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문제 정의
- 이에 따른 곡류의 소비 대안으로 곡류의 영양과 생리활성을 기대하여 전곡립 (whole grain)으로 이용하고자 하는 연구가 수행되어 왔으며 특히 항산화성, 항당뇨성, 면역 증가효과가 있다고 알려진 보리에 대하여 많은 연구자들이 관심을 가지게 되었으며, 최근 웰빙식품에 대한 관심이 높아지면서 통밀에 대한 연구가 이루어지는 등 통곡물에 대한 관심이 증가되고 있으나 통보리가루 첨가 국수에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 연구에서는 최근 개발된 쌀보리 품종 중 찰성과 메성 품종들의 통보리가루를 첨가함에 따른 보리국수 제면 특성 및 항산화활성 등을 조사 하여 적합한 품종을 선정하고 통보리가루의 국수로의 이용을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- β-glucan과 전분 함량은 보릿가루 원곡과 보릿가루 첨가 국수 제조 후 삶은 것과 삶지 않은 국수로 나누어서 동결건조 한 후 0.5 mm 채로 분쇄하여 분석하였다(Table 6).
- (2006)의 ABTS (2,2'- azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)radical 소거 활성으로 측정하였다.
- 9 mL ABTS solution을 첨가하여 30℃에서 20 min 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. Trolox를 이용하여 표준 곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(TE, trolox equivalent antioxidant capacity)을 계산하였다(Van et al., 1999).
- Stable Micro Systems, England)를 사용하여 측정 하였다. 경도(Hardness), 응집성(Cohesiveness), 탄성(Springiness), 검성(Gumminess)등을 측정하였으며 측정조건은 pre-test speed 2.00 mm/sec, test speed 0.50 mm/sec, strain 70%, time 1.00 sec, trigger force 0.05 N이었다.
- Japan)을 이용하여 면대 두께를 측정하였다. 국수의 일반 및 조리특성은 제면 후 즉시 측정하였다. 보릿가루 첨가량은 기존 연구결과들을 참고하여 밀가루 국수와 유사한 관능평가결과를 보였던 최대 첨가량인 20%로 결정하였다(Chang & Lee, 1974; Ha & Park, 2011).
- 3 mm의 두께로 국수를 제조하였다. 롤러 간격으로 면대를 형성한 후 Dial thickness gauge (Ozaki Mfg. Japan)을 이용하여 면대 두께를 측정하였다. 국수의 일반 및 조리특성은 제면 후 즉시 측정하였다.
- , USA)에서 4분간 혼합하였다. 반죽시 사용한 가수량(Salt water)은 국수 제면시 반죽형성과 롤링시의 용이성 면대형성 등을 기준으로 결정한 양으로 밀가루는 35 mL, 메성보리 첨가 국수는 37 mL, 찰성보리 첨가 국수는 39 mL를 첨가하였다. 반죽 후 제면기를 이용하여 롤 간격을 3 mm로 하여 면대를 형성 한 후 비닐 팩에 담아 Incubator 23℃에서 1시간 숙성시킨다.
- 보릿가루 첨가 국수의 β-glucan 함량은 Mccleary 방법을 응용한 Megazyme β-glucan assay kit를 이용하여 분석 (Mccleary et al., 1992)하였으며, 전분함량은 total starch Megazyme assay kit 를 이용하여 510 nm에서의 흡광도로 분석하였다(Mccleary et al., 1994).
- 보릿가루 첨가 국수의 제조는 국수제조기(Chtake Noodle Mfg., Japan)를 이용하였으며, 보릿가루 첨가량을 20%로 하여 두 번 채쳐서 준비한 후 반죽하였다. 최종 소금물 농도는 2%였으며 pin mixer(Micro Mixer 100 g, National Mfg.
- 본 연구에서는 여러 가지 품종별 통보리가루를 20% 첨가 하여 보리 국수를 제조하고 제조된 국수의 품질특성과 β-glucan 함량 및 항산화활성 변화를 조사하였다.
