유색미 첨가 밥의 품질 및 이화학 특성에 미치는 취반방법의 영향
우관식․김현주․조동화․이석기․박혜영․심은영․이춘기․전용희․오세관 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 수확후이용과
Effect of Cooking Methods on Quality and Physicochemical Characteristics of Cooked-Rice Supplemented with Different Amounts of Colored Rice
Koan Sik Woo, Hyun-Joo Kim, Dong-Hwa Cho, Seuk Ki Lee, Hye Young Park, Eun-Yeong Sim, Choon Ki Lee, Yong Hee Jeon, and Sea Kwan Oh Crop Post-harvest Technology Division, Department of Central Area Crop Science,
National Institute of Crop Science, Rural Development Administration
ABSTRACT This study was conducted to compare the quality and physicochemical characteristics of cooked-rice containing various amounts of colored rice (0, 5, 10, 15, and 20%) and prepared using different cooking methods (general and high pressure). The cooked-rice containing colored rice was prepared using general and high pressure cookers with and without fermented alcohol. Amylogram characteristics decreased with increasing amounts of colored rice. In addition, the water binding capacity of Geonganghongmi (red rice) increased as the amount of colored rice increased; however, that of Josaengheugchal (black rice) decreased. Moreover, swelling power decreased with increased addition of colored rice, and water solubility index increased. Additionally, the palatability of samples containing colored rice were lower than those of white rice. The total polyphenol, flavonoid contents, and radical scavenging activity were increased with the addition of colored rice. Furthermore, the total polyphenol and flavonoid contents in rice cooked with 20% Josaengheugchal and 10% fermented alcohol were 461.83 μg gallic acid equivalents/g sample and 127.38 μg catechin equivalents/g sample, respectively. The predominant phenolic compounds in cooked-rice amended with colored rice were protocatechuic acid, p-coumaric acid and ferulic acid. Finally, the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl and 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activities of rice cooked with 20%
Josaengheugchal and 10% fermented alcohol were 34.00 and 49.59 mg Trolox equivalent/100 g sample, respectively.
Overall, the results of this study indicated that the antioxidative properties of colored rice and cooking method can be used as basic data to describe processed manufactured products.
Key words: colored rice, quality characteristics, physicochemical characteristics, phenolic compound, radical scavenging activity
Received 19 January 2018; Accepted 12 February 2018 Corresponding author: Koan Sik Woo, Crop Post-harvest Technol- ogy Division, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Suwon, Gyeonggi 16429, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-31-695-0616
서 론
최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 건강식품에 대한 선 호도가 증대되어 쌀도 현미 상태로 섭취하는 유색미 소비가 증가하고 있다(1). 현미는 벼의 왕겨만 제거한 것으로 대부 분의 영양소가 존재하는 배아와 겨층을 포함하고 있어 백미 보다 식이섬유, 아미노산, 피틴산, 비타민 B와 E 등의 성분 을 많이 함유하고 있다(2). 우리나라에서 유통되는 유색미는 흑미와 적미 등이 있으며(3), 품종에 따라 과피의 색이 적갈 색, 흑자색, 녹색 등의 유색미들이 다양한 천연색소를 함유 하고 있다(4). 일반적으로 적미는 탄닌이 포함된 것으로 알
려져 있으며(5), 탄닌계 색소뿐만 아니라 catechin 및 cat- echol tannin 등 다양한 기능성 성분을 함유하고 있다(6).
흑미는 안토시아닌이 풍부하고(5) 비교적 강한 항산화 활성 이 있는 것으로 보고되었으며(7), polyphenolics, flavonoids, anthocyanins, vitamins, γ-oryzanol 등의 기능성 성분들 을 함유하고 있어 체내에서 항산화 기능을 나타내는 것으로 보고되고 있다(8). 흑미의 안토시아닌은 cyanidin, peoni- din의 배당체가 주성분이고, 그중 cyanidin 3-O-glucoside (C3G)의 함량이 가장 높다고 보고하였다(9). 지금까지 유색 미를 활용하기 위해 항산화 활성(10), DNA 손상 회복(11) 및 항암 활성(12) 등과 같은 많은 연구가 보고되었고, 건강 을 위한 기능성 식품으로써 이용 가치가 매우 높은 식품으로 알려져 있다(5).
그러나 현미가 가지고 있는 뛰어난 효능에도 불구하고, 현미는 단단한 껍질과 피틴산 등으로 인하여 식감이 거칠고 소화가 잘되지 않는 단점을 가지고 있어, 이러한 현미의 식
미 향상 및 질감의 개선을 위한 노력이 계속되고 있다(13).
Lee 등(14)은 우리나라 쌀 품종 및 국민 기호에 적합한 대량 취반조건을 확립하는 것은 매우 중요하며, 쌀의 식미는 쌀의 성분조성과 쌀의 가공 특성이며, 특히 밥의 조직감에 가장 큰 영향을 끼치는 요소는 침지 조건, 가수량 등의 취반방법 이라고 하였다. 또한, 가수량을 달리하여 전기솥과 압력솥으 로 지은 밥으로 관능검사를 실시한 결과 압력솥으로 지은 밥의 호화도와 선호도가 높음을 보고하였으며(15), 취반기 구를 달리하여 지은 밥알의 모양이나 텍스처 특성에서도 유 의적인 차이를 보였고, 특히 견고성이 텍스처 특성과 관련성 이 높았다고 하였다(16). 또한, 쌀밥의 맛, 조직감, 색깔, 향 기, 전체적 기호 등의 관능적 특성을 향상시키기 위해 매실 을 알코올과 물 추출물을 첨가하여 취반하였는데, 알코올 추출물을 넣어 취반한 밥이 관능적 특성이 더 우수하다고 하였다(17).
