단옥수수 주요 품종의 등숙 중 종실 이화학적 특성 변화 Changes in the Physicochemical Characteristics of Sweet Corn Kernels during Grain Filling Stage with Different Sowing Date원문보기
본 연구에서는 단옥수수 주요 품종인 고당옥과 구슬옥을 재배하여 고품질 단옥수수 생산 재배법을 보급하기 위한 기초자료를 제공하고자 종실의 등숙 중 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 파종시기와 관계없이 등숙이 진행됨에 따라 수분 함량은 감소하고, 종실 100립의 생중과 건중은 증가하였고(p<0.05), 파종시기가 늦어질수록 100립중의 증가 속도는 느려졌다. 종실의 조단백과 조회분 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였고, 조지방 함량은 유의하게 증가하였다(p<0.05). 단옥수수 종실의 총 유리당 함량은 파종시기와 관계없이 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 유리당을 구성하는 fructose, glucose, sucrose와 maltose의 조성은 파종시기에 따라 차이를 보였으며 그 중 sucrose가 대부분을 차지하고 있었다. 종실의 전분 함량과 경도는 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 증가하는 경향을 보였으며(p<0.05), 전분 함량의 증가 속도 역시 100립중과 마찬가지로 파종이 늦어질수록 느려지는 경향을 보였다. 수확 적기의 종실 수분함량은 68~69% 정도였으며, 전분 함량은 7월 10일 파종이 가장 높았고 7월 30일 파종이 가장 낮았다. 적기에 수확한 단옥수수의 단맛을 비교한 결과 고당옥은 4월 10일 파종한 것에 비해 7월 20일, 7월 30일 파종이 약 1.8배와 1.4배 단맛이 높은 반면 구슬옥은 파종시기와 상관없이 단맛의 정도가 비슷하였다.
본 연구에서는 단옥수수 주요 품종인 고당옥과 구슬옥을 재배하여 고품질 단옥수수 생산 재배법을 보급하기 위한 기초자료를 제공하고자 종실의 등숙 중 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 파종시기와 관계없이 등숙이 진행됨에 따라 수분 함량은 감소하고, 종실 100립의 생중과 건중은 증가하였고(p<0.05), 파종시기가 늦어질수록 100립중의 증가 속도는 느려졌다. 종실의 조단백과 조회분 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였고, 조지방 함량은 유의하게 증가하였다(p<0.05). 단옥수수 종실의 총 유리당 함량은 파종시기와 관계없이 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 유리당을 구성하는 fructose, glucose, sucrose와 maltose의 조성은 파종시기에 따라 차이를 보였으며 그 중 sucrose가 대부분을 차지하고 있었다. 종실의 전분 함량과 경도는 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 증가하는 경향을 보였으며(p<0.05), 전분 함량의 증가 속도 역시 100립중과 마찬가지로 파종이 늦어질수록 느려지는 경향을 보였다. 수확 적기의 종실 수분함량은 68~69% 정도였으며, 전분 함량은 7월 10일 파종이 가장 높았고 7월 30일 파종이 가장 낮았다. 적기에 수확한 단옥수수의 단맛을 비교한 결과 고당옥은 4월 10일 파종한 것에 비해 7월 20일, 7월 30일 파종이 약 1.8배와 1.4배 단맛이 높은 반면 구슬옥은 파종시기와 상관없이 단맛의 정도가 비슷하였다.
This study was conducted to investigate the kernel characteristics of sweet corn during ripening with different sowing date. Godangok and Guseulok were sown at April 10, July 10, July 20, and July 30 in 2013. Irrespective of sowing date, fresh and dry weight of 100 kernel, starch content, crude fat ...
