KR20180048265A - 쌀의 식미평가방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결정계수가 높은 식미 수식을 개발하여 쌀에 대한 식미를 정확히 평가하는 쌀의 식미평가방법에 관한 것으로, (a) 현미의 발아율 정보를 획득하여 현미의 식미예측치를 계산하는 단계; (b) 백미의 품질인자 정보를 획득하여 백미의 식미예측치를 계산하는 단계; 및 (c) 상기 현미의 식미예측치와 백미의 식미예측치에 가중치를 적용하여 종합적으로 쌀의 식미를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

쌀의 식미평가방법{Method for Evaluating An Eating Quality of Rice}
본 발명은 쌀의 식미(食味) 평가방법에 관한 발명으로, 특히 결정계수가 높은 식미 수식을 개발하여 쌀에 대한 식미를 정확히 평가하는 쌀의 식미평가방법에 관한 것이다.
쌀은 수확 전 품종, 재배조건뿐만 아니라 반입, 건조, 저장 및 도정 등 수확 후의 공정에서 다양한 조건에 따라 품질 및 식미가 크게 달라진다.
쌀은 수분, 단백질, 지질, 탄수화물, 조섬유 및 조회분 등이 주요 구성성분으로서, 품종이나 재배환경뿐만 아니라 건조, 저장 및 도정방법에 따라서도 구성성분의 비율이 달라진다. 쌀의 주요 성분중 전체중량의 약 75%를 차지하는 탄수화물은 아밀로스와 아밀로펙틴으로 구성된 전분이며, 아밀로스와 아밀로펙틴의 구성비에 따라 아밀로스가 거의 없는 찹쌀에서부터 아밀로스 함량이 낮은 단립종(15∼23%)과 아밀로스 함량이 높은 장립종(30∼40%) 등으로 구분된다. 아밀로스 함량은 밥의 점성과 밀접한 관계가 있어서 함량이 높을수록 점성이 낮고 경도가 높아 식미가 낮아지는 것으로 알려져 있다. 단백질은 전분 다음으로 많은 쌀의 구성성분으로서 현미에서 약 7.4%, 백미에서 약 6.8% 포함되어 있으며, 동일한 품종에서도 시비조건이 다를수록 단백질 함량은 달라지며, 단백질이 많을수록 밥이 단단하고 부착성이 낮아 식미가 낮아지는 것으로 알려져 있다. 백미에는 oleic acid와 linolenic acid가 주지방산인 중성지질로 구성된 약 1%정도의 지질이 있다. 백미의 저장중에 지방이 공기중 산소와 결합하여 쉽게 가수분해나 자동산화를 일으켜 hexanal이나 pentanal 등 알데하이드나 케톤 물질이 증가하면서 고미취를 생성하게 되고, 밥의 찰기와 식미에도 나쁜 영향을 미치게 된다. 가수분해는 지방질의 에스테르 결합에 작용하여 유리지방산을 생성하게 하는데 여기에는 lipase, lipoxidase 등의 여러 가지 효소들이 관여하고 있는 것으로 알려져 있으며, 특히 온도와 함수율이 높을 경우 대단히 빨리 진행된다. 일반적으로 지방산화의 지표인 지방산가는 곡물의 안전저장의 여부를 판단하는 중요한 기준 가운데 하나로 사용되는데, 벼 또는 현미의 저장시 지방산가에 의한 안전저장한계는 20 mL KOH/100 g-dry matter으로 알려져 있다. 이외에도 함수율, Mg/K 비와 도정도, 외형특성이 등 매우 다양한 인자들이 식미에 영향을 미치고 있다.
쌀의 다양한 식미인자에 영향을 미치는 요인은 품종, 기상과 토양에 따른 산지, 생산년도, 질소시비와 같은 재배방법, 수확시기 등 원료인 벼와 현미의 식미를 결정할 수 있는 수확전(pre-harvest) 처리방법과 건조온도, 건조시기 등의 건조방법, 저장온도, 저장기간 등의 저장방법 및 도정도, 배아부착율 등의 도정방법 등 최종제품인 백미의 식미를 결정할 수 있는 수확후(post-harvest) 처리방법으로 구분할 수 있다. 수확전 처리방법으로 의해 결정된 성분, 즉 아밀로스, 단백질 및 지질은 도정도나 건조저장방법에 따라 성분비율이 달라지는데, 도정한 쌀은 현미에 비해 단백질이 낮으며, 저장기간이 길어질수록 지방산가가 증가하게 된다. 또한 건조 및 저장방법에 따라서도 지질이 변화되고 가수분해로 인해 지방의 산화 즉 지방산가도 크게 증가하는데, 상온저장의 경우 6∼8주 사이에 안전저장한계는 20 mL에 도달하고, 저온저장의 경우 약 14주후에 15 mL에 근접하게 된다.