이처럼 유색미의 항산화 성분에 대한 연구와 유색미의 식 감을 개선하기 위한 취반방법에 대한 여러 가지 연구가 이루 어져 왔으나 취반방법에 따른 유색미의 항산화 기능 등의 생리활성 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 밥의 식미와 기능성 함량을 높이고자 하여 다양한 종류의 기능성 물질을 함유한 유색미를 비율별로 첨가하고 취반방 법을 달리하여 유색미밥을 제조해 그 취반 특성과 항산화 활성을 분석하였다.
재료 및 방법
실험재료
본 연구에 사용된 백미는 농촌진흥청 국립식량과학원에 서 육성된 고품질 품종인 삼광(Oryza sativa cv. Sam- kwang)이고, 유색미는 건강홍미(Oryza sativa cv. Geon- ganghongmi)와 조생흑찰(Oryza sativa cv. Josaengheug- chal)을 사용하였으며, 2015년도에 경기도 수원 소재의 국 립식량과학원 중부작물부 시험포장에서 수확된 시료를 사 용하였다. 백미의 도정은 제현기(Model SY88-TH, Ssang- yong Ltd., Incheon, Korea)로 왕겨를 분리하고 시험용 정 미기(SY2001-NSART100, Ssangyong Ltd.)를 이용하여 현미의 과피층(waxy layer)을 선택적으로 제거(10%)하여 실험에 사용하였으며 유색미는 제현기로 왕겨층만 제거하 여 시료로 사용하였다.
원료의 아밀로그램 특성 분석
원료의 아밀로그램 특성은 Kim 등(18)의 방법을 토대로 신속점도측정계(Rapid Visco Analyzer, Model RVA-3D, Newport Scientific, Warriewood, Australia)를 이용하여 측정하였다. 즉 시료를 60 mesh 이상으로 분쇄한 후 3 g을 칭량하여 알루미늄 캔 용기에 투입하고 25 mL의 증류수에 분산시켜 50°C에서 1분간 유지시킨 다음 50°C에서 95°C까 지 3.48분 동안 상승시키고 95°C에서 2.05분간 유지시켰
다. 그 후 다시 3.48분 동안에 50°C로 냉각시키면서 점도 특성을 조사하였다. 총 실험 시간은 약 13분이며 실험 후 초기 호화 온도(pasting temperature), 최고점도(peak vis- cosity), 최저점도(trough viscosity), 최종점도(final vis- cosity), 강하점도(breakdown) 및 치반점도(setback)를 측 정하여 특성을 비교하였다.
원료의 수분결합력, 용해도 및 팽윤력 분석
비율별 혼합시료의 수분결합력은 분쇄 시료 1 g을 증류수 40 mL에 혼합하여 1시간 교반하고 10분 동안 3,000 rpm으 로 원심분리 하여 상등액을 제거한 다음 침전된 가루의 무게 를 측정하여 침전된 시료의 무게(g)에서 처음 시료 분말의 무게(g)를 빼고 처음 시료 분말 무게(g)에 대한 백분율로 계 산하였다(19). 용해도(solubility)와 팽윤력(swelling pow- er)은 분쇄 시료 1 g을 30 mL의 증류수에 분산시켜 90±1
°C의 항온수조에 30분간 가열하고 3,000 rpm으로 20분간 원심분리 한 후 상등액은 105°C에서 12시간 건조시켜 무게 를 측정하고 침전물은 그대로 무게를 측정하였다(19).
용해도(%) ＝ 상등액을 건조한 고형물의 무게(g) 처음 시료 무게(g) ×100
팽윤력(%) ＝ 원심분리 후 무게(g) 처음 시료 무게(g)×(100-용해도) ×100
유색미 혼합비율별 식미 특성 검정
유색미 혼합비율별 식미 특성은 취반식미계(Cooked rice taste analyzer, SATA1B, Satake Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다(20). 즉 시료 10 g을 미반용 접시에 넣은 후 랩으로 표면을 덮고 3초 동안 일정한 압력을 가하여 2분 동안 실내에 방치한 다음 측정하기 직전에 일정한 힘으 로 1초 동안 압력을 가하여 랩을 제거하고 3회 반복하여 외관(appearance), 경도(hardness), 찰기(stickiness) 및 밸런스(balance)를 측정하였다.
유색미 첨가 밥의 취반방법
유색미 첨가 밥의 제조는 쌀 100 g을 기준으로 백미에 현미의 비율을 0, 5, 10, 15 및 20%로 첨가하여 제조하였다.
쌀을 3회 수세한 다음 상온(25°C)에서 30분간 물에 침지한 후 체에 건져서 물기를 제거하여 이용하였으며, 가수량은 수세 전 시료 무게 기준으로 1.2배, 즉 120 mL를 첨가하여 취반하였다. 또한, 곡류에 열처리 시 알코올 첨가로 기능성 이 향상된다는 연구(21)를 기초로 유색미 첨가 밥의 기능성 증진을 위해 발효주정 첨가 효과를 확인하고자 하였다. 발효 주정을 첨가하여 취반할 경우는 예비 실험을 통하여 발효취 와 식감 등의 관능적 특성을 고려하여 적정 첨가비율을 설정 하였으며, 물 100 mL와 발효주정 20 mL를 넣어 취반하였 다. 취반기구는 현미취반 겸용 전기보온밥솥(CR-0671V, Cuckoo, Seoul, Korea)과 전기압력밥솥(EHS035FW, Cuc-
koo)을 사용하였고, 전기보온밥솥과 전기압력밥솥은 취반 후 15분간 뜸을 들이고 분석용 시료로 사용하였다.