This study was conducted to investigate the kernel characteristics of sweet corn during ripening with different sowing date. Godangok and Guseulok were sown at April 10, July 10, July 20, and July 30 in 2013. Irrespective of sowing date, fresh and dry weight of 100 kernel, starch content, crude fat content, and hardness of sweet corn kernels were significantly increased according to maturation (p<0.05). But moisture content, total sugar content, crude protein content and crude ash content of sweet corn kernels were significantly decreased according to maturation (p<0.05). The changing rates of 100 kernel weight and starch content on kernels were faster at early sowing date than at late sowing date. The moisture content of sweet corn kernels was 68~69% at optimum for harvesting. The degree of sweetness on Godangok was about 1.8 and 1.4 times higher in sowing at July 20 and July 30 than in sowing at April 10. On the other hand, the degree of sweetness was similar regardless of sowing time on Guseulok. These results will be helpful to farmers for fall-harvest sweet corn cultivation and management.
This study was conducted to investigate the kernel characteristics of sweet corn during ripening with different sowing date. Godangok and Guseulok were sown at April 10, July 10, July 20, and July 30 in 2013. Irrespective of sowing date, fresh and dry weight of 100 kernel, starch content, crude fat content, and hardness of sweet corn kernels were significantly increased according to maturation (p<0.05). But moisture content, total sugar content, crude protein content and crude ash content of sweet corn kernels were significantly decreased according to maturation (p<0.05). The changing rates of 100 kernel weight and starch content on kernels were faster at early sowing date than at late sowing date. The moisture content of sweet corn kernels was 68~69% at optimum for harvesting. The degree of sweetness on Godangok was about 1.8 and 1.4 times higher in sowing at July 20 and July 30 than in sowing at April 10. On the other hand, the degree of sweetness was similar regardless of sowing time on Guseulok. These results will be helpful to farmers for fall-harvest sweet corn cultivation and management.
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문제 정의
현재 가을 출하를 위한 단옥수수 재배는 남부지방에서 일부 이루어지고 있으나, 최근 육성된 단옥수수 품종의 파종시기에 따른 등숙 중 종실의 이화학적 특성에 대한 연구 및 관련 정보가 전무하다. 따라서 본 연구는 단옥수수 주요 품종인 고당옥과 구슬옥의 등숙 중 이화학적 특성을 비교하여 고품질 단옥수수 생산 재배법을 보급하기 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다.
제안 방법
분쇄된 단옥수수 시료 3 g을 extraction thimble에 담고 n-hexane 140 mL와 비등석을 함께 넣고 extraction thimble이 용매에 잠긴 상태로 180℃에서 30분간 가열하여 시료의 조지방을 용출시킨 후 80분 동안 5회에 걸쳐 추출용매를 수거하였다. 그 후 용출된 조지방을 담고 있는 수기를 105℃에서 1시간 동안 건조 후 방냉하고 무게를 측정하여 조지방의 함량을 구하였다.
그 외 재배 관리는 옥수수 표준재배법(RDA, 2011)에 준하였다. 단옥수수 종실은 출사일에서 12일 후 부터 2일 간격으로 채취하여 성분분석에 사용하였다.
단옥수수 종실의 경도는 종실 30립을 스테인레스 용기에 물 5 mL과 함께 넣고 98~100℃의 상압에서 50분간 열을 가한 후 즉시 꺼내어 보온을 유지시키면서 texture analyzer (TA instruments, USA)의 2mm probe를 이용하여 test speed 1mm/s로 측정하였다.
조지방 함량은 Soxtherm automatic system (Gerhardt Soxtherm 2000, Hoffmannstre, Germany)을 이용하여 정량하였다. 분쇄된 단옥수수 시료 3 g을 extraction thimble에 담고 n-hexane 140 mL와 비등석을 함께 넣고 extraction thimble이 용매에 잠긴 상태로 180℃에서 30분간 가열하여 시료의 조지방을 용출시킨 후 80분 동안 5회에 걸쳐 추출용매를 수거하였다. 그 후 용출된 조지방을 담고 있는 수기를 105℃에서 1시간 동안 건조 후 방냉하고 무게를 측정하여 조지방의 함량을 구하였다.
파종시기에 따른 단옥수수의 등숙 중 100립중 변화는 이삭 중간부위의 종실을 이용하여 생중량과 건중량을 측정하였다. 수분 함량은 상압 가열건조법을 이용하여 105℃ 건조기에서 24시간 건조하여 조사하였다.
