• 한국작물학회지
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• 제47권
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• pp.15-32
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• 2002

1980-'90년대에 쌀의 자급생산이 지속되고 생활수준 향상에 따른 양질미 수요가 점증되면서 자포니카 다수성 품종의 미질 개선에 힘을 크게 기울이게 되었고 식미향상을 위한 육종연구 와 효율적 평가 기술개발 연구에 박차를 가하게 되어 쌀의 이화학적 특성과 식미 및 밥 물리성간 상관과 식미의 객관적 평가방법 개발, 양식미 쌀 및 가공적성 특수미 개발 등 그 동안 많은 연구성과를 올리게 되었다. 1990년대에 밥맛이 매우 좋은 고품질 자포니카 품종과 대립, 심백미, 향미, 유색미 등 가공용 특수미 품종을 개발 보급하였고 식미와 용도에 대하여 식미검정계, 신속점도측정계 및 texture 분석계 등을 이용하여 검토하였다. 최근에는 아밀로스 함량이 9%로 찹쌀과 맵쌀의 중간 성질을 가진 중간찰 품종인 '백진주벼'와 배유가 보얀 멥쌀인 '설갱 벼'를 비롯하여 라이신 함량이 높은 '영안벼' 육성하여 쌀의 가공 이용성과 기능성을 한층 높혀 놓았다. 식미와 여러 가지 미질 특성간 관련성에 관한 연구 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 쌀의 상온흡수율 및 최대흡수율은 K/Mg율 및 알칼리 붕괴도와 유의한 부의 상관성을 나타내었으며 가열흡수율이 높은 품종일수록 밥의 용적팽창률이 컸다. 수분함량이 낮은 경질인 쌀일수록 침지 20분 후의 상온흡수율과 최대흡수율이 더 높은 경향이었으며 이러한 흡수 특성은 쌀 단백질 함량이나 아밀로스 함량 및 식미와는 유의한 상관성이 없었다 취반 적정가수량은 품종에 따라 마른 쌀 무게의 1.45-l.61배의 변이를 나타내었고 평균은 1.52배였으며 알맞게 취사된 밥의 부피는 평균 쌀 부피의 2.63배가되었다. 쌀 형태, 알칼리붕괴도, 호응집성, 아밀로스 및 단백질 함량은 거의 비슷하지만 식미에 차이가 있는 자포니카 품종들을 사용하여 식미와 관련된 쌀의 이화학적 특성을 검토한 결과, 밥의 윤기와 식미 총평은 생산 연도에 따라 호화점도 특성 중 최고점도, 최저점도 및 응집점도와 밀접한 관계를 나타내었다. 밥맛이 가장 좋은 일품 벼는 쌀의 외층에 아밀로스 함량 분포가 낮고 쌀을 열탕에 담근 20분간 우러난 용출액의 요드 정색도가 낮고 증가정도도 완만하였다. 일품 벼는 밥맛이 떨어지는 동해 벼에 비해 밥알 횡단면의 주사형 전자현미경 사진에서 밥알 외층의 호화전분의 그 물망이 매우 치밀하고 속층의 전분립의 호화정도가 양호하였다. 식미총평은 식미관련 이화학적 특성과의 관계를 이용한 중회귀식에 의해 매우 높은 결정계수로 추정이 가능하였다. 밥노화의 품종간 차이는 α-amylase-iodine 법으로 비교할 수 있었는데 노화정도가 적었던 품종은 일품벼, 추청벼, 사사니시끼, 진부벼 및 고시히까리였다. 통일형 품종인 태백벼와 자포니카 품종 중 섬진벼가 비교적 밥노화가 빨랐다 일반적으로 밥맛이 좋은 품종이 밥의 노화정도가 느렸으며 찬밥의 탄력성이 큰 경향이었다. 또한 밥노화가 느렸던 품종은 최저점도가 높았고 최종점도가 낮았다 찬밥의 탄력성은 쌀의 마그네슘함량과 밥의 용적팽창률과 밀접한 관계를 나타내었다. 식은밥의 더운밥 대비 경도 변화율은 취반용출액의 고형물량과 취반용적 팽창률과 부의 상관을 나타내었다. 식미관련 주요 이화학적 특성은 밥의 노화와도 직접 간접으로 상관이 있는 것으로 평가되었다. 쌀의 여러 가지 식품 가공적성과 관련된 형태 및 이화학적 특성은 가공식품 종류에 따라 매우 다르다. 쌀 튀김성은 호응집성이 연질이거나 아밀로스 함량이 낮을수록 양호하며 지질함량이나 단백질 함량이 높으면 좋지 않은 경향이다. 