유색미 첨가 밥 추출물 제조 및 항산화 성분 함량 분석 시료의 페놀성분 및 라디칼 소거 활성을 분석하기 위해 취반한 시료를 80% 에탄올에 넣고 homogenizer(HG-15A, Daihan Scientific Co., Ltd., Seoul, Korea)로 균질화시킨 후, 상온에서 24시간 동안 진탕 추출(WiseCube WIS-RL 010, Daihan Scientific Co., Ltd.)한 다음 여과하여 -20°C 냉동고에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였다. 추출물에 대한 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량은 Woo 등 (22)의 방법으로 분석하였다. 즉 폴리페놀 함량은 추출물 50 μL에 2% Na2CO3 용액 1 mL를 가한 후 3분간 방치하여 50% Folin-Ciocalteu reagent(Sigma-Aldrich Co., St.
Louis, MO, USA) 50 μL를 가하였다. 30분 후 반응액의 흡광도 값을 750 nm에서 측정하였고, 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성하였 다. 총 플라보노이드 함량은 추출물 250 μL에 증류수 1 mL 와 5% NaNO2 75 μL를 가한 다음, 5분 후 10% AlCl3･6H2O 150 μL를 가하여 6분 방치하고 1 N NaOH 500 μL를 첨가 하여 11분 후 반응액의 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였 다(22). 표준물질인 (+)-catechin(Sigma-Aldrich Co.)을 사용하여 검량선을 작성하였다.
유색미 첨가 밥의 유리 페놀산 조성 분석
시료의 유리 페놀산 조성 및 함량은 Kim 등(23)의 방법에 따라 추출물을 진공회전농축기(Eyela N-1200B, Eyela, Tokyo, Japan)로 완전히 농축 후 이를 10% 메탄올에 재용 해하고 diethyl ether : ethyl acetate(1:1) 혼합액을 이용하 여 분리 용출한 뒤 다시 농축하고 HPLC용 메탄올에 용해한 다음 0.45 μm syringe filter(Millipore, Billerica, MA, USA)로 여과하여 HPLC(UltiMate 3000 system, Thermo Fisher Scientific, Madison, WI, USA)로 분석하였다. 칼럼 은 Capcell-pak C18 column(4.6×250 mm, 5 µm, Shisei- do, Tokyo, Japan), 검출기는 UV detector를 사용하였다.
이동상은 A(0.02% trifluoroacetic acid/deionized water) 와 B(0.02% trifluoroacetic acid/methanol)를 0.4 mL/min 유속으로 흘려주었으며, 용매 용리조건(gradient elution) 은 0~30분(0~15% B), 30~45분(15~25% B), 45~60분 (25~50% B), 60~65분(50~100% B), 65~67.5분(100%
B), 67.5~70분(100~0% B), 70~75분(0% B)으로 설정하 였다. 칼럼 온도와 시료 주입량은 각각 40°C, 20 μL로 설정 하였다. 페놀산 종류에 따라 검출 UV 파장을 달리하였으며, hydroxybenzoic acid 계열은 280 nm, hydroxycinnamic acid 계열은 320 nm 파장에서 측정하였다.
유색미 첨가 밥 추출물의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활 성 측정
추출물에 대한 항산화 활성은 1,1-diphenyl-2-picryl- hydrazyl(DPPH; Sigma-Aldrich Co.) 및 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS; Sigma- Aldrich Co.) 라디칼 소거 활성을 측정하였다(22). DPPH 라디칼 소거 활성은 0.2 mM DPPH 용액(99.9% 에탄올에 용해) 0.8 mL에 시료 0.2 mL를 첨가한 후 520 nm에서 정확 히 30분 후에 흡광도 감소치를 측정하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 ABTS 7.4 mM과 potassium persulfate 2.6 mM을 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시 킨 후 이용액을 735 nm에서 흡광도 값이 1.4~1.5가 되도록 몰 흡광계수(ε=3.6×104 M-1cm-1)를 이용하여 에탄올로 희 석하였다. 희석된 ABTS 용액 1 mL에 추출액 50 μL를 가하 여 흡광도의 변화를 정확히 30분 후에 측정하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 시료 100 g당 mg TE(Trolox equivalent antioxidant capacity)로 표현하였다.
통계분석
각 항목의 측정값은 SPSS 통계 package program(Sta- tistical Package Social Science, Version 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 측정 군의 평균과 표준편 차를 산출하였으며 t-test 및 분산분석(ANOVA)과 다중범 위검정(Duncan’s multiple range test)으로 시료 간의 유의 성을 검정하였다.
결과 및 고찰
유색미 혼합비율별 아밀로그램 특성
유색미의 혼합비율에 따른 아밀로그램 특성을 분석한 결 과 Table 1과 같이 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다.