시료 0.2 g을 단백질 분해관에 넣고 황산 10 mL와 촉매제를 첨가한 후 Kjeltec™ 2200 auto distillation unit (Foss Tecator, Huddinge, Sweden)을 이용하여 420℃에서 40분간 분해하고 30분간 상온에서 냉각시키고 나서 Kjeltec™ 2400 auto analyzer unit (Foss Tecator, Huddinge, Sweden)을 이용하여 질소함량을 측정한 후 조단백 함량을 구하였다.
재식거리는 식용옥수수 표준 재식밀도(5,500 본/10a)에 따라 70 × 25 cm로 하였다.
Louis, MO, USA)제품을 사용하였다. 전분 함량은 total starch assay kit (Megazyme international, Wicklow, Ireland)와 UV-Vis spectrophotometer (U-2800, Hitachi, Japan)를 이용하여 분석하였다.
조지방 함량은 Soxtherm automatic system (Gerhardt Soxtherm 2000, Hoffmannstre, Germany)을 이용하여 정량하였다. 분쇄된 단옥수수 시료 3 g을 extraction thimble에 담고 n-hexane 140 mL와 비등석을 함께 넣고 extraction thimble이 용매에 잠긴 상태로 180℃에서 30분간 가열하여 시료의 조지방을 용출시킨 후 80분 동안 5회에 걸쳐 추출용매를 수거하였다.
조회분 함량은 항량이 된 도가니에 분쇄된 시료 1 g을 취하여 무게를 측정한 후 핫플레이트에서 회화하고, 전기 회화로(DS-84E, Dasol scientific Co., Ltd, Korea)를 이용하여 600℃에서 4시간 동안 회화시킨 후 데시케이터에 옮겨 2시간 동안 방냉한 후 도가니의 무게를 측정하여 구하였다.
파종시기에 따른 단옥수수의 등숙 중 100립중 변화는 이삭 중간부위의 종실을 이용하여 생중량과 건중량을 측정하였다. 수분 함량은 상압 가열건조법을 이용하여 105℃ 건조기에서 24시간 건조하여 조사하였다.
대상 데이터
본 시험을 수행한 2013년의 단옥수수 재배기간 동안 순 별 평균기온, 강수량과 일조시간을 평년(1981~2010)의 자료와 함께 Fig. 1에 나타내었다. Herrero & Johnson (1980, 1981)은 옥수수의 생육과 수량은 온도, 강수량, 그리고 일장과 밀접하게 관련이 있다고 보고한 바 있다.
본 연구에서는 파종시기에 따른 단옥수수의 등숙 중 종실의 이화학적 특성 변화를 비교하기 위하여 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성된 품종인 고당옥과 구슬옥을 이용하였다. 수원시 권선구 탑동 소재 국립식량과학원 밭작물시 험연구포장에서 재배하였으며, 파종은 4월 10일, 7월 10일, 7월 20일과 7월 30일 4회 시차파종 하였다.
본 연구에서는 파종시기에 따른 단옥수수의 등숙 중 종실의 이화학적 특성 변화를 비교하기 위하여 농촌진흥청 국립식량과학원에서 육성된 품종인 고당옥과 구슬옥을 이용하였다. 수원시 권선구 탑동 소재 국립식량과학원 밭작물시 험연구포장에서 재배하였으며, 파종은 4월 10일, 7월 10일, 7월 20일과 7월 30일 4회 시차파종 하였다. 재식거리는 식용옥수수 표준 재식밀도(5,500 본/10a)에 따라 70 × 25 cm로 하였다.
5 mL/min, detector는 RI로 하였고, injection volume은 20 μL였다. 표준물질로 사용한 fructose, glucose, maltose, sucrose는 Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO, USA)제품을 사용하였다. 전분 함량은 total starch assay kit (Megazyme international, Wicklow, Ireland)와 UV-Vis spectrophotometer (U-2800, Hitachi, Japan)를 이용하여 분석하였다.
데이터처리
통계분석은 SAS 9.2 (Statistical analysis systems Inc., Raleigh, NC, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며 던컨의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)으로 5% 유의수준에서 검정하였다.
