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ISSN : 1225-4339(Print)
ISSN : 2287-4992(Online)
The Korean Journal of Food And Nutrition Vol.31 No.2 pp.278-283
DOI : https://doi.org/10.9799/ksfan.2018.31.2.278

Nutritional Components and Cooking Characteristics of High Quality Rice

Koan Sik Woo, Seuk Ki Lee, Byong Won Lee, Jeong-Ju Kim*, Jihae Lee, Yu-Young Lee, Byoungkyu Lee, Hyun-Joo Kim
Dept. of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Suwon 16613, Korea
*National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Wanju 55365, Korea
Corresponding author: Hyun-Joo Kim, Dept. of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Suwon 16613, Korea. Tel: +82-31-695-0614, Fax: +82-31-695-4085, tlrtod@korea.kr
06/02/2018 15/03/2018 29/03/2018

Abstract


The objective of this study was to evaluate quality properties of high quality rice. Seven rice varieties, Dabo, Daebo, Samkwang, Sindongjin, Sukwang, Jinsumi, and Haiami, were investigated for proximate contents and physicochemical characteristics. Moisture content was highest in the Jinsumi (13.13%). Protein and lipid content was highest in the Haiami. The amylose content of the rice cultivars was 20.15~22.51%. The degree of amylopectin polymerization (DP) was analyzed, and in all cultivars, DP 13-24 content was found to be highest, at more than 53%, whereas DP ≥37 content was lowest, at less than 5.81%. With regard to free sugar, maltose content in rice was the highest (≥46%). Toyo value of rice was highest in Samkwang, Daebo, and Jimsumi. Palatability characteristics were highest in Daebo and Jimsumi. Thus, the results of this study suggested that Samkwang, Daebo, and Jinsumi can be effectively used as processed cooked rice, though further studies should be required regarding changes in the quality of rice after cooking.



rice , cultivars , quality

고품질 쌀의 품종별 영양성분 및 취반 특성

우 관식, 이 석기, 이 병원, 김 정주*, 이 지혜, 이 유영, 이 병규, 김 현주
국립식량과학원 중부작물부
*국립식량과학원

초록


    서 론

    최근 1인 가구 및 여성의 사회 진출 증가 등과 같은 다양한 사회적 변화에 따라 쌀 소비는 점차 감소하고 있는 반면, 간 편식 수요는 점차 증가하고 있는 추세이다. 간편식 시장은 매 년 50% 가량 성장률을 보이며 점차 성장하고 있고, 즉석밥 시장은 2016년 기준 2,000억 원 규모로 발표된 바 있다(aTFIS, 2015). Kum JS(2010)는 국내 쌀 가공식품 시장 대비 가공밥 류 시장점유율을 살펴보면 떡류 및 주류에 이어 밥류 시장이 9%로 세 번째 큰 시장을 형성하고 있으며, 무균포장밥, 레토 르트밥, 냉동밥, 건조밥, 도시락 등의 형태로 판매가 되고 있 다고 보고하였다. 이처럼 다양한 형태의 즉석밥이 개발 및 판 매에 따라 품질이 좋은 제품을 찾는 수요가 점차 증가하고 있다(Shinde 등 2016).

    한편, 시장개방 등과 같은 외부적 환경과 더불어 소비자들 이 품질이 좋은 쌀에 대한 관심이 증가함에 따라 고품질 밥쌀 용 벼 육종에 관한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 특히 2006년부터 본격적으로 수입쌀의 시장유통이 이루어짐에 따 라 가공업체 중 수입쌀을 사용하지 않았던 업체들도 최소시 장접근물량(minimum market access)에 의하여 수입쌀 이용 을 제고하고 있다(Chun 등 2007). 이에 따라 정부에서는 국내 쌀 소비의 지속적인 감소로 인해 쌀 적정생산을 위한 국가시 책사업으로 3저 3고(면적, 질소비료 및 생산비를 줄이고, 밥 맛 좋은 품종, 완전미율, 쌀 소비 향상) 실천운동의 일환으로 쌀 시범사업을 추진하고 있다. 따라서 쌀 시범사업에서 연계 되어 생산된 쌀 품종의 우수성을 알리고, 고품질 쌀을 이용한 즉석밥 등 간편식 제품 개발을 통해 수입쌀과의 품질 차별화 및 경쟁력 확보의 필요성이 요구되고 있다.

