본 연구에서는 국내산 특수용도 쌀품종 내 전분의 분자 및 결정 구조적 특성과 소화 특성을 분석하고 상관성을 살펴봄으로써 향후 쌀가공식품들을 개발하는 기초자료로 활용하고자 하였다. 백진주1호 전분은 다른 쌀품종에 비하여 아밀로스 함량, 아밀로펙틴의 분자량, A 사슬 (DP 6-12), 페이스팅 온도, 치반점도, SDS 함량은 유의적으로 낮았으며 아밀로펙틴의 B1 사슬(DP 13-24), 상대적 결정성, 호화온도($T_o$, $T_p$, $T_c$), 호화 엔탈피(${\Delta}H$), 최고점도, 강하점도, RDS 함량이 유의적으로 높은 결과를 나타냈다. 소화율과 구조 및 이화학적 특성 간의 상관성을 분석한 결과 RDS 및 SDS는 아밀로스 함량, 결정성, 호화 온도와 높은 상관성을 보였으며 이는 쌀전분의 구조적 특성과 이화학적 특성의 차이가 전분의 소화율에 영향을 미친 것으로 생각된다. 국내에서 생산된 4가지 특수용도 쌀품종의 전분 분자 및 결정 구조적 특성, 이화학적 특성, 및 소화율 특성이 다르게 나타났으며 이러한 결과는 특수용도 쌀품종을 활용한 가공제품개발에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 국내산 특수용도 쌀품종 내 전분의 분자 및 결정 구조적 특성과 소화 특성을 분석하고 상관성을 살펴봄으로써 향후 쌀가공식품들을 개발하는 기초자료로 활용하고자 하였다. 백진주1호 전분은 다른 쌀품종에 비하여 아밀로스 함량, 아밀로펙틴의 분자량, A 사슬 (DP 6-12), 페이스팅 온도, 치반점도, SDS 함량은 유의적으로 낮았으며 아밀로펙틴의 B1 사슬(DP 13-24), 상대적 결정성, 호화온도($T_o$, $T_p$, $T_c$), 호화 엔탈피(${\Delta}H$), 최고점도, 강하점도, RDS 함량이 유의적으로 높은 결과를 나타냈다. 소화율과 구조 및 이화학적 특성 간의 상관성을 분석한 결과 RDS 및 SDS는 아밀로스 함량, 결정성, 호화 온도와 높은 상관성을 보였으며 이는 쌀전분의 구조적 특성과 이화학적 특성의 차이가 전분의 소화율에 영향을 미친 것으로 생각된다. 국내에서 생산된 4가지 특수용도 쌀품종의 전분 분자 및 결정 구조적 특성, 이화학적 특성, 및 소화율 특성이 다르게 나타났으며 이러한 결과는 특수용도 쌀품종을 활용한 가공제품개발에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
Molecular structure, physicochemical properties, and in vitro digestibility of starch from Korean rice cultivars for special uses (Baegjinju 1, Hanareum, Deuraechan, and Goami 4) were investigated. The starch from Baegjinju 1 had the lowest amylose content (9.7%) and Hanareum, Deuraechan, and Goami ...
Molecular structure, physicochemical properties, and in vitro digestibility of starch from Korean rice cultivars for special uses (Baegjinju 1, Hanareum, Deuraechan, and Goami 4) were investigated. The starch from Baegjinju 1 had the lowest amylose content (9.7%) and Hanareum, Deuraechan, and Goami 4 had intermediate amylose (20-25%) contents. Baegjinju 1 had a lower proportion of short amylopectin branch chains than the other rice starches. Hanareum had the lowest relative crystallinity and the highest intensity ratio of $1047cm^{-1}/1022cm^{-1}$ among the rice starches. The starch from Goami 4 had a higher pasting temperature and lower gelatinization enthalpy than the other rice starches. Peak viscosity of rice starch from Baegjinju 1 was substantially higher than peak viscosity of other rice starches. Rice starch from Baegjinju 1 had significantly higher rapidly digestible starch content and lower resistant starch content than other rice starches, whereas there was no significant difference in resistant starch content among the rice starches.