쌀의 식미를 평가하는 방법은 크게 사람이 밥을 시식하여 맛, 향, 외관, 조직감 등을 평가하는 감각에 의한 관능적 평가와 식미영향인자들을 이화학적 또는 기계적 방법으로 측정하여 특정한 식미식에 의해 평가하는 방법으로 구분할 수 있다. 관능적 식미평가는 쌀의 식미를 종합적으로 평가할 수 있는 직접적인 방법이나, 평가를 위해서는 많은 인력, 시간 및 시료가 필요하고 개인적인 기호성에 의해 상이한 결과가 도출될 수 있다. 근래에 쌀에 영향을 미치는 식미인자가 구명되고 있고, 이러한 인자들을 측정할 수 있는 다양한 이화학적/기계적 방법이 개발되면서 이를 이용한 식미평가방법이 도입되고 있다. 이러한 이화학적/기계적 방법으로 식미를 평가하기 위해서는 식미를 표현할 수 있는 식미인자를 변수로 한 식미수식의 정밀도가 매우 중요한 지표라 할 수 있다. 현재까지 발표되고 있는 식미 수식중 가장 높은 결정계수를 가진 식은 Horino 등에 의해 발표된 논문(쌀의 질소와 미네랄함량이 취반 후 식미에 미치는 관계, 1992)에 기재된 식미 수식으로서, R²=0.755수준이다. 그러나, 이 식미수식은 미네랄을 변수로 개발한 식으로서 미네랄을 측정하기 위해서는 많은 시간이 필요한 이화학적방법이 필요하므로, RPC나 유통업체와 같은 생산현장에서 적용하기는 어려운 현실이다. 한편, 국내의 경우에는 본원 출원인에 의해 시중 유통 쌀 292점을 대상으로 품질과 관능적 식미 평가를 실시한 결과, 쌀 품질중 b값(도정도와 관계) 및 밥 경도가 식미에 가장 큰 영향을 미쳤고, 쌀과 밥의 품질인자 간 식미 수식에서 결정계수(R²)는 0.2668 수준이었다. 또한, 발표되고 있는 대부분의 식미 수식은 현장에서 용이하게 측정이 어려운 식미인자를 포함하고 있고, 측정기준도 통일되어 있지 않다. 실제 판매되고 있는 식미 기반 품질측정시스템에 대한 Kawamura의 검토결과(1996)에 의하면 식미계 측정값과 관능검사결과의 상관계수(r)가 0.31∼0.45로 크게 낮아 현재까지 발표되고 있는 식미수식은 쌀의 식미를 평가하기에는 정밀도가 매우 낮은 현실이다.
전술한 바와 같이 식미는 품종, 산지 및 재배방법 등과 같은 수확전 처리방법뿐만 아니라 건조, 저장 및 가공 등 수확후 처리방법 등에 따라 결정되므로, 수확전 및 후 공정 즉 현미와 백미를 고려한 식미수식 및 평가방법이 필요하다. 또한, 이와 같은 각 공정에서의 품질인자를 반영하여 결정계수가 대단히 높은 식미 수식이 개발되어도 RPC(Rice Processing Complex) 등 현장에서 신속하고 용이하게 사용할 수 없다면 활용에 한계가 있을 수밖에 없다.