    따라서 본 연구에서는 고품질 밥쌀용 쌀의 이용확대를 위 해 지역에서 생산된 7품종을 대상으로 품종별 원료곡의 품질 특성을 평가하였다.

    재료 및 방법

    1. 실험재료

    본 연구에서 사용한 쌀은 농촌진흥청 국립식량과학원 시 범사업에 연계되어 생산 및 수확된 다보, 대보(전북 고창), 삼 광(충남 세종), 수광(전북 북안), 신동진(전북 익산), 진수미 (충북 청주), 하이아미(경기도 용인) 등 7품종을 사용하였다. 각 지역에서 2016년 10월에 수확된 정조를 국립식량과학원 에 이송한 다음 제현한 후, 현미 중량비 91%로 도정하여 백 미를 시료로 사용하였다.

    2. 일반성분 분석

    일반성분(수분, 회분, 지방, 단백질) 분석은 AOAC 방법 (2000)에 의하여 정량하였다. 수분은 105℃ 상압가열건조법, 회분은 600℃ 직접 회화법으로 회화 후 측정하였다. 지질은 에틸에테르를 용매로 Soxhlet 추출기(Soxtec System HT 1043 extraction unit, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)로 분석하였 고, 단백질은 Kjeldahl법으로 자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator, Mulgrave, Australia)로 측정하였다. 탄수 화물은 수분, 회분, 지질 및 단백질 함량을 제외한 값으로 산 출하였다.

    3. 아밀로스 함량 분석

    아밀로스 함량은 Juliano BO(1985)의 비색정량법에 따라 시 료를 분쇄한 후 100 mesh로 내린 가루 100 mg에 95% ethanol 1 mL와 1 N sodium hydroxide 9 mL를 가하고, 100℃에서 20 분간 호화시킨 후 냉각시켰다. 호화액 5 mL를 100 mL 메스 플라스크에 옮겨 담은 후 1 N acetic acid 1 mL와 2% I2-KI 용액 2 mL를 첨가하여 증류수로 정용한 다음 정색반응을 20분간 반응시킨 후 분광광도계(UV Spectrophotometer 1601, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 이용한 620 nm의 파장에서 흡 광도를 측정하였다.

    4. 아밀로펙틴중합도 분석

    고품질 쌀 품종별 아밀로펙틴의 가지사슬길이 분포(branch chain length distribution)는 high performance anion exchange chromatography pulsed amperometric detection(HPAEC-PAD) (Dionex ICS-5000, Dionex Co., Sunyvale, CA, USA)을 이용하 여 분석하였다(Lee 등 2017). Methanol에 3회 세척한 시료 7 mg을 증류수 5 mL에 교반하고, 3시간 동안 중탕하였다. 중 탕한 시료 1 mL에 2% sodium azide 10 μL, 600 mM sodium acetate buffer(pH 4.4) 50 μL를 교반한 후 isoamylase(1,000 unit) 1 μL 첨가하여 24시간 동안 37℃에서 반응시켰다. 반응을 마 친 시료는 1,500 rpm으로 5분간 원심분리한 후 상층액을 취 하여 HPAEC-PAD에 주입하고 분석하였다. 150 mM NaOH/150 mM NaOH+500 mM NaOAc와 150 mM NaOH를 이동상으 로 하고, Dionex CarboPacTM PA1 칼럼(3×250 mm, Dionex Co.) 을 사용하여 분당 1 mL의 속도로 분석하였다. 시간에 따른 용매의 농도는 Table 1에 나타내었으며, 50 μL를 주입하였다.