Molecular structure, physicochemical properties, and in vitro digestibility of starch from Korean rice cultivars for special uses (Baegjinju 1, Hanareum, Deuraechan, and Goami 4) were investigated. The starch from Baegjinju 1 had the lowest amylose content (9.7%) and Hanareum, Deuraechan, and Goami 4 had intermediate amylose (20-25%) contents. Baegjinju 1 had a lower proportion of short amylopectin branch chains than the other rice starches. Hanareum had the lowest relative crystallinity and the highest intensity ratio of $1047cm^{-1}/1022cm^{-1}$ among the rice starches. The starch from Goami 4 had a higher pasting temperature and lower gelatinization enthalpy than the other rice starches. Peak viscosity of rice starch from Baegjinju 1 was substantially higher than peak viscosity of other rice starches. Rice starch from Baegjinju 1 had significantly higher rapidly digestible starch content and lower resistant starch content than other rice starches, whereas there was no significant difference in resistant starch content among the rice starches.
현재 다양한 쌀 전분의 이화학적 특성에 대한 연구가 계속 진행되고 있으나 국내산 특수용도 쌀 품종에 대해서 전분 특성에 대한 연구가 충분하게 진행되지 않았으며 특히 소화율과 분자 및 결정 구조 간의 상관성에 대한 연구는 거의 진행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 최근에 개발된 특수용도 쌀품종인 기능성벼에 속하는 백진주1호와 고아미4호, 가공용벼에 속하는 한아름과 드래찬으로 아밀로스 함량이 다른 4종의 쌀에서 추출한 쌀전분의 분자 및 결정 구조, 이화학적, 소화 특성들을 분석하고 이들 간의 연관성을 살펴봄으로써 향후 쌀 가공식품개발을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
가설 설정
1 mL)를 취하여 80% 에탄올 용액 속에 혼합한 후 포도당(glucose) 함량은 포도당분석키트(glucose assay kit) (GAGO20, Sigma)를 이용하여 분석하였다. 20분 내에 분해된 전분함량을 RDS, 20분과 120분 사이에 분해된 전분함량을 SDS, 120분 동안 분해되지 않는 전분함량을 RS로 분석하였다.
제안 방법
피어슨 상관계수 분석에 의한 소화율 특성(RDS, SDS, RS)과 쌀전분 구조 및 이화학적 특성 간의 상관성을 분석한 결과는 Table 5에 나타내었다. 본 연구에서 RS는 구조 및 이화학적 특성 지표와의 상관성을 보이지 않았다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 4가지 쌀 품종인 백진주1호(Baegjinju 1), 한아름(Hanareum), 드래찬(Deuraechan), 고아미4호(Goami 4)는 농촌실용화재단(Suwon, Korea)에서 구입하였다. 쌀 시료에서 Lim 등(9)의 알칼리 침지법으로 전분을 분리하였다.
데이터처리
모든 실험은 최소 2회 이상을 실시하여 평균과 표준편차로 나타냈고 통계 분석은 SPSS (SPSS Institute Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 ANOVA 분석을 통해 각 처리군 간의 유의성을 확인한 후, Duncan의 다중비교로 95% 신뢰수준에서 실시하였다. 구조적, 물리화학적 특성의 상관성을 분석하기 위하여 실험을 통해 얻어진 결과값으로 부터 SPSS를 이용하여 Pearson correlation coefficients를 95%와 99% 신뢰수준에서 구하였다.
성능/효과
Chávezmurill 등(19)은 아밀로펙틴의 구조적 특성은 쌀전분의 기능적, 물리화학적, 소화율 특성에 영향을 미친다고 보고하였고 Ma 등(20)도 전분 내 아밀로펙틴의 분자량 및 사슬 분포도에 따른 구조적 차이는 전분의 이화학적 특성과 쌀 가공식품의 텍스쳐에도 상당한 영향을 미친다고 보고하였다. 결과적으로 4가지 쌀 품종 내 전분의 분자량 및 아밀로펙틴의 가지사슬 구조가 다름을 확인할 수 있었고 이러한 분자구조의 차이는 전분의 이화학적 특성에도 영향을 미칠 것으로 생각된다.