- 먼저, 흡수율은 보릿가루 1 g에 증류수 10 mL를 가하고 60℃ shaking water bath(150 rpm)에서 14시간 동안 진탕한 후 2500×g에서 15분간 원심분리 하였다. 상등액을 제거하고 남은 겔의 무게를 측정하여 처음 시료무게로 나누어 흡수율을 계산하였다. 국수의 팽윤 정도를 나타내는 swelling index는 Tudorica et al.
- 색도분석은 color difference meter (Color JS 55; Color Technology System Co., Japan)를 이용하여 표면 색도값인 L(lightness), a (redness), b (yellowness)를 측정하였다. 이때 사용한 표준 색판은 백색판(L:98.
- 반죽 후 제면기를 이용하여 롤 간격을 3 mm로 하여 면대를 형성 한 후 비닐 팩에 담아 Incubator 23℃에서 1시간 숙성시킨다. 숙성시킨 다음 제면기의 롤 간격을 순차적으로 2.4 mm, 1.85 mm, 1.3 mm의 두께로 국수를 제조하였다. 롤러 간격으로 면대를 형성한 후 Dial thickness gauge (Ozaki Mfg.
- 밀가루와 보릿가루 첨가에 따른 호화특성은 Rapid Visco Analyzer (RVA-4, Newport scientific, Australia)를 사용하여 측정하였다. 시료 3 g과 증류수 25 mL을 첨가하여 현탁액을 만든 후, 분당 5℃로 25℃에서 95℃까지 가열 하고 95℃에서 50℃까지 냉각시켜 온도에 따른 점도와 강하점도 (Breakdown viscosity), 최종점도(Final viscosity), 치반점도 (Setback viscosity), Peak Time, 호화온도(Pasting Temperature) 등을 측정하였다.
- 5 g에 증류수 5 mL를 가하고 각각 40, 80℃의 shaking water bath (150 rpm)에서 2시간 동안 진탕한 후 2500×g에서 30분간 원심분리 하였다. 원심분리 후 상등액은 105℃에서 건조 후 잔사의 무게를 측정하였으며, 침전물의 무게를 측정하여 상등액 잔사의 무게를 고려하여 처음의 시료량과의 중량비로부터 수분흡수율을 계산하였다.
- 조리 국수의 물리적 특성은 국수 면발을 18분간 조리한 뒤 냉각한 면 5가닥을 platform에 올려놓고 Texture Analyzer (TA-XT2. Stable Micro Systems, England)를 사용하여 측정 하였다. 경도(Hardness), 응집성(Cohesiveness), 탄성(Springiness), 검성(Gumminess)등을 측정하였으며 측정조건은 pre-test speed 2.
- 본 실험에 사용한 밀가루와 보릿가루의 조단백질은 Elementar Analyzer System (Vario MACRO, Hanau, Germany)을 이용하여 측정하였으며, 회분은 600℃의 전기로에서 직접회화법으로 측정하였다(Kim & Ko, 1993). 총폴리페놀 함량은 80% MeOH로 추출하고 Folin-Ciocalteu 시약을 가한 후 반응액의 흡광도를 720 nm에서 측정하고 표준물질로 0.1% gallic acid를 사용, 검량선을 작성하고 정량분석 하였다(So et al., 2002). 아밀로스 함량은 Juliano(1971) 방법을 이용한비색법으로 분석하였다.
- 통보리가루를 첨가한 국수의 조리 및 제면 특성을 평가하기 위하여 흡수율과 퍼짐성을 측정하였다. 먼저, 흡수율은 보릿가루 1 g에 증류수 10 mL를 가하고 60℃ shaking water bath(150 rpm)에서 14시간 동안 진탕한 후 2500×g에서 15분간 원심분리 하였다.