일본 공개특허공보 특개2007-232520호 일본 공개특허공보 특개2009-139110호
이에 본 발명의 목적은 상술한 한계점을 극복하기 위해 창안된 발명으로써, 결정계수가 높은 식미 수식을 개발하여 쌀에 대한 식미를 정확히 평가할 수 있는 쌀의 식미평가방법을 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 쌀에 대한 식미를 정확히 평가하기 위해 필요한 식미 수식을 개발하되, 측정정도가 높음은 물론 현미와 백미의 품질인자가 반영된 식미 수식을 개발하여 각각에 가중치를 적용하여 쌀에 대한 식미를 정확히 평가할 수 있는 쌀의 식미평가방법을 제공함에 있으며,
또한 본 발명의 또 다른 목적은 현장에서 신속하고 유용하게 사용할 수 있는 품질측정방법이 동반되는 품질인자(예를 들면, 발아율 및 백미 품질인자)를 중심으로 한 식미 수식을 개발하여 쌀의 식미를 정확히 평가할 수 있는 쌀의 식미평가방법을 제공함에 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 쌀의 식미(食味)를 평가하기 위한 식미평가방법은
(a) 현미의 발아율 정보를 획득하여 현미의 식미예측치를 계산하는 단계;
(b) 백미의 품질인자 정보를 획득하여 백미의 식미예측치를 계산하는 단계; 및
(c) 상기 현미의 식미예측치와 백미의 식미예측치에 가중치를 적용하여 종합적으로 쌀의 식미를 평가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 현미 식미예측치는 하기 수학식으로 계산된다.
y1=3.0908+0.0345x1
x1: 발아율
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)는 쌀의 지방산가 정보를 획득하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있으며 쌀의 지방산가 정보를 획득하는 경우, 현미의 식미예측치는 하기 수학식으로 계산된다.
y4=3.13392+0.04496x1-0.04200x2+0.00015916x1 2+0.00039045x2 2-0.00051972x1x2 (R²=0.7104)
x1: 발아율, x2: 지방산가
발아율은 벼나 현미에서 측정가능한 품질인자로서 현미를 도정하여 백미로 가공한 경우, 발아율 측정이 불가능하므로 발아율을 고려한 상기 식미예측식으로는 백미의 식미를 평가할 수 없다. 이에, 백미의 식미는 별도의 식미예측식을 필요로 하는데 본 발명에서 백미 식미예측치는 하기 수학식으로 계산된다.
y2=2.04632+0.14784백미 수분+0.0202백미 백도+0.04166백미 단백질-0.04019백미 아밀로오스+0.01991백미 완전립+0.0001118백미 싸라기+0.01987백미 분상질립-0.46667백미 피해립+0.17319백미 열손립 (R²=0.3313)
y2에서 수분, 단백질, 아밀로오스는 쌀 시료 내 수분 함량, 단백질 함량, 아밀로오스 함량을 의미하고, 완전립, 싸라기, 분상질립, 피해립, 열손립은 쌀 시료 내 완전립 비율, 싸라기 비율, 분상질립 비율, 피해립 비율, 열손립 비율을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어, 완전립(Whole kernel rice)은 맑고 투명하며 쇄립(Broken rice)이 없는 정상적으로 발육된 낟알을 의미하고, 싸라기는 쌀 부스러기, 분상질립(Chalky kernel)은 쌀 표면이 불투명하고 가루모양의 외관을 가진 낟알을 의미하며, 피해립(Damaged kernel)은 변색되거나 뚜렷이 손상된 낟알을 의미하고, 열손립(Heat-damaged kernel)은 화력, 자연건조로 쌀의 정상적인 색깔이 변화한 낟알을 의미한다.
백미에 대한 식미예측치는 백미의 품질인자인 수분 함유량, 백도, 단백질 함량, 아밀로오스 함량, 완전립, 싸라기, 분상질립, 피해립, 열손립에 대한 정보를 획득하고 이를 상기 수학식 y2에 대입하여 도출한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)에서 발아율 정보를 고려하여 도출한 현미 식미예측치, 단계 (b)에서 백미의 품질인자 정보를 고려하여 도출한 백미 식미예측치에 각각 가중치를 적용하여 종합적으로 식미를 평가하는데 이는 하기 수학식을 통해 계산한다.
y=현미 식미예측치 × α1 + 백미 식미예측치 × α2 (α1 : 가중치 0.62, α2 : 가중치 0.33)
본 발명에 따르면, 쌀의 식미예측치는 현미의 발아율, 지방산가 및 백미에서의 품질인자 가운데 선택되는 정보에 따라 상술한 수학식(y1, y2 또는 y4) 중 하나를 이용하여 도출할 수 있으며, 보다 정확한 식미 예측을 위해 현미 식미예측치 및 백미 식미예측치에 각각 가중치를 적용한 수학식 y를 이용하여 쌀의 식미예측치를 도출할 수 있다.