05)을 나타냈다. 따라서 전분의 구조적 특성 및 이화학적 특성이 RDS와 SDS에 상관성을 보이는 것을 알 수 있었다. RS는 전분의 구조, 이화학적 특성의 지표들과의 상관성을 나타내지 않았는데 이는 쌀전분에서의 RS함량이 다소 낮았고 아밀로스 함량의 범위가 넓지 않았기 때문으로 생각된다.
후속연구
RS는 전분의 구조, 이화학적 특성의 지표들과의 상관성을 나타내지 않았는데 이는 쌀전분에서의 RS함량이 다소 낮았고 아밀로스 함량의 범위가 넓지 않았기 때문으로 생각된다. 본 연구에서 얻어진 소화율 특성과 이화학적 특성들과의 상관성의 결과는 특수용도 쌀품종을 활용한 다양한 제품을 생산할 때 소화율과 품질특성을 예상하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
쌀은 아밀로스 함량에 따라 어떻게 분류되는 가?
3%의 아밀로스를 함유하며 찰벼를 제외한 자포니카 쌀품종 내 전분은 8-37%의 아밀로스와 나머지는 아밀로펙틴으로 이루어져 있다. 일반적으로 쌀은 아밀로스 함량에 따라 waxy(1-2%), 저 아밀로스(7-20%), 중간 아밀로스(20-25%)와 고아밀로스(25% 이상)로 분류된다(5).
천천히 소화되는 전분은 어떤 효능을 갖는 가?
전분은 소화되는 속도에 따라 크게 3가지로 분류 할 수 있으며, 빨리 소화되는 전분(rapidly digestible starch, RDS), 천천히 소화되는 전분(slowly digestible starch, SDS), 소화되지 않는 전분(resistant starch, RS)이 있다(6). 이들 중 SDS는 소장에서 느리지만 완전히 소화됨으로써 포만감을 오래지속 시켜주며 주로 당뇨병과 관련하여 건강에 유익하다고 알려져 있다. 또한 RS는 소장에서는 소화되지 않지만 대장에서 완전히 또는 부분적으로 발효됨으로써 대장 환경에 유익한 환경을 미치며 고지혈증, 심혈관계질환 등에도 좋은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(7).
쌀은 무엇인가?
쌀(Oryzae sativa L.)은 밀과 옥수수와 함께 세계 3대 주요 곡물 중 하나로 동남아시아를 비롯한 여러 국가에서 주식으로 이용되고 있는 주요 에너지 공급원이다(1). 우리나라는 1970년대 이후 산업화 시대에 따른 생활환경의 급속한 변화로 식생활의 형태가 동물성 식품 위주의 서구화로 변화되면서 쌀 소비량이 감소하기 시작하였다(2).
