초록 ▼

○ 연구결과
1. 기능성 유색보리 개발
기능성 유색보리 계통을 개발하기 위하여 각 특성별로 인공교배를 실시하였다. 즉조숙으로는 올쌀보리//새쌀보리/창녕재래 등 6조합, 양질 조합으로는 제천찰쌀보리/호반찰쌀보리//흰찰쌀보리 등 7조합, 내한성 조합으로는 동호쌀보리/도꾸시마모찌하다가//동한 찰쌀보리 등 5조합 그리고 내병다수성 조합으로는 늘쌀보리/창녕재래//내한쌀보리 등 9조합을 실시하여 총 27조합을 인공교배하였다. 잡종제1세대(F1)는 총27조합을 공시하여 15조합을 선발하고 잡종제2세대(F2)는 총 15조합을 공시하여

○ 연구결과
1. 기능성 유색보리 개발
기능성 유색보리 계통을 개발하기 위하여 각 특성별로 인공교배를 실시하였다. 즉조숙으로는 올쌀보리//새쌀보리/창녕재래 등 6조합, 양질 조합으로는 제천찰쌀보리/호반찰쌀보리//흰찰쌀보리 등 7조합, 내한성 조합으로는 동호쌀보리/도꾸시마모찌하다가//동한 찰쌀보리 등 5조합 그리고 내병다수성 조합으로는 늘쌀보리/창녕재래//내한쌀보리 등 9조합을 실시하여 총 27조합을 인공교배하였다. 잡종제1세대(F1)는 총27조합을 공시하여 15조합을 선발하고 잡종제2세대(F2)는 총 15조합을 공시하여 10조합 642계통을 선발하였다.
잡종제3세대(F3) 이후는 총 40조합 1,103계통을 공시하여 30조합 103계통 461개체를 강선발하였으며 고세대 계통 중 초형이 양호하고 다수성으로 유망시되는 CN9707 등 17계통을 신규 생산력검정 예비시험 공시계통으로 선발하였다.
최근 보리재배에서 가장 문제가 되고 있는 보리호위축병(BaYWV)은 토양전염성 바이러스 병해이다. 따라서 상습 발병포장을 활용하여 기능성 유색보리 계통에 대한 내병성을 검정하였으며, 검정결과 공시된 300계통 중 비교적 저항성이 강한 179계통을 선발하였고, 생산력검정 본시험 계통 CN9744-B-14-1-1-2 등 3계통은 저항성계통으로 유망시되었다.
보리재배의 중요 제한점중 하나는 내한성으로 품종육성시 내한성검정은 필수적이다.. 내한성이 강한 겉보리의 안전재배지역은 1월 평균 기온이 -4℃ 이상(1월 최저기온-10℃ 이상)인 지역이나, 쌀보리 및 맥주보리의 경우 겉보리에 비해 비교적 내한성이 약한 품종이다. 해발 430m인 시험포에서 기능성 유색보리 고세대계통 및 생산력검정시험에 공시된 100계통을 검정한 결과, CN9777-BG-BSP-7-3-1 등 8계통은 겉보리 수준으로 고사주율도 낮고 내한성이 강하였으며 37계통은 비교적 내한성에 약한 것으로 평가되었다.
보리의 경우 도정시 곡립의 장폭비율이 낮고 풍만도가 양호할수록 이용효율이 높다. 따라서 곡립의 장폭비, 풍만도 및 외관상 착색정도를 조사한 결과 총 100계통 중 곡립의 장폭비가 150∼250% 이며 풍만도가 양호한 계통으로 30계통을 선발하였으며 그중 CN9781-B-7-1-1-3-2 등 3계통은 착색정도도 좋고 풍만도 역시 양호하여 곡립의 외관특성면에서 우수한 계통으로 선발하였다.
기능성 유색보리 생산력검정시험을 표준재배법에 의해 실시한 결과CN9747-B-6-1-1-1을 우수품종으로 선발할 수 있으며, HB14901-BG-BSP-34-5 등 9계통이 보리호위축병에도 강하면서 수량성이 양호한 품종으로 선발되었다. 생산력검정 예비시험에서 선발된 계통에 대한 생산력검정 본시험을 답리작에서 표준재배법에 따라 난괴법 3반복으로 수행하였다.
도복에도 강하며 내병 내재해 다수성으로 유망시되는 CN9747-B-6-1-1-1 계통을 “익산 80호”, CN9781-B-7-1-1-3-2 계통을 “익산 81호”, 내재해 다수성 기능성 유색보리로 유망시되는 CN9744-B-14-1-1-2 계통을 “익산 87호”의 계통명을 부여하여 중간모본을 선발하였다.
