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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.32 No.4 pp.348-353
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2020.32.4.348

Evaluation of Cooked Kernel Elongation in Korean and European Rice Varieties

Eun-Hwa Kim*, Gihwan Yi*,**†
*Dept. of Farm management, Kyungpook National University, Daegu, 41566, Korea
**Institute of Agricultural Science and Technology, Kyungpook National University, Daegu, 41566, Korea
Corresponding author (Phone) +82-10-2463-1974 (E-mail) gihwan@knu.ac.kr
September 6, 2020 October 27, 2020 November 2, 2020

Abstract


Kernel elongation is one of the important quality traits of cooking in rice. Larger volume expansion gives more satiety by eating a relatively small amount of raw rice and increase market preference. In this research, kernel elongation of Korean and European rice varieties was studied for developing rice varieties for a diet. Kernel elongation ratio was highest in the Korean japonica rice as a mean of 192%; however, European and indica rice remained as 157%. The kernel elongation index was highest (1.23) in Korean varieties either. The highest frequency of kernel elongation ratio (lengthwise) was 190 to 200% in Korean varieties and 150 to 160% in European varieties. Nine varieties including ‘Deuraechan’, ‘Odea’, and ‘Samkwang’ were the highest in kernel elongation ratio of lengthwise. Among European varieties, a Turkish variety, ‘Hamdazere’, showed the highest kernel elongation ratio (210%), followed by Italian varieties ‘Musa’, ‘Elio’ and ‘Nembo’. This study revealed that Korean japonica varieties have elongated kernels more than ‘Tongil’, indica, and European varieties when cooked.



한국 및 유럽 벼 품종의 취반 후 미립 신장성 분석

김은화*, 이기환*,**†
*경북대학교 농업생명과학대학 농산업학과
**경북대학교 농업과학기술연구소

초록


    Rural Development Administration(RDA)
    PJ015173

    서 언

    1970년대 통일벼를 육성하여 주곡의 자급달성을 이룩한 이래 국내 벼 품종 개발은 밥쌀용 위주에서 기능성이나 가공 적성을 가진 품종으로 다각화되어 왔다. 2000년 이후에는 밥쌀 용 품종도 소비자의 요구에 따라 수량성보다 품질과 식미가 우 선적으로 강조되기 시작하였다. 쌀의 품질은 외관적인 품질과 이화학적 품질로 나눌 수 있는데 시장성과 밀접한 관계가 있 는 외관적 품질을 결정하는 요인으로는 품종, 재배조건, 수확 후 관리 및 도정방법 등이 있다(RDA, 2002). 이화학적 품질 요인으로는 전분의 호화정도, 아밀로스 및 단백질 함량 등이 있으며 식미는 품종이나 재배조건 뿐만 아니라 이화학적 성분 과 취반방법에 따라 영향을 받는다고 알려져 있다(Hong et al., 2004). 한편 밥을 하면 취반과정 중에 수분이 쌀알 내로 흡수 되면서 전분이 팽윤하고 호화되는 과정을 거쳐서 쌀알의 팽창 이 일어나며 밥의 외관이나 질감 등이 변하게 된다. 쌀의 취반 특성은 품종이나 취반방법에 따라 식미뿐만 아니라 가공 특성 에도 영향을 미친다고 보고된 바 있다(Woo et al., 2018, Choi et al., 2012). 미립의 형태나 취반 후 모양은 문화에 따라 다양 한 기호성을 가지며 인도나 방글라데시와 같은 인디카형 벼를 재배하는 지역에서는 취반 시 미립의 길이가 많이 늘어나는 것 을 선호하는 것으로 알려져 있다(Choudhury, 1979). 이에 따른 품종개발 연구도 수행되고 있는데 인디카형 고품질 품종인 ‘Basmati370’을 개량하여 취반 시 쌀알의 길이가 2.5배 늘어나 는 ‘Pusa Basmati1121’이 육성된 바 있다(Singh et al., 2018). 취반 시 미립의 신장은 수분 흡수량과 높은 정의 상관이 있으 며 미립내의 전분립 배열이나 크기(Sood et al., 1983, Irshad, 2001)도 미립의 체적 변화(Irshad, 2001)에 영향을 미친다고 알려져 있다. 취반 시 미립의 신장은 한개 또는 두 개의 주동 유전자의 지배를 받으며(Golam et al., 2004) 8번 염색체의 장완(long arm)에 존재한다고 보고된 이래(Ahn et al., 1993) 2, 6, 11번 염색체에 추가적인 QTLs(Quantitative traits loci) 이 밝혀진 바 있다(Ge et al., 2005). 수분흡수와 관련된 QTLs은 염색체 2번과 6번에 위치하고 있다고 보고되었으며 (Ge et al., 2005) 분자육종을 위한 SSR(Simple sequence repeat)마커가 탐색되었다(Mohamad et al., 2005).