본 발명의 식미평가방법은 컴퓨팅 시스템에서 실행 혹은 관리자에 의해 수행 가능하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 현미의 발아율 정보, 지방산가 정보 및 백미의 품질인자 정보로 구성된 군으로부터 선택되는 정보를 관리자를 통해 컴퓨팅 시스템의 유저 인터페이스부에 입력하고, 상기 컴퓨팅 시스템에서 식미예측치를 계산하도록 하여 쌀의 식미를 평가할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 현미의 발아율 정보, 지방산가 정보 및 백미의 품질인자 정보로 구성된 군으로부터 선택되는 정보를 측정 가능한 컴퓨팅 시스템에 쌀 시료를 적용하고, 상기 컴퓨팅 시스템에서 식미예측치를 계산하도록 하여 쌀의 식미를 평가할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 쌀의 품질인자 중 결정계수가 높은 발아율 정보가 포함된 식미 수식을 개발하여 이용함으로써, 쌀에 대한 식미를 정확히 평가할 수 있는 효과가 있으며,
더 나아가 발아율을 중심으로 한 식미 수식을 이용함으로써, 기타 품질인자에 비해 현장에서 신속하고 유용하게 사용할 수 있는 식미평가방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 수확 후 처리조건에 따른 품질인자와 관능적 식미와의 상관관계 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 품질인자로 발아율만을 고려할 때의 식미 예측치와 실측치의 비교 특성 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 품질인자로 발아율과 지방산가를 고려할 때의 식미 예측치와 실측치의 비교 특성 예시도이다.
도 4는 수확 후 처리조건 별 실험을 통해 원료 즉, 현미에서 유용한 품질인자를 이용한 현미 식미 예측식 예시도이다.
도 5는 533점의 백미 시료에 대한 관능적 식미평가 실험을 통해 백미에서의 품질인자를 고려할 때의 식미 예측치와 실측치의 비교 특성 예시도이다.
도 6은 533점의 백미 시료에 대한 관능적 식미평가 실험을 통해 백미, 백미+밥, 밥에서의 유용한 품질인자를 이용한 백미 식미 예측식 예시도이다.
도 7은 발아율을 고려한 현미 식미예측식과 백미 품질인자를 고려한 백미 식미예측식을 종합한 쌀 식미 예측식 예시도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
1) 실험재료
우선 본 발명의 실시예에 따른 쌀의 식미 수식을 얻기 위해 다양한 방법의 실험을 실시하였다.
실험에 사용한 벼 시료는 국내 재배면적이 18.7%(국립종자원, 2014년)인 중만생종인 새누리 품종으로서, 2014년 10월 충남 예산지역에서 수확하여 이물질(쭉정이, 지푸라기, 이물 등)을 선별한 후 공시하였으며, 초기함수율은 23.2%(w.b.)이다.
또한, 2015년에 수확한 7품종(추청, 고시히까리, 일품, 신동진, 삼광, 새누리 및 운광)의 벼를 수분함량 15~16%로 건조한 후 이물질(쭉정이, 지푸라기, 이물 등)을 선별한 후 공시하였다.
2) 실험방법
2014년산 새누리 벼는 건조지연(수확 직후부터 건조 전까지의 소요기간), 건조함수율(저장함수율) 및 저장온도 등 수확 후 처리조건별 품질 및 식미변화를 측정하였다. 또한, 2015년산 7품종 벼는 동일한 건조방법으로 처리한 후 저장온도, 저장기간 등 수확 후 처리조건별 품질 및 식미변화를 측정하였다.
