국내에서 육종된 8가지 품종의 쌀을 습식과 건식제분하여 제분 방법에 따른 쌀가루의 품질변화를 품종별로 분석하고 이를 바탕으로 제분 방법에 비교적 민감하지 않고 일정한 품질의 가루를 생산할 수 있는 국내산 쌀 품종을 찾고자 하였다. 건식제분은 예상한 바와 같이 낟알의 경도가 높은 품종이 전분 손상도가 높았으나 습식제분에서는 Chenmaai와 같이 불린 쌀의 경도가 높더라도 전분의 손상도는 상대적으로 낮았다. 건식제분에 따른 손상 전분 함량의 증가는 쌀가루의 수분 흡수력을 급격히 증가시켰으며 습식제분은 낟알의 경도보다는 아밀로오스 함량에 따라서 수분 흡수력에 차이를 나타내었다. 가루의 수분 흡수력과 반비례하여 반죽의 질척한 정도가 나타나지만 고 아밀로오스 함량의 Suweon 517과 Milyang261은 제분 방법에 관계없이 수분 흡수력이 매우 높아서 빵이나 국수 등의 제품을 생산할 때 반죽에 더 많은 양의 물을 첨가해야 할 것으로 생각된다. 또한 건식제분된 가루가 습식제분된 가루에 비하여 수분 흡수력이 크기 때문에 반죽 과정에서 수분 첨가량을 증가시켜야 할 것이다. 건식제분은 품종 모두에서 최고 점도에 이르는 시간이 짧아지고 점도 붕괴가 증가하므로 습식 가루에 비하여 조리시간을 단축하고 호화 후 점도 조절이 필요하다. Hanareumbyeo, Manmibyeo, J insumi, Goamibyeo 등은 건식제분과 습식제분에 따른 호화 특성의 변화가 다른 품종에 비하여 크며, Suweon517과 Milyang261은 건식제분하면 setback 값이 증가하는 것으로 미루어 건식제분된 가루를 이용한 제품의 노화가 더 클 것으로 예측된다. 이상의 결과에 따라서 Chenmaai는 건식과 습식제분 모두에서 손상 전분의 함량이 낮고, 건식제분에 따른 수분 흡수율 증가가 적으며 제분에 따른 호화 점도 특성의 변화가 상대적으로 적어서 제분에 유리한 품종이다. 반면 Seolgaeng와 Suweon517은 낟알의 경도가 부드러운 분상질일지라도 건식과 습식제분 모두에서 손상전분 함량이 높고 수분 흡수력과 호화 점도의 특성 변화가 심하여 쌀가루로 분쇄하는 제분 적성이 좋지 않았다.
국내에서 육종된 8가지 품종의 쌀을 습식과 건식제분하여 제분 방법에 따른 쌀가루의 품질변화를 품종별로 분석하고 이를 바탕으로 제분 방법에 비교적 민감하지 않고 일정한 품질의 가루를 생산할 수 있는 국내산 쌀 품종을 찾고자 하였다. 건식제분은 예상한 바와 같이 낟알의 경도가 높은 품종이 전분 손상도가 높았으나 습식제분에서는 Chenmaai와 같이 불린 쌀의 경도가 높더라도 전분의 손상도는 상대적으로 낮았다. 건식제분에 따른 손상 전분 함량의 증가는 쌀가루의 수분 흡수력을 급격히 증가시켰으며 습식제분은 낟알의 경도보다는 아밀로오스 함량에 따라서 수분 흡수력에 차이를 나타내었다. 가루의 수분 흡수력과 반비례하여 반죽의 질척한 정도가 나타나지만 고 아밀로오스 함량의 Suweon 517과 Milyang261은 제분 방법에 관계없이 수분 흡수력이 매우 높아서 빵이나 국수 등의 제품을 생산할 때 반죽에 더 많은 양의 물을 첨가해야 할 것으로 생각된다. 또한 건식제분된 가루가 습식제분된 가루에 비하여 수분 흡수력이 크기 때문에 반죽 과정에서 수분 첨가량을 증가시켜야 할 것이다. 건식제분은 품종 모두에서 최고 점도에 이르는 시간이 짧아지고 점도 붕괴가 증가하므로 습식 가루에 비하여 조리시간을 단축하고 호화 후 점도 조절이 필요하다. Hanareumbyeo, Manmibyeo, J insumi, Goamibyeo 등은 건식제분과 습식제분에 따른 호화 특성의 변화가 다른 품종에 비하여 크며, Suweon517과 Milyang261은 건식제분하면 setback 값이 증가하는 것으로 미루어 건식제분된 가루를 이용한 제품의 노화가 더 클 것으로 예측된다. 이상의 결과에 따라서 Chenmaai는 건식과 습식제분 모두에서 손상 전분의 함량이 낮고, 건식제분에 따른 수분 흡수율 증가가 적으며 제분에 따른 호화 점도 특성의 변화가 상대적으로 적어서 제분에 유리한 품종이다. 반면 Seolgaeng와 Suweon517은 낟알의 경도가 부드러운 분상질일지라도 건식과 습식제분 모두에서 손상전분 함량이 높고 수분 흡수력과 호화 점도의 특성 변화가 심하여 쌀가루로 분쇄하는 제분 적성이 좋지 않았다.