대상 데이터
- 보리 품종들은 도정하지 않고 whole grain으로 사용하였으며 보릿가루는 0.2 mm채가 장착된 Retsch centrifugal mill (Zm 100, I. Kurt Rotech CmbH & Co. Germany)을 이용하여 분쇄하여 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 밀가루는 중력분 1등급으로 (주)삼양사 제품을 사용하였다. 보릿가루는 6조이며 메성 쌀보리 품종인 새쌀과 다한, 찰성 쌀보리 품종인 새찰과 흰찰쌀보리 품종으로 국립식량과학원 벼맥류부에서 2012년에 생산된 것이며 파종시기는 2011년 10월 하순으로 전작, 표준시비 조건에서 재배하였다. 보리 품종들은 도정하지 않고 whole grain으로 사용하였으며 보릿가루는 0.
- 본 실험에 사용한 밀가루는 중력분 1등급으로 (주)삼양사 제품을 사용하였다. 보릿가루는 6조이며 메성 쌀보리 품종인 새쌀과 다한, 찰성 쌀보리 품종인 새찰과 흰찰쌀보리 품종으로 국립식량과학원 벼맥류부에서 2012년에 생산된 것이며 파종시기는 2011년 10월 하순으로 전작, 표준시비 조건에서 재배하였다.
- , Japan)를 이용하여 표면 색도값인 L(lightness), a (redness), b (yellowness)를 측정하였다. 이때 사용한 표준 색판은 백색판(L:98.14, a:0.09, b:-0.55)을 사용하였으며, 제조한 국수는 폭 7 cm 정도로 잘라 비닐 팩에 넣고 2시간 숙성한 후 6회 반복 측정하여 평균치로 나타내었다.
데이터처리
- 실험결과는 SAS Enterprise Guide 4.0 (Statistical analysis system, 2006, Cray, NC, USA)로 분석하고, 시료간의 유의 적인 차이는 Duncan’s multiple range test로 유의수준 5% (p<0.05)에서 검증하였다.
이론/모형
- 국수의 팽윤 정도를 나타내는 swelling index는 Tudorica et al.(2002)의 방법을 이용하여 측정하였다.
- 밀가루와 보릿가루 첨가에 따른 호화특성은 Rapid Visco Analyzer (RVA-4, Newport scientific, Australia)를 사용하여 측정하였다. 시료 3 g과 증류수 25 mL을 첨가하여 현탁액을 만든 후, 분당 5℃로 25℃에서 95℃까지 가열 하고 95℃에서 50℃까지 냉각시켜 온도에 따른 점도와 강하점도 (Breakdown viscosity), 최종점도(Final viscosity), 치반점도 (Setback viscosity), Peak Time, 호화온도(Pasting Temperature) 등을 측정하였다.
- 본 실험에 사용한 밀가루와 보릿가루의 조단백질은 Elementar Analyzer System (Vario MACRO, Hanau, Germany)을 이용하여 측정하였으며, 회분은 600℃의 전기로에서 직접회화법으로 측정하였다(Kim & Ko, 1993).
- , 2002). 아밀로스 함량은 Juliano(1971) 방법을 이용한비색법으로 분석하였다. 시료를 100 mg씩 각각 용량플라스크에 넣은 후 95% ethanol 1 mL로 분산시킨 다음 1 N NaOH 9 mL를 가하고 100℃ 수조에서 10분간 가열하여 완전히 호화시켰다.
성능/효과
- 실험결과 찰성보리의 경우 베타글루칸 함량이 높고 전분함량이 메성보리에 비하여 적기 때문에 Lee & Lee(2011)가 보고한 바와 같이 흡수율이 감소한 것으로 생각되었다. Swelling index 측정 결과에서 밀가루 국수에 비하여 메성보리 첨가구가 유의성 있게 높았으며 찰성보리 첨가군은 밀가루 국수와 비슷하였고 보리 첨가 국수의 경우 흡수율이 높은 것이 swelling index 도 높았다.
- 87 μmolTE/g로 밀가루보다 약 3배 높은 항산화활성을 나타내었으며 새찰의 항산화활성이 가장 높았고 다음으로 다한이 높았다. 국수 제조 후에는 삶은 것보다 삶지 않은 국수의 항산화활성이 높은 것으로 나타났으며, 삶은 국수와 삶지 않은 국수 모두 밀가루 국수보다 보릿가루 20%첨가 국수가 높은 항산화 활성을 나타내었다. 또한 다한 품종이 삶은 국수는 2.