2014년산 새누리벼의 건조지연 조건은 벼를 폴리콘백에 담아 실내에서 보관하면서 0일(수확 후 바로 건조), 7일(건조지연 7일) 및 14일(건조지연 14일) 등 3수준의 실험구로 하였다. 건조지연 중 실내 내 온도 및 상대습도는 평균 18.7℃ 및 54.0%이었다. 건조지연 3수준(건조지연 0일, 7일 및 14일)의 시료는 순환식 곡물건조기로 건조온도 40∼50℃로 건조 후 함수율이 12.0~17.0%(w.b.)범위의 3수준이 되도록 건조하였다. 건조지연 3수준(건조지연 0일, 7일 및 14일) 및 건조함수율 3수준(12.0∼17.0%범위)으로 조제된 시료를 PE 필름에 10kg씩 충전한 다음 밀봉하여 저장온도 3수준(10, 20, 30℃)의 저장고에 저장하면서 식미 및 품질을 측정하였다. 총 27개 실험구(건조지연 3수준 × 건조후 함수율 3수준 × 저장온도 3수준)에 대하여 12개월간 저장하면서 품질변화는 1개월, 식미 관능검사는 2개월 간격으로 측정하였다. 품질측정을 위해 벼를 고무롤 현미기로 탈부하여 현미로 제조하였고, 현미를 마찰식정미기로 3회 이상 통과시켜 백도 40수준으로 백미를 제조하였다. 벼, 현미의 품질특성과 백미의 품질특성 및 관능적 식미평가를 측정하였다.
2015년산 7품종 벼를 PE 필름에 약 10kg씩 충전한 다음 밀봉하여 저장온도 3수준(10, 20, 30℃)에서 저장하면서 식미 및 품질을 측정하였다. 총 21개 실험구(품종 7수준 × 저장온도 3수준)에 대하여 8개월간 저장하면서 품질변화는 1개월, 식미 관능검사는 2개월 간격으로 측정하였다.
이러한 경우의 상세한 품질 및 식미 측정방법은 다음과 같다.
◎ 천립중
우선 국립 농산물 품질관리원과 동일하게 비정상립을 제외한 정립 1,000립을 수작업으로 선별하여 전자저울로 측정하였으며, 3회 반복 측정하였다.
◎ 제현율
국립 농산물 품질관리원과 동일하게 시료 200g을 균분기를 사용하여 50g으로 축분한 다음, 시험용 고무롤러 현미기로 완전 탈부하고, 1.6㎜ 줄체로서 20초 동안 약 30회 체별한 후 체위에 남은 현미립의 무게를 측정하여 중량을 측정하였으며, 3회 반복 측정하였다.
◎ 도정도
현미와 백미에 포함되어 있는 비정상립을 제외한 정립 1,000립을 수작업으로 선별하여 1,000립 중량인 천립중을 측정하여 하기 수학식 1로 계산한다.
Figure pat00001
◎ 백도 및 Lab 값
백도계(CR 300-3, Kett, Japan) 및 색차계(CM-2500d, Konica Minolta Sensing, INC., Japan)를 이용하여 정상립에 대하여 5회 반복 측정한 후 최대 및 최소값을 제외한 3회의 평균치를 사용하였다.
◎ 함수율
한국농기계협회 및 山下律也(1975)방법에 의해 함수율은 10g-135℃-24시간 건조법으로 측정한 후 표준측정법인 105℃ 건조법으로 환산하였으며, 3회 반복 측정하였다.
◎ 아밀로그램
AACC(Method 76-21, 2000)방법에 의해 Rapid visco analyzer(RVA Super 4, Newport Scientific, Sydney, Australia)를 이용하여 peak viscosity, through, breakdown, consistency, setback, peak time 등의 결과를 Thermocline window software로 분석하였다.
◎ 단백질, 아밀로스
시료 300g을 대상으로 성분 분석기(Infratec 1241, Foss Tecator, Hogenas, Sweden)를 사용하여 3회 반복 측정하였다.
◎ 지방산가
AACC방법(Method 02-01A)에 의해 시료 10g을 원통여지에 담은 후 탈지면으로 가볍게 충전하고, soxhlet 추출장치에서 용매 petroleum ether를 이용하여 16시간 동안 추출한 후 회전 감압 농축기를 이용하여 기방성분만 취한 후 0.02% BAP(Benzene Alcohol Phenolphthalein)용액 50㎖로 재용해시킨 후 표준색인 분홍색이 될 때까지 0.0178N KOH로 적정한 다음, 얻어진 결과값은 하기 수학식 2에 의해 지방산가로 환산하며, 3회 측정 후 평균값을 사용하였다.
Figure pat00002
상기 수학식 2에서 T는 시료 적정 시 0.0178N KOH 소비량(mL)을 나타내며, B는 공실험 적정 시 0.0178N KOH 소비량(mL)을, W는 시료의 함수율(%, w.b.)을 각각 나타낸다.