심복백정도가 심할수록 튀김현미 정립률이 떨어지며 현미 강도가 높을수록 튀김률은 높은 경향이었다 쌀국수는 밀가루와 50% 혼합시에 쌀의 칼륨 및 마그네슘 함량이 높은 품종일수록 제면 총평이 낮은 경향이었고 제면이 양호한 것이 국수물의 용출고형 물량이 적은 경향이었다. 쌀빵 가공적성은 품종에 따라서 현미와 백미간에 현저한 차이를 나타내는 것이 있는데 현미에서 반죽의 부피 증가율이 큰 쌀일수록 푹신한 감이 있는 쌀방 제조가 가능하였으며 백미에서 단백질 함량이 높은 품종일수록 쌀빵이 더욱 촉촉한 느낌이 있는 경향이었다. 아밀로스 함량이 높고 호응집성이 경질인 쌀일수록 쌀빵의 탄력성이 더 높은 경향이었다. 쌀의 발효 및 양조적성은 심복백이 심한 쌀이나 새로운 돌연변이인 뽀얀 멥쌀이 홍국균이나 홍국균의 균사활착 밀도가 높고 당화 효소 역가도 높은 경향이었으며 쌀알이 대립이면서 단백질 함량이 낮은 쪽이 양조에 유리한 것으로 알려져 있다. 찰벼 품종도 여러 가지 이화학적 특성과 전분구조 특성의 차이에 따라 9개의 품종군으로 나누어 볼 수 있을 만큼 품종적 변이가 크며 이들 이화학적 및 구조적 특성간에 상호 밀접한 연관성을 나타내었으며 유과·인절미·식혜ㆍ미숫가루 등에 상당한 가공적성의 차이를 보였다. WTO 체제 출범이후 생산비와 가격 면에서 경쟁력이 약한 우리 쌀이 살아남기 위해서는 품질의 고급화와 쌀 가공식품의 다양화 및 고기능성 개발을 추구할 수밖에 없다. 따라서 이와 같은 노력은 벼 품종개발만으로 소기의 성과를 올리기 어렵고 쌀 식품의 고급화 및 다양화를 위한 여러 분야의 긴밀한 연구협력이 수반되지 않으면 안 된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제21권3호
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• pp.150-184
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• 1978

합성배지(合成培地)에서 느타리 버섯균(菌)의 균사생육(菌絲生育)과 자실체형성(子實體形成)에 대한 영양적(營養的) 특성(特性)과 생리화학적(生理化學的) 제성질(諸性質)을 구명(究明)하고 볏짚과 톱밥 양(兩) 배지(培地)에서 느타리 버섯의 대량(大量) 생산(生産)을 위한 배양조건(培養條件)을 밝히고, 느타리 버섯 재배기간(栽培期間) 중 배지(培地)와 버섯중의 각종(各種) 성분(成分)의 추이(推移)를 알고자 실험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 탄소원(炭素源) 중 mannitol과 서은 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)이 빠르고 자실체(子實體)의 수량(收量)이 많았으나 lactose와 rhamnose는 균사(菌絲) 조차도 생육하지 못하였다. 또한 구연산, 호박산, ethyl alcohol 및 glycerol에서는 자실체(子實體) 형성(形成)이 매우 빈약(貧弱)하였고, 식초산, 개미산, 푸마르산, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol 및 n-propyl alcohol은 균사생육(菌絲生育)을 저해(阻害)하였다. 2. 질소원(窒素源)중 peptone은 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)이 빠르고 자실체(子實體)의 수량(收量)이 많았으나 DL-alanine, asparagine, L-aspartic acid, glycine및 serine은 자실체형성(子實體形成)이 매우 빈약(貧弱)하였으며 아질산태질소(亞窒酸態窒素), L-tryptophan 및 L-tyrosine은 균(菌)의 생육을 저해(沮害)하였다. 