KR102035666B1 - 밀 신계통 아리흑(kctc18591p) 또는 이를 포함하는 항산화용 식품 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항산화 기능이 강화된 자색의 신품종 밀 “ 아리흑 ” 및 이를 포함하는 항산화용 식품 조성물에 관한 것이다

Description

밀 신계통 아리흑(KCTC18591P) 또는 이를 포함하는 항산화용 식품 조성물 {A new variety of wheat ((KCTC18591P) and Food compsotion for anti-oxidative activity comprising thereof.}
본 발명은 안토시아닌이 함유되어 밀 가공품 제조시 천연색소로 활용 가능한 자색의 신품종 아리흑(KCTC18591P), 이를 포함하는 항산화용 식품조성물 및 이를 포함하는 제빵, 제면 또는 제과용 식품 조성물에 관한 것이다.
밀은 전 세계적으로 재배되는 작물이다. 벼과의 한해상필로 높이는 1m내외이며 소맥이라고도 한다. 세계 곡물 생산량에서 옥수수에 이어 2위를 차지하는 밀은, 그 난알을 빻아 밀가루를 만들어 빵, 과자, 국수 등을 만드는데 이용한다. 또한 밀 낟알은 맥주의 원료가 되기도 한다. 밀에는 반죽을 부드럽게 맏는 글루텐이라고 하는 단백질이 들어 있기 때문에 빵을 만들기에 적당하다. 또한, 단백질, 녹말, 비타민 E를 비롯해 니아신, 리보플라빈, 티아민과 같은 비타민 B복합체, 철분 및 인과 같은 필수 무기질 등 영양분이 풍부하다.
생리활성물질이란 생명체가 생명을 유지하는데 생체의 생리활동을 증진시키거나 혹은 억제시키는 물질로 생체조직내에 각종 세포 조직에 물질의 결핍이나 과도한 분비에 의한 비정상적인 병태를 보일 때 바로 잡아주는 물질이다. 특히 식물에서 유래한 생리활성물질을 ‘파이토케미칼’이라고 불리우고 있다. 파이토케미칼에는 크게 플라이보노이드, 카로테노이드, 파이토스테롤, 리그난 안토시아닌, 폴리페놀 등 다양한 파이토케미칼이 존재하며, 색이 진하면 진할수록 파이토케미칼의 함량이 높은 것으로 나타났다.
최근에 들어 기능성 식품에 대한 관심이 증가하면서, 상기 식품을 제조하는데 사용되는 색을 지니는 다양한 식재료들의 연구가 활발히 진행 중에 있다. 특히, 밀은 다양한 식품의 주재료가 되므로, 색을 지니는 유색밀에 대해 연구가 활발히 진행 중에 있다. 연구자들은 항산화 기능이 강화된 자색의 신품종 유색밀을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 항산화 기능이 강화된 밀 신계통 아리흑(KCTC18591P)를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 아리흑(KCTC18591P)를 포함하는 항산화용 식품조성물 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 아리흑(KCTC18591P)를 포함하며, 제빵, 제과 및 제면으로 이루어진 그룹으로 선택되는 어느 하나의 용도에 사용되는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하나의 양태는 하기와 같은 식물학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 밀 신계통 아리흑(KCTC18591P)을 제공한다.
파성: Ⅲ
간장: 85 내지 100cm
수장: 6.3 내지 8.3 cm
수립수: 30 내지 34
L중: 700 내지 800g
천립중: 30g 내지 50g
상기 아리흑(KCTC18591P)은 한국생명공학연구원(KCTC)에 2017년 08월 01일 Triticum aestivum subsp. aestivum으로 기탁된 것으로, 아리흑과 Triticum aestivum subsp. aestivum은 같은 품종이다.
