[논문]빵용 밀 품종의 등숙기 질소 시비 시기와 양이 글루텐 분획 및 빵 부피에 미치는 영향

조성우; 강택규; 박철수; 손재한; 최창현; 정영근; 윤영미; 김경호; 강천식

doi:10.7740/kjcs.2018.63.3.229

[국내논문] 빵용 밀 품종의 등숙기 질소 시비 시기와 양이 글루텐 분획 및 빵 부피에 미치는 영향
Influence of Different Nitrogen Fertilizer Application Levels and Application Timing on Gluten Fraction and Bread Loaf Volume During Grain Filling 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.63 no.3, 2018년, pp.229 - 238

조성우 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과) , 강택규 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과) , 박철수 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과) , 손재한 (국립식량과학원) , 최창현 (국립식량과학원) , 정영근 (국립식량과학원) , 윤영미 (국립식량과학원) , 김경호 (국립식량과학원) , 강천식 (국립식량과학원)

초록
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글루텐닌 조성이 빵용에 적합한 최근에 육성된 3품종(백강, 중모2008 및 새금강)에 대하여 등숙기의 추가적인 질소 시비량과 시비 시기가 단백질 함량과 반죽 특성 및 단백질 분획의 변화와 빵 부피에 미치는 영향을 평가하였다. 단백질 함량은 질소 시비량과 시비 시기에 따라 증가하였으며, 침전가는 질소 시비량 증가에 따라 증가하였지만, 추비 시기는 영향이 없었다. 반죽 특성인, 가수량, 반죽 시간과 반죽 안정도는 품종에 따라 반응이 다르게 나타났으며, SE-HPLC를 이용하여 추출성 및 비추출성 총합체와 단량체 단백질 함량은 추비 처리에 따른 단백질 함량 증가에 따라 모든 품종에서 증가하였다. 빵 부피 역시 품종에 따른 반응이 다르게 나타났는데, 새금강은 질소 시비량과 시비 시기에 상관없이 증가하였으며, 백강과 중모2008은 오히려 감소하였다. 그러나, 질소 시비에 따른 단백질 함량의 변화와 빵 부피 변화는 정의 상관을 나타내었고, 침전가 및 반죽 시간과 단백질 분획 변화는 모두 빵 부피와 정의 상관을 나타내었다. 품종 별 등숙기 시비 조건에 대한 반응이 다르게 나타났기 때문에 품종 별 맞춤 시비 체계 구축과 이상기후로 인한 등숙기 환경 변화에 따른 빵용 품종에 대한 체계적인 시비 조건 확립에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate the effects of nitrogen fertilization amount and timing of application on protein content, dough properties, change in protein fraction, and bread loaf volume for Korean wheat cultivars, Baekkang, Joongmo2008, and Saekeumkang, for bread with a superior gluten composition during the grain filling stage. Protein content increased with an increase in the amount of N and timing of application. The SDS segmentation volume (SDSS) increased with an increase in N, but there was no effect of the timing of N application on SDSS. An increase in N amount and timing of application caused a difference in dough properties, such as water absorption, mixing time, and tolerance, among the cultivars. Soluble and insoluble polymeric and monomeric protein contents increased with an increase in N amount and timing of application the three Korean wheat cultivars. The effects of N amount and application timing on bread loaf volume (BLV) varied among the cultivars. The BLV of Saekeumkang increased regardless of the N amount and timing of application, but that of Baekkang and Joongmo2008 cultivars was reduced. However, there was a positive correlation between protein content with the addition of N fertilization and BLV. In addition, SDSS, mixing time, and protein fractions were positively correlated with BLV. Since the response of fertilizer conditions was different for each wheat cultivar, it is necessary to build a suitable fertilizing system for each of them. Additionally, since the environment is changing, such as abnormal climate during the maturing period, research is needed to establish appropriate fertilizer conditions for varieties of bread wheat.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

최근에 육성된 백강, 중모2008과 새금강 품종의 경우 고분자량 글루텐닌 조성에서 Glu-1d을 지니고 있어서 빵용으로 이용 가능하다. 본 연구에서는 이들 품종을 이용하여 다양한 시비량과 시비 시기를 조절을 통하여 품종별 최적의 가공 적성을 나타내는 적정 시비 조건을 확립하고, 그에 따른 글루텐의 변화와 반죽 특성 변화를 평가하였다.