Eight rice cultivars grown in Korea were analyzed to investigate the quality of flour prepared using wet and dry grinding methods. The hardness of the kernel was related with starch damage following dry grinding but not following wet grinding. Although Chenmaai had the hardest steeped kernel, its fl...
Eight rice cultivars grown in Korea were analyzed to investigate the quality of flour prepared using wet and dry grinding methods. The hardness of the kernel was related with starch damage following dry grinding but not following wet grinding. Although Chenmaai had the hardest steeped kernel, its flour exhibited minimal starch damage, a lower water absorption index (WAI), and a smaller difference between the RVA properties of wet and dry ground flour. However, Seolgan and Suweon517 are soft grains, and their flours had more starch damage and a higher WAI. In general, soft kernels produce better grinding characteristics. However, our wet grinding results indicated that grain hardness was not the main factor affecting the grinding characteristics. Even Chenmaai, with its hard kernels, had good grinding characteristics, whereas the softer kernels of Seolgan and Suweon517 did not show the appropriate grinding characteristics.
Eight rice cultivars grown in Korea were analyzed to investigate the quality of flour prepared using wet and dry grinding methods. The hardness of the kernel was related with starch damage following dry grinding but not following wet grinding. Although Chenmaai had the hardest steeped kernel, its flour exhibited minimal starch damage, a lower water absorption index (WAI), and a smaller difference between the RVA properties of wet and dry ground flour. However, Seolgan and Suweon517 are soft grains, and their flours had more starch damage and a higher WAI. In general, soft kernels produce better grinding characteristics. However, our wet grinding results indicated that grain hardness was not the main factor affecting the grinding characteristics. Even Chenmaai, with its hard kernels, had good grinding characteristics, whereas the softer kernels of Seolgan and Suweon517 did not show the appropriate grinding characteristics.
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문제 정의
국내에서 육종된 8가지 품종의 쌀을 습식과 건식제분하여 제분 방법에 따른 쌀가루의 품질변화를 품종별로 분석하고 이를 바탕으로 제분 방법에 비교적 민감하지 않고 일정한 품질의 가루를 생산할 수 있는 국내산 쌀 품종을 찾고자 하였다. 건식제분은 예상한 바와 같이 낟알의 경도가 높은 품종이 전분 손상도가 높았으나 습식제분에서는 Chenmaai와 같이 불린 쌀의 경도가 높더라도 전분의 손상도는 상대적으로 낮았다.
더불어 다양한 제분 방법에 적용하여도 쌀가루가 우수한 가공적성을 가져야 하지만 국내 쌀 품종의 경우 제분 적합성에 대한 정보가 부족하다. 따라서 본 연구는 국내에서 육종된 쌀 가운데 가공용으로 사용이 가능할 것으로 판단되는 8개의 품종을 선택하여, 현재 국내 및 동남아 등에서 쌀국수 제조에 가장 일반적으로 이용되는 완전 습식제분 방법으로 분쇄한 쌀가루와 침지와 건조가 전혀 관여하지 않고 미세한 입자로 제분할 수 있는 완전 건식 분쇄한 쌀가루의 품질특성을 품종에 따라서 연구하였다.
