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문제 정의
- 그동안 찰옥수수의 품종육성은 수량성위주로 흰찰옥수수에 한정되어 왔으며 식미 관련 된 연구로 옥수수의 경우 Choi 등이 연구된 바 있으며, 쌀의 경우에는 품질고급화를 위해 아밀로스함량, 단백질함량, 아밀로그램 등의 이화학적 특성이 밥의 경도, 찰성, 호응집성 등의 물리성 및 식미간에 밀접한 상관을 보인다고 하였다(Choi, 2002a). 따라서 본 연구는 국내 찰옥수수 교잡종들의 단백질 및 아밀로그램 분석을 실시하며 고품질 찰옥수수 품종 육성을 위한 기초자료로 이용하기 위해 수행하였다.
제안 방법
- 당도는 풋옥수수 상태로 수확 즉시 이삭 중간부위 낟알의 용출물을 당도계(GMK-703F)로 측정하여 °Brix로 표시하였다. 단백질 함량은 옥수수 시료 250 mg을 칭량하여 C/N 분석기(Vario Max C/N, Elementar Co. Germany)로 분석조건은 Table 3과 같은 방식에 의해 분석하였으며 분석된 질소 함량에 단백질 계수인 6.25를 곱해서 단백질함량으로 표기하였다(Table 2, Fig. 1).
- 아밀로그래프는 전분현탁액에 열을 가해 교질상태로 만들어 호화특성과 점도의 변화를 측정함으로써 식미특성 및 가공적성을 분석하는데 이용되어진다. 전분을 물과 함께 가열하면 물의 흡수와 전분의 팽윤작용으로 호화가 진행되면서 점도의 변화가 이루어지는데 이러한 점도의 변화를 최고점도(Peak), 최저점도(Hot), 최종점도(Cool), 강하점도(Breakdown), 치반점도(Setback) 그리고 응집점도(Consistency)로 구분하여 나타냈으며 찰옥수수의 아밀로그램 특성을 비교하기 위해 공시된 각 교잡종들의 아밀로그램 특성을 살펴보면 Table 3과 같다.
- 시비량은 N-P2O5-K2O(20-3-6 kg/10a)로 이중 질소는 절반을 기비로 시용하였고 나머지 절반은 추비로 7～8엽기에 시용하였으며 인산과 칼리는 전량 기비로 시용하였다. 파종 후 흑색비닐을 이용한 멀칭재배를 하였고, 조명나방 방제를 위해 토양살충제 10a당 2 kg를 1회 살포하였다. 기타 재배관리는 옥수수 표준재배법에 준하였으며 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 실시하였다.
- 파종은 4월 20일 충남농업기술원 전특작 포장에 재식밀도를 70×25 cm로 하고 1주 1본씩 점파하였다.
대상 데이터
- 공시 교잡종간 주요 특성을 비교하기 위해 찰옥수수 110개 교잡종을 충남농업기술원 시험포장에서 2009년에 수행하였다. 파종은 4월 20일 충남농업기술원 전특작 포장에 재식밀도를 70×25 cm로 하고 1주 1본씩 점파하였다.
- 교잡종으로 노란색, 자색, 흰색 찰옥수수 교잡종을 사용하였다. 대조구로는 국내육성품종으로 노란색의 유색찰옥수수인 대학찰골드 1호, 검정 찰옥수수로 흑진주찰, 흰찰옥수수로 연농 1호를 이용하였다.
- 본 시험에 사용 된 재료는 수집된 재래종으로부터 선발 육성한 찰옥수수 자식계통을 교배친으로 이용하여 이들 각 계통들을 상호 교배한 F1 교잡종으로 노란색, 자색, 흰색 찰옥수수 교잡종을 사용하였다. 대조구로는 국내육성품종으로 노란색의 유색찰옥수수인 대학찰골드 1호, 검정 찰옥수수로 흑진주찰, 흰찰옥수수로 연농 1호를 이용하였다.
- 이화학적 성분분석을 위한 옥수수 시료는 수정 된 25일의 풋옥수수를 수확하여 생체 이삭 중간부위의 종실을 -80℃에서 동결 건조한 후 Cyclotec Mill(USA)을 이용해 마쇄한 후 분석시료로 사용하였다. 당도는 풋옥수수 상태로 수확 즉시 이삭 중간부위 낟알의 용출물을 당도계(GMK-703F)로 측정하여 °Brix로 표시하였다.
데이터처리
- Mean followed by the same letter in a column are not significantly different at the 5% level by Duncan’s multiple range test.
- 아밀로그램 분석은 RVA(Rapid Visco Analyzer. Newport Scientific Model 3D, Warriewood, Australia)를 이용하여 옥수수 시료 3 g에 25 ㎖의 증류수를 넣고 50℃에서 95℃까지 상승시킨 후 다시 50℃까지 냉각시키면서 호화개시온도(Pasting Temperature), 최고점도(Peak Viscosity), 최저점도(Hot Viscosity), 최종점도(Cool Viscosity)를 구하였으며, 최고점도에서 최저점도를 뺀 강하점도(Breakdown), 최종점도에서 최고점도를 뺀 치반점도(Setback), 최종점도에서 최저점도를 뺀 응집점도(Consistency)를 각각 구하였다(Fig. 2).
이론/모형
- 파종 후 흑색비닐을 이용한 멀칭재배를 하였고, 조명나방 방제를 위해 토양살충제 10a당 2 kg를 1회 살포하였다. 기타 재배관리는 옥수수 표준재배법에 준하였으며 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 실시하였다.