이론/모형
시비량은 N-P2O5-K2O-퇴비를 10a 당 15-3-6- 1,000 kg 수준으로 시용하였는데, 질소비료의 절반은 기비로 주고 나머지는 옥수수가 5~6엽기에 도달했을 때 추비로 주었다. 그 외 재배 관리는 옥수수 표준재배법(RDA, 2011)에 준하였다. 단옥수수 종실은 출사일에서 12일 후 부터 2일 간격으로 채취하여 성분분석에 사용하였다.
조단백 함량은 micro-Kjeldahl법으로 분석하였다. 시료 0.
파종시기에 따른 단옥수수의 등숙 중 유리당 함량 변화는 Jung et al. (2005)의 방법으로 HPLC (Waters 510 pump, Milford, MA, USA)을 이용하여 분석하였다. 컬럼은 Supelcosil LC-NH2 column (4.
성능/효과
05). 7월 20일과 7월 30일 파종은 각각 10.9~35.6 g, 11.9~31.6 g의 범위에서 유의하게 증가하다가 감소하는 추세를 보였는데 이는 등숙 속도의 지연과 함께 종실 수분함량의 감소와도 관계가 있을 것으로 판단된다. 한편, 구슬옥은 4월 10일 파종에서는 13.
단옥수수 종실의 총 유리당 함량은 파종시기와 관계없이 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 감소하였으나(p<0.05, Fig. 8), 유리당을 구성하는 fructose, glucose, sucrose와 maltose 의 조성은 파종시기에 따라 차이를 보였다(Fig. 9).
8). 또한 출사 후 12~14일까지는 fructose와 glucose가 각각 30% 이상을 차지하였으며, 출사 후 16일 이후부터는 sucrose 가 50% 이상을 차지하였다. 7월 10일에 파종한 구슬옥 역시 초기에는 fructose와 glucose의 함량이 높았으나 출사 후 20일 이후에는 sucrose가 유리당 함량의 50% 이상을 구성하고 있었다.
조단백과 조지방 함량은 4월 10일 파종이 높게 나타났고 조회분 함량은 차이가 없었다. 수확 적기 단옥수수 종실의 전분 함량은 7월 10일 파종이 가장 높았고 7월 30일 파종이 가장 낮은 것으로 조사되었으며, 경도는 7월 20일 파종이 가장 높은 것으로 나타났다.
33 이라고 하였다. 이를 바탕으로 각 파종시기별 적기에 수확한 단옥수수의 단맛을 비교한 결과 고당옥은 4월 10일 파종한 것에 비해 7월 20일 파종한 것의 단맛이 약 1.8배 높았고, 7월 30 일 파종은 약 1.4배 높았으며 7월 10일 파종은 비슷하였다. 반면 구슬옥은 파종시기와 상관없이 단맛의 정도가 비슷하였다.
이와 같은 결과는 단옥수수 품종과 재배시기에 따라 차이가 있을 것으로 판단된다. 이번 연구를 통하여 판단한 파종시기에 따른 단옥수수의 수확 적기는 4월 10일 파종의 경우에는 출사 후 약 20일 정도 였고, 7월 10일 파종은 출사 후 약 22~24일, 7월 20일 파종은 출사 후 약 24~26 일, 7월 30일 파종은 출사 후 약 28~30일 정도였다. Song et al.
재배기간 중의 강수량은 6월 하순~7월 중순에 약 263 mm, 8월 중순~9월 중순에 200 mm였다. 이상의 기상 조건으로 볼 때 단옥수수 재배가 가능하다고 판단되었다.
적기에 수확한 단옥수수의 총 유리당 함량을 비교한 결과 고당옥은 7월 20일 파종이 가장 높았고 구슬옥은 7월 10일 파종이 가장 높은 것으로 조사되었다(p<0.05).
전분 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 증가하는 경향을 보였다(p<0.05).