◎ 발아율
국립 농산물 품질관리원과 같이 벼 정립 100립을 선별하여 20℃의 인큐베이터(HK-B1028, 한국종합기기제작소, Korea)에 넣고 7일 이내에 발아한 미립수를 발아율로 하였으며, 3회 반복 측정하여 평균값을 사용하였다.
◎ TTC
국립 종자원 방법에 의하여 TTC(2,3,5-tri phenyltetrazolium chloride (tetrazolium))를 정립종자 100립에 6시간 동안 흡습시킨 후, 배유 길이의 3/4만큼 잘라 TZ(tetrazolium)용액에 30℃, 2시간 침지하여 배 착색형태와 착색정도에 따라 발아여부를 판단하였다.
◎ 구아야콜 정색반응
국립 농산물 품질관리원의 방법에 의하여 시료 4g을 시험관에 넣고 1% 구아야콜 용액 4mL 가한 후, 3% 과산화수소 0.2mL를 넣고 2분간 정치후, 착색된 액을 분리하여 UV Spectrophotometer(Jasco V-600 series, Tokyo, Japan) 컬러 모드를 이용하여 3회 반복 측정하여 평균값을 사용하였다.
◎ Peroxidase 활성도
시료와 3% NaCl 용액을 2:3(W/V)의 비율로 균질화한 다음, 거즈에 걸러 13,000rpm, 4℃, 30분 동안 원심분리기(LaboGene 1730R, Labogene, Korea)로 상층액을 분리후 효소액으로 사용하였다. 0.05M potassium phosphate buffer(pH 6.5) 2.4mL에 추출한 효소액 0.15mL, 150mM guaiacol 0.3mL, 100mM H2O2를 넣어 혼합한 후 UV Spectrophotometer(Jasco V-600 series, Tokyo, Japan)를 이용하여 470nm에서 흡광도를 3회 반복 측정하였고, peroxidase 활성은 1분당 흡광도 1.0을 증가시키는 활력으로 계산하였다.
◎ 환원당
Miller(1959)에 의하여 DNS방법으로 측정하였으며, 현미시료를 분쇄 후 1% NaCl 용액에 넣고 shaking incubator(KSI-200L, G&S, Korea)에서 150rpm, 30℃, 3시간 동안 정치 후 필터 페이퍼(Advantec no.1, Japan)에 걸러 시료액으로 사용하였다. 시료액 1mL에 DNS용액 3mL를 넣어 Heating bath(bW-10G, Jeiotech, Korea)에서 65℃, 5분간 반응 후 찬물에 식혀 증류수로 25mL로 정량 후 UV Spectrophotometer(SpectraMax i3, Molecular Devices, LLC., USA)로 흡광도 550nm에서 3회 반복 측정하였다. 표준용액은 글루코스 용액으로 표준곡선을 구하여 얻어진 식을 이용하여 계산하였다.
◎ 밥의 관능적 품질평가
한편 밥의 관능적 품질평가는 훈련을 받은 29명의 패널에 의해 Kim 등(Physical characteristics of chalky kernels and their effects on sensory quality of cooked rice. Cereal Chem 77(3):376-379")의 방법에 의해 평가하였으며, 취반 후 혼합 및 냉각을 3회 반복한 후 흰색의 사기그릇(지름×높이, 8.5㎝×5㎝)에 약 50g 정도의 밥을 담아서 뚜껑을 닫은 후, 관능검사 시 밥의 온도가 27±2℃ 정도가 되도록 한 후 실온에서 시료를 제공하였으며, 관능적 품질 특성항목으로는 외관, 향, 맛, 조직감 및 전반적인 품질을 평가하였고, 부수적인 강도특성으로는 윤기, 색, 밥 이외의 냄새, 밥 특유의 맛 강도 및 조직감에서 낱알 표면의 거칠 음성, 경도, 탄력성, 낱알의 응집성, 부착성을 측정하였으며, 평가항목은 총 14가지, 평가방법은 9점 항목척도(1=대단히 낮음, 5=보통정도, 9=대단히 높음)를 사용하였다.
2회 반복한 관능적 식미 평가치를 이용하여 각 분석 항목에서 시료 간 차이검증은 Statistical Analysis System(SAS,1988)을 이용하여 분산분석을 하였으며, 시료 간 차이가 있는 특성의 경우 SNK(Student Newman Keul's) 다중비교를 수행하여 각 시료의 평균값을 비교하였다.
