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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.28 No.4 pp.479-484
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2016.28.4.479

Variation on Appearance and Cooking Characteristics of Milled Waxy Rice with Different Moisture Contents

Areum Chun, Jeong-Heui Lee†, Jeom-Sig Lee, Mi-Ra Yoon, Jieun Kwak, Mi-Jung Kim, Choon-Ki Lee
Department of Central Area, NICS, RDA, 126th, Suinro, Suwon 16429, Korea
Corresponding author: +82-31-695-4032; lejehe@korea.kr
July 15, 2016 November 7, 2016 November 10, 2016

Abstract

Variations among 15 major waxy cultivars in terms of milling appearance and cooking characteristics at different moisture contents were investigated. Hardness of milled rice kernels increased and 1000-grain weights decreased with the reduction of moisture content. The milled rice kernels showed about two-fold hardness gap between 12 and 16% moisture contents. The 1000-grain weights revealed 6% reduction from 21.4 g to 20.2 g at 16% and 12% moisture contents, respectively. The whiteness of waxy rice which indicated varietal variation also increased with decrease of moisture contents. In most cultivars, the whiteness of waxy rice peaked and stabilized at around 14% moisture content. In milling properties, brown/rough rice ratios were not affected by moisture content, however, milled/brown rice ratios increased with the decrease of moisture contents between 14 - 16%. This implied that the proper moisture content for milling rate of waxy rice is lower than that of non-waxy rice. The chalkiness expression of milled waxy rice varied directly with moisture contents. At 16% moisture content, the rates of translucent and semi-translucent kernels like non-waxy rice were 49.0 - 84.4% while at 14% moisture content, the rates of chalky rice were 88.7 - 99.9%. In terms of cooking properties of milled waxy rice with different moisture contents, lower moisture contents (12 - 13%) were related with higher water absorption rates. The higher volume expansion of cooked milled rice and more soluble solid after cooking in most cultivars showed the possibility of low palatability of cooked waxy rice with lower moisture contents (below 13%).


찰벼 수분함량에 따른 외관 및 취반 특성 변이

천 아름, 이 정희†, 이 점식, 윤 미라, 곽 지은, 김 미정, 이 춘기
농촌진흥청 국립식량과학원

초록


    Rural Development Administration
    PJ01013202

    찰벼는 예로부터 차진 밥을 좋아하는 우리 조상들의 기호 에 따라 밥의 질감 개선을 위해 메벼와 함께 재배되었으며, 술, 떡, 한과, 양식 등 다양한 가공품으로 이용되어져 왔다(RDA, 2011). 2014년 기준 우리나라 국가품종목록에 등재된 찰성 품 종은 26종으로 일반찰벼, 유색찰벼, 향찰벼, 통일형 찰벼, 밭벼 등이 등재되어 있으며(KSVS, 2015), 이 중 2014년에 실제로 국내에 재배된 품종은 24종이다. 찰벼의 재배면적은 정부의 쌀 가공 산업 활성화 정책의 영향으로 2009년 약 2만1천 ha에서 2010년 3만5천 ha로 급격히 증가하고 있다(RDA, 2011). 전체 찰벼 재배면적에서는 일반찰벼의 비중이 85% 이상을 차지하 고 있으며, 유색찰벼가 10% 가량의 점유율을 보이고 있는 실 정이다(RDA, 2011).

