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문제 정의
- 위와 같이 우리 밀가루에 대한 제빵 적성 연구 및 밀가루 품질에 대한 연구가 보고되었으나, 원맥에 대한 연구는 국내에 아직 보고된바 없다. 따라서, 본 연구에서는 제빵용으로 품종이 개발되어 재배 중인 국내산 조경 품종 원맥과 대표적인 제빵용 수입밀 원맥 사이의 품질을 비교하여 제빵용 우리밀 연구의 기초자료로 활용하고자 한다.
가설 설정
- 1) GAE meant gallic acid equivalent.
- 1) Measurements were triplicated and expressed as mean±standard deviation.
- 2) CE meant catechin equivalent.
- 2) Measurements were triplicated and expressed as mean±standard deviation.
제안 방법
- 원맥의 품위 분석은 원맥 약 50 g을 정립, 이물계, 피해립, 이종곡립으로 수작업으로 분리하여 무게를 측정하였다. 또한, 정선 전후의 원맥의 밀도를 구하였다. 원맥의 기하학적 특성은 원맥 300립 각각에 대하여 면적, 장축, 단축, 장단축 비, perimeter, roundness, RGB 색도를 Image Analyzer(KH-2200, Hirox, Tokyo, Japan)을 이용하여 측정하였다.
- 일원분산분석에서 유의차가 있을 경우, Fisher’s least significant difference test에 의해 5% 유의확률로 사후검증을 실시하였다. 본 연구에서 원맥의 기하학적 측정을 제외한 모든 실험은 3회 반복 실험하여 통계 분석에 사용하였다. 원맥의 이미지 분석은 300립에 대한 각각의 측정값을 평균하여 분석에 사용하였다.
- 본 연구에서는 국내산(JK1, 2)과 수입산(NS, DNS, CWRS) 제빵용 밀의 원맥에 대한 이화학, 미생물, 항산화 특성의 비교를 시행하였다. 국내산 JK 품종의 원맥이 수분함량 및 황색도가 높고, 회분함량, 단백질함량, 백도, 명도가 수입밀보다 낮게 나타났다(p<0.
- 원곡의 미생물 분석은 총균, 곰팡이, 효모에 대하여 petrifilm(3M, St. Louis, MO, USA)을 이용하여 측정하였다. 총균수는 aerobic count plate petrifilm, 곰팡이와 효모 수는 yeast and mold count plate petrifilm(3M, USA)을 이용하였다.
- 또한, 정선 전후의 원맥의 밀도를 구하였다. 원맥의 기하학적 특성은 원맥 300립 각각에 대하여 면적, 장축, 단축, 장단축 비, perimeter, roundness, RGB 색도를 Image Analyzer(KH-2200, Hirox, Tokyo, Japan)을 이용하여 측정하였다.
- 원맥의 백도 측정은 곡물용 백도계(Whiteness tester, Kett Electric Laboratory, Tokyo, Japan)를 사용하였다. 원맥의 품위 분석은 원맥 약 50 g을 정립, 이물계, 피해립, 이종곡립으로 수작업으로 분리하여 무게를 측정하였다. 또한, 정선 전후의 원맥의 밀도를 구하였다.
- 총 페놀 함량 분석은 Folin-Ciocalteu reagent가 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과를 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 하는 Van Hung 등(2009)과 Gujral 등(2013)의 방법을 변형하였다. 시료 10 g에 80% 에탄올을 100mL 넣고 60℃의 항온수조에서 3시간 동안 추출하였다.
- Louis, MO, USA)을 이용하여 측정하였다. 총균수는 aerobic count plate petrifilm, 곰팡이와 효모 수는 yeast and mold count plate petrifilm(3M, USA)을 이용하였다. 멸균된 NaCl 100mL에 원곡 10 g을 넣고 stomacher(HG 400, Wiggens Co.
- 플라보노이드 함량은 Van Hung 등(2009)과 Gujral 등(2013)의 방법을 변형하여 분석하였다. 총 페놀함량 분석에 사용된 동일한 추출 시료 250 μL에 증류수 1.