2. 보리 항산화 성분의 기능 평가 및 기능성 신제품 개발
그룹화 시킨 유색보리군과 춘추쌀보리, 겉보리의 일반 성분 및 무기질 함량은 분석 결과 수분 함량은 GroupⅠ이 9.56%로 가장 높았고 조단백질 함량과 조지방 함량은 GroupⅢ이 12.72%와 2.98%로 가장 높았다. 또한 조회분 함량은 춘추쌀보리가 2.35%로 가장 높은 값을 나타내었다. Ca 함량은 춘추쌀보리가 622.06㎎%로 가장 높았으며, 겉보리가 442.82㎎%로 가장 낮아 유색보리가 겉보리에 비해서는 더 높고, 춘추쌀 보리보다는 낮았으며 Mg 함량은 GroupⅠ이 1117.92㎎%로 가장 높은 값을 나타내었고, 춘추쌀보리가 998.04㎎%로 가장 낮았다. Cu, K, Mn 함량 춘추쌀보리와 겉보리가 유색보리군보다 유의적으로 다소 높은 함량으로 측정되었다. 총 식이섬유소의 함량은 18.24-38.73%이었으며 유색보리는 춘추쌀보리보다는 유의적으로 낮았으나 겉보리보다는 유의적으로 높았다. 유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리의 β-glucan 함량은 겉보리가 6.26%로 가장 낮은 반면, 유색보리 GroupⅢ가11.18%로 가장 높게 측정된 바 유색보리가 춘추쌀보리나 겉보리에 비해 β-glucan이 2배 이상 함유된 것으로 평가되었다.보리 품종에 대하여 아밀로오스 함량을 측정한 결과 유색보리의 아밀로오스 함량은 GroupⅠ이 5.94%, GroupⅡ이 17.42%, GroupⅢ이 21.94%, 춘추쌀보리가 23.44%, 겉보리는 23.45%로서 품종 간의 차이를 보였다. 유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리의 입도크기 분석결과 유색보리의 평균 입도크기는 GroupⅠ이 14.55㎛, GroupⅡ이 18.00㎛, GroupⅢ이 12.81㎛, 춘추쌀보리가 16.38㎛, 겉보리가 16.41㎛으로 나타났다. 표면적은 GroupⅠ이 6190cm²/g, GroupⅡ이 5230cm²//g, GroupⅢ이 6940㎠/g, 춘추쌀보리가 5290㎠/g, 겉보리가 5790
cm²//g으로 GroupⅢ이 가장 컸다.
보리의 수분결합능력은 GroupⅠ 60.12%, GroupⅡ 40.17%, GroupⅢ 35.74%, 춘추쌀 보리 41.52%, 겉보리 39.32%로 GroupⅠ의 유색보리가 높게 나타났다.
유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리의 팽윤력과 용해도 측정결과 유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리 모두 비슷한 경향을 나타냈으나 GroupⅠ이 가장 높았다.
유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리의 X-ray 회절도에 의한 분석결과 유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리 모두 15-25°에서 피크를 보였고, 전형적인 A형 전분의 형태를 나타냈다.
유색보리, 춘추쌀보리와 겉보리의 입자형태를 주사전자현미경에 의한 입자의 형태 및 크기를 관찰한 결과 유색보리의 외피가 얇으면서 여러 겹으로 밀집되어 있었고 색이 진할수록 즉, GroupⅠ > GroupⅡ > GroupⅢ 일수록 외피가 두꺼웠으며, 겉보리는 기공이 다수 있음을 관찰할 수 있었다. 또한 색이 진한 유색보리일수록 배유조직이 더 조밀함을 보였다. 전분의 크기와 모양을 관찰한 결과, 유색보리와 춘추쌀보리는 납작한 타원 형태를 보였으며, 겉보리는 구형을 나타내었다.
유색보리의 색소함량에 따른 그룹별 항산화 효과 검색 하였다. 즉 총 페놀 함량은 Group I(CN9718-B-53-1-2-1-3, No34)이 가장 높은 값을 나타내었고, 춘추쌀보리와 겉보리에 비해 유색보리가 총 페놀 함량이 높음을 알 수 있었다. 또한 전자공여능을 측정한 결과는 GroupIII의 CN9758-B-6-1-1-3(No.24) 품종이 가장 전자공여능이 높게 측정되었다. SOD 유사활성 측정 결과 모든 추출물이 98% 이상으로 높게 나타났으며 그 중 Group I(CN9755-G-BSP-4-1-3, No.5)가 가장 높은 활성도로 측정되었다. Lecithin에 의한 유색보리 추출물의 산화 저해활성 측정 결과, Group I(CN9758-B-6-1-1-1, No.22)이 가장 높았으며, 겉보리가 가장 낮았다. Hydroxyl radical 소거활성을 나타낸 결과 Group III중 (추9781-B-7-1-2-1-3, No.40)이 가장 활성이 높았고, hydrogen radical 소거활성을 측정한 결과Group I(CN9718-B-53-1-2-1-3, No34) 이 가장 높은 활성을 보였으며, 겉보리가 가장 낮았다.