    메벼와 찰벼는 주로 현미 혹은 백미의 외관상 색깔로 구분 하는데, 수분함량이 높을 때는 찰벼와 메벼 모두 투명한 색을 띄나 수분함량이 감소하면 유백색의 불투명한 색을 띄게 된다. 이러한 외관특성은 찰벼와 메벼의 전분 특성 차이에 기인한 것 으로, 찹쌀 전분은 멥쌀 전분이 아밀로스(7 ~ 35%)와 아밀로펙 틴으로 이루어진 것과 달리 주로 아밀로펙틴(96 ~ 100%)으로 구성되어 있다(RDA, 2011). 또한 찰벼와 메벼는 전분립 밀도 에서도 차이를 보여, 찰벼의 경우 메벼와 전분립의 크기는 큰 차이를 보이지 않으나 밀도가 낮아 배유의 빈 공간이 메벼에 비해 상대적으로 많은 것으로 보고되었으며(Reyes et al., 1965), 상대적으로 많은 찰벼 배유의 빈 공간에 아밀로스 대 신 수분이 채워져 수분함량이 높을 경우 메벼와 같이 약간 투 명한 외관을 보이다가 수분함량이 낮아지면 이 공극의 수분이 우선적으로 소실되어 빛의 산란에 따라 찹쌀 고유의 유백색을 띠는 것으로 보고된 바 있다(Jeong et al., 2008).

    이러한 찰벼의 전분 특성으로 인해 일반 소비자가 찹쌀을 외관 상 구분하려면 수확 시 벼 수분 함량을 13.5 %로 낮춰 야 한다고 보고되어(Jeong et al., 2008), 메벼의 권장 수분함 량이 15%임에 비해 수량 면에서 경제적 손실 가능성을 보이 고 있다. 이에 본 연구는 최근에 육성된 품종을 포함한 주요 찰벼 15 품종의 수분함량에 따른 외관특성과 취반특성 변이를 살펴보아 찰벼 수확 후 관리를 위한 최적 수분 조건을 확인하 고자 하였다.

    재료 및 방법

    시험재료

    찰벼의 건조 정도에 따른 찹쌀의 외관품질 차이 탐색을 위 해 국내 주요 찰벼 품종으로 조생종인 상주찰벼(Sangjuchalbyeo, SJ), 청백찰(Cheongbaekchal, CB), 진부찰벼(Jinbuchalbyeo, JB), 진설찰(Jinseolchal, JS)와 중생종인 보석찰(Boseogchal, BS), 한강찰1호(Hangangchal 1, HG), 해평찰(Haepyeongchal, HP), 화선찰벼(Hwaseonchalbyeo HS), 설향찰(Seolhyangchal, SH), 그리고 중만생종인 신선찰벼(Sinseonchalbyeo, SS), 눈보라(Nunbora, NB), 백설찰(Baegseolchal, VS), 동진 찰(Dongjinchal, DJ), 백옥찰(Baekogchal, BO), 아랑향찰벼 (Aranghangchalbyeo, AH)를 각각 선정하여 총 15품종의 시 료를 생산하였다. 찰벼 재배는 2014년 농촌진흥청 국립식량 과학원 남양시험지에서 표준재배법에 따라 생산되었다.

    건조 및 도정

    찰벼 시료는 수확 직후 수분함량별로 12, 13, 14, 15, 16±0.4% 로 자연 건조하여 진공포장 후 15°C 이하에서 보관하였다. 찰 벼 품종별 원료곡은 현미기(Model SY88-TH, Ssangyoung Ltd., Incheon, Korea)로 제현하고 마찰식 정미기(Model MCM-250, Satake Engineering Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 백미로 도정하였으며, 정현율과 현백율을 3반복으로 조사하였다.

    외관 품질 특성

    수분함량별로 건조된 찹쌀의 외관특성을 살펴보기 위해 백 미 품위는 숙련된 패널에 의해 형태와 상관없이 외관의 색 특 성만을 기준으로 찰벼 특유의 유백립(chalky rice)과 투명립 (translucent rice) 그리고 그 사이의 중간립(semi-chalky rice), 마지막으로 피해립(damaged rice)으로 구분하여 3반복으로 조 사 후, 비교를 위해 건조 수분함량과 관계가 적은 피해립(평 균 0.5% 미만)을 제외하고 백분위로 비교하였다.

    또한 기계적 백도를 측정하기 위해 수분함량별로 찹쌀의 백 도를 백도계(Model C-300-3, Kett Electric Lab., Tokyo, Japan)를 이용하여 3반복으로 측정하였다.