본 발명의 아리흑(KCTC18591P)호는 자색을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기의 자색으로 인하여 안토시아닌의 총함량이 높으며, 특히 cyanidin-3-O-glucoside 및 peonidin-3-0-glucoside의 함량이 많기 때문에, 기존의 밀 폼종보다 형질적으로 우수한 신계통을 제공할 수 있고, 이에 따라 아리흑(KCTC18591P)은 생식용, 가공용 등으로 활용될 수 있다.
더욱 구체적으로 본 발명의 밀 신계통은 하기와 같은 식물학적 특성을 가질 수 있다.
총성은 중간형; 파성은 Ⅲ로 추파형; 엽색은 담녹색; 폭은 중도 벌어짐; 줄기 굵기는 중정도; 이삭의 색은 흑자주색; 이삭의 형태는 방추형; 종실 크기는 소립; 종실색은 흑자주색; 출수기는 전작에서 4월 24일; 출수기는 답리작에서 4월 20일; 성숙기는 전작에서 6월 3일; 출수기는 답리작에서 5월 30일; 간장은 85 내지 100cm; 수장은 6.3 내지 8.3 cm; m2 당 수수는 615개; 1 수립수는 13 내지 33립; L중은 700 내지 800g; 천립중은 30 내지 50g; 내한성 조사 고휴에서 100%; 저휴에서 0%; 수발아율은 25.8%; 흰가루병은 감수성; 도복저항성은 중도저항성; 지역 적응 시험 수량은 전작 4.68톤/ha; 지역 적응 시험 수량은 답리작 3.85톤/ha; 제분율은 67%; 단백질 함량은 10.4%;아밀로스 함량은 21.6%; 회분 함량은 0.43%; 밀가루 밝기는 90.49; 식빵부피는 950ml; 속질경도는 1.96N의 특성을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 아리흑(KCTC18591P)는 재래종 흑밀과 신미찰 품종을 인공 교배하여 육종된 것이며, 상기 아리흑(KCTC18591P)를 포함하는 항산화용 식품조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 항산화용 식품 조성물은 과도한 활성산소에 의하여 유발되거나, 상기 활성산소에 의해 매개되거나 또는 결과적으로 과도한 활성산소를 발생시키는 다양한 질환을 예방, 치료 또는 개선시키기 위하여 사용될 수 있다. 상기 활성산소와 관련된 질환은 특별히 이에 제한되지 않으나, 동맥경화증, 루게릭병, 파킨슨병, 알츠하이머, 근위축색경화증 및 헌팅톤병을 포함하는 퇴행성 신경질환, 심근경색, 협심증, 관상동맥질환, 허혈성 심장질환을 포함하는 심혈관 질환, 뇌졸중을 포함하는 허혈성 뇌질환, 당뇨병, 위염 및 위암을 포함하는 소화기계 질환, 노화, 암, 백혈병, 노화, 류마티스 관절염, 간염, 아토피성 피부염 등 다양한 질환을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 활성산소에 의해 발생되는 노화일 수 있다.
본 발명의 용어 "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능 식품 및 건강식품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함하며, 상기 아리흑(KCTC18591P)가 포함될 수 있는 한, 이에 제한되지 않는다.
상기 식품조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트 (folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 포함할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용될 수 있다.
상기 아리흑(KCTC18591P)는 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 식품 조성물은 식품 또는 음료에 대하여 50 중량부 이하, 구체적으로 20 중량부 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 장기간 섭취할 경우에는 상기 범위 이하의 함량을 포함할 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물의 일 예로 건강음료 조성물로 사용될 수 있으며, 이 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 ～ 0.04 g, 구체적으로 약 0.02 ～ 0.03 g이 될 수 있다.
상기 외에 건강음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명은 또한 상기 아리흑(KCTC18591P)를 포함하며, 제빵, 제과 및 제면으로 이루어진 그룹으로 선택되는 어느 하나의 용도에 사용되는 식품 조성물을 제공한다. 본 발은 다른 일반 품종의 밀보다 밀가루를 이용한 가공에 큰 역할을 하는 글루텐의 함량과 정의 상관관계인 단백질 함량 및 침전가 측정이 높아 글루텐의 물성을 중히 여기는 제빵, 제과, 제면, 튀김및 어묵에 있어서 활용도가 무척이나 크다.