    장립형 품종을 먹는 나라의 경우 취반 시 부피의 팽창에 대 한 선호도는 소비층에 따라 두가지로 해석될 수 있는데 첫 번 째로 고소득층의 경우 길이가 긴 쌀은 고품질이라는 인식이 있어 선호하며 저소득층의 경우는 길이가 긴 쌀은 적은 양의 쌀로도 포만감을 느낄 수 있기 때문에 경제적인 이점으로 선 호한다고 보고된 바 있다(Choudhury, 1979). 최근 들어 우리 나라는 경제 성장과 식생활 패턴의 서구화로 인하여 청·장년 층 뿐만 아니라 아동층의 비만도 사회적인 문제로 대두되고 있다(Kim and Choi, 2012). 본 연구에서는 적은 양의 쌀로서 도 포만감을 느낄 수 있는 다이어트용 벼 품종 개발을 목표로 먼저 교배모본 탐색을 위하여 국내 및 유럽 육성 자포니카 벼 품종을 대상으로 취반 후 품종별 미립신장율의 변이와 체적변 화를 분석하였다.

    재료 및 방법

    1. 시험재료

    본 실험에는 국립식량과학원에서 분양받은 국내 육성 자포 니카 및 통일형 벼 25품종과 일본 도입 벼 2품종 및 경북대 학교 군위실습장에서 표준재배법으로 재배된 유럽 육성 벼 38 품종을 사용하였다(Table 1). 취반 후 미립의 신장 정도를 조 사하기 위하여 분양받은 품종의 정조 수분함량을 15%로 조정 한 다음 현미(Yamamoto, FC2K)와 백미(Yamamoto, Ricepal 32)를 조제하였다.

    2. 미립의 신장 정도 조사

    취반 후 미립의 신장 조사는 Juliano and Perez(1984)의 방 법을 변형하여 사용하였다. 먼저 품종별 완전미 10립을 유리 시험관(2×15 cm)에 넣고 증류수 1 ml을 첨가한 다음 25분 간 불린 후 90°C 항온수조에서 0~25분간 배양하였다. 배양 후 미립은 찬물에 가볍게 세척한 다음 필터페이퍼에서 잉여 수분 을 제거한 후 실험에 사용하였다. 백미와 취반된 미립의 장과 폭은 온전한 미립을 선별 후 처리 당 10립씩을 실체현미경 (Olympus, SZ10)을 이용하여 측정된 픽셀값을 실제 길이로 환산하여 구하였다. 미립의 신장 정도는 미립신장율(Farhan and Charanjit, 2017)과 신장지수(Pilaiyar, 1988)로 아래와 같 이 계산하여 평가하였다.

    미립신장율(Kernel elongation ratio); R = K c K u × 100

    (Kc : 취반 후 미립의 길이 및 폭, Ku : 취반 전 미립의 길 이 및 폭)

    미립신장지수(Kernel elongation index); A = ( L 2 / W 2 ) ( L 1 / W 1 )

    (L2 : 취반 후의 미립의 길이, W2 : 취반후 미립의 폭, L1 취반 전 미립의 길이, W1 : 취반 전 미립의 폭)

    결과 및 고찰

    1. 취반 시간에 따른 자포니카 및 인디카 벼의 미립 신장 비교

    취반 시간에 따른 미립의 신장 정도와 적정 취반시간을 알 아보기 위하여 국내 육성 자포니카 품종인 ‘일품’과 ‘동진’ 그 리고 인디카 품종인 ‘IR64’와 ‘Jasmine85’의 백미를 90°C 항 온기에서 0~25분간 배양하면서 5분 간격으로 미립의 신장 정 도를 조사하였다(Fig. 1). 미립의 신장 증가율은 시간이 경과 함에 따라 둔화되었지만 모든 품종에서 입장과 입폭이 배양시 간이 길어질수록 늘어나는 경향이었다. 한편 25분 이상 배양 하였을 때는 미립이 지나치게 팽화하고 부서져 미립의 신장율 을 조사하기 위한 적정 배양시간은 20분인 것으로 판단되었다. 미립의 신장율 조사를 위한 적정 취반시간은 10~30분으로 다 양하고 보고되고 있는데(Julian and Perez, 1984, Golam et al., 2015), 적정 취반시간은 아밀로스 함량과 부의 상관을 가 지며(Farhan and Charanjit, 2017) 호화온도가 높을수록 길어 진다고(Juliano and Perez, 1983) 보고된 바 있다.