    이화학특성

    찰벼 품종별 이화학특성을 살펴보기 위해 백미의 수분 함량 (상압가열건조법), 단백질(Kjeldahl 질소 정량법), 지방(Soxhlet 추출법)을 AOAC (1995)법에 준하여 3반복으로 측정하였다. 수분함량별로 찹쌀의 경도를 측정하기 위해서 물성측정기 (Texture Analyzer, Model TA-XT2, Stable Micro System, U.K.)를 이용하여 쌀알 경도를 20반복으로 측정하였다.

    취반특성

    찰벼 품종별 찹쌀의 수분 함량별 취반특성 차이를 비교하기 위해 백미 8 g을 스테인레스 망에 넣고 160 ml 증류수가 든 300 ml 비커에 유리봉을 이용해 고정 후 일반 전기밥솥(Model CR-3020V, Cuckoo Electronics Co. Ltd., Yangsan, Korea)에 넣고 취반하였다. 취반 후 10분간 뜸을 들이고 이후 상온에서 10분간 방치하였다. 가열흡수율(w/w) 은 취반 전후의 중량을 비교하여 측정하였으며, 팽창용적은 Caliper (Model CD-15CP, Mitutoyo Corp., Japan)로 취반미의 높이와 취반망 직경을 각 각 3반복으로 측정하여 도출하였다. 용출액을 여과지에 거른 후 남은 용출고형물은 건물중으로 조사하였으며 모두 3반복 실험하였다(Chun et al., 2015).

    통계분석

    통계분석은 SAS enterprise guide 4.3 (Statistical Analysis Systems Inc., Raleigh, NC, USA)을 이용하여 Duncan의 다 중검정법으로 5% 유의수준에서 검정하였다.

    결과 및 고찰

    국내 찰벼 품종별로 찹쌀의 이화학특성을 살펴보았다. 일정 수준으로 건조된 품종별 찹쌀 시료에서 단백질 함량은 8.12 ~ 5.68% 범위였으며, 진설찰과 진부찰벼의 찹쌀 단백질 함량이 각각 8.12, 7.86%로 유의하게 높았다(Table 1). 지방함 량은 1.22 ~ 0.84% 이었으며 진설찰의 지방함량이 1.22%로 단 백질과 함께 지방함량도 높은 품종으로 나타났다(Table 1).

    품종별로 찹쌀의 수분함량에 따른 쌀알의 경도와 천립중 차 이를 살펴본 결과는 Fig. 1, 2와 같았다. 먼저 찹쌀의 수분함 량을 16%에서 12%까지 1% 간격으로 건조시킨 결과 모든 품 종에서 수분함량이 낮을수록 평균 경도가 높음을 확인할 수 있었으며, 이는 백미의 경도가 수분 및 단백질 함량과 상관관 계가 있다는 기존의 연구결과와 일치하는 결과였으며(Webb et al., 1986), 품종 간 차이는 미미하였고, 수분함량 12%와 16% 에서 쌀알의 경도 차이가 약 2배가량 나는 것으로 나타났다 (Fig. 1). 또한 수분함량이 감소할수록 천립중도 감소하였는데 (Fig. 2), 수분함량이 16%일 때 평균 21.4g에서 수분함량 12%일 때 20.2g으로 6% 감소하였다. 찰벼는 고유의 불투명한 외관특성을 위해, 메벼의 15%에 비해 낮은 13.5%의 적정 건 조 수분함량이 제시되어 있으며, 이는 실질적인 찰벼 수량의 감소를 가져올 수 있다.

    찰벼 품종별 수분함량에 따른 외관특성을 비교하기 위해, 먼 저 백도계(Model C-300-3, Kett Electric Lab., Tokyo, Japan) 를 이용하여 백도를 살펴본 결과는 Fig. 3과 같았다. 찰벼의 수분함량 감소에 따른 백도 변화는 품종 간 변이는 다소 있었 으나 수분 함량이 서서히 감소함에 따라 대체적으로 백도가 증가하였으며, 수분 함량이 14% 내외에 도달함에 따라 찹쌀 의 백도가 일정한 값에 도달하여 12%, 13%와 큰 차이를 보 이지 않음을 확인할 수 있었다. 이러한 찹쌀의 수분함량에 따 른 백도 변이는 Jeong et. al.(2008)의 결과와 일치하는 것으 로 찹쌀 백미 수분함량 16 ~ 13% 범위에서 수분함량이 감소 함에 따라 백도가 증가하는 동일한 경향을 확인할 수 있었다.