총 anthocyanin 색소 함량과 항산화 효과 높은 상관관계가 있음을 알 수 있었다.
따라서 색이 진한 유색보리 즉 Group I이 총 anthocyanin 색소 함량이 많았다.
유색보리를 이용한 기능성 식품개발의 일환으로 보리음료, 보리식초, 식초발효 음료, 보리빵, 압출성형가공에 의한 즉석죽, 스프를 제조하였다. 소비자 기호도 관능검사 결과 Group I으로 제조한 가공품의 경우에서 모두 유의적으로 높은 선호도를 나타내었다. 따라서 항산화 활성이 높은 품종을 선발하여 기능성 가공식품의 개발가능성을 제시 할 수 있다.

Abstract ▼

II. Objectives and Necessity of Research and Development
Barley is a crop that allows farmers to use idle farmland effectively in winter and that also provides considerable public functions and environmental effects, contributing to the reduction of environmental pollution through air purificatio

II. Objectives and Necessity of Research and Development
Barley is a crop that allows farmers to use idle farmland effectively in winter and that also provides considerable public functions and environmental effects, contributing to the reduction of environmental pollution through air purification, soil preservation, and use of livestock by-products. In recent years, the demand for barley has increased with the development of new barley varieties such as sticky barley, and the food industry has put special emphasis on the functionality of products with the more increased interest in health. As this situation has highlighted the necessity to develop colored barley like in case of colored rice, it has been launched to create new varieties of colored barley using the cross-fertilization between Korean native barley species (such as "changnyeong jaerae") and alien species from foreign countries. The purposes of this experiment are to select colored barley cultivars with superior agricultural traits and high productivity from early-generation barley lines to bring up them as intermediate parents identify the physiochemical characteristics and antioxidant effects of new colored barley varieties; develop functional food with selected superior cultivars to help promote the growth of the food industry; and contribute to raising farm household income by encouraging the consumption of barley.
III. Contents and Scope of Research and Development
1. Development of Functional Colored Barley
(1) Selecting a functional colored-barley lines
(2) Testing the disease resistance of functional colored barley lines
(3) Testing the cold resistance of functional colored barley lines
(4) Testing the grain characteristics of a functional colored barely lines
(5) Yield trials of a of a functional colored barley lines
2. Evaluation of Antioxidants in Barley and Development of New Functional Products
(1) Physiochemical characteristics of colored barley
(2) Measuring the antioxidant effects of colored-barley extracts
(3) Developing processed colored-barely foodstuffs
IV. Contents of Research and Development and Suggestions for Use
1. Development of Functional Colored Barley
Artificial crossing was conducted on a per-property basis for the development of a functional colored-barley line. The experiments used a total of 27 combinations, composed of 6 early-maturity combinations including olssalbori //saessalbori /changnyeong jaerae; 7 high quality combinations including jecheon chalssalbori /hoban chalssalbori //Hinchalssalbori 5 cold-resistant combinations including dongho ssalbori /dokkusima-mochihadaga//donghan ssalbori; and 9 disease-resistant high-yielding combinations including nulssalbori /changnyeong jaerae//naehan ssalbori. The first filial generation (F1) included 15 combinations selected from a total of 27 available combinations, and 10 combinations and 642 lines were selected as the second filial (F2) generation out of a total of 15 known combinations. Included in the third filial (F3) generation and the subsequent were 30 combinations, 103 lines, and 461 individuals selected from 40 combinations and 1,103 lines. Among old-generation lines, 17 promising lines (including CN9707), which were well shaped and expected to have high yields, were newly selected so that they could be used for a preparatory productivity test.
BaYMV that is fervently discussed for cultivation of barley recently is a soil-borne infective virus disease. Therefore, functional colored barley lines' disease resistance was tested, for which the barley filed that was habitually attacked with the disease was used. Based on the test results, 179 lines out of a total of 300 with comparatively strong resistance were selected, and 3 lines including CN9744-B-14-1-1-2 in the final productivity test were evaluated promising as resistant lines.