- 아밀로펙틴함량은 Juliano법(Juliano et al. 1985)에 의하여 옥수수시료 100 mg에 95% ethanol 1 ㎖와 1N NaOH 9 ㎖을 넣고 95～100℃의 열탕수조에서 약 10분간 가열 호화시킨 후 냉각시켜 증류수로 100 ㎖를 채운 다음 이중 5㎖를 취하여 1N CH3COOH 1 ㎖와 I2-KI 2 ㎖용액으로 발색시킨 후 증류수로 다시 100 ㎖를 채워 20분간 정치 후 620 nm의 파장에서 spectrophotometer(Multiscan Spectrum, Thermo Lapsystems Co. Finland)를 이용하여 흡광도를 측정하였으며 표준전분을 이용한 검량 회귀식으로 아밀로스 함량을 구한 후 환산하였다.
성능/효과
- 아밀로그램은 호화개시온도가 71. 6～77.5℃, 최고점도 58～210 RVU, 최저점도 36.1～114.2 RVU, 최종점도 47～145 RVU, 강하점도 21.4～97.8 RVU, 치반점도 -66.4～-9.6 RVU, 응집점도 11.1～36.3 RVU 로 나타났는데 흰찰옥수수가 노란찰옥수수와 자색찰옥수수보다 상대적으로 점도가 낮은 아밀로그래프의 패턴을 보였다.
- 국내 유전자원을 이용한 찰옥수수 공시 교잡종의 평균 단백질함량은 9.3～17.1%이었으며 아밀로펙틴함량은 83.9～94.5% 범위에 속하였는데 CNU043 등 3개 교잡종이 10% 미만이었으며 아밀로펙틴 함량은 CNU052 등 7개 교잡종이 94%이상으로 높았다. 아밀로그램은 호화개시온도가 71.
- 찰옥수수 110개 교잡종들의 낟알색에 따른 일반성분과 아밀로그램에 대한 비교 분석 결과는 Table 4와 같다. 낟알 색별로 형질들 간에 차이를 보였는데 일반성분 중 당도는 자색찰옥수수에서 유의하게 높았으며 조단백질과 아밀로펙틴함량은 유의차가 인정되지 않았다. 아밀로그램에서는 치반점도를 제외한 모든 특성에서 유의성을 보였는데 흰찰옥수수의 아밀로그램 특성이 낮은 것으로 나타났다.
- (2000)은 자포니카쌀에서 식미가 양호한 품종들의 치반점도가 낮은 것으로 보고한바 있다. 본 시험 결과 CNU065, CNU061, 그리고 CNU002의 치반점도 값이 -10.8～-9.6 RVU로 높아 노화진행 정도가 빠른 것으로 나타났으며 CNU021과 CNU090은 -65.0～-66.4 RVU로 낮아 노화진행이 느린 것으로 나타났다. 치반점도가 높았던 교잡종들의 단백질 함량 역시 11～14%로 높게 나타나 노화가 아밀로스나 아밀로펙틴 분자의 구조에 기인된다고 한 Choi(2002b)의 보고와 일치하였다.
- 낟알 색별로 형질들 간에 차이를 보였는데 일반성분 중 당도는 자색찰옥수수에서 유의하게 높았으며 조단백질과 아밀로펙틴함량은 유의차가 인정되지 않았다. 아밀로그램에서는 치반점도를 제외한 모든 특성에서 유의성을 보였는데 흰찰옥수수의 아밀로그램 특성이 낮은 것으로 나타났다.
- 8%의 범위를 보고한바 있어 대부분의 옥수수 단백질 함량 분포는 형태나 용도별 분류에 관계없이 유사한 것으로 판단되었다. 아밀로펙틴 함량은 83.9～94.5%의 범위로 나타났고 평균 91.5%이었으며 당도인 경우 18.3%와 단백질인 경우 11.1%에 비하여 변이계수가 1.8%로 낮았다. 이는 공시된 교잡종 대부분이 아밀로펙틴으로 이루어진 찰옥수수를 시험재료로 사용하였기 때문에 교잡종간에 변이가 적었으며 Jung et al.
- 4 brix(%) 이었고 CNU018, CNU053 순이었다. 조단백질 함량의 범위는 9.3～17.1%를 보였고 평균값은 12.6%이였는데, CNU071의 17.1이 최고였고 CNU043이 9.3으로 가장 낮았다. Yu et al.
- 찰옥수수 교잡종들의 당도 함량 변이는 4.8～11.4 °Brix의 범위로 나타났고 평균 당도는 8.0 °Brix로 교잡종간 당도 함량 차이는 최대 3배정도의 차이를 보였다.
- 6 RVU, 최종점도는 47～145 RVU 범위로 평균 98 RVU 이었다. 최고점도에서 최저점도를 뺀 강하점도는 21.4～97.8 RVU의 범위에 평균 60.1 RVU 이었고, 최종점도에서 최고점도를 뺀 값인 치반점도는 -66.4～-9.6 RVU 범위로 평균 -38.0 RVU 이었으며 최종점도에서 최저점도를 뺀 응집점도는 11.1～36.3 RVU 범위에 평균 22.6 RVU 이었다.
- 1℃로 나타나 전분마다 각각 다른 양상을 보였다. 호화개시 후 온도 변화에 따라 점도 값이 변화되어지는 특성들을 살펴보면 최고점도는 58～210 RVU 범위로 평균 134 RVU였으며 최저점도는 36.1～114.2 RVU 범위로 평균 73.6 RVU, 최종점도는 47～145 RVU 범위로 평균 98 RVU 이었다. 최고점도에서 최저점도를 뺀 강하점도는 21.
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