또한 peptone에 무기태질소(無機態窒素)와 아미노산(酸)을 혼용(混用)한 결과 $(NH_4)_2SO_4$, $NH_4$-tartarate, DL-alanine및 L-leucine에서는 자실체(子實體)의 수량(收量)이 약 10% 증가되었고, L-aspartic acid는 약 15%. L-arginine은 약20%, L-glutamic acid와 L-lysine은 약 25%증가 되었다. 3. C/N율(率) 15.23에서 자실체(子實體) 형성(形成)은 빠르나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 감소(減少)되었으며, C/N율(率) 11.42에서는 자실체형성(子實體形成)은 늦으나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 증가되는 경향이 있었다. 또한 동일 C/N율(率)에서도 mannitol과 peptone의 농도(濃度)가 높은 편이 수량(收量)이 증가되었다. 그러므로 자실체(子實體)의 수량(收量)과 자실체형성(子實體形成) 소요일(所要日)의 관점(觀點)에서 보면 C/N율(率) 30.46이 어느정도 적당(適當)한 것 같다. 4. Thiamine $50{\mu}g%,\;KH_2PO_4$ 0.2%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$는 $0.02{\sim}0.03%$일때 균사(菌絲)와 자실체(子實體) 생육(生育)이 우수(優秀)하였으며 미량원소(微量元素)로서는 $FeSO_4{\cdot}7H_2O$,\;ZnSO_4{\cdot}7H_2O$ 및 $MnSO_4{\cdot}5H_2O$가 공존(共存)하면 생육촉진(生育促進)의 상승효과(相乘效果)가 인정되었으나 3이원소(元素)중 Mn이 결핍(缺乏)하면 균사(菌絲)와 자실체(子實體)의 생육(生育)이 다소 저하되었다. 이들 염류(鹽類)의 최적농도(最適濃度)는 각각 0.02mg%이었다. 5. Cytosine $0.2{\sim}1mg%$와 indole acetic acid 0.01mg%에서 균사량(菌絲量)은 증가되었으나 자실체(子實體)의 수량(收量)에는 효과 없었으며 그밖의 purine염기(鹽基), pyrimidine염기(鹽基) 및 식물(植物) hormone은 영향이 없었다. 6. 광조사(光照射영)에 의해서 균사생육(菌絲生育)은 저해(沮害)되었으며 영양생장(營養生長)의 후기에 광(光)을 조사(照射)하면 원기형성(原基形成)이 유도(誘導)되었다. 광(光)의 최적조도(最適照度)는 $100{\sim}500lux$, 조사시간(照射時間)은 매일 $6{\sim}12$시간이었고, 이 이상(以上)의 조도(照度)에서는 오히려 저해(沮害)되었으며, 암소(暗所)에서는 원기(原基)가 형성(形成)되지 않고 영양생장(營養生長)만 계속되었다. 7. 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)의 최적온도(最適溫度)는 각각 $25^{\circ}C,\;10{\sim}15^{\circ}C$이었고 최적(最適)의 pH범위(範圍)는 $5.0{\sim}6.5$이었으며 균사(菌絲)는 $7{s\im}10$일간 배양(培養)했을 때가 자실체(子實體) 형성(形成)이 제일 우수(優秀)하였다. 또한 배지량(培地量)이 적을수록 자실체(子實體) 형성(形成)은 빠르나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 감소(減少)되었고 배지량(培地量)이 많을수록 자실체(子實體) 형성(形成)은 늦은반면에 그 수량(收量)은 증가 되었으며, 원기형성(原基形成)은 $CO_2$에 의하여 저해(沮害)되었다. 8. 볏짚과 톱밥 병 배지(培地)에서 균사생육(菌絲生育)의 최적(最適) 수분량(水分量)은 70%이상 이었으며 미강(米糠) 10%를 배지(培地)에 첨가(添加)했을 때는 균사생육(菌絲生育)과 자실체형성(子實體形成)이 우수(優秀)하였다. 그리고 양배지(兩培地)에 $CaCo_3$를 단독(單獨)으로 첨가했을 때는 유효(有？)하였으나 미강(米糠)과 함께 첨가했을때는 효과(？果)를 볼 수 없었다. 9. 