    5. 유리당 조성 분석

    품종별 유리당 함량 분석을 위하여 시료 1 g에 증류수 5 mL를 가한 후 30℃에서 30분간 진탕하여 유리당을 추출한 다음 원심분리(10,000 rpm, 20분)를 하였다. 그 다음, 상등액을 취하여 0.20 μm syringe filter(Millipore, Billerica, MA, USA)로 여과하여 HPLC(Waters e2695, Waters, New Castle, DE, USA)로 분석하였다. 분석 조건은 Table 2와 같고, 표준물질로 fructose (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), glucose(Merck, Darmstadt, Germany), sucrose(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), maltose (Merck, Darmstadt, Germany)을 사용하였다. 분석결과는 네 종 류의 당 성분의 면적비율로 환산해서 제시하였다.

    6. 품종별 토요 윤기치 측정

    토요 윤기치는 palatability 분석으로 밥의 윤기치를 간이로 측정할 수 있는 방법이다. 즉, 시료 33 g을 80℃의 더운물에서 10분 동안 취반한 후 상온에서 3분 동안 뜸을 들였다. 그 후 밥의 표면에 생기는 윤기의 막 두께를 측정하여 수치로 표시 하는 Toyo mido meter(MA-90B, Toyo Engineering Corp., Tokyo, Japan)를 이용하여 3회 반복 윤기치를 측정하였다(Chun 등 2007).

    7. 품종별 취반식미 특성

    밥의 식감을 분석하기 위하여 취반식미계(Cooked rice taste analyzer, SATA1B, Satake, Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 기 계적 취반식미 특성을 측정하였다. 즉, 시료 10 g을 미반용 접시에 넣은 후 랩으로 표면을 덮고, 3초 동안 일정한 압력을 가하여 취반한 다음 2분 동안 실내에 방치한 후, 측정하기 직 전에 일정한 힘으로 1초 동안 압력을 가한 다음 랩을 제거하 고, 3회 반복하여 외관, 경도, 밸런스, 식미치를 측정하였다.

    8. 통계분석

    본 시험에서 얻어진 결과는 SPSS 12.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) program을 사용하여 각 실험구간의 유의성을 검증한 후 Duncan's multiple range tests에 의해 실험군 간의 차이를 5% 유의수준에서 분 석하였다.

    결과 및 고찰

    1. 품종별 일반성분 및 아밀로스 함량

    품종에 따른 쌀 원료곡의 수분, 조회분, 지방, 단백질 및 탄 수화물 함량을 분석하였다(Table 3). 수분함량의 경우, 11.47~ 13.13% 범위로 분석되었으며, 조회분 함량은 0.19~0.21%, 지방의 경우는 0.18~0.51%로 분석되었다. 또한 단백질 함량 의 경우, 5.21~6.08%, 탄수화물 함량은 81.30~82.68%로 나타 났다. 수분함량은 진수미가 13.13%, 단백질 함량은 하이아미 품종이 6.08%, 지방은 하이아미 품종이 0.51%로 가장 높은 것으로 나타났다. 아밀로스 함량의 경우, 20.15~22.51% 범위 로 나타났으며, 수광이 가장 높은 것으로 확인되었다(Table 4). 이는 우리나라의 고품질 품종 선발기준에서 아밀로스 함 량 기준을 17~20%로 규정하고 있다는 보고와는 상이하였다 (Son 등 2002). Kim 등(2010)은 같은 시료라도 품종의 차이와 재배시기, 재배방법, 토양 등의 재배환경 등에 따라 성분의 차이가 있다고 발표하였다.