제안 방법

이들 밀 품종은 농촌진흥청 국립식량과학원 전작포장에서 2014년에 파종하여 2015년에 종자를 수확였으며, 수확된 종자를 밀가루 특성 및 제빵 적성을 평가하는데 사용하였다. 비료는 질소(50 kg/ha), 인산염(70 kg/ha), 그리고 염화칼륨(50kg/ha)을 파종 전에 시비하였고, 추가 비료 시비는 분얼기전에 50 kg/ha에 해당하는 질소를 시비하였으며, 10 kg/ha와 20 kg/ha에 해당하는 질소를 각각 개화 후 14일과 28일에 시비하였다. 그 외 재배 및 농약 살포는 농촌진흥청 표준재배법(RDA, 2012)에 따라 수행하였다.
질소 시비량과 시비 시기에 따른 단백질의 분획 분포와 양을 측정을 위해 SE-HPLC를 수행하였다. 추출성 단백질(extractable protein)과 비추출성(unextractable protein) 단백질은 0.

대상 데이터

본 연구에 공시된 백강, 중모2008과 새금강의 글루텐닌, 종실경도 및 아밀로스 합성에 관련된 유전적인 조성은 Table 1에서 보는 바와 같다. 이들 품종은 빵용 밀에 적합한 품종이 반드시 지녀야 할 Glu-D1d 유전자를 보유하고 있으며, 경질밀의 특성인 Pinb-D1b을 지니고 있으며, Granule-bound starch synthase I (GBSS I)의 유전적 조성은 Wx-A1a, WxB1a 및 Wx-D1a으로 일반밀 특성을 나타내고 있다.

데이터처리

모든 시험은 최소 3회 이상 반복을 두어 실시하였으며, 시험성적은 SAS 프로그램(SAS Institute, Cary, NC)을 이용하여 분산분석을 실시하고 Duncan의 다중범위검정으로 유의성을 검정하였으며, 질소 시비 처리간 변이의 상호작용은 ANOVA (Analysis of variance) 분석은 GLM을 이용하였으며, 질소 시비 처리와 품종간 변이의 상호작용 성분은 오차항을 이용하였다.

이론/모형

발효를 마치고 오븐에서 24분간 218°C 조건에서 구운 다음 빵을 꺼내어 실온에서 2시간 동안 방랭하였다. 빵 부피는 Loaf volumeter (National Mfg. Co., USA)를 이용하여 rapeseed displacement 방법으로 측정하였다.
01 (2010)에 준하여 측정하였다. 아밀로스 함량, 전분 함량 및 손상 전분 함량은 Gibson et al. (1997), McCleary et al. (1997)과 Gibson et al. (1992)의 방법에 따라 enzymatic assay kits(MegaZyme Pty. Ltd., 호주)를 사용하여 측정하였다. 밀가루 반죽 특성 평가는 믹소그래프를 이용하였으며, AACCI Approved Methods 54-40.
제빵 평가를 위한 식빵은 AACC International Approved Methods 10-10.03. (2010)에 따라 최적화된 straight-dough bread-making 방법에 준하여 제조하였다. 제빵 제조의 재료는 밀가루 100 g (14% 수분함량 기준), 설탕 6 g, 쇼트닝 3 g, 소금 1.

성능/효과

질소 시비량과 시비 시기에 따른 밀가루 및 반죽 특성은 Table 2에서 보는 바와 같다. 단백질 함량은 질소 시비량과 시비 시기에 따라 증가하였으며, 단백질 함량에 영향을 많이 받는 침전가는 질소 시비량 증가에 따라 증가하였지만, 질소 추비 시기에 따른 침전가 변화에서는 대조구에 비해서 추비 시기에 상관없이 침전가가 높았지만 시비 시기 간에는 차이가 없었다. 이로 인하여 중모2008은 침전가가 단백질 함량 증가에 따라 증가하였지만, 백강과 새금강은 출수 후 28일에 20 kg/ha를 시비한 경우에 침전가가 떨어지는 것으로 나타났다.
믹소그래프는 육종 프로그램에서 반죽의 물성을 평가하는데 주로 이용되며, 품종간 단백질 함량과 질적 특성에 따른 반죽 특성을 평가하는데 이용된다(Finney & Shogren, 1972). 단백질 함량이 증가하면 일반적으로 가수량은 증가하는데, 중모2008은 단백질 함량 증가에 따라 가수량이 약간 증가하였으나, 백강과 새금강은 차이가 없었다. 그러나, 중모2008의 가수량도 질소 시비 시기에 따라 차이가 있었지만, 시비량에는 영향을 받지 않았다.
3-C)도 정의 상관을 나타내었다. 품종간의 시비량과 시비 시기에 따른 단백질 함량의 변화나 단백질 분획의 변화는 차이가 있었지만, 시비 증가로 인하여 단백질 함량뿐만 아니라 분획별로 증가가 이루어져서 빵 부피가 증가한 것으로 나타났다. 그러나, 최근 육성되는 빵용 가능 품종에 대한 품질 향상을 위한 맞춤형 시비법을 제공하기 위해서는 추가적인 시비 조건에 대한 연구가 필요하다.

