Quality characteristics according to ground particle size of roasted brown rice 'Dodamssal' containing resistant starch

저항전분 함유 도담쌀 볶음 현미가루의 입도별 품질특성

Abstract

In this study, the general components, particle size, starch content, hydrolysis index (HI), and estimated glycemic index (eGI) of 'Ilpum', a medium-amylose rice cultivar, were compared with those of 'Dodamssal', a high-amylose rice cultivar containing resistant starch. The volume weighted mean was significantly smaller in 'Dodamssal' than in 'Ilpum'. The resistant starch content of 'Dodamssal' was about 13% and there were no differences in terms of particle size. The HI and eGI were found to be significantly higher in 'Ilpum', and there were no statistical differences in 'Dodamssal' except for samples with an average particle size of less than 50 ㎛. Therefore, 'Dodamssal' was concluded to be valuable as a health-food material since it is easily ground evenly when processed into rice flour, contains resistant starch, and has a low glycemic index. These results could be used as basic data for developing processed 'Dodamssal' rice-based products.

본 연구는 가공용 쌀의 식품산업 소재화를 위해 저항전분 함량을 증대시키는 열가공법 중의 하나인 볶음 처리를 이용하여 분쇄 입도별 제조된 중간 아밀로스 밥쌀용 품종인 일품과 저항전분을 함유한 고아밀로스 품종인 도담쌀 현미가루의 일반성분, 입자크기, 전분 함량 및 HI와 eGI를 비교하였다. 조지방, 조단백, 회분 함량은 품종간 차이는 있었으나 볶음 처리 후 입자크기에 따른 큰 차이를 보이지 않았고, 수분의 경우 볶음 처리 후 품종간 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 입자의 크기가 작아질수록 수분함량이 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 입자크기를 분석한 결과 전체 입도 분포 중 50%의 입자크기(중위수) 및 절대편차 적어서 입자의 균일성도 높았고, 입자체적 평균도 도담쌀의 입자가 유의적으로 작았다. 도담쌀의 저항전분 함량은 13% 정도를 보였고, 입자 크기별로 차이가 없었다. HI와 eGI는 일품이 유의적으로 높은 결과를 보였고, 도담쌀은 평균입자크기가 50 ㎛ 이하인 시료를 제외하고는 통계적으로 차이가 없었다. 따라서, 도담쌀은 쌀가루로 가공 시 분쇄가 균일하게 잘되며 저항전분을 함유하고 있으며, 혈당지수도 낮아 건강식품 소재로 가치가 있다고 판단되며, 이 결과는 도담쌀을 활용한 쌀 가공제품개발을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 기대된다.

서 론

쌀(Oryza sativa L.)은 오랫동안 한국을 포함한 아시아인의 주식으로 가정에서 밥으로 섭취할 뿐만 아니라, 세계적으로 건강식이나 간편식의 소재로 글루텐 프리 대체제로서 빵과 파스타 등의 식품 가공에 널리 이용되고 연구되고 있다(Francisco 등, 2012; Sanchez 등, 2002). 최근 국내외를 막론하고 대사증후군 및 다이어트에 관심이 증대되면서 건강 소재인 쌀을 더 건강하게 섭취하고자 현미에 대한 관심이 늘어나거나, 생리활성이 높은 기능성 쌀개발 및 이러한 차별화된 쌀을 활용한 가공식품개발에 수요가 증대되어 왔다. 이에 국내에서는 밥쌀용 외에 가공용으로 항산화 활성이 높은 유색미 등 다양한 쌀 품종들이 많이 개발되어 왔다.