    2. 아밀로펙틴 중합도

    품종별 쌀의 아밀로펙틴 사슬길이 분포도는 Hanashiro 등 (1996)은 아밀로펙틴 중합도(DP, degreee of polymerization) 에 따라 DP 6-12, DP 13-24, DP 25-36, DP ≥37로 나눌 수 있다는 발표에 따라 이를 근거로 제시하였다(Table 4). 분석 결과, 일곱 품종 모두 DP 13-24 함량이 53% 이상으로 가장 높았고, DP ≥37 함량은 5.81% 이하로 가장 낮았다. 쌀, 밀 등과 같은 주요 식량작물에는 아밀로펙틴의 단쇄사슬 비율 이 장쇄사슬보다 높은 것으로 알려져 있다(Kowittaya & Lum dubwon, 2014; Cho 등 2017). 또한, 밥의 경도 값이 클수록 아 밀로스 함량이 높고, 아밀로펙틴 중합도는 장쇄비율이 높으 며, 긴 사슬 분포가 많으면 단백질, 지질 등의 분자 내 상호작 용에 의해 보다 단단한 질감을 나타내는 것으로 보고되고 있 다(Ong & Blanshard, 1995). Kang 등(1995)의 연구 역시 밥의 식감은 아밀로펙틴의 긴 사슬이 적고 짧은 사슬이 많이 분포 할수록 밥의 경도가 낮고 부착성이 높다고 발표하였다. 또한, Kim 등(2007)은 아밀로펙틴 중합도의 비율 중에서 단쇄비율 이 장쇄비율보다 상대적으로 높은 품종이 식미특성이 우수 하다고 보고하였다. 본 연구에서 사용한 일곱 품종 모두 고 품질 밥쌀용으로 육성된 것으로 품종간의 장쇄 및 단쇄 비 율에 따른 큰 차이는 없는 것으로 판단된다.

    3. 유리당 조성

    품종별 쌀의 유리당 중 fructose, glucose, sucrose 및 maltose 함량을 분석하여 Table 5에 제시하였다. 7개의 품종 모두 maltose 함량이 46% 이상으로 높았으며, fructose 함량이 7% 이 하로 가장 낮은 것으로 나타났다. 이는 쌀의 유리당 분석 시 sucrose 함량이 가장 높았고, fructose 함량이 가장 낮았다는 연구와 일부 상반된 결과를 보였다(Huh 등 2016). 수광의 경 우, fructose 및 glucose 함량이 다른 품종에 비해 가장 높은 반면, sucrose 및 maltose 함량이 가장 낮은 것으로 확인되었 다. 대보의 경우, maltose 함량이 72.27%로 가장 높은 것으로 나타났고, sucrose의 경우 진수미가 18.74%로 가장 높게 나타 났다. 품종에 따라 유리당의 구성성분 및 조성이 다른 것으로 나타났는데, 이는 같은 시료라도 품종, 재배시기, 재배방법, 토양 등의 재배환경 등에 따라 성분 차이가 있다는 연구결과 를 볼 때(Kim 등 2010), 유리당의 조성 및 함량에도 영향을 받았다고 판단되나, 추후 동일 품종을 이용하여 재배시기에 따른 유리당 함량 변화 등의 후속연구가 요구된다.

    4. 토요 윤기치 측정

    일반적으로 밥의 윤기는 취반 중 밥 내부에서 나오는 용출 물이 밥알 표면에서 윤기 있는 보수막을 형성하게 되며, 이는 밥의 기호도에 큰 영향을 미치게 된다. 토요 윤기치는 특수전 자파에 의해 밥 표면의 전자파의 반사율과 흡수율을 측정하 여 보수막과 윤기를 기준으로 밥맛을 예측할 수 있는 척도이 다(Sim 등 2017). 고품질 쌀 품종별 토요 윤기치를 측정한 결 과, 삼광, 대보, 진수미가 가장 높은 값을 나타내었고, 단백질 함량이 높은 하이아미가 가장 낮은 값으로 나타났다(Fig. 1). 토요 윤기치는 밥 표면의 보수막과 윤기의 정도를 조사하여 반사 특성에 의해 밥맛을 예측하는 지표로 활용되고 있다 (Park 등 2016). Kim 등(2012)의 보고에 따르면 시판 브랜드 쌀 33종의 토요 윤기치를 측정한 결과, 단백질 함량이 높은 품종이 값이 윤기치 값이 낮은 경향을 보였다고 하였으며, 이 는 하이아미 품종의 경우, 단백질과 토요 윤기치 분석 결과와 유사하였다. 그러나 단백질 함량이 다른 품종에 비해 높게 측 정된 대보의 토요 윤기치 값이 높게 나온 것과는 상이하였는 데, 이에 대한 명확한 원인구명을 위하여 재배환경에 따른 시료의 성분 변화와 물성, 식감특성 분석 등과 같은 다양한 분석결과의 비교 분석이 후속연구로 이루어져야 한다고 사 료된다.