재배(栽培) 실험(實驗)에서 느타리 버섯의 전체(全體) 수량(收量)은 볏짚배지(培地)에서 $14.99kg/m^2$, 톱밥배지(培地)에서 $6.52kg/m^2$이었고 양배지(兩培地) 모두 90%이상이 1,2주기(週期)에서 얻어졌으며 볏짚배지(培地)(dry matter $20.96kg/m^2$)의 전수율(全收率)을 톱밥배지(培地)(dry matter $20.83kg/m^2$)의 약 2.3배(倍)이었다. 10. 재배기간(栽培期間)중 양(兩) 배지(培地)의 일반 성분을 고형물(固形物) 기준(基準)으로 볼때 회분(灰分)의 변화는 적었으나 유기물(有機物)은 감소(減少)되었으며, 수분(水分)은 종균접종시(種菌接種時) 약 79%이던것이 균사번식기간(菌絲繁殖期間)중에 다소 감소(減少)되었고 그 이후부터는 큰 변화가 없었다. 11, 종균접종시(種菌接種時) 부터 4주기(週期) 수확(收穫) 후까지 배지(培地) 성분(成分)의 소실(消失)을 보면 볏짚배지(培地)는 고형물(固形物) 약 19.7%, 유기물(有機物) 약 19.3%, 질소(窒素) 약 40%가 소실(消失)되었으며, 톱밥 배지(培地)에서는 고형물(固形物) 약 7.5%, 유기물(有機物) 약 7.6%, 질소(窒素) 약 20%가 소실(消失)되었다. 버섯 1kg을 생산(生産)하기 위하여 볏짚 배지(培地)에서는 유기물(有機物) 약 232g, 질소(窒素) 약 7.0g이 소실(消失)되었고, 톱밥 배지(培地)에서는 유기물(有機物) 약 235g, 질소(窒素) 약 6.8g이 소실(消失)되었으며, 버섯 1kg당(當) 함유된 유기물(有機物)은 각각 82.4g, 82.3g, 질소(窒素)는 각각 5.6g, 5.4g이었다. 12. 양배지(兩培地)의 전질소(全窒素)는 점차적으로 감소(減少)되었고 불용성질소(不溶性窒素)의 절대감소량(絶對減少量)은 수용성질소(水溶性窒素)보다 컸으며 아미노태(態) 질소(窒素)는 3주기(週期)까지는 계속 증가 되었으나 그 이후부터는 감소(減少)되었다. 13. 볏짚 배지(培地)에서는 재배기간(栽培其間)에 소실(消失)된 전(全) pentosan의 28%, ${\alpha}$-cellulose는 13.8%가 균사생육(菌絲生育)중에 소실(消失)되었고 톱밥배지(培地)에서는 전(全) pentosan의 24.1%, ${\alpha}$-cellulose는 11.9%가 소실(消失)되었으며 lignin은 양(兩) 배지(培地)의 2주기(週期) 수확(收穫)부터 다소 감소(減少)되었다. 환원당(還元糖), trehalose 및 mannitol은 계속 증가의 추세를 보였으며 C/N율(率)은 볏짚 배지(培地)에서 종균(種菌) 접종시(接種時) 33.2이었던 것이 폐상시(廢床時)에는 30.3이었고, 톱밥 배지(培地)는 61.3이었던 것이 60.0 이었다. 14. 양(兩) 배지(培地)에서 P, K, Mn, Zn은 감소(減少)되었고, Mg, Ca, Cu는 불규칙하게 변화되었으며, Fe는 증가되는 경향이었다. 15. 재배기간(栽培期間)중 각종효소(各種酵素)의 활성(活性)은 톱밥배지(培地)보다 볏짚배지(培地)가 월등히 높았다. 즉 CMC 당화활성(糖化活性)과 CMC액화활성(液化活性)은 균사번식(菌絲繁殖)후부터 2주기수확(週期收穫)까지는 양배지(兩培地)에서 점차적으로 증가 되었으나 그 이후부터는 감소(減少)되었다. xylanase활성(活性)은 1주기(週期)보다 2주기(週期)에서 급격히 상승되었고 3주기(週期)가 되면서 볏짚 배지(培地)에서는 신속히 감소(減少)되었으나 톱밥 배지(培地)에서는 이와같은 감소(減少)를 볼 수 없었다. protease 활성(活性)은 균사번식(菌絲繁殖)후 최고의 활성도(活性度)를 보였다가 점차로 감소(減少)하였다. 또한 볏짚 배지(培地)의 pH는 종균접종시(種菌接種時) 6.3이던 것이 4주기(週期)후는 5.0이었고 톱밥배지(培地)의 pH는 5.7에서 4.9로 떨어졌다. 16. 볏짚 배지(培地)에서 생육한 버섯은 섬유소(纖維素)를 제외한 모든 성분량(成分量)이 톱밥배지(培地)에서 생육한 버섯보다 높은 경향이있었으며 양배지(兩培地)에서 버섯의 각주기별(各週期別) 성분(成分) 변화는 $1{\sim}3$주기(週期)까지는 거의 비슷하였으나 4주기(週期)에서는 다소 감소(減少)의 추세를 보였다.