제안 방법
)을 이용하여 측정하였다. Mixograph(10 g mixograph, National Mfg. Co., Lincoln, NE, USA)를 이용하여 수분 75%로 쌀가루를 7분간 반죽한 후 5 kg load cell이 장착된 texture analyzer(TA.XT express, Stable Micro Systems Ltd.)에 35 mm aluminium cylinder probe와 Chen-Hoseney dough stickiness cell을 이용하여 반죽의 점착성 시험을 하였다. 시험은 approach speed, 2.
건식제분은 도정된 쌀을 원심력 분쇄기(Centrifugal force mill, KCFM-48, Korea Medi Ltd., Deagu, Korea)를 사용하여 분쇄판 간격을 1.2 cm로 조절하여 제분하였다. 제분된 가루는 습식제분 가루와 동일하게 115 mesh 체에 내려 밀봉하여 냉동 저장해서 실험에 이용하였다.
물에 불린 쌀의 경도는 쌀 5 g을 10 mL 물에 4시간 상온에서 침지한 후 물기를 제거하여 즉시 측정하였다. 경도 측정은 texture analyzer(TA.XT express, Stable Micro Systems Ltd., Godalming, Surrey, UK)에 5 mm stainless cylinder probe를 장착하고 compression test 하였다. 쌀알이 부서지는데 필요한 힘(kg)을 쌀의 경도로 표시하였다.
도정된 쌀의 경도는 실온의 desiccator에 쌀을 24시간 방치한 후에 꺼내어 즉시 측정하였다. 물에 불린 쌀의 경도는 쌀 5 g을 10 mL 물에 4시간 상온에서 침지한 후 물기를 제거하여 즉시 측정하였다.
도정된 쌀의 경도는 실온의 desiccator에 쌀을 24시간 방치한 후에 꺼내어 즉시 측정하였다. 물에 불린 쌀의 경도는 쌀 5 g을 10 mL 물에 4시간 상온에서 침지한 후 물기를 제거하여 즉시 측정하였다. 경도 측정은 texture analyzer(TA.
, Cheonan, Korea)에 물을 부어가며 현탁액 상태가 되도록 분쇄하였다. 분쇄 즉시 쌀가루와 물을 모두 동결 건조하였고, 건조된 가루 덩어리는 115 mesh 체에 모두 내려 밀봉하여 냉동 저장하여 사용하였다.
수분함량을 75%로 동일하게 반죽하여 반죽의 질척한 정도(dough stickiness)를 Chen-Hoseney dough stickiness cell(TA.XT express, Stable Micro Systems Ltd.)을 이용하여 측정하였다. Mixograph(10 g mixograph, National Mfg.
수확한 쌀은 도정기(SYTH-88, Ssangyong Co., Ltd., Incheon, Korea)를 이용하여 95% 도정 율로 도정하였다. 습식제분은 도정된 쌀을 물에 4시간 침지한 후 체에 내려 물을 제거하고 전동 습식 맷돌식 마쇄기(Daehwa Co.
, Incheon, Korea)를 이용하여 95% 도정 율로 도정하였다. 습식제분은 도정된 쌀을 물에 4시간 침지한 후 체에 내려 물을 제거하고 전동 습식 맷돌식 마쇄기(Daehwa Co., Cheonan, Korea)에 물을 부어가며 현탁액 상태가 되도록 분쇄하였다. 분쇄 즉시 쌀가루와 물을 모두 동결 건조하였고, 건조된 가루 덩어리는 115 mesh 체에 모두 내려 밀봉하여 냉동 저장하여 사용하였다.
)에 35 mm aluminium cylinder probe와 Chen-Hoseney dough stickiness cell을 이용하여 반죽의 점착성 시험을 하였다. 시험은 approach speed, 2.0 mm/s와 target force, 50 g 조건에서 실시하였다.