One of the important restrictions in cultivation of barley is cold
resistance so cold resistance test is essentially required for upbringing of a variety. The safe zones for cultivation of unhulled barley with strong cold resistance are where the average temperature of January is over -4℃ (lowest temperature of January is over -10℃). However, naked barley and malting barley have weaker cold resistance than unhulled barley. As a result of testing advanced generation lines of functional colored barley selected from the test group located 4300m above the sea level, and 100 lines selected for the productivity test, 8 lines including CN9777-BG-BSP-7-3-1 were evaluated in the similar level with hulled barley. That is, they showed a low rate of death and strong cold resistance. However, 37 lines were found to have weak cold resistance.
At the time of pounding and polishing barley, coefficient of its utilization goes up when tensible ratio of grain is low and ample is good. Therefore, tensible ratio of grain, ample of grain and its color were investigated. Out of total 100 lines, 30 were selected that had 150~250% tensible ratio and good ample. Among these 30, 3 lines including CN9781-B-7-1-1-3-2 were evaluated excellent in terms of coloring status, ample and appearance of grain.
As a result of performing the productivity test for functional colored barley based on the standard method of cultivation, CN9747-B-6-1-1-1 was selected as an excellent cultivar and 9 lines including HB14901-BG-BSP-34-5 were evaluated to have strong resistance against BaYMV and good yields.
For the lines selected from the preparatory productivity test, the final productivity test (3 repetitions of randomized block design) was given, according to the standard method of cultivation on paddy field. It was possible to select intermediate parents: The name of "Iksan No. 80"was given to CN9747-B-6-1-1-1 that was evaluated promising as a cold/disaster-resistant high-yielding cultivar and also that was found strong against lodging; "Iksan No. 81," to CN9781-B-7-1-1-3-2; and "Iksan No. 87," to CN9744-B-14-1-1-2 that was evaluated promising as a disaster-resistant high-yielding functional colored barley
2 . Evaluation of Antioxidant Components of Barley and Development of New Functional Products
The experiments analyzed the contents of general components and inorganic matters that the grouped colored barley, chunchu naked barley and unhulled barley have. Group I of colored barley was found to have 9.56% water, which is highest, while Group III was found to have largest crude protein (12.72%) and crude fat (2.98%). chunchu naked barley had the highest content of crude ash, 2.35%, and also the highest content of Ca, 622.06㎎%.
On the other hand, unhulled barley had the lowest content of Ca (442.82㎎%).
Colored barley had more Ca content than unhulled barley, but less than chunchu naked barley . In terms of Mg content, Group I had the highest with 1117.92㎎% and chunchu naked barley had the lowest with 998.04㎎%. In terms of Cu, K, and Mn contents, chunchu naked barley and unhulled barley had significantly higher content than colored barley groups. The total content of dietary fiber was 18.24-38.73%: Colored barley had the significantly lower content than chunchu naked barley, but significantly higher than unhulled barley. In terms of the β-glucan content, unhulled barley had the lowest with 6.26% while colored barley Group III was found to have the highest with 11.18%. In other words, colored barley was evaluated to have β-glucan 2 times more than chunchu naked barley and unhulled rye. These experiments also measured the amylose content of barley cultivars: Group I was found to have 5.94%; Group II, 17.42%; Group III, 21.94%; chunchu naked barley, 23.44%; and unhulled barley, 23.45%. There was difference among cultivars.
Analysis of the average grain size showed that: colored barley Group I had 14.55㎛grain size; Group II, 18.00㎛ Group III, 12.81㎛ chunchu naked barley, 16.38㎛ and unhulled barley, 16.411㎛. Group I was measured to have the surface area of 6190㎠/g, GroupⅡ, 5230㎠/g, GroupⅢ, 6940㎠/g,chunchu naked barley , 5290㎠/g, and unhulled barley, 5790㎠/g. Group III was found to have the largest surface area.
In terms of water combination capacity of barley cultivars, Group I showed 60.12%, Group II, 40.17%, GroupⅢ, 35.74%, chunchu naked barley, 41.52%, and unhulled barley, 39.32%. Colored barley Group I was found to have the largest water combination capacity.
Swelling power and solubility of the barley cultivars were measured too:All of them showed similar levels of swelling power and solubility, but Group I was found to have the largest.
Analysis of x-ray diffraction showed that colored barley, chunchu naked barley and unhulled barley reached peak at 15-25°, making a conventional A-type starch.