본 발명의 신품종 밀은 자색을 띄고, 자색이 가지고 있는 파이토케미칼 중에 하나인 안토시아닌의 함량이 많고, 특히 cyanidin-3-O-glucoside 및 peonidin-3-O-glucoside의 함량이 일반적인 밀보다 많아, 항산화효과를 가진다. 나아가, 밀가루를 이용한 가공에 큰 역할을 하는 글루텐의 함량과 정의 상관관계인 단백질 함량 및 침전가 측정이 높아 밀가루 가공에 효과적이다. 또한 농업적 특성면에서는 추위에 견디는 내재해성이 강하고 수발아가 강하다.
도 1은 신품종 밀의 색소 착색 모습 및 색소 추출 모습이다.
도 2은 신품종 밀 및 일반밀의 안토시아닌 색소의 HPLC의 결과이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. “아리흑(KCTC18591P)” 육성 및 선발
본 발명의 상기 아리흑은 재래종 흑밀과 신미찰 품종을 인공 교배하여 SW05006 조합을 육성하였다. 구체적으로, 교잡종(F1)의 식물체 이삭에서 발생된 분리세대(F2) 종자를 일반적인 집단육종법에 의해 잡종 3세대(F3)까지 전개한 후 종실의 착색 여부를 검정하여 종자선발 후 제4세대로 계통 육성하였다. 제4세대에서 제8세대까지 종실의 착색 여부를 검정하였다.
실시예 2. 신품종 “아리흑”의 형태적 특성 분석
2-1. 신품종 “아리흑”의 농업적 특성
신품종 “아리흑”의 농업적 특성은 하기와 같다.
(1) 총성은 중간형이며 파성은 Ⅲ로 추파형이다.
(2) 엽색은 담녹색이며 폭은 중도 벌어진다.
(3) 줄기 굵기는 중정도이고, 이삭의 색은 흑자주색이며 형태는 방추형이다.
(4) 종실 크기는 소립이고, 종실색은 흑자주색이다.
(5) 출수기는 전작에서 4월 24일이고, 답리작에서 4월 20일이다.
(6) 성숙기는 전작에서 6월 3일이고, 답리작에서 5월 30일이다.
(7) 간장은 92cm이고 수장은 7.3cm이다.
(8) m2 당 수수와 1 수립수는 각각 615개와 23립이다.
(9) L중과 천립중은 각가 783g과 42.g이다.
(10) 내한성 조사 고휴에서 100%이고, 저휴에서 0%이며, 수발아율은 25.8%이다.
(11) 흰가루병은 감수성이고, 도복저항성은 중도저항성이다.
(12) 지역 적응 시험 슈량은 전작 4.68톤/ha, 답리작 3.85톤/ha을 나타낸다.
(13) 제분율은 67%이고, 단백질 함량은 10.4%이며, 아밀로스 함량은 21.6%이다.
(14) 회분 함량은 0.43%이고, 밀가루 밝기는 90.49로 밝은 편이다.
(15) 식빵부피는 950ml이고, 속질경도는 1.96N으로 크고 부드럽다.
한편 실시예 1과 비교예 1(금강)과의 구별되는 차이는 하기와 같다.
(1) 성숙기가 답리작에서 비교예 1보다 5일 늦다.
(2) 간장은 실시예1이 비교예1보다 크다.
(3) m2 당 수수는 실시예 1이 615개로 비교예 1보다 적다.
(4) L중과 천립중은 각각 783g과 42.2g으로 비교예1보다 L중과 천립중은 가볍다.
(5）내한성과 고휴에서 비교예 1보다 약하고, 수발율은 25.8%로 비교예 1보다 강하다.
(6) 수량은 답리작에서 3.85톤/ha으로 비교예 1보다 증수되었다.
