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문제 정의
- Lee YS(2010)은 식용피 재배를 복원하여 특산 잡곡이나 벼 대체용 신소득 작목으로 활용하기 위해서, 국립농업과학원 농업유전자원센터에서 보유하고 있는 피속 20점을 분양 받아 작물학적 특성을 조사하였으며, 그 중 피쌀 수량이 10a 당 150 ㎏ 이상이며, 도복에 강한 특성이 있는 3가지 품종을 선발하였다. 본 연구에서는 이들 품종의 식품소재로서의 이용가능성을 알아보기 위해 영양성분 및 생리활성을 평가하였다.
제안 방법
- 2 N H2SO4와 증류수 50 ㎖를 가하고 10시간 반응시켜 여과한 후 4개의 시험관에 추출액 5 ㎖를 넣었으며, 표준용액은 niacin 표준용액 1 ㎖에 증류수 4 ㎖를 첨가하였다. BrCN 2 ㎖를 시험관에 넣고 60℃ 항온수조에서 15분 반응시킨 후 차광 상태에서 p-aminoacetophenone 1 ㎖를 시험관에 넣고 15분 방치한 후 420 nm에서 흡광도(Cary 100, Varian, USA)를 측정하였다.
- 각 시료 0.2 ㎖에 0.4 mmol α,α-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 용액 0.8 ㎖를 넣고 vortex한 후 10분 동안 방치한 다음 510 nm에서 흡광도(Cary 100, Agilent Technologies Inc., USA)를 측정하였다.
- 5 ㎍/㎖) 1 ㎖를 넣고 2개 시험관에는 증류수 1 ㎖를 넣었다. 각 시험관에 3% KMnO4 0.5 ㎖, H2O2 0.5 ㎖를 넣어 원심분리한 후 상층액 만을 형광광도계 (Cary Eclipse, Varian, USA)로 측정하였다. 바탕시험은 Na2S2O4 를 넣어 측정하였다.
- 국내에서 재배와 유전자원이 사라진 식용피의 재배를 복원하여 벼 대체용 신소득 작목으로 활용하기 위해서 피쌀 수량이 높고 도복에 강한 특성을 갖는 3가지 품종의 식용피의 영양성분과 생리활성을 분석하였다. 피쌀의 일반성분, 무기성분 함량은 현미와 비슷하거나 약간 높은 값을 나타내었으며, 피쌀의 비타민 함량은 벼의 현미에 비해 비타민 B1은 1.
- 9 ㎖를 넣고 혼합하여 분석시료로 사용하였다. 분석은 L-8800 amino acid auto analyzer(Hitachi, Japan)를 사용하였으며, column은 lithium column(Biochrom, England), 용매는 Biochrom사(England)에서 제공되는 6종류의 lithium citrate buffer(A, B, CII, DII, pH 2.2, pH 3.55)를 사용하여 gradient condition으로 분석하였다. 분석을 위한 용매 유속은 25.
- 55)를 사용하여 gradient condition으로 분석하였다. 분석을 위한 용매 유속은 25.0 ㎖/hr이며, 검출을 위한 발색시약은 ninhydrin(Biochrom, England)용액을 사용하여 570 nm 및 440 nm에서 검출하였고, 유리아미노산은 threonine을 비롯한 17종의 표준물질(Sigma Chemical Co., USA)을 사용하여 분석하였다.
- 비타민 B1(thiamine) 분석은 시료를 취해 10배의 증류수를 넣고 각 처리구에 5% taka-diastase와 톨루엔을 첨가하였다. 37℃ 항온기에서 하루 방치한 다음 3차 증류수를 이용해 100㎖로 정용한 후 여과시켰다.
- 무기성분 분석은 Kim SN(2008)의 습식분해법에 따라 원자흡수분광광도계(AAS)와 유도결합플라즈마분광계(ICP)를 병용하여 실시하였다. 시료를 분해용 플라스크에 평취한 후 과산화수소 1 ㎖와 질산 5 ㎖를 넣고 90분 정도 무기질 분석기에서 유기성분을 분해 후 여과지로 여과한 다음, 증류수 100㎖로 정용한 후 철분과 나트륨은 atomic absorption spectrophotometer(AAS, Hitachi)로 측정하였고, 칼슘, 인과 나트륨은 inductively coupled plasma(ICP, GBC integra XL)로 측정하였다. 무기질 표준품은 10 ppm로 제조한 후 농도별로 증류수로 희석하여 사용하였다.
- 2 ㎖, 30% NaOH 1 ㎖, n-butanol 15 ㎖를 넣어 분액여두에 담아 10분 정도 교반 후 분리된 하층의 액을 제거하여 상층액 만을 여과지와 황산나트륨을 이용해 여과시켰다. 여액은 형광광도계(Cary Eclipse, Varian, USA)로 흡수파장 365 nm와 방출파장 435 nm에서 형광광도를 측정하였다. 비타민 B2(riboflavin) 분석은 시료에 0.
- 전자공여능은 Blois MS(1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 0.