    5. 취반식미 특성

    품종별 쌀의 취반식미는 SATAKE의 취반식미계를 이용하 여 측정한 후 Table 6에 제시하였다. 고품질 쌀 7품종의 취반 식미계를 이용하여 취반특성을 분석한 결과, 외관의 경우, 대 보, 진수미가 각각 7.95, 7.80 가장 높은 경향을 보였으며, 경 도는 하이아미가 6.73으로 가장 높은 것을 확인하였다. 점도 와 밸런스는 대보와 진수미가 각각 가장 높은 경향을 보였으 며, 식미치는 진수미가 81.79로 가장 높은 품종으로 확인되 었다. 취반식미 특성은 쌀 품종, 영양성분 및 취반조건 등에 따라 달라지기도 하지만 편이식품용 쌀은 밥맛이 좋은 고 품질 쌀로 사용해야 한다고 보고하였다(Cho 등 2014; Park 등 2016). 취반식미 특성 중 외관, 점도, 밸런스 및 취반 식미치 가 높으면 밥맛이 좋고 품질이 우수하다는 결과가 발표된 바 있으나(Park 등 2016), 식미 검정 및 원료곡의 품질 특성과 식 미 특성과의 상관관계 분석 등의 후속 연구를 통해 제품 특 성에 맞는 최적 품종 선정에 관한 연구가 필요하다고 사료 된다.

    요약 및 결론

    본 연구에서는 쌀 시범사업에서 연계되어 생산된 고품질 쌀 7품종의 품질 평가를 진행하였다. 수분함량은 진수미가 13.13%, 단백질 함량은 하이아미 품종이 6.08%, 지방은 하이 아미 품종이 0.51%로 가장 높은 것으로 나타났다. 아밀로스 함량의 경우, 20.15~22.51% 범위로 나타났으며, 수광이 가장 높은 것으로 확인되었다. 아밀로펙틴 중합도 분석 결과, 7종 의 품종 모두 DP 13-24 함량이 53% 이상으로 가장 높았고, DP≥37 함량은 5.81% 이하로 가장 낮았다. 유리당 조성 분석 결과, 7개의 품종 모두 maltose 함량이 46% 이상으로 높았으 며, fructose 함량이 7% 이하로 가장 낮았다. 품종별 쌀 원료 곡의 토요 윤기치를 측정한 결과, 삼광, 대보, 진수미가 가장 높은 값을 나타내었고, 취반식미 특성을 분석한 결과, 대보, 진수미가 외관, 점도, 밸런스, 식미치 값이 높은 것으로 나타 났다. 본 연구결과는 취반 및 재조리에 따른 밥의 품질 특성 연구에 기초자료가 될 것으로 판단된다.

    감사의 글

    본 논문은 농촌진흥청 AGENDA 연구사업(과제번호: PJ- 01197603)의 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    KSFAN-31-278_F1.gif
    Toyo values of rice by various cultivars.

    Table

    Gradient elution program for analysis of chainlength distribution (%)
    Analytical conditions of HPLC for free sugar
    Proximate contents (%) of rice by various cultivars
    1)Standard errors of the mean (n=21).
    a~fDifferent online letters within the same column indicate significant differences (<i>p</i><0.05).
    Amylose content and amylopectin chain length distribution (%) of rice by various cultivars
    1)Standard errors of the mean (n=21).
    a~gDifferent online letters within the same column indicate significant differences (<i>p</i><0.05).
    Free sugar composition (%) of rice by various cultivars
    1)Standard errors of the mean (n=14).
    a~eDifferent online letters within the same column indicate significant differences (<i>p</i>~0.05).
    Palatability characteristics of rice by various cultivars
    1)Standard errors of the mean(n=21).
    a~eDifferent online letters within the same column indicate significant differences (<i>p</i><0.05).

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