참고문헌 (33)
Lee NY. Starch and pasting characteristics of various rice flour collected from markets. Korean J. Food Preserv. 19: 257-262 (2012)
Lee CH, Rhee SJ. Global food crisis and Korean response measures. Food Sci. Ind. 44: 20-37 (2011)
Yoon SD, Oh SK, Park HY, Woo KS, Choi ID, Cho YB, Park SH, Jeong EG, Kim WH. Changing consumption patterns for processed rice food products in metropolitan household of Korea: 2010-2014. J. Korean Soc. Int. Agric. 27:631-638 (2015)
Pantidol J, Guraya H, Champagne L, McClung A. Nutritionally important starch fractions of rice cultivars grown in southern United States. J. Food Sci. 75: H137-H144 (2010)
Chung HJ, Liu Q, Lee L, Wei D. Relationship between the structure, physicochemical properties and in vitro digestibility of rice starches with different amylose contents. Food Hydrocolloid. 25: 968-975 (2011)
Lim ST, Lee JH, Shin DH, Lim HS. Comparison of protein extraction solutions for rice starch isolation and effects of residual protein content on starch pasting properties. Starch 51: 120-125 (1999)
Williams PC, Kuzina FD, Hlynka I. A rapid colorimetric procedure for estimating the amylose content of starches and flours. Cereal Chem. 47: 411-420 (1970)
Han JA, Lim ST. Structural changes of corn starches by heating and stirring in DMSO measured by SEC-MALLS-RI system. Carbohyd. Polym. 55: 265-272 (2004)
Nara S, Komiya TT. Studies on the relationship between watersaturated state and crystallinity by the diffraction method for moistened potato starch. Starch 35: 407-410 (1983)
van Soest JJG, Tournois H, de Wit D, Vliegenthart JFG. Short rage structure in partially crystalline potato starch determined with attenuated total reflectance Fourier-transform IR spectroscopy. Carbohyd. Res. 279: 201-214 (1995)
Yoon MR, Lee JS, Lee JH, Kwak J, Chun A, Kim BK. Content and characteristics of resistant starch in high amylose mutant rice varieties derived from Ilpum. Korean J. Breed. Sci. 45: 324-331 (2013)
Juliano BO. Structure, chemistry, and function of the rice grain and its fractions. Cereal Foods Worlds 37: 772-774 (1992)
Tukomane T, Varavinit S. Classification of rice starch amylose content from rheological changes of starch paste after cold recrystallization. Starch 60: 292-297 (2008)
Zhong F, Yokoyama W, Wang Q, Shoemaker CF. Rice starch, amylopectin, and amylose: Molecular weight and solubility in dimethyl sulfoxide-based solvents. J. Agr. Food Chem. 54: 2320-2326 (2006)
Pantindol J, Gu X, Wang YJ. Chemometric analysis of the gelatinization and pasting properties of long-grain rice starches in relation to fine structure. Starch 61: 3-11 (2009)
Hanashiro I, Abe J, Hizukuri S. A periodic distribution of the chain length of amylopectin as revealed by high-performance anion-exchange chromatography. Carbohyd. Res. 283: 151-159 (1996)
Ma Z, Zhao S, Cheng K, Zhang X, Xu X, Zhang L. Molecular weight and chain conformation of amylopectin from rice starch. J. Appl. Polym. Sci. 104: 3124-3128 (2007)
Cheetham NWH, Tao L. Variation in crystalline type with amylose content in maize starch granules: An X-ray powder diffraction study. Carbohyd. Polym. 36: 277-284 (1998)
Cai J, Man J, Hung J, Liu Q, Wei W, Wei C. Relationship between structure and functional properties of normal rice starches with different amylose contents. Carbohyd. Polym. 125: 35-44 (2015)
Gidley MJ, Bulpin PV. Crystallization of malto-oligosaccharides as models of the crystalline forms of starch: Minimum chain length requirement for the formation of double helices. Carbohyd. Polym. 13: 291-300 (1987)
Kong X, Zhu P, Sui Z, Bao J. Physicochemical properties of starches from diverse rice cultivars varying in apparent amylose content and gelatinisation temperature combinations. Food Chem. 172: 433-440 (2015)
Kim WS, Shin M. The properties of rice flours prepared by dryand wet-milling of soaked glutinous and normal grains. Korean J. Food Cook. Sci. 23: 908-918 (2007)
Vandeputte GE, Derycke V, Geeroms J, Delcour A. Rice starches. III. Structural aspects provide insight in amylopectin retrogradation properties and gel texture. J. Cereal Sci. 38: 61-68 (2003)
Zhu LJ, Liu QQ, Wilson JD, Gu MH, Shi YC. Digestibility and physicochemical properties of rice (Oryza sativa L.) flours and starches differing in amylose content. Carbohyd. Polym. 86: 1751-1759 (2011)
Htoon A, Shrestha AK, Flanagan BM, Lopezrubio A, Bird AR, Gilbert EP, Gidly MJ. Effects of processing high amylose maize starches under controlled conditions on structural organization and amylase digestibility. Carbohyd. Polym. 75: 236-245 (2009)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.