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu의 방법에 따라 측정하였다(Slinkard & Singleton 1977). 즉, 각각의 추출물 0.1 ㎖에 증류수 8.4 ㎖와 2N Folin- Ciocalteu 시약 0.5 ㎖를 첨가하고, 20% Na2CO3 1 ㎖를 가하여 1시간 방치한 후 725 nm에서 흡광도(Cary 100, Agilent Technologies Inc., USA)를 측정하였다. 표준곡선은 gallic acid를 이용하여 추출 용매별로 100 ㎎% stock solution을 제조한 후 20, 40, 60, 80 ㎎%가 되도록 희석하여 측정하였다.
- , USA)를 측정하였다. 표준곡선은 gallic acid를 이용하여 추출 용매별로 100 ㎎% stock solution을 제조한 후 20, 40, 60, 80 ㎎%가 되도록 희석하여 측정하였다.
- 피에서 추출한 시료 0.05 ㎖에 α-glucosidase 효소액(Saccharomyces cerevisiae) 0.1 ㎖를 가하여 37℃에서 10분간 반응시킨 후, 기질(p-NPG) 0.05 ㎖를 첨가하여 37℃에서 20분간 반응시킨 후, 1 M Na2CO3를 1 ㎖씩 첨가하여 405nm 흡광도(Cary 100, Agilent Technologies Inc., USA)에서 측정하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 재료는 2009년에 충청북도농업기술원에서 재배, 수확한 식용피 3종(IEC 510, 518, 525)을 도정하여 Sample mill(Tecator 1093, Sweden)을 이용하여 곱게 갈아 사용하였다.
- 생리활성 분석에 필요한 모든 시약은 Sigma사(Sigma Chemical Co., USA)의 것을 사용하였으며, angiotensin converting enzyme(EC 3.4.15.1, from rabbit lung)과 α-glucosidase(from Saccharomyces cerevisiae)를 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3번 반복하였으며, 통계분석은 SAS software (SAS, 1998)를 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하였다.
이론/모형
- α-Glucosidase 저해활성은 Kim HY(1997)의 방법을 사용하여 분석하였다.
- 무기성분 분석은 Kim SN(2008)의 습식분해법에 따라 원자흡수분광광도계(AAS)와 유도결합플라즈마분광계(ICP)를 병용하여 실시하였다. 시료를 분해용 플라스크에 평취한 후 과산화수소 1 ㎖와 질산 5 ㎖를 넣고 90분 정도 무기질 분석기에서 유기성분을 분해 후 여과지로 여과한 다음, 증류수 100㎖로 정용한 후 철분과 나트륨은 atomic absorption spectrophotometer(AAS, Hitachi)로 측정하였고, 칼슘, 인과 나트륨은 inductively coupled plasma(ICP, GBC integra XL)로 측정하였다.
- 비타민은 Kim SN(2008)의 방법으로 분석하였다. β-Carotene은 시료를 삼각플라스크에 담아 메탄올 30 ㎖를 첨가한 후 Shaker로 2시간 동안 추출한 후 여액을 250 ㎖ 갈색둥근바닥 플라스크에 넣고, 여과한 후 남아있는 침전물에 헥산과 아세톤(1:1) 조제 시약 30 ㎖를 가하여 shaking하여 3회 반복 추출하였다.
- 일반성분 분석은 AOAC 방법(1990)에 따라 실시하였다. 수분은 105℃ 상압건조가열법, 조단백질은 micro Kjeldahl 질소정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 직접건식회화법, 조섬유는 Fiberetec system M(Tecator Co., Sweden)을 이용하여 Henneberg-Stohmann 개량법으로 분석하였다. 당질은 위에서 계산된 일반성분의 합과 100과의 차이 값으로 하였다.
- 일반성분 분석은 AOAC 방법(1990)에 따라 실시하였다. 수분은 105℃ 상압건조가열법, 조단백질은 micro Kjeldahl 질소정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 직접건식회화법, 조섬유는 Fiberetec system M(Tecator Co.
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu의 방법에 따라 측정하였다(Slinkard & Singleton 1977).
성능/효과
- 각 아미노산의 총량은 IEC518>525>510 순으로 많았으며, IEC 510은 다른 것에 비해 상대적으로 적은 아미노산 함량을 보였다.
- 피쌀의 아미노산 함량은 Table 4와 같다. 검출된 아미노산은 총 17종으로 유아에게 필수아미노산인 histidine과 arginine을 포함한 9종의 필수아미노산과 aspartic acid 등 8종의 비필수아미노산으로, 그 총량은 g당 69～106 ㎎이었다. 피쌀에는 비필수아미노산인 glutamic acid가 16～25 ㎎으로 가장 함량이 높게 나타났으며, 그 다음은 필수아미노산인 leucine으로 8～12 ㎎이었다.
- 비타민 A인 retinol equivalent와 β-carotene 함량은 각각 100 g 당 3～5 RE, 15～31 ㎍ 범위였으며, IEC525가 가장 높은 값을 나타내었다.