    수분함량 14 ~ 16% 범위에서 도정특성 차이를 살펴본 결과 (Table 2), 정현비율(brown rice recovery)은 수분함량 14, 15, 16%일 때 각각 품종 평균 82.4, 82.3, 82.3%으로 수분함량에 따른 큰 차이를 보이지 않았으며 이는 기존의 연구문헌과 일 치하는 결과였다(Ha et. al., 2002). 대부분의 품종이 수분함량 에 따른 정현비율의 유의한 차이를 보이지 않았고, 일부 통계 적 유의차를 보인 품종(한강찰1호, 백옥찰)도 차이가 0.2% 미 만으로 미미하였다. 상대적으로 품종 간 변이는 눈보라가 수 분함량 15% 기준 정현비율이 84.0%로 가장 높고, 한강찰1호 가 78.8%로 가장 낮았다. 다음으로 현백비율(milled rice recovery)은 수분함량이 14, 15, 16%일 때 각각 품종 평균 91.3, 90.9, 90.5%로, 수분함량이 낮을 때 현백비율이 높게 나 타나는 경향을 확인하였다(Table 2). 15개 품종 중 6품종(청백 찰, 해평찰, 보석찰, 눈보라, 아량향찰벼, 백옥찰)을 제외한 9 품종에서 다른 수분함량일 때보다 수분함량 14%에서 통계적 으로 유의하게 높은 현백비율을 나타내었다. 이것은 기존의 벼 를 건조하여 각각의 최적 수분함량에 도달할수록 도정수율은 증가하며 최적 수분 함량 이하로 건조 시 도정수율이 감소한 다는 연구(Ha et. al., 2002) 결과에 비춰볼 때, 도정수율을 위한 찰벼의 최적 수분함량이 메벼의 최적 수분함량 15.0 ~ 15.5%보다 다소 낮은 14 ~ 15% 내외인 것으로 추측되 었다.

    수분함량에 따른 백미 품위 변화를 살펴보기 위해 찹쌀 특 유의 외관특성을 나타내는 유백립과 멥쌀과 같은 투명립, 그리 고 구분이 모호한 중간립으로 구분하여 조사한 결과는 Table 3과 같았다. 먼저 찹쌀의 수분함량이 16%(±0.4%)일 때를 살펴 보면, 찹쌀의 유백색 외관특성이 명확히 들어나지 않는 투명립 과 중간립의 비율이 49.0 ~ 84.4%로 일반 소비자가 찹쌀로 판 단하기 어려운 외관을 지님을 확인할 수 있었다. 품종별로는 신선찰벼, 아랑향찰벼, 백설찰의 유백립 비율이 각각 51.0%, 48.8%, 43.4%로 상대적으로 높았으며, 청백찰, 진설찰, 설향찰 이 15.6 ~ 15.8%로 멥쌀에 가까운 색 특성을 나타냄을 알 수 있었다.

    반면에 수분함량 14%에서는 찰벼의 유백립 비율이 88.7 ~ 99.9%로 품종 간 변이는 다소 있으나 대부분의 품종에 서 찹쌀 특유의 색 특성을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 이 는 Fig. 3의 백도에서 나타난 결과와 일치하였다(Table 3). 특 히 백설찰(89.0%)과 동진찰(88.7%)의 유백립 비율이 90% 미 만으로 다른 품종에 비해 상당히 낮아 이 두 품종은 찹쌀 특 유의 외관특성을 나타내기 위해서는 14% 이하로의 건조가 반 드시 필요할 것으로 판단되었다. 이외 품종은 94%이상의 유 백립 비율을 나타내어 찰벼로 판별하는데 큰 무리가 없을 것 으로 판단되었다.