한편 일반적으로 건조된 쌀의 90%가 전분으로 이루어져 있는데 이러한 전분의 건강기능에 대한 관심도 높아서, 쌀 품종에 따른 전분의 특성을 이해하고 이에 대한 연구가 중요하다. 일반적으로 쌀은 아밀로스 함량에 따라 1-2%는 waxy, 7-20%는 저 아밀로스, 20-25%는 중간 아밀로스와 25% 이상은 고아밀로스 쌀로 분류된다(Song 등, 2008a). 또한 쌀 전분을 소화적인 특성에 따라 분류하면 쉽게 소화되는 전분(rapidly digestible starch, RDS), 천천히 소화되는 전분(slowly digestible starch, SDS), 저항전분(resistant starch, RS)이 존재하는데, 저항전분은 인체 내에서 소화, 흡수가 지연되는 전분으로 생리활성 물질, 기능성 물질로서 불용성 식이섬유로 분류되고 있다(Kim 등, 2000). 식품의 종류마다전분은 서로 다른 가수분해율을 나타내는데 이러한 차이는 인체 내에서 혈당 반응에 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 또한 곡물의 in vitro 전분 가수분해율(hydrolysis index, HI)과 실제 인체섭취 후 혈당지수(glycemic index, GI)와 유의적인 상관관계를 확인하였다(Lee와 Shin, 1998). 저항전분은 분변으로 콜레스테롤 배설을 증가시켜 식후 혈당과 인슐린 분비 상승을 억제하여 콜레스테롤과 중성지방 농도를 감소시켜 심혈관계 질환의 예방과 대장암에 효과가 있다고 보고되고 있다(Oh 등, 2000).

또한 Zhu 등(2011)의 보고에 따르면 저항전분 함량과 식이섬유 함량은 아밀로스 함량과 정의 상관을 보인다고 한다. 이에 농촌진흥청 국립식량과학원에서는 고아밀로스 품종에 대해 개발을 지속적으로 하게 되어 고아미 2호에 대해 연구가 추진된 바 있으며, 그 이후에 고아미 3호, 고아미 4호, 도담쌀이 개발되어 특성 연구 및 활용하고자 하는 연구가 진행되었다(Choi, 2010). 2013년도담쌀이 개발되었을 때 건강기능에 대한 잠재적 가치는 가지고 있으나, 특정용도가 정해지지 않아 도담쌀 쌀과자 가공적성 연구를 추진하였고(Lee 등, 2017b), 저항전분 함유 쌀이 가지는 저항전분을 증대시키는 기술을 탐색하기 위해 열가공법 중 볶음처리를 이용한 연구를 수행하여 적절한 조건을 탐색하였다(Park 등, 2018). 한편 도담쌀을 이용한 선식 등과 같은 가루 식품 소재화를 위해서는 입도에 따른 목넘김 개선 등의 연구 필요성이 제기되었고 본 연구에서는 분쇄입도별에 따른 도담쌀의 품질특성을밥쌀용 품종인 일품과 비교하여 식품가공 및 제품개발의 기초자료로 활용하고자 한다.

재료 및 방법

시험재료

본 연구에 사용된 시험재료는 2017년에 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부시험포장 지역(수원)에서 표준재배법으로 생산된 일품(Oryza sativa cv. Ilpum)과 도담쌀(Dodamssal)를 사용하였다. 일품은 대조품종으로서 약 19%의 중간아밀로스를 함유하는 고품질 밥쌀용 쌀이고, 도담쌀은 고아밀로스 쌀 중 소화효소에잘 분해되지 않는 저항전분을 함유한 품종이다. 일품벼에 MNU (N-methyl-N-nitroso-urea)를 처리하여 저항전분을 함유한 돌연변이 품종인 고아미 2호와 아밀로스 26% 함량인 품종 고아미를 교배하여 2013년에 국립식량과학원에서 육성되었다(Park 등, 2018; Song 등, 2008b). 정조는 제현기(Model SY88-TH, Ssangyong Ltd., Incheon, Korea)를 이용하여 왕겨를 분리하여 얻은 현미를 실험재료로 사용하였다.

현미 볶음처리 및 시료분쇄

일품과 도담쌀 현미의 볶음 처리는 이전에 수행된 연구결과를 바탕으로 조건을 설정하였다(Park 등, 2018). 180-300°C 범위의 다양한 온도에서 10-30분 시간범위 중 도담쌀의 저항전분 함량이 가장 증대되고 적합하였던 240°C에서 10분간 적외선 만능 볶음기(Model FEC-006, Biotech, Incheon, Korea)를 이용하여 처리하였다. 볶음 처리된 일품과 도담쌀 현미를 곡물분쇄기(CT293 Cyclotec^TM, FOSS Analytical Co, Ltd. Suzhou. China)로 분쇄한 후 60, 80, 100, 120, 140, 170, 200 mesh 표준체(No. 60, 80, 100, 120, 140, 170, 200 ASTM E11, Standard Test Sieve Sien- tific Co., Ltd. Wonju, Korea)를 이용하여 제조된 가루를 분석 시료로 이용하였다.