(7) 단백질 함량은 10.2%, 아밀로스 함량은 21.6%로 비교예 1보다 낮다.
실시예 3. 신품종 “아리흑”의 이화학 특성 분석
3-1. 총 안토시아닌 함량의 측정
본 발명의 신품종밀과 일반밀의 안토시아닌 함량을 차이를 알아보기 위해 하기와 같이 실험하였다. 구체적으로, 발아 후 5일 된 식물을 수크로즈 2% 및 수크로즈 6% 농도의 MS 고체 배지에 키우고, 각 50 mg씩 시료를 채취하여 동결시켰다. 이를 곱게 분쇄한 후, 1% HCl를 포함한 메탄올 250 μl에 분쇄된 샘플을 각각 처리하고, 4도의 암조건 상에 12시간 이상 반응시켰다. 그 후, 250 μl의 D.W와 250 μl의 클로로포름을 반응시킨 시료에 첨가한 후 10,000 rpm 으로 5분간 원심분리를 수행하였다. 원심분리된 시료의 상등액을 96 웰 플레이트에 옮긴 후, 535-650 nm의 빛 파장에 대한 흡광도를 측정하였다(Multi-Detection Microplate Reader, HIDEX). 그 결과를 실시예 1의 총 안토시아닌 함량은 12.7mg/100g인 반면에 비교예 1은 0.0mg/100g이었다.
실시예 1 및 비교예 1의 총안토시아닌 함량
품종 및 계통명 성분 분석 결과(mg/100g)
아리흑(실시예 1) 12.7
금강밀 (비교예 1) 불검출
3-2. 안토시아닌 색소 계열별 함량의 측정
그 결과 실시예 1의 cyanidin-3-O-glucoside의 함량은 0.13 ug/g인 반면에 비교예 1의 함량은 0.0 ug/g이다. 또한 실시예 1의 peonidin-3-O-glucoside의 함량은 0.54ug/g인 반면에 비교예 1의 함량은 0.0 ug/g이다. 이와 같이, 본원 발명의 실시예 1이 총안토시아닌 뿐만 아니라 cyanidin-3-O-glucoside 및 peonidin-3-O-glucoside의 함량에 있어서, 비교예 1과 비교하여 매우 높다는 것을 알 수 있다.
실시예 1 및 비교예 1의 안토시아닌 색소 계열별 함량
품종 및
계통명		 성분 분석 결과(mg/kg)
C3G
(cyanidin-3-O-glucoside)		 Pn3G
(peonidin-3-O-glucoside)
아리흑
(실시예 1)		 1.53 0.38
금강밀
(비교예 1)		 불검출 불검출
3-3. Non-extractable phenolic compounds (난용성 폴리페롤 화합물) 함량의 측정
식품원료에서 페놀산 추출 분석시 물을 포함하는 유기용매로 추출하여 분석하고, 추출하고 남은 잔사에도 유용한 물질이 존재한다. 잔사 속에는 결합형 형태의 페놀산들이 존재하며, 이는 섭취시 체내에서 장내의 효소 및 미생물에 의하여 가수분해 되어져 인체에 유용한 역할을 할 수 있으므로 추출시 결합형 형태의 페놀산들도 고려되어져야 한다. 이러한 점은 밀의 종피색에 다량 존재한다. 따라서 밀기울 추출시 페놀산들이 많이 존재함에도 기존의 추출방법(에탄올, 메탄올)으로 추출시 그 함량이 낮게 나타나 가수분해를 통하여 결합형의 페놀산들을 분석한다. Free phenolic acid(유리 페놀산)를 추출한 잔사에 2M NaOH 20mL를 넣은 후 200rpm 1시간 동안 가수분해 한 후 2M HCl 20mL를 넣어 중화한 후 시료로 사용함. 또한 중화한 시료를 농축하여 80%에탄올로 복원한 후 시료로 사용한다. 시료 0.5mL에 1N Folin-ciocateu reagent (폴린-시오칼토 시약) 0.5mL과 2% Na2CO3 2.5mL를 혼합한 후 1시간 동안 방치한 후 750nm 흡광도 측정한다. 결합형 페놀산의 함량이 유리형에 비해 2,400ug GAE/g 높아서 이의 섭취시 체내에서 가수분해되어 흡수하는 양은 유리형보다 결합형 페놀산이 인체에 유용한 역할을 할 것으로 보여진다. 본 발명의 실시예 1의 페놀은 하기 표 3과 같이, 유리형보다 결합형의 함량이 더크므로 인체에 더욱 유요한 역할을 할것으로 예상된다.