쌀가루의 입도 분포는 laser diffraction particle size analyzers(LS13 320, Beckman coulter, Brea, CA, USA)를 이용하여 가루를 isopropyl alcohol에 현탁시켜 입자 크기를 측정하였다.
쌀가루의 회분 함량은 AACC approved method 08-03, 단백질과 지방은 46-10과 30-26(28)에 따라서 측정하였다. 아밀로오스 및 손상 전분 함량은 Megazyme kit(Megazyme International Ltd., Wicklow, Ireland) K-AMYL 04/06 및 K-SDAM 02/2008을 이용하여 분석하였다.
4분간 유지하였다. 최고 점도에 도달하는 시간(peak time), 최고 점도(peak viscosity), breakdown viscosity(peak viscosity-hot paste viscosity) 및 setback viscosity(cold paste viscosity-peak viscosity)를 측정하였다.
대상 데이터
농촌진흥청 작물시험장에서 2009년 재배된 indica lines(Hanareumbyeo, Chenmaai)와 japonica lines(Jinsumi, Goamibyeo, Manmibyeo, Milyang261, Seolgaeng, Suweon517)의 8가지 품종의 쌀을 사용하였다.
실험에 이용된 쌀은 아밀로오스 함량에 따라서 Table 1과 같이 Manmibyeo, Jinsumi, Seolgaeng, Hanareumbyeo 등은 저 아밀로오스(10～20%)에 Goamibyeo, Chenmaai는 중간 아밀로오스(20～25%)에 Milyang261과 Suweon517은 고아밀로오스 함량(25%<)에 속하였다.
데이터처리
1)Within a column, values with different letters are significantly different (p<0.05) using Duncan’s multiple range test.
SPSS 통계 프로그램(Version 19.0, IBM Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치분산분석을 한 후 사후검정으로 Duncan’s multiple range test를 하였고, 두 그룹 간 차이 검증은 독립표본 t-검정을 실시하였다.
실험 결과는 5회 이상의 측정값을 평균과 표준편차로 나타내었다. SPSS 통계 프로그램(Version 19.
쌀알이 부서지는데 필요한 힘(kg)을 쌀의 경도로 표시하였다. 실험결과는 20회 이상 측정된 쌀의 평균과 표준편차로 표시하였다.
이론/모형
쌀가루의 수분 흡수력(water absorption index, WAI)은 AACC Approved Methods 56-30(28)에 따라서 측정하고 water absorption index(WAI)로 나타내었다.
쌀가루의 호화 특성은 rapid visco-analyzer(RVA, Tec-master, Newport Scientific Pty Limited, Warriewood, NSW, Australia)를 이용하여 Han 등(13)의 연구와 같은 조건으로 분석하였다. 쌀가루(3.
쌀가루의 회분 함량은 AACC approved method 08-03, 단백질과 지방은 46-10과 30-26(28)에 따라서 측정하였다. 아밀로오스 및 손상 전분 함량은 Megazyme kit(Megazyme International Ltd.
성능/효과
건식제분은 예상한 바와 같이 낟알의 경도가 높은 품종이 전분 손상도가 높았으나 습식제분에서는 Chenmaai와 같이 불린 쌀의 경도가 높더라도 전분의 손상도는 상대적으로 낮았다. 건식제분에 따른 손상 전분 함량의 증가는 쌀가루의 수분 흡수력을 급격히 증가시켰으며 습식제분은 낟알의 경도보다는 아밀로오스 함량에 따라서 수분 흡수력에 차이를 나타내었다. 가루의 수분 흡수력과 반비례하여 반죽의질척한 정도가 나타나지만 고 아밀로오스 함량의 Suweon 517과 Milyang261은 제분 방법에 관계없이 수분 흡수력이 매우 높아서 빵이나 국수 등의 제품을 생산할 때 반죽에 더 많은 양의 물을 첨가해야 할 것으로 생각된다.