볶음 현미가루의 일반성분 분석

볶음 처리된 일품과 도담쌀을 분쇄하여 입도별 현미가루로 제조한 후 수분, 지방, 단백질, 회분을 AOAC 방법(AOAC, 1995)에 따라 분석하였다. 수분함량은 상압건조방법으로 105°C에서 건조하여 정량하였고, 조회분은 600°C 직접회화법으로 측정하였다. 지방은 Soxhlet 추출기(Soxtec System HT1043 extraction unit, Foss Tecator, Eden, Prairie, MN, USA)를 사용하여 diethyl ether로 추출하여 정량하였으며, 조단백질은 semimicro-Kjeldahl법으로 자동단백질 분석기(Foss Digester 2020, Kjeltec 2400, Foss Tecator, Huddinge, Sweden)를 이용하여 분석하였다.

볶음 현미가루 외관

볶음 처리 후 분쇄입도별 현미가루의 외형을 관찰하기 위해, 현미가루를 금으로 도금하여 전도성을 갖게 한 후 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM-3000, Hitachi, Ltd., Tokyo, Japan)을 이용하여 진공상태에서 50배 확대하여 입자별 현미가루 표면과 크기를 관찰하였고, 두 품종 분쇄가루의 전분 입자를 관찰하기 위해 500배로 확대하여 비교하였다.

입자크기 측정

입도별 볶음 처리된 현미가루의 입자크기는 입도분석기(Mas- tersizer 2000, Malvern Instruments Ltd, Malvern, UK)를 이용하여 에탄올을 용매로 사용하여 습식으로 입자분포도를 측정하였다.

볶음 현미가루의 전분 함량 분석

볶음 처리된 일품과 도담쌀 현미가루의 입도별 전분 함량을 비교하기 위해 저항전분 및 가용전분 함량을 분석하였다. Megazyme International Ireland Ltd. (Wicklow, Ireland)사의 kit을 이용하여 AOAC 방법으로 측정하였다(McCleary 등, 2002). 시료 100 mg에 pancreatin α-amylase로 37°C에서 16시간 반응하였고, 침전물에2 M KOH 용액을 첨가하여 분산 및 용해시켰다. pH 3.8인 1.2 M sodium acetate buffer와 amyloglucosidase을 첨가하여 50°C에서 30분 반응시킨 후 가수분해된 glucose 양에 따라 가용전분과 저항전분을 각각 환산하여 구하였다. 본 연구에서는 원료 처리 전보다 볶음 온도 및 시간 조건별로 처리 후에 변화된 수분함량을 각각 보정하여 저항전분과 가용전분 함량을 각각 구하였으며, 두 값을 더하여 총전분 함량을 산출하였다.

In vitro 가수분해지수 및 혈당지수

볶음 처리된 일품과 도담쌀 현미가루의 입도별 가수분해 지수(hydrolysis index, HI) 및 혈당지수(estimated glycemic index, eGI)를 구하기 위해 Englyst 등(1992)의 방법을 수정하여 전분 소화율을 분석하였다. Porcine pancreatic α-amylase (P7545, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 증류수에 분산시키고, 3,000 rpm, 10분간 원심분리한 후 상등액을 분리하여 0.3 mL amyloglu- cosidase (A9913, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 첨가하여 혼합효소를 만들었다. 시료 100 mg에 pH 5.2 sodium acetate buffer 4 mL을 혼합한 후 미리 제조한 혼합효소 1 mL와 5개의 유리구슬을 첨가하였고, 150 rpm의 일정한 속도에서 교반하면서 반응하였다. 180분 동안 반응시킨 시료를 취하여 80% 에탄올 용액 속에 혼합한 후 glucose 함량은 glucose oxidase and peroxidase assay kits (Megazyme International Ireland Ltd., Wicklow, Ire- land)를 이용하여 분석하였다. In vitro 혈당지수는 총전분 함량에서 쌀가루 시료와 표준물질(white bread)의 소화율 곡선의 면적비율로 전분 가수분해지수를 계산한 후 Goni 등(1997)의 계산식(eGI=39.71+0.549 HI)으로부터 eGI 값을 구하였다.