건강홍미 혼합비율이 0, 5, 10, 15, 20 및 100%로 증가함에 따라 최고점도는 195.0~147.0 RVU, 최저점도는 127.9~
94.4 RVU, 강하점도는 67.1~52.6 RVU, 최종점도는 252.0
~172.5 RVU, 치반점도는 57.0~25.5 RVU로 유의적으로 감소하였으며(P<0.05), 조생흑찰 또한 각각 195.0~30.6, 127.9~8.7, 67.1~21.9, 252.0~28.6 및 57.0~-2.0 RVU로 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 최종점도는 가열이 끝나 고 냉각 단계에서 일어나는 과정으로 아밀로스와 같은 전분 입자들이 다시 재결합하여 점도가 증가하는 것을 의미하며 (18), 유색미의 혼합비율이 증가할수록 감소하는 결과를 나 타내었다. 치반점도는 최종점도와 최고점도의 차이로서 전 분의 노화와 관련이 있으며, 값이 클수록 노화 진행 속도가 빠르다는 것을 나타낸다(24). 따라서 본 연구 결과 유색미의 혼합비율이 증가할수록 치반점도가 낮은 결과를 나타냈으 며, 이는 유색미의 혼합비율이 높아질수록 밥의 노화 진행 속도가 지연될 것으로 생각된다.
유색미 혼합비율별 수분결합력, 팽윤력 및 용해도 유색미의 혼합비율에 따른 수분결합력, 팽윤력 및 용해도
Table 1. The amylogram characteristics of colored rice with different ratio Mixing ratio of colored
rice (%) Peak viscosity
(RVU1)) Trough viscosity
(RVU) Breakdown
(RVU) Final viscosity
(RVU) Setback (RVU)
Geonganghongmi 0 5 10 15 20 100
195.0±1.4a2) 188.3±1.1b 181.8±1.0c 176.8±0.3d 167.3±0.7e 147.0±0.8f
127.9±2.5a 123.2±1.4b 119.7±0.2c 113.1±1.1d 108.8±0.9e 94.4±0.9f
67.1±3.9a 65.1±0.7ab 62.1±1.0b 63.7±1.4ab 58.5±1.1c 52.6±1.4d
252.0±2.3a 242.3±1.1b 234.7±0.6c 223.4±0.9d 210.0±0.5e 172.5±0.8f
57.0±3.6a 54.0±0.4ab 52.9±1.4b 46.7±1.1c 42.8±0.3d 25.5±1.2e
Josaengheugchal 0 5 10 15 20 100
195.0±1.4a 168.6±0.8b 144.3±1.3c 124.1±0.4d 86.8±0.3e 30.6±0.3f
127.9±2.5a 106.8±1.4b 82.2±0.9c 65.7±1.2d 37.2±0.5e 8.7±0.6f
67.1±3.9a 61.8±2.2bc 62.1±0.5b 58.4±1.2c 49.6±0.3d 21.9±0.8e
252.0±2.3a 219.2±1.5b 181.3±1.4c 148.0±1.5d 93.7±0.5e 28.6±0.9f
57.0±3.6a 50.7±2.2b 37.0±0.4c 23.8±1.6d 6.9±0.4e
−2.0±0.9f
1)Rapid visco units.
2)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different letters (a-f) within a column are sig- nificantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
Table 2. Water binding capacity, swelling power, and water solubility index of colored rice with different ratio
Mixing ratio of colored rice (%) Water binding capacity (%) Swelling power (%) Water solubility index (%)
Geonganghongmi
0 5 10 15 20 100
187.31±2.46a1) 151.28±2.13e 158.28±3.09d 160.03±1.16cd 163.68±1.19c 177.42±3.12b
162.37±4.04a 145.54±1.37c 153.39±5.81b 112.16±2.27d 88.90±5.99e 81.04±3.75f
5.35±0.16c 6.21±0.59bc 6.70±1.08bc 7.69±1.38b 10.50±0.63a 9.44±0.26a
Josaengheugchal
0 5 10 15 20 100
187.31±2.46a 166.97±1.67b 162.62±4.71bc 160.53±3.48cd 156.58±2.58d 141.61±1.35e
162.37±4.04a 142.05±9.74b 118.52±3.58c 109.67±3.38c 93.46±5.35d 28.73±3.24e
5.35±0.16e 6.30±0.31d 7.15±0.30cd 7.31±0.30c 8.40±0.47b 15.73±0.93a
1)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different letters (a-f) within a column are sig- nificantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
를 분석한 결과 Table 2와 같이 유의적인 차이를 나타내었 으며, 백미의 수분결합력, 팽윤력 및 용해도는 각각 187.31, 162.37 및 5.35%, 건강홍미는 각각 177.42, 81.04 및 9.44
%, 조생흑찰은 각각 141.61, 28.73 및 15.73%로 조사되었 다. 건강홍미의 수분결합력은 혼합비율이 5, 10, 15 및 20%
로 증가할수록 각각 151.28, 158.28, 160.03 및 163.68%
로 유의적으로 증가하였으며(P<0.05), 조생흑찰은 각각 166.97, 162.62, 160.53 및 156.58%로 유의적으로 감소하 는 경향을 보였다(P<0.05). 식품에서 수분이 결합하는 정도 를 나타내는 수분결합력은 수분이 전분입자의 무정형 부분 에 침투되거나 입자표면에 흡착하는 것을 말한다(19). 수분 결합력은 전분뿐만 아니라 비 전분 다당류 등 여러 성분에 의하며 세포벽에 의한 팽윤 억제 현상에도 영향을 준다(25).
또한, Choi 등(26)은 전분의 손상도가 클수록 수분결합력이 높아진다고 하였다. 건강홍미의 팽윤력은 혼합비율(5, 10, 15 및 20%)이 증가함에 따라 각각 145.54, 153.39, 112.16 및 88.90%, 조생흑찰은 각각 142.05, 118.52, 109.67 및
93.46%로 유의적으로 감소하였다(P<0.05). Leach 등(27) 은 전분입자 내의 결합력이 팽윤양상에 영향을 주어 결합 정도가 강한 전분은 팽윤이 억제되므로 팽윤력의 증가는 전 분입자의 결정성이 낮기 때문이라고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 유색미 첨가비율이 증가함에 따라 팽윤력이 낮아 지는 것은 백미에 비해 상대적으로 지질 함량이 높고, 당질 함량이 낮은 성분 조성의 차이에 의한 것으로 생각된다(28).