    2. 국내 및 유럽 벼 품종의 미립 신장성

    취반 시 국내 육성 자포니카 및 통일형 품종과 유럽 육성 자포니카 품종의 미립 신장율 비교를 위하여 먼저 취반 전 백 미의 장폭비를 조사한 바(Fig. 2) 국내 자포니카 품종이 장폭 비가 1.75로 가장 짧았으며 인디카형 대조품종은 약 4.3으로 가장 높았다. 유럽 품종의 평균 장폭비는 약 2.2로 국내 품종 보다 높았으며 통일형 품종과 비슷하게 나타났다. 이들 품종 의 취반 전 백미의 길이는(Table 2) 국내 품종이 4.46 mm로 가장 짧았으며 인디카 품종은 6.76 mm로 가장 길었고 통일형 (5.17 mm)과 유럽 벼(5.72 m)로 비슷하였다. 입폭의 경우 유럽 벼는 2.71 mm로 국내 품종 및 통일형과 비슷하였으며 인디카 품종은 1.73 mm로 가장 짧았다.

    20분 간 취반 후 미립의 길이 방향 신장율은 국내 품종이 평균 192.4%(8.57 mm)로 가장 높았고 다음은 통일형 품종으 로 171.4%(8.88 mm)였으며 인디카 품종의 경우 취반 후 미립 길이는 10.57 mm로 가장 길었지만 신장율은 157%로 유럽 품 종(8.92 mm)과 비슷한 경향이었다(Table 2). 인디카 품종인 Basmati370의 취반 후 미립 신장율은 142%로 보고된(Singh et al., 2005) 바 있으며 Sing et al.(2012)도 IR64를 포함한 38품종의 인디카 벼 유전자원의 미립신장율은 118~157%였다 고 하여 본 실험의 결과와 비슷한 경향이었다.

    입폭의 신장율은 국내 자포니카 품종 및 통일형, 인디카 품 종이 약 154~156%로 비슷하였으며 유럽 벼는 약 144%로 다 소 낮은 경향으로 취반 후 미립의 신장율은 국내 자포니카 품 종이 가장 높은 것으로 나타났다. 취반 시 미립의 신장은 수 분 흡수량과 정의 상관이 있으며(Sood and Siddiq, 1986), 단 원립이나 중립형 품종은 장립형 품종보다 수분흡수율이 높다 고 보고(Hogan and Plank, 1958)된 바 있다. 아밀로스 함량 의 경우 미립의 신장과 정의 상관이 있다고 알려져(Saika and Bains, 1993) 있으나 상관이 없다는 연구결과(Vanaja and Babu, 2003)도 있으며 최근에는 부의 상관(Khatoon and Prakash, 2007)있다는 보고도 있다. 한편 이들 연구는 모두 인 디카형 품종을 대상으로 한 것이어서 자포니카형 벼를 대상으 로 아밀로스 함량과 미립 신장율 간의 상관에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 미립 신장지수를 보면(Table 3), 국내 품종이 평균 1.23으로 가장 높게 나타났으며 유럽 품 종과 통일형 품종은 1.1로 비슷한 경향이었고 인디카형 품종 은 0.95로 다소 낮게 나타났다. 미립 신장지수는 취반 전·후의 장폭비를 비교한 것이어서 국내 품종은 취반 후 체적 증가율 이 상대적으로 유럽 품종이나 인디카형 품종보다 높은 것으로 생각된다. 한편, 유럽 품종은 장폭비가 2~3 사이로 단원립인 국내 품종보다 길이가 긴 중립 또는 중장립으로 분류되는 ‘medium’ 또는 ‘long A’에 해당한다(Yi, 2017).

    품종군 별 취반 후 미립의 신장율 분포도를 보면(Fig. 3) 국내 품종은 190~200%에 속하는 빈도가 가장 높게 나타났으 며 유럽 품종의 경우 150~160%로 국내 품종보다 낮았다. 국 내 품종 중 취반 후 미립의 신장율이 가장 높았던 품종은 ‘드 래찬’, ‘오대’, ‘삼광’ 등 9 품종이었고 낮았던 품종은 ‘남평’, ‘운광’ 및 ‘아로미’였다(Table 4, Fig. 4). ‘아로미’의 경우 교 배모본 중 한 편친이 인디카형 품종인 ‘Princess sari’가 사용 되어 미립의 신장이 인디카형 특성을 닮은 것으로 판단된다. 한편, 일본에서 최고식미 품종으로 알려진 ‘Koshihikari’의 경 우 취반 후 미립의 신장율이 가장 낮은 그룹에 포함되었는데 정확한 해석을 위해서는 금후 더 깊이 있는 연구가 필요할 것 으로 판단된다. 유럽 벼는 터키 품종인 ‘Hamdazere’가 210% 로 평균 신장율이 가장 높았으며 이탈리아 품종인 ‘Musa’, ‘Elio’ 및 ‘Nembo’도 신장이 많이 일어났고 적었던 품종은 ‘Onice’ 등 7품종이었다.