- 밀가루 국수와 보릿가루 첨가 국수를 조리한 후 texture analyzer를 이용하여 텍스쳐를 측정한 결과는 Table 5과 같다. 국수의 조리 후 경도, 검성은 밀가루 국수에 비해 보릿가루 첨가 국수가 다소 낮게 나타나 좀더 부드러운 특성을 보였으며, 응집성과 탄성은 밀가루 국수에 비해 약간 낮은 분석결과를 보였지만 큰 차이는 없어 20% 보릿가루 첨가가 국수의 응집성과 탄성에 크게 영향을 주지 않을 것이라고 분석되었다. 메성보리와 찰성보리중 메성보리 첨가국수의 경도, 응집성과 검성이 찰성보리보다 높아 찰성보리 첨가 국수에 비해 질깃한 씹힘성이 높게 나타나 보릿가루 첨가 국수 제조시에는 찰성보다는 메성보리품종이 적합한 것으로 생각되었다.
- 국수제조 후에도 밀가루 국수보다 보릿가루 첨가 국수가 높은 β-glucan 함량을 나타냈으며 삶기 전 국수보다 삶은 후에 베타글루칸 함량이 0.1-0.5% 정도 높아지는 경향을 나타냈다.
- 또한 다한 품종이 삶은 국수는 2.21 μ molTE/g, 삶지 않은 국수는 2.14 μmolTE/g로 항산화활성의 차이가 가장 적은 것으로 나타났다
- 이로써 식이섬유원으로서 β-glucan 함량이 높은 보리는 일반 밀가루로만 구성된 국수의 부족한 영양을 보충하고 항산화기능을 향상시킬 수 있는 소재로써 이용 가능할 것으로 생각된다. 또한, 보리 품종간에 제면 특성과 기능성에서 유의적인 차이를 보였으며, 특히, 메성이 찰성에 비하여 좋은 제면 특성을 나타내었고 품종 중에서는 다한쌀보리가 국수제조에 가장 적합한 특성을 보여 보릿가루 첨가 국수 제조시 적합 품종으로 생각되었다.
- , 1999). 또한, 보리 품종별 흡수율은 찰성보리 품종인 새찰과 흰찰쌀보리 첨가구가 메성보리 품종인 새쌀과 다한쌀보리 첨가구보다 낮 았다. Lee & Lee(2011)는 발아현미분을 첨가한 국수가 식이섬유소의 함량이 증가함에 따라 상대적으로 전분 함량이 감소되어 전분의 수분 흡수에 의한 팽윤 정도가 적기 때문에 국수의 흡수율이 낮다고 보고하였다.
- 국수의 조리 후 경도, 검성은 밀가루 국수에 비해 보릿가루 첨가 국수가 다소 낮게 나타나 좀더 부드러운 특성을 보였으며, 응집성과 탄성은 밀가루 국수에 비해 약간 낮은 분석결과를 보였지만 큰 차이는 없어 20% 보릿가루 첨가가 국수의 응집성과 탄성에 크게 영향을 주지 않을 것이라고 분석되었다. 메성보리와 찰성보리중 메성보리 첨가국수의 경도, 응집성과 검성이 찰성보리보다 높아 찰성보리 첨가 국수에 비해 질깃한 씹힘성이 높게 나타나 보릿가루 첨가 국수 제조시에는 찰성보다는 메성보리품종이 적합한 것으로 생각되었다. 보리 품종별 텍스쳐 측정 결과 메성보리 중 다한이 밀가루 국수와 가장 가까운 조직감을 나타내었다.
- 보리 원곡의 β-glucan 함량은 4.3-5.6%범위로 밀가루의 0.23% 보다 4-5배정도 높은 함량을 나타내었다.