실시예 1의 밀기울 유리형 및 결합형 페놀산 함량
계통 Total phenolic content
(ug GAE/g)
Free Bound
아리흑
(실시예 1)		 515.45 ±16.71 2947.88 ±47.46
실시예 4. 신품종 “ 아리흑 ”의 품질 요인 관련 성분 분석
4-1. 품질 요인 관련 성분 측정
실시예 1의 백밀가루보다 통밀가루의 단백질 함량이 8.0%로 다량 높아지는 반면에 비교예 2의 함량은 소폭 높아지는 2.6% 정도이다. 또한 실시예 1의 통밀가루 침전가 측정의 값은 30.5㎖인 반면에 비교예 2의 통밀가루는 22.0㎖이다. 회분 함량은 실시예 1이 비교예 2에 비해서 높게 나타났고, 아밀로스 함량에서는 실시예 1의 백밀가루와 통밀가루 모두 비교예 2에 비해서 적게 나타났다. 이와 같이, 밀가루를 이용한 가공에 큰 역할을 하는 글루텐의 함량과 정의 상관관계인 단백질 함량이 비교예 2보다 실시예 1에서 매우 높고, 글루텐의 질적 특성과 정의 상관관계가 있는 침전가 측정에서 비교예 2보다 실시예 1이 8.5㎖ 높은 것을 알 수 있다. 그러므로, 본원 발명의 실시예 1이 단백질 함량 뿐만 아니라 글루텐의 질적 특성에 있어서, 비교예 2과 비교하여 밀가루 가공 적성에 매우 유리하다는 것을 알 수 있다.
실시예 1 및 비교예 2의 백밀가루 , 통밀가루 품질 성분 함량
품 종 및
계 통 명		 백밀/
통밀가루		 단백질
(%)		 회분
(%)		 침전가
(㎖)		 아밀로스
(%)
아리흑
(실시예 1)		 백밀가루 10.4 0.43 35.5 21.64
통밀가루 18.4 1.67 30.5 11.15
일반밀
(비교예 2)		 백밀가루 10.1 0.40 41.0 24.52
통밀가루 12.7 1.56 22.0 15.26
한국생명공학연구원 KCTC18591P 20170801

Claims (4)

  1. 재래종 흑밀과 신미찰 품종을 인공교배하여 육종된 신품종 밀로서, 하기와 같은 식물학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 밀 신계통 아리흑(KCTC18591P):
    파성: Ⅲ
    간장: 85 내지 100cm
    수장: 6.3 내지 8.3 cm
    수립수: 13 내지 33
    수수 : 615
    L중: 700 내지 800g
    천립중: 30g 내지 50g
    흰가루병에 감수성이고, 도복저하성은 중도저하성
    줄기의 굵기는 중정도이고, 이삭의 색은 흑자주색이며 형태는 방추형,
    종실의 크기는 소립이고, 종실색은 흑자주색.
  2. 삭제
  3. 제 1항의 상기 아리흑(K262192)를 포함하는 항산화용 식품조성물.
  4. 제 1항의 상기 아리흑(K262192)를 포함하며, 제빵, 제과 및 제면으로 이루어진 그룹으로 선택되는 어느 하나의 용도에 사용되는 식품 조성물.
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