수확 적기의 종실 수분함량은 68~69% 정도였는데, 품종 간이나 재배시기간의 차이는 있겠지만 Huelsen (1954)는 cream style의 통조림용 옥수수의 적정 수분 함량은 약 68~70% 라고 보고한 바 있다. 전체적으로 적기에 수확한 단옥 수수 100립의 생중과 건중 모두 4월 10일 파종에 비하여 7 월에 파종한 것이 더 무거운 것으로 나타났다. 조단백과 조지방 함량은 4월 10일 파종이 높게 나타났고 조회분 함량은 차이가 없었다.
조지방 함량은 파종시기와 관계없이 출사 후 일수가 경과함에 따라 지속적으로 증가하였다(p<0.05, Fig. 6).
조회분 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 함량이 감소하는 경향을 보였다(p<0.05, Fig. 7).
종실 100립의 건중은 고당옥과 구슬옥 모두 출사 후 일수가 경과함에 따라 유의하게 증가하였으며(p<0.05, Fig. 4), 증가 속도는 4월 10일 파종구가 가장 빠르고 7월 30일 파종구가 가장 느린 것으로 나타났다.
종실의 경도는 출사 후 일수가 경과할수록 유의하게 증가하는 경향을 보였다(p<0.05).
총 유리당 함량은 출사 후 일수가 경과함에 따라 고당옥은 4월 10일 파종구에서는 3.3~9.3%, 7월 10일 파종은 2.9~13.8%, 7월 20일 파종은 3.1~13.9%, 7월 30일 파종은 3.4~14.6%의 범위에서 유의하게 감소하였다. 구슬옥 역시 4월 10일 파종구에서는 3.
파종시기에 따른 유리당 조성을 비교해보면 4월 10일 파종구에서는 고당옥은 출사 후 12일에서 28일까지 fructose, glucose와 sucrose는 감소하고 maltose는 증가하는 경향을 보였고, 구슬옥 모든 성분의 함량이 감소하였으며(Fig. 8), 총 유리당 함량의 50% 이상을 sucrose가 차지하고 있었다 (Fig. 9). 그러나 7월 20일과 7월 30일 파종구에서는 출사 후 12일에서 40일까지 fructose와 glucose는 감소하고, sucrose는 출사 후 16~18일까지 최대로 증가하였다가 감소하며, maltose는 증가했다가 감소하는 경향을 나타내었다(Fig.
후속연구
7월 10일에 파종한 고당옥의 sucrose 함량은 특이하게 출사 후 16~18일 사이에 낮아졌다가 다시 높아지는 경향을 보였는 데 이 시기에 전분 함량은 급격히 증가된 것으로 나타났다. 이러한 결과에 대한 해석을 위해서는 추후 생리생태적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
옥수수는 종실 특성에 따라 어떻게 나누어지는가?
옥수수는 종실 특성에 따라 마치종(dent corn), 경립종(flint corn), 연립종(flour corn), 튀김옥수수(pop corn)와 단옥수수 (sweet corn) 등으로 나누어진다(Corona et al., 2006).
우리나라의 식용 옥수수 재배면적은 2012년 기준 어떠한가?
, 2006). 우리 나라의 식용 옥수수 재배면적은 2012년을 기준으로 약 17천 ha를 유지하고 있다(MAFRA, 2013). 우리나라에서 단옥 수수는 주로 생식용으로 이용되고 있으며, 다른 작물에 비해 수익성이 높아 농가에서 주목 받고 있는 소득작물의 하나로 평가되고 있다.
4월과 7월 파종시기별 2013년 단옥수수 재배기간 동안 순 별 평균기온, 강수량과 일조시간은 어떠하였는가?
4월 10일에 파종한 단옥수수의 재배기간인 4월 중순~7 월 중순의 평균기온은 약 19.5℃로 평년보다 0.5℃ 정도 높고, 강수량은 약 507 mm로 평년보다 약 10 mm 많았으며, 일조시간은 약 623 시간으로 평년보다 약 16시간 짧았다. 7월에 파종한 단옥수수의 재배기간인 7월 중순~10월 하순의 평균기온은 약 22.4℃로 평년보다 1.3℃ 정도 높고, 강수량은 약 661 mm로 평년보다 약 106 mm 적었으며, 일조 시간은 약 710 시간으로 평년보다 약 69시간 길었다(Fig. 1).
참고문헌 (27)
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