대상 데이터
- 25 mL와 5% sodium nitrite 75 uL를 넣은 후 6분간 방치한 후, 10% aluminum chloride 150 μL를 넣고 5분간 다시 방치하였다. 1M sodium hydroxide 0.5 mL를 첨가한 후 510 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로는 (+)-catechin hydrate(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 사용하였다. 총 플라보노이드함량의 결과는 원맥 1 g(dwb)당 catechin equivalent(CE)로 나타내었다.
- 본 실험에서 사용된 우리밀 조경 품종은 2012년 수확되었다. JK1은 우리밀농협(Gwangju, Korea)에서 구매하였으며, JK2는 합천군에서 수확된 원맥을 CJ제일제당 소재연구소(Suwon, Korea)를 통해서 공급받았다. 대조구로 사용된 수입 원맥은 2012년산으로 제빵용으로 주로 쓰이는 미국산 Northern Spring(NS)과 Dark Northern Spring(DNS) 및 캐나다산 Canadian Winter Red Spring(CWRS)이고, CJ제일제당 소재연구소(Suwon, Korea)에서 공급받았다.
- JK1은 우리밀농협(Gwangju, Korea)에서 구매하였으며, JK2는 합천군에서 수확된 원맥을 CJ제일제당 소재연구소(Suwon, Korea)를 통해서 공급받았다. 대조구로 사용된 수입 원맥은 2012년산으로 제빵용으로 주로 쓰이는 미국산 Northern Spring(NS)과 Dark Northern Spring(DNS) 및 캐나다산 Canadian Winter Red Spring(CWRS)이고, CJ제일제당 소재연구소(Suwon, Korea)에서 공급받았다.
- 본 실험에서 사용된 우리밀 조경 품종은 2012년 수확되었다. JK1은 우리밀농협(Gwangju, Korea)에서 구매하였으며, JK2는 합천군에서 수확된 원맥을 CJ제일제당 소재연구소(Suwon, Korea)를 통해서 공급받았다.
- 그 후 spectrophotometer(V-650, JASCO, Easton, MA, USA)를 이용하여 흡광도를 765 nm에서 측정하였다. 표준물질로는 gallic acid(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 사용하였다. 총 페놀함량의 결과는 원맥 1 g(dwb)당 gallic acid equivalent(GAE)로 나타내었다.
데이터처리
- 1) Mean values with different superscripts within each column are significantly different across the samples at p<0.05 by Fisher’s least significant difference test.
- 2) Mean values with different superscripts within each column are significantly different across the samples at p<0.05 by Fisher’s least significant difference test.
- 3) Mean values with different superscripts within each column are significantly different across the samples at p<0.05 by Fisher’s least significant difference test.
- 각각의 실험 항목에서 시료간 평균 값의 차이 검증을 위해서 일원분산분석을 p<0.05 수준에서 시행하였다.
- 일원분산분석에서 유의차가 있을 경우, Fisher’s least significant difference test에 의해 5% 유의확률로 사후검증을 실시하였다.
- 통계분석은 XLSTAT(ver 2016, Addinsoft, Paris, France)를 이용하였다. 각각의 실험 항목에서 시료간 평균 값의 차이 검증을 위해서 일원분산분석을 p<0.
이론/모형
- 일반성분으로 수분, 회분, 단백질 함량을 AACC 방법에 의해 측정하였다(AACC 2000). 수분은 AACC방법 44-15A인 상압가열법으로 105℃ dry oven에서 18시간 건조하여 측정하였다. 회분 함량 측정은 직접회화법인 AACC방법 08-01에 따라 측정하였다.
- 32). 원맥의 백도 측정은 곡물용 백도계(Whiteness tester, Kett Electric Laboratory, Tokyo, Japan)를 사용하였다. 원맥의 품위 분석은 원맥 약 50 g을 정립, 이물계, 피해립, 이종곡립으로 수작업으로 분리하여 무게를 측정하였다.
- 일반성분으로 수분, 회분, 단백질 함량을 AACC 방법에 의해 측정하였다(AACC 2000). 수분은 AACC방법 44-15A인 상압가열법으로 105℃ dry oven에서 18시간 건조하여 측정하였다.
- 조단백질 함량은 AACC 방법 46-12의 MicroKjeldalh방법에 의해 Kjeltec auto sampler system 1035 analyser(Tecator Co., Höganäs, Sweden)를 이용하여 측정한 뒤 질소계수(5.95)를 곱하여 구하였다.