- 메성보리와 찰성보리중 메성보리 첨가국수의 경도, 응집성과 검성이 찰성보리보다 높아 찰성보리 첨가 국수에 비해 질깃한 씹힘성이 높게 나타나 보릿가루 첨가 국수 제조시에는 찰성보다는 메성보리품종이 적합한 것으로 생각되었다. 보리 품종별 텍스쳐 측정 결과 메성보리 중 다한이 밀가루 국수와 가장 가까운 조직감을 나타내었다.
- 조리시 흡수율은 통보리가루 첨가국수에서 밀가루 국수보다 낮게 나타났으며, swelling index는 메성보리는 높았고 찰성보리는 밀가루 국수와 비슷하였다. 보리국수의 조리 후 경도, 검성은 밀가루 국수에 비해 약간 낮았으며, 메성보리가 찰 성보리보다 경도, 응집성, 검성이 높았고 메성 품종인 다한이 가장 밀가루 국수와 유사한 특성을 보였다. 보릿가루 첨가에 따라 국수의 β-glucan 함량은 증가하였으며, 조리 후β-glucan 함량이 약간 증가하였고, 전분함량은 조리 후 감소하였다.
- 품종별 강하점도는 다른 품종에 비하여 다한이 낮아 paste의 안정도가 높은 것으로 나타났다. 보릿가루 첨가구의 최종점도는 밀가루와 비슷하거나 다소 낮게 나타났으며 찰성보다는 메성 보리가 높은 최종점도를 보였다. Lee & Jung(2003)은 보리 β-glucan 강화 국수의 품질특성에서 보릿가루 첨가구의 치반점도가 감소하였으며, 최종점도에서 최저점도를 뺀 치반점도는 전분의 노화경향을 반영하여 높은 값일수록 노화 진행이 급격히 일어난다고 하였다.
- 보릿가루 첨가에 따라 국수의 β-glucan 함량은 증가하였으며, 조리 후β-glucan 함량이 약간 증가하였고, 전분함량은 조리 후 감소하였다.
- 35℃ 로 중력분 보다 높은 호화개시 온도를 나타내었다. 보릿가루 품종별 호화개시온도에 대한 영향을 보면 메성보리 품종의 첨가가 찰성보리 품종의 첨가시보다 다소 높은 호화개시 온도의 증가를 보였다. Kim et al.
- 본 실험결과 통보리가루를 20% 첨가한 국수는 밀가루 국수와 비교하였을 때 밝기는 감소하였지만 식감 및 swelling index 등 제면특성에 큰 변화를 주지 않으면서 치반점도가 낮아 노화정도도 적고 β-glucan과 항산화활성이 높은 것으로 관찰되었다.
- 아밀로스 함량은 찰성품종에서는 낮았고 메성품종에서는 높았다. 수분흡수율은 메성쌀보리인 새쌀과 다한에서는 밀가루와 큰 차이를 보이지 않았으나, 찰성쌀보리인 새찰과 흰찰에서는 유의적으로 낮은 수치를 보였다. 수분흡수율은 시료와 수분의 친화성을 나타내는 것으로 그 크기는 전분입자내의 비결정형 부분이 많을수록 높아지며 전분의 swelling index와 관계가 있는 것으로 알려져 있다(Konik-rose et al.
- Lee & Jung(2003)은 보리 β-glucan 강화 국수의 품질특성에서 보릿가루 첨가구의 치반점도가 감소하였으며, 최종점도에서 최저점도를 뺀 치반점도는 전분의 노화경향을 반영하여 높은 값일수록 노화 진행이 급격히 일어난다고 하였다. 실험결과 보릿가루 첨가구의 경우 밀가루에 비해 낮은 치반점도를 보여 보릿가루 첨가에 따른 전분 노화 억제 효과에 의해 조리면이 딱딱해지는 정도가 개선될 수 있을 것으로 생각되었다.