- 아미노산은 histidine과 arginine을 포함한 9종의 필수아미노산과 asparagine 등 8종의 비필수 아미노산 등 총 17종이 검출되었으며, g당 총 함량은 69～106 ㎎ 범위로 IEC518>525>510의 순으로 많았다. 생리활성 분석 결과, 전자공여능(EDA) 3.4～8.2%, 총폴리페놀함량 51.1～69.4 ㎎/g 범위였고, 혈당강하능은 8.3～10.9%를 나타내었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 수량성이 높고 작물학적 특성이 재배에 유리한 IEC510, 518, 525는 식용피로서 활용 가능성이 높다고 생각되었으며, 각종 영양성분과 생리활성을 종합해 볼 때 IEC525는 다른 것에 비해 잡곡으로서의 활용성이 가장 높을 것으로 생각된다.
- 아미노산은 histidine과 arginine을 포함한 9종의 필수아미노산과 asparagine 등 8종의 비필수 아미노산 등 총 17종이 검출되었으며, g당 총 함량은 69～106 ㎎ 범위로 IEC518>525>510의 순으로 많았다.
- 2 ㎎이었으며, 칼륨은 243～320 ㎎이었다. 이는 쌀 품종 간에 차이는 있으나 전반적으로 쌀에 비해 피쌀의 무기성분 함량이 나트륨을 제외하고는 모두 높다는 것을 알 수 있으며, 특히 칼슘 함량은 약 4배 정도 높게 나타났다. Lee 등(2010)이 보고한 한국산 잡곡 6종의 칼슘 함량은 100g 당 9.
- 9%를 나타내었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 수량성이 높고 작물학적 특성이 재배에 유리한 IEC510, 518, 525는 식용피로서 활용 가능성이 높다고 생각되었으며, 각종 영양성분과 생리활성을 종합해 볼 때 IEC525는 다른 것에 비해 잡곡으로서의 활용성이 가장 높을 것으로 생각된다.
- 피쌀과 잡곡의 항산화 활성과 항산화물질 함량의 차가 큰 것은 추출 방법에 의한 차이라고 생각된다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 수량성이 높고 작물학적 특성이 재배에 유리한 IEC510, 518, 525는 잡곡으로서 활용 가능성이 높다고 생각되며, 특히 IEC525는 다른 피에 비해 높은 영양성분과 생리활성을 보여 잡곡으로서의 활용도가 높을 것으로 생각된다.
- 70 ㎎으로 보고하였다. 이와 같은 결과를 통해 피 쌀이 전반적으로 현미보다 비타민 함량이 높다는 것을 알 수 있었다.
- 피쌀의 식품 소재로서 이용 가능성을 검토하기 위해 생리활성을 분석한 결과는 Table 5와 같다. 전자공여능(EDA)은 3.4～8.2%, 총 폴리페놀 함량은 g 당 51.1～69.4 ㎎이었으며, 혈당강하능은 8.3～10.9%를 나타내었다. 전자공여능이 높을수록 총 폴리페놀 함량도 높은 것으로 나타났다.
- 9%를 나타내었다. 전자공여능이 높을수록 총 폴리페놀 함량도 높은 것으로 나타났다. Lee 등 (2010)은 한국산 잡곡 6종의 항산화 활성인 전자공여능을 분석한 결과 1.
- 탄수화물 중 당의 함량은 67～78% 범위였으며, IEC518이 78%로 가장 높은 값을 나타내었다. 조섬유는 2.5～9.5로 다소 변이가 큰 편이었으며, IEC510은 9.5%로 다른 것에 비해 뚜렷이 높은 함량을 보였고, IEC518은 2.5%로 가장 낮은 값을 나타내었다. 조회분은 1.
- 60%를 나타내었으며, 기장이 가장 낮고 수수가 가장 높은 값을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 g 당 0.53～2.83 ㎎으로 기장이 가장 낮고 수수가 가장 높은 값을 나타내었다. 피쌀과 잡곡의 항산화 활성과 항산화물질 함량의 차가 큰 것은 추출 방법에 의한 차이라고 생각된다.
- 5% 범위로 IEC525와 510이 3% 이상이었다. 탄수화물 중 당의 함량은 67～78% 범위였으며, IEC518이 78%로 가장 높은 값을 나타내었다. 조섬유는 2.
- 국내에서 재배와 유전자원이 사라진 식용피의 재배를 복원하여 벼 대체용 신소득 작목으로 활용하기 위해서 피쌀 수량이 높고 도복에 강한 특성을 갖는 3가지 품종의 식용피의 영양성분과 생리활성을 분석하였다. 피쌀의 일반성분, 무기성분 함량은 현미와 비슷하거나 약간 높은 값을 나타내었으며, 피쌀의 비타민 함량은 벼의 현미에 비해 비타민 B1은 1.3배, B2는 2.3배 많았다. 특히 현미에는 없는 비타민 A인 β- carotene 함량이 15～31 ㎍ 정도 검출되었다.
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