    수분함량이 15%인 시료를 살펴보면 수분함량 16%에 비해 유백립의 비율이 크게 증가하였다(Table 3). 수분함량 15%에 서 유백립 비율이 유의하게 가장 높은 품종은 백옥찰로 98.3% 의 유백립 비율을 보여 찹쌀 특유의 불투명한 색 특성을 분명 히 나타내었고, 중간립 또한 1.6%로 유의하게 가장 낮았다. 백 옥찰의 이러한 외관특성은 찰벼의 품질관리 기준(NAQS, 2015) 중 ‘특상’의 유백립 비율(97%)에도 부합하였다. 다음으 로는 신선찰벼가 95.6%, 청백찰이 93.0%, 보석찰이 90.9%로 현재 찰벼 건조 기준(13.5%) 이상의 수분함량에서도 90% 이 상의 유백립 비율을 보였다. 반면에 눈보라, 화선찰벼, 설향찰 은 수분함량 15%에서 유백립 비율이 26.6, 26.4, 16.6%로 낮 게 나타났다. 이러한 품종별 변이는 찹쌀 고유의 유백색 특성 이 드러나는 수분함량이 품종별로 상이함을 나타내어, 추후 원 인 규명을 위한 지속적인 연구를 통해 찰벼 건조 수분 기준을 높일 수 있는 방안 마련을 위한 기초 자료가 될 것으로 판단 되었다.

    찰벼의 건조 수분함량이 외관 특성 이외에 취반특성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 수분함량별 찹쌀의 취반특성을 조사한 결과는 Fig. 4와 같았다. 먼저 가열흡수율(water absorption ratio)의 경우(Fig. 4A) 수분함량 14 ~ 16% 범위에 서는 가열흡수율의 편차가 크고 유의한 경향을 보이지 않았으 나, 12 ~ 13%일 때 가열흡수율이 크게 증가함을 확인 할 수 있었다. Lisle et al.(2000)은 유백립의 빈 공간과 불규칙한 세 포 구조가 취반 중 수분 흡수속도를 더욱 빠르게 하여 취반 시간을 줄인다고 보고한 바 있다. 이에 따라 낮은 수분함량 (12 ~ 13%)에서의 높은 가열흡수율은 찹쌀 자체의 낮은 수분 함량 뿐 아니라 구조적 요인에 따른 빠른 흡수 속도도 함께 영향이 있을 것으로 추측되었다. 팽창용적(volume expansion) (Fig. 4B)은 가열흡수율과 유사하게 해평찰과 한창찰1호를 제 외한 대부분의 품종에서 수분함량 14 ~ 16%에 비해 12 ~ 13% 일 때 뚜렷이 팽창용적이 증가함을 확인할 수 있었다. 용출고 형물(soluble solid)도 (Fig. 4C)은 진설찰, 진부찰벼, 설향찰을 제외한 대부분의 품종에서 수분함량 12 ~ 13% 범위에서 용출 고형물이 다소 많이 나오는 것을 확인할 수 있었다. 이는 쌀 알의 충실도가 높을수록 팽창용적이 감소한다는 Kim (2000) 의 보고와 팽창용적이 밥의 모양, 윤기 등과 부의 상관을 가 진다는 Song et. al. (2001)의 결과를 고려할 때, 찹쌀의 수분 함량이 12 ~ 13%로 낮을 경우 취반미의 팽창용적이 높아 밥 의 모양과 윤기가 떨어져 취반미의 식감이 감소될 것을 예측 되었다. 이는 현재 찰벼 건조기준으로 제시되고 있는 13.5% 수분함량에서 다소 낮은 13% 이하로 건조될 경우 취반미 식 감 저하에 영향을 줄 수 있는 만큼 찰벼 건조 시 주의가 필 요할 것으로 판단되었다.