    이상에서 보면 국내 자포니카 벼의 경우 취반 시 미립의 신 장과 체적 변화가 통일형이나 유럽 육성 자포니카 및 인디카 품종보다 큰 것으로 나타났고 변이의 폭도 넓게 나타났다. 취 반 시 미립의 신장에 관여하는 요인은 환경적 요인과 더불어 유전적 요인 등이 복합적으로 작용하며 특히 유전력이 높다고 보고(Ashish et al., 2007)된 바 있다. 그러나 취반 시 미립의 신장에 대한 연구는 주로 인디카형 벼 위주로 이루어졌으며 (Golam and Zakaria, 2012) 자포니카를 대상으로 한 연구는 거의 없는 실정이다. 미립의 신장은 식미뿐 만 아니라 가공 특성에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있어 자포니카 벼의 미립 신장에 대한 연구도 금후 추진되어야 할 것으로 생각된 다. 본 연구에서 확인된 품종들은 미립 신장이 높은 품종 육 성에 교배모본으로 활용할 수 있을 것으로 판단되며 특히 유 럽 품종의 경우 국내 품종과는 유전적 다형성이 많고 재배적 으로도 우수한 특성을 많이 가지고 있다고 보고된 바(Yi, 2020) 있어 교배모본으로 활용이 가능할 것으로 생각된다. 금 후 취반 시 체적의 변화가 큰 품종이 개발된다면 적은 양의 섭취로도 포만감을 줄 수 있기 때문에 다이어트용 쌀로서의 활용도 가능할 것으로 기대된다.

    적 요

    적은 양의 쌀 섭취로도 포만감을 느낄 수 있는 다이어트용 벼 개발을 위한 교배모본 탐색을 위하여 국내 육성품종과 유 럽 벼의 취반 후 미립의 길이 신장 및 체적변화를 조사한 바,

    • 1. 취반 시 미립의 길이방향 신장율은 국내 육성 자포니카 품종이 192.4%(8.57 mm)로 가장 높았고 다음은 통일형 품종 (171.4%, 8.88 mm)이었으며 유럽품종과 인디카 품종은 157% 로 비슷한 경향이었다.

    • 2. 미립의 신장지수는 국내 자포니카 품종이 1.23으로 가장 높게 나타났으며 유럽품종과 국내 통일형 품종은 비슷한 경향 이었다.

    • 3. 품종군 별 취반 후 미립의 신장율 분포는 국내 자포니카 품종의 경우 190~200% 구간의 빈도가 가장 높게 나타났으며 유럽품종은 150~160% 구간이 가장 높았다.

    • 4. 국내 육성 품종 중 취반 후 미립의 신장율이 높았던 품 종은 ‘드래찬’, ‘오대’, ‘삼광’ 등 9품종이었으며 낮았던 품종 은 ‘남평’, ‘운광’ 및 ‘아로미’였다

    • 5. 유럽 품종은 터키 품종인 ‘Hamdazere’가 210%로 미립의 신장율이 가장 높았으며 이탈리아 품종인 ‘Musa’, ‘Elio’ 및 ‘Nembo’도 180% 이상의 신장율을 나타내었다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 연구는 농촌진흥청 농업생명자원관리기관 종자 유전자 원보존관리 2020(세부과제번호: PJ015173)지원에 의해 이루어 진 것으로 이에 감사드립니다

    Figure

    KSIA-32-4-348_F1.gif

    Kernel elongation(cm) in accordance with cooking time of Korean japonica and indica variety.

    KSIA-32-4-348_F2.gif

    Kernel length/width ratio of milled rice of different origin of rice varieties.

    KSIA-32-4-348_F3.gif

    Frequency distributions of kernel elongation ratio (lengthwise) in Korean japonica varieties (A), European japonica varieties (B).

    KSIA-32-4-348_F4.gif

    Grain appearance of cooked kernels of highly elongated Korean japonica rice varieties.

    Table

    List of varieties used for screening cooked kernel elongation

    Evaluation of cooked kernel elongation in different origin of rice varieties

    Kernel elongation index of rice varieties after cooking in different origin of rice varieties

    Distributions of cooked kernel elongation ratio in Korean and European rice varieties

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