The grain shape and size were observed by use of scanning electronic microscopy. The hull of colored barley was in the shape that several thin hulls were closely crowded. The darker the colored barley was, the hull was thicker in the order of GroupⅠ> GroupⅡ > GroupⅢ. Unhulled barley was observed to have a lot of pores. Double-erected amyloplast was filled up with starch particles, and circular protein and substances (which are assumed as fibrous membrane) were located between the double-erected amyloplasts. In addition, dark-colored barley had dense embryo tissue.
This paper also investigated antioxidant effects of color content by each colored barley group. Group I (CN9718-B-53-1-2-1-3, No34) was found to have the largest content of phenol. That is, compared with chunchu naked barley and unhulled barley, colored barley had higher content of phenol. In terms of electron donating ability, CN9758-B-6-1-1-3(No.24) of Group III was measured to have the highest ability. Through the measurement of SOD similar activity, all the extracts showed over 98%. Group I(CN9755-G-BSP-4-1-3, No.5) was measured to have the highest activation.
As a result of measuring oxidation inhibitory activity of colored barley extracts based on Lecithin, Group I (CN9758-B-6-1-1-1, No.22) was found to have the largest while unhulled barley has the lowest. In terms of hydroxyl radical removing activity,CN9781-B-7-1-2-1-3, (No.40) of Group III showed the highest activity, and in terms of hydrogen radical removing activity, Group I (CN9718-B-53-1-2-1-3, No34) showed the highest while unhulled barley showed the lowest.
It was also found there was high correlation between the content of anthocyanin color and antioxidant. Therefore, colored barley Group I whose color is dark had the largest content of anthocyanin color.
As a part of developing functional foodstuff using colored barley, this study manufactured barley beverage, barley vinegar, vinegar-fermented beverage, barley bread, instant barley gruel through extrusion molding, and soup. Through the consumers' sensory test, significantly high preference was found in the products made from Group I. The above experiments can suggest a possibility to develop functional processed foodstuffs using cultivars with high antioxidant activity.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 15
• 목차 ... 17
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 19
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 19
• 제2장 국내외 기술 개발 현황 ... 23
• 제3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 25
• 제1절 재료 및 방법 ... 25
• 제1세부과제 기능성 유색보리 개발 ... 25
• 1. 실험재료 및 재배방법 ... 25
• 가. 기능성 유색보리 계통 선발 ... 25
• 나. 기능성 유색보리 내병성 검정 ... 26
• 다. 기능성 유색보리 내한성 검정 ... 26
• 라. 기능성 유색보리 곡립 특성 검정 ... 26
• 마. 기능성 유색보리 계통 생산력 검정 ... 26
• 제2세부과제 보리 항산화 성분의 기능 평가 및 기능성 신제품 개발 ... 28
• 1. 실험 재료 및 전처리 ... 28
• 2. 유색보리의 생리활성물질 추출 ... 31
• 3. 유색보리의 40종의 그룹화 ... 32
• 4. 이화학적 특정 ... 34
• 5. 유색보리의 색소 함량 측정 ... 38
• 6. 유색보리 추출물의 항산화 효과 측정 ... 40
• 7. 유색보리를 이용한 기능성 가공식품개발 ... 43
• 제2절 결과 및 고찰 ... 48
• 제1세부과제 기능성 유색보리 개발 ... 48
• 1. 기능성 유색보리 계통 선발 ... 48
• 2. 기능성 유색보리 내병성 검정시험 ... 50
• 3. 기능성 유색보리 내한성 검정시험 ... 54
• 4. 기능성 유색보리 곡립 특성 검정시험 ... 56
• 5. 기능성 유색보리 계통 생산력 검정시험 ... 57
• 제2세부과제 보리 항산화 성분의 기능 평가 및 기능성 신제품 개발 ... 64
• 1. 유색보리 품종의 그룹화 ... 64
• 2. 유색보리 및 일반보리의 일반 성분 분석 ... 64
• 3. Anthocyanin색소 추출물 ... 83
• 4. 유색보리의 색소함량에 따른 그룹별 항산화 효과 검색 ... 90
• 5. 유색보리 가공식품 ... 103
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에 기여도 ... 122
• 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 123
• 1. 활용방안 ... 123
• 2. 학술지 및 관련 홍보매체에 게재 ... 123
• 3. 향후 유색 보리의 연구 계획 ... 124
• 제6장 연구개발과정에서의 수집한 해외과학기술정보 ... 126
• 1. 보리의 영양학적 가치 ... 126
• 2. 보리의 국내ㆍ외 이용현황 ... 126
• 3. 보리의 기능성 물질 ... 127
• 제7장 참고문헌 ... 131
• 끝페이지 ... 139