후속연구

따라서, 국내의 경우 품질 향상 및 균일성 증진을 위해 수입산 강력분 수준의 밀 품종 개발과 함께 재배환경을 극복하기 위한 시비 체계 구축이 필요한 상황이다. 또한, 빵용에 적합한 국내 밀 품종의 단백질 함량 변화뿐만 아니라 단백질 분획의 변화가 빵 품질 향상에 미치는 영향에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.
국내 3품종은 시비 조건에 따른 전분 특성의 변화가 크지 않았는데, 이러한 이유는 시비 조건뿐만 아니라 등숙 기간의 재배 환경이 외국과 상이한 조건이고, 본 연구는 연차간 변이를 반영하지 못하였기 때문인 것으로 보인다. 새금강에서는 질소 시비에 따른 전분함량의 변화가 나타났기 때문에 품종의 질소 반응 정도와 유전적인 특성도 영향을 주기 때문에 등숙 환경과 유전적 특성을 고려한 추가적인 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	빵에 적합하게 최근 육성된 3가지 밀 품종의 등숙기의 추가적인 질소 시비량과 시비 시기가 단백질 함량과 반죽 특성 및 단백질 분획의 변화와 빵 부피에 미치는 영향을 평가한 결과는?	글루텐닌 조성이 빵용에 적합한 최근에 육성된 3품종(백강, 중모2008 및 새금강)에 대하여 등숙기의 추가적인 질소 시비량과 시비 시기가 단백질 함량과 반죽 특성 및 단백질 분획의 변화와 빵 부피에 미치는 영향을 평가하였다. 단백질 함량은 질소 시비량과 시비 시기에 따라 증가하였으며, 침전가는 질소 시비량 증가에 따라 증가하였지만, 추비 시기는 영향이 없었다. 반죽 특성인, 가수량, 반죽 시간과 반죽 안정도는 품종에 따라 반응이 다르게 나타났으며, SE-HPLC를 이용하여 추출성 및 비추출성 총합체와 단량체 단백질 함량은 추비 처리에 따른 단백질 함량 증가에 따라 모든 품종에서 증가하였다. 빵 부피 역시 품종에 따른 반응이 다르게 나타났는데, 새금강은 질소 시비량과 시비시기에 상관없이 증가하였으며, 백강과 중모2008은 오히려 감소하였다. 그러나, 질소 시비에 따른 단백질 함량의 변화와 빵 부피 변화는 정의 상관을 나타내었고, 침전가 및 반죽 시간과 단백질 분획 변화는 모두 빵 부피와 정의 상관을 나타내었다. 품종 별 등숙기 시비 조건에 대한 반응이 다르게 나타났기 때문에 품종 별 맞춤 시비 체계 구축과 이상기후로 인한 등숙기 환경 변화에 따른 빵용 품종에 대한 체계적인 시비 조건 확립에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
	밀의 질소 시비량과 시비 시기는 밀에 어떤 영향을 주나?	, 2001). 질소 시비량과 시비 시기는 단백질 함량 증가뿐만 아니라 단백질 분획의 비율에도 영향을 미치고 이로 인해서 반죽의 강도에 영향을 주게 되며, 최종 가공 제품인 빵 품질에 영향을 주기 때문에 질소 시비는 가공 제품 품질을 결정하는 중요한 요인이다(López-Bellido et al., 2001; Garrido-Lestache et al.
	믹소그래프는 어디에 이용되는가?	믹소그래프는 육종 프로그램에서 반죽의 물성을 평가하는데 주로 이용되며, 품종간 단백질 함량과 질적 특성에 따른 반죽 특성을 평가하는데 이용된다(Finney & Shogren, 1972). 단백질 함량이 증가하면 일반적으로 가수량은 증가하는데, 중모2008은 단백질 함량 증가에 따라 가수량이 약간 증가하였으나, 백강과 새금강은 차이가 없었다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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