통계분석

자료 분석은 SAS (version 9.4, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하였다. 실험결과는 3번 이상 반복값을 구하여 평균±표준편차로 나타내었으며, 각 변수에 대해 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였고, 사후검정으로는 Duncan’s mul- tiple range test를 적용하였으며, α=0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

결과 및 고찰

볶음 현미가루의 일반성분

볶음 처리 후 입도별로 제조된 현미가루의 수분, 회분, 조지방과 조단백을 분석하고, 그 결과를 Table 1에 나타내었다. 볶음 처리한 쌀가루를 이용하여 대표적 식품소재인 선식으로 활용하고자 할 때, 선식은 다양한 곡류나 첨가물 등을 원료로 사용하고 일반성분은 이러한 원료구성과 배합비에 영향을 많이 받는다(Chung 등, 2003). 수분은 일품과 도담쌀 모두 7.07-9.69% 범위였고, 회분의 경우 일품의 3.34-6.45%보다 도담쌀은 2.40-4.08%로 낮은 경향이었으며, 조지방의 경우에도 일품의 1.82-3.33%에 비하여 도담쌀은 3.24-4.17%로 많아 품종 간 차이를 나타내었다. 조단백 함량은 도담쌀이 6.65-7.95% 범위로 일품의 6% 범위 함량과 차이를 나타내었고, 도담쌀의 조단백은 7% 이상의 함량을 나타내어 밥쌀용 쌀의 일반적인 6% 범위 조단백 함량에 비해 높은 경향을 보였다. 이 결과는 Lee 등(2017b)의 결과와 비슷하였으며, 볶음 처리 및 입자별로 제조된 것과는 차이를 보이지 않았다. 회분은 100, 120 mesh의 표준체로 제조된 현미가루에서 일품과 도담쌀 모두 가장 높은 결과를 보였다. 조지방은 일품에 비하여 도담쌀이 높은 원료의 특성을 보였으며, 볶음 처리와 입자별로 제조했을 때도 유사한 경향을 나타내었고, 두 품종 모두 200 mesh에서 가장 높은 결과를 나타내었지만, 그 외에서는 특히 유의적인 차이를 보이지 않았다.

수분의 경우에는 품종 간 유의한 차이는 나타나지 않았는데, 이는 볶음 처리하지 않았을 때의 일품에 비해 도담쌀의 수분함량이 2% 가량 높았던 경우의 Park 등(2017)의 결과로 보아 열처리에 의해 원료의 전분특성에 따른 수분보유 차이가 줄어든 것으로 생각된다. Lee 등(2011)은 현미의 볶음 처리에 따라 수분함량이 5.8-7.5% 범위를 보인다고 하였지만, 본 연구에서는 약간 높은 경향이었다. 일품의 경우 표준체의 mesh가 커져 제조되는 현미가루의 입자가 작을수록 수분이 증가되는 경향을 나타내었고, 도담쌀의 경우 표준체의 mesh 크기에 비례하여 차이나는 특성은 보이지 않았으나, 60 mesh로 제조된 것이 200 mesh와 같이 입자가 작게 제조된 것에 비해 수분함량이 일품과 도담쌀에서 높았다. 이러한 결과로부터 입자크기가 작을수록 전분입자의 표면에 흡착되거나 내부로 침투되는 수분의 양이 많아 물 결합 능력이 증가된다는 Lee 등(2004)의 연구결과와 비슷하였다. 따라서 수분은 도담쌀의 산업화를 위해 제품의 입자크기 결정 시에 다른 요소와 함께 종합적으로 고려해야 할 중요한 요소로 판단되며, 수분함량이 낮았던 100, 120 mesh 분체가 가장 적합할 것으로 생각된다.