- 수분은 AACC방법 44-15A인 상압가열법으로 105℃ dry oven에서 18시간 건조하여 측정하였다. 회분 함량 측정은 직접회화법인 AACC방법 08-01에 따라 측정하였다. 조단백질 함량은 AACC 방법 46-12의 MicroKjeldalh방법에 의해 Kjeltec auto sampler system 1035 analyser(Tecator Co.
성능/효과
- JK 품종의 정립 비율은 수입산 원맥과 유사하였으며, JK1에서 이물계의 비율이 13.62%로 높았다.
- 국내산 및 수입산 원맥의 총 페놀함량 및 플라보노이드 함량은 Table 5와 같다. DNS와 JK1이 각각 3.08 및 2.81 mg GAE/g으로 총 페놀함량이 가장 높게 나타났으며, JK2는 2.26mg GAE/g으로 가장 낮았다. 이러한 결과는 Jiang 등(2011)의 밀 원맥에 대한 총 페놀함량보다는 낮은 수준이나, Akond 등(2010)의 연구 결과보다는 높은 수준으로 나타났다.
- 34 mg CE/g으로 두 번째로 높은 함량을 보였다. JK1과 NS는 중간 정도의 플라보노이드 함량을 가졌으며, JK2는 0.12 mg CE/g으로 가장 낮은 수준으로 분석되었다. JK 품종의 총 플라보노이드 함량은 Kim과 Kim (2016)에서 보고된 국내산 밀의 총 플라보노이드 함량과 유사하였다.
- 39%로 가장 낮았다. JK2, DNS, CWRS는 각각 7.53%, 7.10% 및 8.79%로 나타났다. JK 품종에서는 이종립이 나타나지 않았으며, 수입 원맥에서는 0.
- JK2, NS, DNS, CRWS는 90% 이상의 정립 비율을 보이고, JK1은 86.32%로 다른 시료보다 정립의 비율이 낮았다(p<0.05).
- 색의 녹색 밀도는 NS를 제외하고 140이상으로 나타났으며, JK 품종이 수입밀보다 높은 수치를 보였다. RGB 시스템의 수치를 조합한 색을 보면, JK 품종은 적색이 강해 어두운 황토색에 유사하고, 수입밀은 회색빛이 강하게 나타났다. 국내산 및 수입산 원맥의 이미지 분석 결과는 기존의 연구로 발표된 적은 없고, 본 연구결과로 국내산 밀 원맥의 크기가 수입산보다 크다는 것을 알 수 있으며, 이러한 크기의 차이가 어떠한 품질의 차이를 일으키는지에 대한 추가적인 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 국내산 JK 품종의 원맥이 수분함량 및 황색도가 높고, 회분함량, 단백질함량, 백도, 명도가 수입밀보다 낮게 나타났다(p<0.05).
- 05). 그러나 JK 품종의 장/단축이 모두 길어서 장축과 단축의 비(aspect)는 NS가 2.28로 가장 높았으며, CWRS가 1.99로 가장 낮았다. JK1과 2는 각각 2.
- Kim 등(2017)은 국내산 밀 품종과 수입산 밀 품종의 밀가루 및 제빵 품질을 비교하여, 국내산 밀가루를 이용한 빵의 specific volume이 주요 품질 지표인 단백질 함량, 글루텐 함량 및 반죽신장성과 상관성이 수입밀보다 낮음을 보고하였다. 그러나 제조된 빵의 소비자 기호도 평가에 있어서 일부 조경밀은 미국의 Northern Spring또는 Hard Red Winter 품종과 함께 높은 소비자 기호도를 가지는 것으로 나타났다. Kwak 등(2017a)은 3년간 우리밀과 수입밀의 품질 변화를 분석하여, 우리밀의 품질 편차가 수입밀보다 높음을 보고하였다.
- 미생물 분석에서 JK1, 2의 총균수는 수입밀보다 낮았으며(p<0.05), 곰팡이 수에서는 JK1이 가장 많았으나, JK2는 가장 적었다.