    적 요

    1. 우리나라 주요 찰벼 15품종의 수분함량별 쌀알 경도와 천 립중 차이를 살펴본 결과 모든 품종에서 수분함량이 낮을수 록 쌀알 경도가 높아, 수분함량 12%와 16%의 경도 차이가 약 2배가량 나는 것으로 나타났다. 수분함량이 낮아짐에 따 라 천립중은 감소하였으며 감소 정도는 수분함량 16%일 때 15품종 평균 천립중 21.4g, 12%일 경우 20.2 g로 6% 가량의 수량감소를 나타내었다.

    2. 수분함량이 감소함에 따라 찹쌀의 백도가 증가하다 수분 함량 14% 내외에서 일정한 값에 도달하였고 12%까지 큰 차 이를 보이지 않았다.

    3. 수분함량에 따른 도정특성 차이를 살펴본 결과 수분함량 에 따른 정현비율 변화를 보이지 않았으며, 현백비율은 수분 함량이 감소할수록 증가하는 경향을 나타내어 도정을 위한 찰 벼의 최적 수분함량이 메벼의 최적 수분함량보다 다소 낮게 나타났다.

    4. 수분함량에 따른 찹쌀의 외관특성을 살펴본 결과 수분함 량 16%에서는 투명립과 중간립의 비율이 49.0 ~ 84.4%로 멥 쌀에 가까운 색 특성을 나타내었고, 수분함량 14%에서는 찹 쌀 특유의 유백립 비율이 88.7 ~ 99.9%로 대부분의 품종에서 찹쌀 특유의 색 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

    5. 백옥찰은 수분함량 15%에서도 98.3%의 유백립 비율을 보여 찹쌀 특유의 외관특성을 나타내기 위한 최적 수분함량이 다른 품종에 비해 높았으며, 품종별 찰벼 외관을 나타내기 위 한 수분함량이 다름을 알 수 있었다.

    6. 수분함량에 따른 찹쌀의 취반특성을 조사한 결과, 수분함 량 12 ~ 13%일 때 가열흡수율, 팽창용적이 뚜렷이 증가하고 용출고형물도 높게 나타나, 찹쌀이 수분함량이 13% 이하로 과 도하게 건조되었을 경우 취반미의 모양과 윤기가 떨어져 식감 이 감소될 것으로 예측되었다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 논문은 농촌진흥청 작물시험연구사업(세부과제명: 찰벼 의 수확 후 관리 기술 연구, 세부과제번호: PJ01013202)의 지 원으로 수행된 결과입니다.

    Figure

    KSIA-28-4-479_F1.gif

    Changes of hardness of milled rice kernels by moisture contents (MC) in waxy rice cultivars.

    KSIA-28-4-479_F2.gif

    Changes of 1000-grain weight of milled rice kernels by moisture contents (MC) in waxy rice cultivars.

    KSIA-28-4-479_F3.gif

    Changes of whiteness of waxy rice kernels by moisture contents in waxy rice cultivars.

    KSIA-28-4-479_F4.gif

    Cooking characteristics of waxy milled rice kernels by moisture contents (MC): A, water absorption ratio; B, volume expansion (cm3); C, soluble solid (mg).

    Table

    Differences of chemical properties in waxy rice cultivars

    1)JS: Jinseolchal, JB: Jinbuchalbyeo, CB: Cheongbaekchal, SJ: Sangjuchalbyeo, HP: Haepyeongchal, HS: Hwaseonchalbyeo, SH: Seolhyangchal, BS: Boseogchal, SS: Sinseonchalbyeo, HG: Hangangchal 1, VS: Baegseolchal, DJ: Dongjinchal, NB: Nunbora, AH: Aranghangchalbyeo, BO: Baekogchal
    2)Any means in the same column followed by the same letter are not significantly (p < 0.05) different by Duncan's multiple range test.

    Differences of milling properties by moisture contents (MC) in waxy rice cultivars

    1)Any means in the same row followed by the same letter are not significantly (p<0.05) different by Duncan's multiple range test.

    Changes of appearance properties (transparency) of waxy rice kernels by moisture contents (MC) in waxy rice cultivars

    1)Any means in the same column followed by the same letter are not significantly (p<0.05) different by Duncan's multiple range test.

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