Table 1. Proximate composition of roasted brown rice flour by ground particle size

볶음 현미가루 외관 및 입자크기

분쇄 입도에 따른 볶음 처리된 일품과 도담쌀 현미가루의 외형을 SEM을 이용해서 관찰한 결과와 입도분석기를 통한 전체 입도분포에서 50%일 때의 크기(중위수, median), 중위수에 대한 절대편차(uniformity), 체적평균(volume weighted mean)을 Fig. 1과 Fig. 2에 각각 나타내었다. 60-200 mesh 표준체별 현미가루의 외관은 일품과 도담쌀 각각 Fig. 1A-G와 a-g로 60 mesh에서 200 mesh로 증가될수록 분체입자가 두 품종 모두 전체적으로 작아졌으며 크기도 균일해지는 것을 확인할 수 있었다. 한편 일품(Fig. 1A-D)에 비해 도담쌀(Fig. 1a-d) 현미가루의 분체가 좀 더 작고 균일하게 보이는 경향이었으며, 170, 200 mesh인 분체(Fig. 1F, G, f, g)에서는 차이가 적어지는 경향을 나타내었다. 또한 일품과 도담쌀의 60 mesh 분체들을 500배로 확대한 것을 각각 Fig. 1H와1h에 나타내었는데, 일품의 경우 쌀가루가 덩어리져 있고, 표면이 상대적으로 매끄러우며 전분 입자를 관찰하기 힘들었지만, 부분적으로 일반적인 쌀전분의 다각형 형태를 관찰할 수 있었다. 도담쌀의 경우 전분이 뭉쳐져 있으면서, 일품에 비해서는 전분입자를 쉽게 관찰할 수 있었는데 전분이 대체적으로 둥글게 형성이 되어 있어 전분 사이에 공간이 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 Choi와 Shin(2009)에서 보고한 전분 타입이 일반쌀과는 다른B 타입 고아밀로스 품종인 고아미 2호와 매우 유사한 특성을 나타내었으며, 도담쌀은 저항전분을 가진 고아미 2호와 일반쌀의 전분특성을 지닌 고아미와 교배하여 육성된 품종이기 때문에 비슷한 전분특성을 나타냈을 것이라 생각된다. 또한 선식 등 곡류의 볶음 온도로 인한 전분 내에 결정구조가 부분적으로 호화되어 무정형으로 전환되었다는 Bang 등(2017)의 보고와 같이 일품과 도담쌀의 볶음 처리로 인해 전분입자를 많은 부위에서 선명하게 관찰하기가 힘들고 부분적으로 관찰할 수 있었던 것은 부분적으로 호화된 이유에서 기인된다고 판단된다.

볶음 처리된 일품과 도담쌀의 입도 분포의 중위수는 Fig. 2a에나타내었고, 일품은 45-106 μm, 도담쌀은 45-78 μm의 범위를 보였다. 중위수의 절대편차는 Fig. 2b로 일품은 0.58-0.65, 도담쌀은0.50-0.70 μm 범위로 도담쌀이 60, 80 mesh 표준체로 제조된 시료를 제외하고는 모두 편차가 적고 균일도가 높은 것으로 확인되었다. 전체 입자 체적평균은 일품과 도담쌀 각각 50-121 μm, 50-96 μm 범위를 나타내었는데(Fig. 2c), 140과 200 mesh를 제외하고는 모두 도담쌀의 입자가 작아 유의적으로 차이를 나타내었다.

최근 쌀 가공 산업에서 건식 쌀가루용으로 가루가 잘되고 손상전분 함량이 낮은 일반적인 쌀처럼 투명하지 않고 뽀얀 연질미 품종인 한가루(Won 등, 2019) 등을 개발한 바 있는데, 도담쌀은 이와 다른 고아밀로스 연질미 품종으로서 뽀얗게 보이는 외형을 가진 전분으로 구성되어 분쇄가 쉽고 입자가 균일하며 평균적으로 작아서 쌀가루 가공에 적합한 특성을 보인다고 판단된다.

Fig. 1. Scanning electron micrographs of roasted brown rice flour by ground particle size from Ilpum (A-G), Dodamssal (a-g) according to the sieve size, 60, 80, 100, 120, 140, 170 and 200 mesh, respectively, at 50× magnification.

Fig. 2. Particle analysis results of roasted brown rice flour by ground particle size.