건강홍미 혼합비율별 용해도는 5, 10, 15 및 20%로 증가할 수록 각각 6.21, 6.70, 7.69 및 10.50%, 조생흑찰은 각각 6.30, 7.15, 7.31 및 8.40%로 약간 증가하는 경향을 보였다.
이는 유색미가 가열에 의해 팽윤 호화되어 과피에 있는 지 질, 섬유질들이 붕괴되면서 일부 아밀로오스나 용해성 탄수 화물이 용출되어 증가한 것으로 생각된다(29).
유색미 혼합비율별 식미 특성
유색미의 혼합비율에 따른 식미 특성을 분석한 결과 Table 3과 같이 백미의 외관, 경도, 찰기 및 밸런스는 각각
Table 3. Palatability characteristics with different ratio of colored rice using a rice taste analyzer
Mixing ratio of colored rice (%) Appearance Hardness Stickiness Balance
Geonganghongmi
0 5 10 15 20
4.75±0.07a1) 2.15±0.17b 1.42±0.17c 1.10±0.09d 0.20±0.00e
7.18±0.05c 9.18±0.17b 9.75±0.09a 9.80±0.00a 9.80±0.00a
4.36±0.07a 3.21±0.19c 3.13±0.32c 3.79±0.24b 4.26±0.13a
4.59±0.08a 2.26±0.21b 1.50±0.08c 1.36±0.14c 0.40±0.15d
Josaengheugchal
0 5 10 15 20
4.75±0.07a 0.88±0.21c 0.55±0.13d 0.78±0.14cd 1.50±0.10b
7.18±0.05b 9.80±0.00a 9.80±0.00a 9.80±0.00a 9.80±0.00a
4.36±0.07a 3.75±0.30c 4.07±0.09b 4.47±0.06a 4.37±0.06a
4.59±0.08a 1.22±0.28cd 1.00±0.12d 1.47±0.15c 2.48±0.11b
1)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different letters (a-f) within a column are sig- nificantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
b a
c d d
a c b
d d
a b
d c e
a c b
e d
0 50 100 150 200 250 300 350
0 5 10 15 20
Mixing ratio of red rice (Geongganghongmi, %)
Total polyphenol contents . (μg gallic acid equivalents/g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
A
a c b
d d
a
c b d d
a
b c
d e
a
b c
d e
0 100 200 300 400 500
0 5 10 15 20
Mixing ratio of black rice (Josaengheugchal, %)
Total polyphenol contents . (μg gallic acid equivalents/g sample). General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
B
Fig. 1. Total polyphenol contents of the ethanolic extracts with mixing ratio of cv. Geongganghongmi (A) and cv. Josaengheugchal (B). Total polyphenol contents of white rice, cv. Geongganghongmi, and cv. Josaengheugchal were 119.21, 1,731.56, and 3,048.63 μg GAE/g sample, respectively. Any means in the same cooking method followed by different letters are significantly (P<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
4.75, 7.18, 4.36 및 4.59로 조사되었다. 건강홍미를 5, 10, 15 및 20% 혼합한 밥의 외관, 경도, 찰기 및 밸런스는 각각 0.20~2.15, 9.18~9.80, 3.13~4.26 및 0.40~2.26으로 나 타났고, 조생흑찰은 각각 0.55~1.50, 9.80~9.80, 3.75~
4.47 및 1.00~2.48로 나타나 건강홍미와 조생흑찰의 혼합 비율(5, 10, 15 및 20%)에 따른 외관, 경도, 찰기 및 밸런스 는 백미에 비해 떨어지는 것으로 나타났다. 쌀 이외의 다른 현미나 잡곡을 밥에 섞으면 식감이 부드럽지 못하고, 맛, 색, 조직감과 같은 관능적 측면에서 만족도가 떨어지는 경향이 있기 때문에 도정률이 높은 작물에 대한 선호도가 더 높다고 하였다(30). 본 연구 결과 유색미의 딱딱한 식감으로 인해 외관 등의 점수가 낮은 경향을 보였다.
유색미 혼합비율 및 취반방법에 따른 항산화 성분 함량 유색미 혼합비율 및 취반방법에 따른 유색미밥의 총 폴리 페놀 함량은 유색미의 혼합비율이 증가함에 따라 유의적으 로 증가하였다(Fig. 1). 시료로 사용한 백미, 건강홍미 및 조생흑찰의 총 폴리페놀 함량은 각각 119.21, 1,731.56 및 3,048.63 μg gallic acid equivalents(GAE)/g sample이었 으며, 유색미의 혼합비율(0, 5, 10, 15 및 20%)이 증가함에
따라 유의적으로 함량이 증가하는 경향을 보였다(P<0.05).