- 회분함량은 보릿가루가 더 높았으며 보릿가루의 단백질 함량은 흰찰은 밀가루의 단백질 함량과 비슷하였고 나머지 품종들은 밀가루보다 낮은 값을 보였다. 아밀로스 함량은 찰성품종에서는 낮았고 메성품종에서는 높았다. 수분흡수율은 메성쌀보리인 새쌀과 다한에서는 밀가루와 큰 차이를 보이지 않았으나, 찰성쌀보리인 새찰과 흰찰에서는 유의적으로 낮은 수치를 보였다.
- 원곡 분석 결과 밀가루는 7.081 μmolTE/g, 보릿가루는 20.18-26.87 μmolTE/g로 밀가루보다 약 3배 높은 항산화활성을 나타내었으며 새찰의 항산화활성이 가장 높았고 다음으로 다한이 높았다.
- 제조된 국수의 면대 두께는 보리첨가 국수가 밀가루 국수보다 두꺼웠으며 찰성보리첨가 국수가 메성보리 첨가국수보다 두꺼웠다(Table 3). 제조된 국수의 삶은 후 모양은 Fig.
- 통보리가루 첨가 국수의 L 값은 밀가루 국수에 비해 낮았고 a값과 b값은 높았다. 조리시 흡수율은 통보리가루 첨가국수에서 밀가루 국수보다 낮게 나타났으며, swelling index는 메성보리는 높았고 찰성보리는 밀가루 국수와 비슷하였다. 보리국수의 조리 후 경도, 검성은 밀가루 국수에 비해 약간 낮았으며, 메성보리가 찰 성보리보다 경도, 응집성, 검성이 높았고 메성 품종인 다한이 가장 밀가루 국수와 유사한 특성을 보였다.
- 국수 조리시 국물의 탁도가 높다는 것은 고형성분의 유출이 많을 뿐만 아니라 조리된 국수가 쉽게 풀어지고 끊어지기 쉽다는 것을 의미한다고 보고된 바 있다(kim & Kim, 1985). 조리전 후 전분함량의 차이로 고형분의 손실을 예측하면 다한과 새찰 첨가 국수의 전분함량 감소가 밀가루 국수보다 적었으며 특히, 다한이 다른 품종에 비하여 제일 적은 전분 감소를 나타내어 고형분 용출이 제일 적고 조리 후 쉽게 풀어지거나 끊어지지 않으며 좋은 외관을 가질 수 있을 것으로 예측되었다.
- 강하점도는 호화 중 열, Shear에 대한 저항성을 나타나는데 밀가루 국수에 비해 보릿가루 첨가구가 높게 나타났다. 품종별 강하점도는 다른 품종에 비하여 다한이 낮아 paste의 안정도가 높은 것으로 나타났다. 보릿가루 첨가구의 최종점도는 밀가루와 비슷하거나 다소 낮게 나타났으며 찰성보다는 메성 보리가 높은 최종점도를 보였다.
- 본 연구에서는 여러 가지 품종별 통보리가루를 20% 첨가 하여 보리 국수를 제조하고 제조된 국수의 품질특성과 β-glucan 함량 및 항산화활성 변화를 조사하였다. 호화특성중 호화개시온도와 최고점도는 보릿가루 첨가에 따라 증가 하였고, 치반점도는 감소하였다. 통보리가루 첨가 국수의 L 값은 밀가루 국수에 비해 낮았고 a값과 b값은 높았다.
- 밀가루와 통보리가루의 회분, 단백질 및 아밀로스 함량 등은 Table 1과 같다. 회분함량은 보릿가루가 더 높았으며 보릿가루의 단백질 함량은 흰찰은 밀가루의 단백질 함량과 비슷하였고 나머지 품종들은 밀가루보다 낮은 값을 보였다. 아밀로스 함량은 찰성품종에서는 낮았고 메성품종에서는 높았다.
후속연구
- 이로써 식이섬유원으로서 β-glucan 함량이 높은 보리는 일반 밀가루로만 구성된 국수의 부족한 영양을 보충하고 항산화기능을 향상시킬 수 있는 소재로써 이용 가능할 것으로 생각된다.
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