국내에서 육종된 8가지 품종의 쌀을 습식과 건식제분하여 제분 방법에 따른 쌀가루의 품질변화를 품종별로 분석하고 이를 바탕으로 제분 방법에 비교적 민감하지 않고 일정한 품질의 가루를 생산할 수 있는 국내산 쌀 품종을 찾고자 하였다. 건식제분은 예상한 바와 같이 낟알의 경도가 높은 품종이 전분 손상도가 높았으나 습식제분에서는 Chenmaai와 같이 불린 쌀의 경도가 높더라도 전분의 손상도는 상대적으로 낮았다. 건식제분에 따른 손상 전분 함량의 증가는 쌀가루의 수분 흡수력을 급격히 증가시켰으며 습식제분은 낟알의 경도보다는 아밀로오스 함량에 따라서 수분 흡수력에 차이를 나타내었다.
그러나 건식제 분의 결과 모든 품종에서 최고 점도에 이르는 peak time이 모두 유의적(p<0.05)으로 감소하여 건식제분한 가루의 호화 시간이 단축되는 것을 알 수 있다.
수분 흡수력은 제분에 따른 차이도 매우 크지만, 건식의 경우 쌀알의 경도가 높은 것이 수분 흡수 증가율도 높아서 경도의 순과 같이 Goamibyeo< Hanareumbyeo< Manmibyeo< Jinsumi의 수분 흡수력이 높았다. 그러나 습식제분 한 것은 쌀알의 경도보다 아밀로오스 함량이 높은 Suweon517과 Milyang261의 수분 흡수력이 더 높았다. 즉, 습식제분할 경우는 쌀알이 이미 물을 많이 흡수하여 제분의 기계적인 힘에 의한 전분 손상에 따른 수분 흡수율 증가뿐 아니라 전분 자체의 특성 즉 아밀로오스 함량에 따라서 수분 흡수력에 차이를 나타내는 것으로 판단된다.
Chenmaai는 건조한 쌀의 경우 경도가 중간 범위에 속하고, 불린 쌀은 상대적으로 가장 단단하지만 건식과 습식 제분 모두에서 손상 전분의 함량이 낮아서 제분에 유리한 것을 알 수 있다. 반면 Seolgaeng와 Suweon517은 쌀의 경도가 낮은 분상질이므로 제분에 의한 전분 손상이 적을 것으로 예상하였으나 건식과 습식제분 모두에서 Chenmaai보다 손상 전분 함량이 높으며, Suweon517은 건식제분의 손상 전분 함량은 상대적으로 낮으나 습식제분은 다른 품종에 비하여 손상 전분의 함량이 높아서 두 품종 모두 제분 적성이 낟알이 단단한 Chenmaai보다 오히려 좋지 않았다.
이러한 쌀의 경도는 제분하였을 때 전분의 손상도와 매우 밀접한 관계를 나타내어 Hanareumbyeo, Jinsumi, Manmibyeo, Goamibyeo 등 단단한 쌀 품종이 건식제분 하였을 때 손상 전분 함량도 가장 많았다. 반면에 물에 불려 습식제분한 가루의 손상도는 불린 쌀이 가장 단단한 Goamibyeo나 Chenmaai보다 Manmibyeo와 Hanareumbyeo가 가장 높았다. 불린 쌀의 경도가 가장 높았던 Chenmaai는 습식제분에서 상대적으로 매우 낮은 손상도를 나타내었다.
수분 흡수력은 제분에 따른 차이도 매우 크지만, 건식의 경우 쌀알의 경도가 높은 것이 수분 흡수 증가율도 높아서 경도의 순과 같이 Goamibyeo< Hanareumbyeo< Manmibyeo< Jinsumi의 수분 흡수력이 높았다.
Hanareumbyeo, Manmibyeo, Jinsumi, Goamibyeo 등은 건식제분과 습식제 분에 따른 호화 특성의 변화가 다른 품종에 비하여 크며, Suweon517과 Milyang261은 건식제분하면 setback 값이 증가하는 것으로 미루어 건식제분된 가루를 이용한 제품의 노화가 더 클 것으로 예측된다. 이상의 결과에 따라서 Chenmaai는 건식과 습식제분 모두에서 손상 전분의 함량이 낮고, 건식제분에 따른 수분 흡수율 증가가 적으며 제분에 따른 호화 점도 특성의 변화가 상대적으로 적어서 제분에 유리한 품종이다. 반면 Seolgaeng와 Suweon517은 낟알의 경도가 부드러운 분상질일지라도 건식과 습식제분 모두에서 손상전분 함량이 높고 수분 흡수력과 호화 점도의 특성 변화가 심하여 쌀가루로 분쇄하는 제분 적성이 좋지 않았다.