건강홍미 혼합비율별 밥의 총 폴리페놀 함량은 Fig. 1A와 같이 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 176.58~
258.84, 169.91~266.90, 168.52~247.56 및 158.11~
234.33 μg GAE/g sample로 유의적으로 증가하였다(P<
0.05). 높은 함량을 보인 처리는 건강홍미를 20% 첨가, 물만 첨가하여 압력밥솥 및 일반밥솥으로 취반한 경우에서 각각 266.90 및 258.84 μg GAE/g sample로 높은 함량을 나타내 었다. 조생흑찰은 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10%
발효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각 각 176.58~318.14, 169.91~302.32, 168.52~461.83 및 158.11~415.30 μg GAE/g sample로 유의적으로 증가하였 다(P<0.05)(Fig. 1B). 가장 높은 함량을 보인 처리는 조생흑 찰을 20% 첨가, 10% 발효주정을 첨가하여 일반밥솥으로 취반한 경우가 461.83 μg GAE/g sample로 가장 높게 나타 났다.
유색미 혼합비율 및 취반방법에 따른 유색미밥의 총 플라 보노이드 함량 또한 유색미의 혼합비율이 증가함에 따라 유 의적으로 증가하였다(Fig. 2). 시료로 사용한 백미, 건강홍미
a
b c
d e
a
b c
d e
a b
d c d
a
b c
d e
0 10 20 30 40 50 60
0 5 10 15 20
Mixing ratio of red rice (Geongganghongmi, %)
Total flavonoid contents . (μg catechin equivalents/g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
A
a
b
d c e
a b
c c d
a
b c
d
e
a
b c
d
e 0
20 40 60 80 100 120 140
0 5 10 15 20
Mixing ratio of black rice (Josaengheugchal, %) Total flavonoid contents . (μg catechin equivalents/g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
B
Fig. 2. Total flavonoid contents of the ethanolic extracts with mixing ratio of cv. Geongganghongmi (A) and cv. Josaengheugchal (B). Total flavonoid contents of white rice, cv. Geongganghongmi, and cv. Josaengheugchal were 7.81, 909.36, and 1,068.59 μg CE/g sample, respectively. Any means in the same cooking method followed by different letters are significantly (P<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
와 조생흑찰의 총 플라보노이드 함량은 각각 7.81, 909.36 및 1,068.59 μg catechin equivalents(CE)/g sample이었 으며, 유색미의 혼합비율(0, 5, 10, 15 및 20%)이 증가함에 따라 유의적으로 함량이 증가하는 경향을 보였다(P<0.05).
건강홍미 혼합비율별 밥의 총 플라보노이드 함량은 Fig. 2A 와 같이 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 11.94~
42.72, 8.86~48.08, 17.98~41.73 및 11.18~46.83 μg CE/
g sample로 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 높은 함량을 보인 처리는 건강홍미를 20% 첨가, 물만 첨가하여 압력밥솥 으로 취반한 경우가 48.08 μg CE/g sample로 가장 높게 나 타났으며, 10% 발효주정을 첨가하여 압력밥솥으로 취반한 경우도 46.83 μg CE/g sample로 높은 함량을 나타내었다.
조생흑찰은 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주 정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 11.94~108.95, 8.86~102.59, 17.98~127.38 및 11.18~
116.93 μg CE/g sample로 유의적으로 증가하였다(P<0.05) (Fig. 2B). 가장 높은 함량을 보인 처리는 조생흑찰을 20%
첨가, 10% 발효주정을 첨가하여 일반밥솥으로 취반한 경우 가 127.38 μg CE/g sample로 가장 높게 나타났다. 페놀성 화합물은 식물계에 널리 분포하며, 다양한 구조와 분자량을 가진다. 이러한 페놀성 화합물들은 항산화, 항암 및 항균 등 의 생리활성을 가지며(31), 곡류에 함유된 polyphenolic 화 합물들은 우수한 항산화력을 가지는 것으로 보고되고 있다 (32). 본 연구 결과 유색미의 혼합비율이 높아지면서 뚜렷하 게 항산화 성분이 증가함을 확인할 수 있었으며, 같은 유색 미 비율이라도 취반방법에 따라 달라지며, 특히 홍미는 물, 흑미는 발효주정 첨가와 일반밥솥으로 취반 시 높은 폴리페 놀 및 플라보노이드 함량을 확인할 수 있었다. 따라서 유색 미를 첨가하여 밥을 짓는 경우 식감을 고려한 취반방법 선택 이 필요할 것으로 생각된다.
유색미 첨가 밥의 유리 페놀 화합물 조성
유색미 혼합비율 및 취반방법에 따른 유색미밥의 유리 페 놀 화합물 산 조성을 분석한 결과 건강홍미는 Table 4와 같이 원료곡은 4-hydroxybenzoic acid(0.93 μg/g sam- ple), vanillic acid(1.40 μg/g sample), rutin(3.63 μg/g sample), 2-hydroxy cinnamic acid(1.98 μg/g sample), naringenin(2.04 μg/g sample), p-coumaric acid(1.98 μg/
g sample) 및 ferulic acid(5.78 μg/g sample) 등이 검출되 었으며, 총 페놀산 함량은 17.75 μg/g sample로 조사되었 다. 건강홍미의 주요 페놀 화합물은 ferulic acid로 나타났으 며, 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정을 첨 가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 1.27~1.73, 1.16~1.68, 0~1.36 및 0.65~0.83 μg/g sample로 나타났 다. 4-Hydroxybenzoic acid와 vanillic acid는 15 및 20%
첨가, 압력밥솥으로 취반한 밥에서만 검출되었고 rutin과 2-hydroxy cinnamic acid는 취반 밥에서는 검출되지 않았 다. Protocatechuic acid의 경우 건강홍미에서는 검출되지 않았으나 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정 을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 1.12
~1.78, 1.75~2.76, 1.18~2.36 및 1.24~2.99 μg/g sample 로 나타났다. 총 페놀 화합물 함량은 각각 3.17~5.63, 3.21
~7.18, 1.18~5.58 및 3.61~10.26 μg/g sample로 혼합비 율이 증가할수록 증가하였다.