볶음 현미가루의 전분 특성

볶음 처리된 일품과 도담쌀 현미가루의 입도별 저항전분(resistant starch, RS), 가용전분(soluble starch, SS) 및 총전분(total starch, TS) 함량을 Table 2에 나타내었다. RS는 RS1-4의 4가지 형태로 분류할 수 있는데, 그 중 천연적으로 생성되는 호화되지 않은 결정형 생전분 입자를 RS2, RS3는 열처리 등과 같은 식품 가공 후에 전분 노화과정에서 생기는 타입이다(Brown 등, 2001; Sushil등, 2010). 본 연구에서 도담쌀의 RS2 타입의 저항전분이 볶음처리가 되면서 RS3 형태로 추가적으로 생성된다고 할 수 있다. 중간 아밀로스를 함유한 밥쌀용 품종인 일품의 볶음 처리된 현미가루의 경우 0.3-0.5% 범위로 저항전분을 거의 함유하지 않았고, 가용전분은 76.9-79.1%로 입자가 작아질수록 전분 함량이 줄어드는 경향을 나타내었다. 그러나 도담쌀의 저항전분 함량은 13-14%의 범위를 보였고, 가용전분은 62.0-64.3% 범위로 입자 크기별 유의한 차이를 보이지 않았다. 총 전분 함량은 일품 77.1-79.5%, 도담쌀은 75.0-77.9%로 일품이 높은 결과를 보였으며 입자가 작아질수록 전분 함량이 낮았지만, 도담쌀의 경우에는 유의한 차이를 보이지 않았다. Sajilata 등(2006)은 굽기, 압출 등 다양한 열처리로 전분결정, 입자구조, 노화 등 전분의 특성에 영향을 미쳐 저항전분 형성에 영향을 준다고 하였고, 굽기 등 열처리부위에 따라 저항전분 함량이 다르다고 하였는데, 본 연구에서도곡물을 굽는 방식인 열처리 후 분쇄 입도별 저항전분 함량의 균일도를 비교하였다. Park 등(2018)에서 보고된 선행연구에 따르면 열처리전의 도담쌀 현미가 약 6% 정도의 저항전분을 함유하였고, 240°C에서 10분간 열처리했을 때, 약 13%로 증가되었으며밥쌀용 쌀인 일미 품종은 1% 미만으로 열처리 전과 후가 변함이 없었던 것이 본 연구결과와 비슷하였다. 또한 같은 조건으로볶음 처리 후 입도별로 제조된 도담쌀 모든 샘플이 13-14%의 함량을 나타내어, 분쇄 입도별 차이에 의한 것보다는 열처리 온도 및 시간이 저항전분 함량 증대에 더욱 중요한 요소로서 작용하는 것으로 생각된다. 가용전분은 가수분해 효소를 처리하여 분해된 전분이 당으로 전환된 것으로서 도담쌀의 가용전분은 볶음 처리 후에 저항전분이 증대되면서 상대적으로 감소가 된다고 하였는데, 그 함량도 이전 연구결과의 범위와 비슷한 수준이었다(Park 등, 2018). 일품의 경우 입자가 작아질수록 가용전분은 줄어든 반면, 조지방과 조단백 함량은 약간 늘어난 것으로 보아 표준체를 통과하는 성분의 차이에서 기인한 결과라고 생각되며, 반면에 도담쌀은 분쇄 입도별 제조에 차이가 없어 현미가루 성분이 균일하게 분쇄되는 특성을 보인다고 판단된다.

Table 2. Resistant starch, soluble starch and total starch content of roasted brown rice flour by ground particle size