후속연구
따라서 회분 함량이 높은 밀가루는 제빵성이 나쁜 것으로 알려져 있다(29,30). 그러나 쌀로 만든 빵이나 면의 품질을 밀가루와 같이 글루텐 형성 및 회분 함량과의 관계로 연관시키려면 쌀의 단백질 구조와 가공 적성이 밀 단백질과 다르기 때문에 관련 분야의 계속적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 단백질의 함량은 Chenmaai, Goamibyeo 등이 높은데 이 품종들은 제빵 및 제면성이 우수한 품종(13,14)으로 단백질 함량과 제면, 제빵성 간의 상관관계가 높기 때문에 쌀 품종의 단백질 함량과 가공적성에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
그러나 쌀로 만든 빵이나 면의 품질을 밀가루와 같이 글루텐 형성 및 회분 함량과의 관계로 연관시키려면 쌀의 단백질 구조와 가공 적성이 밀 단백질과 다르기 때문에 관련 분야의 계속적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 단백질의 함량은 Chenmaai, Goamibyeo 등이 높은데 이 품종들은 제빵 및 제면성이 우수한 품종(13,14)으로 단백질 함량과 제면, 제빵성 간의 상관관계가 높기 때문에 쌀 품종의 단백질 함량과 가공적성에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건식제분에서 전분이 호화되고 손상되는 현상이 일어나는 이유는 무엇인가?
Kum 등(19)은 jet mill을 이용한 건식제분이 가장 미세한 입도 분포를 갖고 제분 방법에 따라서 가루의 입도분포가 달라진다고 하였다. 그러나 건식제분을 하면 분쇄기에서 발생되는 열과 기계적 마찰에 의하여 전분이 호화되고 손상되는 현상이 일어날 수 있다(18,19). 따라서 부적당한 제분 방법을 사용한다면 입도 분포가 균일하지 못하며 전분에 많은 손상이 올 수 있다(19-23).
습식제분 시 여러 가지 제분 조건을 조절하는 것이 중요한 이유는 무엇인가?
그러나 습식제분 한 쌀가루는 폐수처리 문제, 건조비용, 미생물 오염에 따른 유통의 개선 등의 문제점이 있다(17). 또한 쌀의 수침조건에 따라서 가루의 호화 특성이 변화하고 손상 전분의 정도도 품종에 따른 전분의 구조적인 형태에 영향을 받으며 조질화 수분 함량, 분쇄압력, 제분기의 형태 및 속도 등에 따라서 쌀가루의 품질이 변화되므로 여러 가지 제분 조건을 조절해야 한다(20,22,24,26). 이러한 문제점에도 불구하고 습식제분된 쌀가루의 가공적성이 우수하기 때문에 베트남 쌀국수를 제조하는 공장과 태국 및 베트남 등의 현지에서는 쌀을 습식제분하고 현탁액을 정치하여 가라앉은 침전물을 건조시키지 않고 그대로 국수 반죽에 사용한다.
제면이나 제과, 제빵에 사용되는 쌀에 적합한 종은 무엇인가?
또한 쌀 품종과 가루의 제분 방법에 따라서도 품질 특성이 다르기 때문에 가공 제품에 사용하기 위해서는 지속적인 연구가 필요하다(6-11). 가공에 이용되는 쌀 가운데 제면이나 제과, 제빵에 사용되는 쌀은 고 아밀로오스 함량의 장립종이 적합한 것으로 알려져 있다(12-16). 가공용으로 육종된 쌀은 밥 전용의 쌀과 식미가 달라서 취반용으로 선호도가 낮으므로 쌀 가공식품으로 소비하는 것이 가장 적합하다.
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