조생흑찰 혼합비율 및 취반방법에 따른 밥의 유리 페놀 화합물산 조성을 분석한 결과는 Table 5와 같이 원료곡은 4-hydroxybenzoic acid(1.44 μg/g sample), vanillic acid (11.94 μg/g sample), rutin(10.64 μg/g sample), proto- catechuic acid(7.53 μg/g sample), myricetin(5.09 μg/g sample), t-3-hydroxy cinnamic acid(2.97 μg/g sample), 2-hydroxy cinnamic acid(2.05 μg/g sample), naringin (6.04 μg/g sample), cinnamic acid(1.00 μg/g sample), naringenin(2.18 μg/g sample), caffeic acid(0.72 μg/g sample), p-coumaric acid(1.93 μg/g sample), ferulic acid
a
b c
d d
a
b c
d d
a b
c cd d
a
b c
d d
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0 5 10 15 20
Mixing ratio of red rice (Geongganghongmi, %) DPPH radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
A
e
d
c
b
a
e
d
c
b
a
e
d
c
b
a
e
d
c
b
a
0 5 10 15 20 25 30 35
0 5 10 15 20
Mixing ratio of black rice (Josaengheugchal, %)
DPPH radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
B
Fig. 3. DPPH radical scavenging activity of the ethanolic extracts with mixing ratio of cv. Geongganghongmi (A) and cv.
Josaengheugchal (B). DPPH radical scavenging activity of white rice, cv. Geongganghongmi, and cv. Josaengheugchal were 3.43, 224.53, and 242.31 mg TE/100 g sample, respectively. Any means in the same cooking method followed by different letters are significantly (P<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
(6.37 μg/g sample) 및 sinapinic acid(1.63 μg/g sample) 등이 검출되었으며, 총 페놀산 함량은 61.52 μg/g sample 로 조사되었다. 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발 효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 밥의 pro- tocatechuic acid 함량은 각각 1.94~5.92, 3.73~4.92, 2.16~4.06 및 2.96~4.97 μg/g sample로 나타났고, ferulic acid의 경우 각각 1.09~1.43, 1.42~1.75, 0.61~1.29 및 0.86~1.21 μg/g sample로 조사되었다. 4-Hydroxybenzoic acid, caffeic acid 및 sinapinic acid는 취반 밥에서는 검출 이 되지 않았고, 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10%
발효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 밥의 총 페놀 화합물 함량은 각각 5.76~19.31, 7.95~18.87, 4.35~
12.97 및 6.24~17.35 μg/g sample로 혼합비율이 증가할수 록 증가하였다. 전체적으로 페놀 화합물은 물만 첨가하여 취반한 밥에서 높은 함량을 나타내었다. 일반적으로 고온에 서 플라보노이드 화합물은 감소하는 것으로 보고하고 있으 나(33), Lou 등(34)은 미숙 calamondin 껍질의 열처리 시 열수 추출물에서 naringin, tangeretin, ferulic acid, p- coumaric acid 및 gallic acid 등의 페놀 화합물이 증가하는 것으로 보고하였다. 따라서 본 연구에서 취반방법에 따라 페놀 화합물의 조성과 함량의 차이는 취반 중 가열 온도 등 에 의한 차이로 생각되며, 이에 대한 기작 연구가 필요할 것으로 생각된다.
유색미 혼합비율 및 취반방법에 따른 라디칼 소거 활성 전자공여능은 지질과산화의 연쇄반응에 관여하는 산화성 활성 자유라디칼에 전자를 공여하여 산화를 억제시키는 척 도가 되며, 자유라디칼은 인체 내에서 각종 질병과 세포의 노화를 일으키므로 기능성 추출물 등에서 항산화제로 작용 할 수 있는 물질을 확인할 필요성이 있다(35). 유색미 혼합비 율과 취반방법에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 결 과 Fig. 3과 같이 시료로 사용한 백미, 건강홍미와 조생흑찰 의 DPPH 라디칼 소거 활성은 각각 3.43, 224.53 및 242.31
mg TE/100 g sample이었으며, 유색미의 혼합비율(0, 5, 10, 15 및 20%)이 증가함에 따라 유의적으로 활성이 증가하는 경향을 보였다. 건강홍미 혼합비율별 밥의 DPPH 라디칼 소 거 활성은 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정 을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 3.05~
10.81, 2.97~13.14, 5.19~12.43 및 3.97~13.38 mg TE/
100 g sample로 유의적으로 증가하였다(P<0.05)(Fig. 3A).
가장 높은 활성을 보인 처리는 건강홍미를 20% 첨가, 10%
발효주정을 첨가하여 압력밥솥으로 취반한 경우가 13.38 mg TE/100 g sample로 가장 높은 활성을 보였다. 조생흑 찰은 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 3.05~
34.14, 2.97~30.42, 5.19~34.00 및 3.97~30.42 mg TE/
100 g sample로 유의적으로 증가하였다(P<0.05)(Fig. 3B).
가장 높은 활성을 보인 처리는 조생흑찰을 20% 첨가, 물만 첨가하여 일반밥솥으로 취반한 경우가 34.14 mg TE/100 g sample로 가장 높게 나타났다.
