전분함량뿐만 아니라 비 전분 다당류 등 여러 성분에 의하며 세포벽에 의한 팽윤 억제 현상에도 영향을 준다. 쌀가루의 물결합능력은 고아미 237.6%, 고아미 2호 255.0%, 태국산 249.4%로 세 종류간에 유의적인 차이를 보였으며 일반 쌀보다는 훨씬 높았다. 고아미2호 쌀가루의 물결합능력은 생쌀가루의 179.
- 쌀가루의 총 식이섬유 함량은 고아미, 고아미 2호, 태국산이 각각 8.5, 9.2, 8.6%로(Table 1), 고아미 2호가 가장 높았으며 고아미와 태국산은 유의적인 차이가 없었다. 총 식이섬유는 저항전분과 세포벽을 구성하는 비전분 다당류를 포함하며 체내 효소에 의해 소화되지 않고 대장까지 내려가 발효되어 생리활성을 갖는 탄수화물로 정의한다.
- 쌀가루의 팽윤력과 용해도는 Table 2와 같이 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 85℃에서 급격한 증가를 보여 보통 아밀로오스 함량은 갖는 쌀가루나 찹쌀가루보다 높은 온도에서 호화가 시작됨을 알 수 있었다. 팽윤력은 고아미2호가 85℃에서 8.
- 이러한 결과는 Kang 등(8)의 일품벼 유래 배유 돌연변이품종 쌀의 호화 및 노화 특성 비교하였을 때 고아미 2호의 호화개시 온도가 가장 높은 결과와 유사하였다. 온도에 따른 전분 호화액의 점도 변화는 품종에 따라 다른 경향을 보여 피크점도(P), trough 점도(T), 냉각점도(C), 모두 태국산 쌀가루가 가장 높았고 고아미 쌀가루, 고아미 2호 쌀가루 순이었는데 고아미와 고아미 2호 쌀가루에 비해 태국산 쌀가루는 각각의 점도가 1.5-3.2배 높은 값을 보였다. 최고점도는 고아미, 고아미 2호, 태국산이 각각 169.
- 고아밀로오스 쌀가루의 호화양상을 신속점도측정기를 이용하여 측정한 결과로부터 구한 RVA특성치는 Table 3과 같았다. 온도에 따른 호화양상을 비교하면 3종류의 쌀가루가 큰 차이를 보였으며 호화개시온도는 고아미, 태국산, 고아미 2호 순으로 각각 84.9, 87.1, 92.1℃를 보였다. 일반쌀가루의 호화개시온도가 65-70℃인 것에 비해 모두 높은 값을 보였으며 그 중 고아미 2호가가장 높았는데 이는 아밀로오스 함량이 높고 팽윤력이 낮은 것과 상관성이 높을 것으로 생각되었다.
- 1%로 3배의 증가를 보였다. 용해도는 태국산 쌀가루가 다른 시료보다 낮은 값을 나타내 가열 중에 용출되는 전분분자가 적음을 알 수 있었고 팽윤력은 높아 다른 고아밀로오스 쌀가루보다 가공에 좋은 물리적 특성을 보일 것으로 생각되었다.
- 1℃를 보였다. 일반쌀가루의 호화개시온도가 65-70℃인 것에 비해 모두 높은 값을 보였으며 그 중 고아미 2호가가장 높았는데 이는 아밀로오스 함량이 높고 팽윤력이 낮은 것과 상관성이 높을 것으로 생각되었다. 즉 고아미 2호 쌀가루는 호화 되어 아밀로오스의 용출이나 구조력을 형성하기 위해 고온이 필요하므로 다른 시료에 비해 가공성이 떨어진다고 생각되었다.
- 겉보기 아밀로오스 함량과 물 결합능력, 총 식이섬유 함량은 고아미2호 쌀가루가 높았다. 태국산 쌀가루는 팽윤력이 높았고 호화특성 중 피크점도, 냉각점도, total setback점도가 높았다. 반면 고아미 2호는 호화개시온도도 높을 뿐만 아니라 피크, 냉각 및 setback 점도를 포함한 모든 점도가 가장 낮아 호화와 겔 형성이 낮음을 알 수 있었다.
후속연구
- 밀의 글루텐의 기능적인 특성인 그물망구조를 형성하는 기본 골격을 대체할 수 있는 성분으로 쌀 전분의 아밀로오스, 쌀 단백질의 가교결합의 형성, 구조 형성에 도움을 주는 긴 사슬구조의 친수성 물질을 첨가하는 방안이 가능하며 이에 대한 연구는 지속적으로 이루어져야 한다. 그 중 쌀 전분 중 직선상 고분자인 아밀로오스로 그물망구조를 갖게 하여 점도를 높이고 겔을 형성하면 가능성을 확인할 수 있을 것으로 생각하였다. 고아밀로오스 쌀가루로 gluten-free 제품을 제조할 수 있으면 건강 기능성을 갖는 가공제품 개발에 중요한 기초자료로 사용할 수 있을 것이다(7-10).
- 밀의 글루텐의 기능적인 특성인 그물망구조를 형성하는 기본 골격을 대체할 수 있는 성분으로 쌀 전분의 아밀로오스, 쌀 단백질의 가교결합의 형성, 구조 형성에 도움을 주는 긴 사슬구조의 친수성 물질을 첨가하는 방안이 가능하며 이에 대한 연구는 지속적으로 이루어져야 한다. 그 중 쌀 전분 중 직선상 고분자인 아밀로오스로 그물망구조를 갖게 하여 점도를 높이고 겔을 형성하면 가능성을 확인할 수 있을 것으로 생각하였다.
- 쌀의 소비를 증가하려는 측면에서는 위의 방법도 좋으나 gluten을 함유하지 않은 쌀가루의 특성을 살려 밀가루제품을 gluten–free 쌀가루제품으로 제조할 수 있으면 알러지나 소화장애 증상인 셀리악병(celiac disease) 원인이 되는 밀 단백질의 사용을 줄일 수 있어 국내외적으로 경쟁력 있는 제품 개발이 가능할 것으로 생각된다(4-6).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.