- 원맥에 미생물이 많이 존재할 경우, α-amylase의 활성도를 높일 가능성이 높으며, 원맥의 품질 지표 중 하나인 falling number에 영향을 줄 수 있다(Mares & Mrva, 2008). 본 연구에서 국내산 품종인 JK의 경우, 총균수가 낮으며, 효모도 검출되지 않아서 원맥이 미생물에 의해 덜 영향을 받을 가능성이 높으며, 이러한 결과는 국내산 밀의 저장 품질이 Kwak 등(2017a)의 연구에 사용된 2011~2013년도 국내산 밀 시료보다 향상된 것으로 추정할 수 있다.
- 이물질 함량은 CWRS가 0.31%로 가장 높았으며(p<0.05), JK1,2는 0.06% 및 0.12%로 가장 낮은 수준이었다.
- 이미지분석을 통한 원맥의 크기는 JK1, 2가 장축 및 단축에서 수입밀보다 길었다(p<0.05).
- 장축 및 단축의 길이는 JK 품종이 수입밀보다 긴 것으로 나타났다(p<0.05).
- 효모는 JK1, 2 및 DNS에서 검출되지 않았다. 총 페놀함량은 DNS가 3.08 g GAE/g으로 가장 높았으며, JK1 이 2.81 mg GAE/g으로 두번째로 높았다. 그러나 JK2는 2.
- 26 g GAE/g으로 가장 낮았다. 총 플라보노이드 함량도 DNS가 0.44 mg Ce/g으로 가장 높았으며, JK2가 0.12 mg CE/g으로 가장 낮았다. 조경밀의 경우, 수입밀 원맥보다 단백질 함량이 낮고 회색빛이 강해서 제빵시 품질이 수입밀 보다 낮을 것으로 생각된다.
- 이러한 결과는 Jiang 등(2011)의 밀 원맥에 대한 총 페놀함량보다는 낮은 수준이나, Akond 등(2010)의 연구 결과보다는 높은 수준으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 DNS가 0.44 mg CE/g으로 가장 높았으며, CWRS가 0.34 mg CE/g으로 두 번째로 높은 함량을 보였다. JK1과 NS는 중간 정도의 플라보노이드 함량을 가졌으며, JK2는 0.
- 총균수에 있어서 JK1, 2는 각각 3.76 및 4.27 log CFU/g으로, 수입밀의 총균수(4.50~5.67 log CFU/g)로 JK 품종의 총균수가 수입밀보다 낮았다(p<0.05).
- 황색과 청색 정도를 나타내는 b값에서 JK 품종이 수입 원맥보다 높게 나타나(p<0.05), 더 노란색을 띄는 것으로 나타났다.
- 회분함량은 JK1, 2가 1.47%로 NS와 유사한 함량을 보였으나, DNS(1.70%, w/w) 및 CWRS(1.61%, w/w)보다 낮은 수준으로 나타났다(p<0.05).
- 52 log CFU/g으로 가장 적었다. 효모수는 JK1과 및 DNS에서 발견되지 않았으며, NS와 CWRS에서 각각 2.41 및 1.62 log CFU/g으로 나타났다. 미생물은 원맥의 저장 시 품질에 영향을 준다.
후속연구
- RGB 시스템의 수치를 조합한 색을 보면, JK 품종은 적색이 강해 어두운 황토색에 유사하고, 수입밀은 회색빛이 강하게 나타났다. 국내산 및 수입산 원맥의 이미지 분석 결과는 기존의 연구로 발표된 적은 없고, 본 연구결과로 국내산 밀 원맥의 크기가 수입산보다 크다는 것을 알 수 있으며, 이러한 크기의 차이가 어떠한 품질의 차이를 일으키는지에 대한 추가적인 연구도 필요할 것으로 생각된다.
- 본 연구에 사용된 우리밀 원맥의 단백질 함량은 Kwak 등(2017a)이 수입 원맥보다 국내산 원맥의 단백질 함량이 낮다고 보고된 결과와 유사하였다. 그러나 강력분 밀가루로 가공시 우리밀의 단백질 함량은 수입밀과 큰 차이를 보이지 않은 결과(Kwak 등 2017b)도 보고되어, 본 원맥의 밀가루 가공 후 비교 연구가 필요하다고 생각된다. 원맥의 색도는 JK 품종이 수입밀보다 낮게 나타나(p<0.
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