유색미 혼합비율과 취반방법에 따른 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 Fig. 4와 같이 시료로 사용한 백미, 건강 홍미와 조생흑찰의 ABTS 라디칼 소거 활성은 각각 11.76, 216.05 및 244.24 mg TE/100 g sample이었으며, 유색미 의 혼합비율(0, 5, 10, 15 및 20%)이 증가함에 따라 유의적 으로 활성이 증가하는 경향을 보였다. 건강홍미 혼합비율별 취반 밥의 ABTS 라디칼 소거 활성은 Fig. 4A와 같이 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10% 발효주정을 첨가하여 일 반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 14.07~25.38, 14.66~
28.28, 15.60~27.90 및 14.90~29.29 mg TE/100 g sam- ple로 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 가장 높은 활성을 보인 처리는 건강홍미를 20% 첨가, 10% 발효주정을 첨가하 여 압력밥솥으로 취반한 경우가 29.29 mg TE/100 g sam- ple로 가장 높게 나타났으며, 물만 첨가하여 압력밥솥으로 취반한 경우도 28.28 mg TE/100 g sample로 높은 활성을 보였다. 조생흑찰은 물만 첨가하여 일반 및 압력밥솥과 10%
e d
c b a
e d
c b
a
e
d
c
b a
e
d
c b
a
0 5 10 15 20 25 30 35
0 5 10 15 20
Mixing ratio of red rice (Geongganghongmi, %)
ABTS radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
A
a b
c d
e
a b
c
d e
a b
c d
e
a b
c d
e
0 10 20 30 40 50 60
0 5 10 15 20
Mixing ratio of black rice (Josaengheugchal, %)
ABTS radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) . General rice cooker (water)
High pressure rice cooker (water) General rice cooker (10% alcohol) High pressure rice cooker (10% alcohol)
B
Fig. 4. ABTS radical scavenging activity of the ethanolic extracts with mixing ratio of cv. Geongganghongmi (A) and cv.
Josaengheugchal (B). ABTS radical scavenging activity of white rice, cv. Geongganghongmi, and cv. Josaengheugchal were 11.76, 216.05, and 244.24 mg TE/100 g sample, respectively. Any means in the same cooking method followed by different letters are significantly (P<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
발효주정을 첨가하여 일반 및 압력밥솥으로 취반한 경우 각 각 14.07~44.18, 14.66~42.42, 15.60~49.59 및 14.90~
45.60 mg TE/100 g sample로 유의적으로 증가하였다(P<
0.05)(Fig. 4B). 가장 높은 활성을 보인 처리는 조생흑찰을 20% 첨가, 10% 발효주정을 첨가하여 일반밥솥과 압력밥솥 으로 취반한 경우가 49.59 및 45.60 mg TE/100 g sample 로 높은 활성을 나타내었다. 항산화 활성은 활성 라디칼에 전자를 공여하고, 식품 중의 지방질 산화를 억제하고 체내에 서 활성 라디칼에 의한 노화 억제 역할을 하고 있으며, 라디 칼 소거작용은 인체의 질병과 노화를 방지하는 데 대단히 중요한 역할을 한다(36). 따라서 유색미밥은 유색미의 비율 이 높아지고, 발효주정을 첨가하여 취반하였을 때 높은 라디 칼 소거 활성을 나타내어 소량의 발효주정을 첨가하여 밥을 짓는 방법은 노화 억제 효능이 있어 산업적으로 이용이 가능 할 것으로 생각된다.
요 약
취반방법이 유색미밥의 항산화 활성에 미치는 영향을 살펴 보기 위해 유색미 비율별(0, 5, 10, 15 및 20%)로 첨가했을 때 취반방법별로 제조한 유색미밥의 기능성분 및 라디칼 소 거 활성을 살펴보았다. 아밀로그램 특성은 유색미 혼합비율 이 증가함에 따라 최고점도, 최저점도, 강하점도, 최종점도, 치반점도가 유의적으로 감소하였다. 건강홍미의 수분결합 력은 혼합비율이 증가함에 따라 증가하였고 조생흑찰은 감 소하였으며, 팽윤력은 감소, 용해도는 증가하는 경향을 보였 다. 유색미의 혼합비율별 식미 특성은 외관, 경도, 찰기 및 밸런스는 백미에 비해 떨어지는 것으로 나타났다. 유색미 혼합비율과 취반방법에 따른 유색미밥의 총 폴리페놀, 플라 보노이드 함량 및 라디칼 소거 활성은 유색미의 혼합비율이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 총 폴리페놀 및 플라 보노이드 함량은 조생흑찰 20% 첨가, 10% 발효주정을 첨가 하여 일반밥솥으로 취반한 경우 각각 461.83 μg GAE/g
sample 및 127.38 μg CE/g sample로 높게 나타났다. 유색 미밥의 주요 페놀 화합물은 protocatechuic acid, p-cou- maric acid 및 ferulic acid 등으로 나타났다. 건강홍미의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 20% 첨가, 10% 발효 주정을 첨가하여 압력밥솥으로 취반한 경우 각각 13.38 및 29.29 mg TE/100 g sample로 나타났고, 조생흑찰은 20%
첨가, 10% 발효주정을 첨가하여 일반밥솥으로 취반한 경우 각각 34.00 및 49.59 mg TE/100 g sample로 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과 유색미밥은 발효주정을 첨가하여 취반하였을 때 높은 라디칼 소거 활성을 나타내어 소량의 발효주정을 첨가하여 밥을 짓는 방법은 산업적으로 이용이 가능할 것으로 생각된다.
감사의 글
본 논문은 농촌진흥청 AGENDA 연구사업(ATIS 과제번호:
PJ01167602)의 지원에 의해 이루어진 것임.
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