In vitro 가수분해지수 및 혈당지수

볶음 처리된 일품과 도담쌀 현미가루의 분쇄 입도별 소화율을 측정하여 in vitro 가수분해지수(HI) 및 혈당 지수(expected glyce- mic index, eGI)를 Fig. 3에 나타내었다. 여러 연구에서 입자크기가 전분 소화율에 영향을 미치는 요소로 보고되어 왔다(Morita등, 2007; Testers 등, 2006). 하지만 아밀로스 함량이 다른 4가지쌀 전분으로 실험을 했을 때 입자크기와 소화율이 상관없다는Zhu 등(2011)의 보고와 같이 본 연구에서도 일부 비슷한 결과를 나타내었다. 중간 아밀로스 품종과 저항전분을 함유한 고아밀로스 품종의 HI는 각각 53.2-64.9, 16-33.4 범위를 보였고 eGI는 각각 68.9-75.3, 48.5-58의 범위의 결과를 보여 입자크기에서 품종간 차이가 났던 60, 80, 100, 120, 170, 200 mesh 표준체로 제조된 시료뿐만 아니라 입자크기가 두 품종에서 통계적으로 차이가 없었던 140, 200 mesh로 제조된 분체에서도 일품과 도담쌀의 소화율에서 유의한 차이를 나타내었다. 따라서 입자크기에 의한 전분의 가수분해의 차이라기보다는 품종을 구성하는 전분의 특성인 아밀로스 함량, 전분구조 등에 기인한 것으로 판단된다. 입자크기별로 봤을 때 일품의 경우, 60, 80 mesh에서 제조된 평균 입자크기가 100 μm 이상의 분체의 경우(Fig. 2C), HI와 eGI가 다른 입자크기보다 유의하게 낮은 결과를 나타내었고 그 외의 경우에는 입자크기별로 차이를 나타내지 않았다. 도담쌀의 경우에는 전체 시료에서 평균 입자크기가 100 μm 이하를 나타내었고, HI와 eGI에서 유의한 차이를 나타내지 않았으나 평균입자크기가 50 & mu;m인 200 mesh 분체에서 통계적으로 높은 것으로 확인할 수 있었다(Fig. 2C와 Fig. 3). 따라서 도담쌀은 분쇄입도별 입자크기가 일품에 비해 균일하고, 입자크기가 작으며, 저항전분 함량이 높고, 전분 가수분해지수와 혈당지수가 일품에 비해 모든 입자크기에서 낮은 결과를 보여 건강식품 소재로의 가능성이 기대된다. Wei 등(2010)의 연구에 따르면 새롭게 육성된 고아밀로스 쌀은 개개의 전분입자들이 결합해서 전분 결합체를 형성하였고, 이것이 전분입자와 아밀로스 함량 또는 전분 소화율과 복잡한 관계가 있다고 보고되었다. Chung 등(2011) 아밀로스 함량 및 아밀로펙틴가지사슬 분포도와 연관되어 있다고 하였으며, Lee 등(2017a)은 소화율 분석으로 고아미 2호에서 개량된 품종인 고아미 4호가 다른 쌀 품종에 비해 빠르게 소화되는 전분의 함량이 낮고, 저항전분이 함량이 높은 결과를 얻었다고 하였다. 입자크기 외에 전분표면, 분자적 구조 등이 전분소화율에 영향을 미칠 수 있다고 하여 일품과 도담쌀 품종에 관한 가수분해율 차이에 따른 연구에더하여 쌀 품종의 전분특성 구명에 관한 추가연구가 필요하다고 생각된다.

Fig. 3. (a) Hydrolysis index (HI) and (b) estimated glycemic index (eGI) of roasted brown rice flour by ground particle size.

요 약

본 연구는 가공용 쌀의 식품산업 소재화를 위해 저항전분 함량을 증대시키는 열가공법 중의 하나인 볶음 처리를 이용하여 분쇄 입도별 제조된 중간 아밀로스 밥쌀용 품종인 일품과 저항전분을 함유한 고아밀로스 품종인 도담쌀 현미가루의 일반성분, 입자크기, 전분 함량 및 HI와 eGI를 비교하였다. 조지방, 조단백, 회분 함량은 품종간 차이는 있었으나 볶음 처리 후 입자크기에 따른 큰 차이를 보이지 않았고, 수분의 경우 볶음 처리 후 품종간 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 입자의 크기가 작아질수록 수분함량이 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 입자크기를 분석한 결과 전체 입도 분포 중 50%의 입자크기(중위수) 및 절대편차 적어서 입자의 균일성도 높았고, 입자체적 평균도 도담쌀의입자가 유의적으로 작았다. 도담쌀의 저항전분 함량은 13% 정도를 보였고, 입자 크기별로 차이가 없었다. HI와 eGI는 일품이 유의적으로 높은 결과를 보였고, 도담쌀은 평균입자크기가 50 & mu;m이하인 시료를 제외하고는 통계적으로 차이가 없었다. 따라서, 도담쌀은 쌀가루로 가공 시 분쇄가 균일하게 잘되며 저항전분을 함유하고 있으며, 혈당지수도 낮아 건강식품 소재로 가치가 있다고 판단되며, 이 결과는 도담쌀을 활용한 쌀 가공제품개발을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 기대된다.

감사의 글

본 연구는 농촌진흥청 국립식량과학원 농업과학기술사업(과제번호: PJ011253022019)의 지원에 의해 이루어진 것이며 이에 감사드립니다.