1개월 간격으로 측정한 품질인자는 천립중, 제현율, 도정도, 백도, Lab 값, 함수율, 아밀로그램 특성, 단백질, 아밀로스, 지방산가, 발아율, TTC(2,3,5-tri phenyltetrazolium chloride (tetrazolium)), 구아야콜 정색반응, Peroxidase 활성도, 환원당 등으로서 AACC, 국립종자원, 국립농산물품질관리원 등의 표준측정방법에 준하여 측정하였다.
백미의 관능적 품질평가는 훈련을 받은 29명의 패널에 의해 Kim 등(Physical characteristics of chalky kernels and their effects on sensory quality of cooked rice. Cereal Chem 77(3):376-379)의 방법에 의해 평가하였다. 2회 반복한 관능적 식미 평가치를 이용하여 각 분석 항목에서 시료 간 차이검증은 Statistical Analysis System(SAS,1988)을 이용하여 분산분석을 하였으며, 시료 간 차이가 있는 특성의 경우 SNK(Student Newman Keul's) 다중비교를 수행하여 각 시료의 평균값을 비교하였다.
◎ 품질인자별 식미와의 상관관계
2014년의 건조지연, 건조함수율 및 저장온도별 저장기간 중 품질변화 실험 측정치와 관능적 식미 평가치 간의 상관관계는 도 1에 도시한 표와 같았다. 도 1에 도시된 표에서 알 수 있듯이 상관계수(r)가 가장 높게 나타난 품질인자는 발아율(r=0.8289), TTC(r=0.6132)이었고, 지방산가(r=0.5580), RVA특성, 현미 칼라 인자 a 등이 상관계수(r)가 높게 나타났다.
2014년 및 2015년도의 실험데이터를 이용한 결과, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 품질인자로 발아율만을 고려할 때의 식미 예측치와 실측치의 비교 특성을 예시한 것이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 품질인자로 발아율과 지방산가를 고려할 때의 식미 예측치와 실측치의 비교 특성을 각각 예시한 것이다. 그리고 도 4는 수확 후 처리조건 별 실험을 통해 원료 즉, 현미에서 유용한 품질인자를 이용한 식미 예측식을 예시한 것이다.
도 2와 도 3에서 수평축(x축)은 관능적 품질평가인 측정치를 나타낸 것이며, 수직축(y축)은 품질인자를 이용한 식미 예측치를 나타낸 것이다. 도 2에서 발아율만을 고려한 식미 예측치와 실측치 데이터를 통계 분석 프로그램을 이용하여 모델식을 만들면 도 2에 도시된 바와 같이 일차 함수로 표현할 수 있다. 즉, 식미예측치(y1)가 발아율(x1)의 일차식으로 표시되는 함수로 표현할 수 있다. 품질인자로서 발아율(x1)만을 고려한 식미예측식, 즉 식미예측치(y1)는 실험에 의해 도 2 및 하기 수학식으로 모델링된다.
y1=3.0908+0.0345x1 (R²=0.62)
또한 품질인자로서 지방산가(x2)만을 고려한 경우의 식미예측치(y3)는 도 4의 표에 기재한 바와 같이 6.0040-0.0530x2로 모델링되며, 발아율(x1)과 지방산가(x2) 모두를 품질인자로서 고려한 경우의 식미예측치(y4)는 도 3 및 하기 수학식으로 모델링된다.
y4=3.13392+0.04496x1-0.04200x2+0.00015916x1 2+0.00039045x2 2-0.00051972x1x2 (R²=0.71)
이상에서 설명한 바와 같이 실험을 통해 발아율이 쌀의 품질을 평가할 수 있는 주요한 품질인자인 것으로 확인되었으며, 발아율과 지방산가를 모두 고려한 식미예측식 또한 결정계수가 높고 표준오차가 적다는 것을 확인할 수 있었다.
이에 도 4에 도시된 표에 기재된 식미예측식을 이용하여 쌀의 식미를 효과적으로 예측평가할 수 있을 것이다.
한편, 발아율은 원료 벼나 현미에서 측정가능한 품질인자로서, 현미를 도정하여 백미로 가공하면, 발아가 이루어지는 배아가 제거된 백미는 발아율 측정이 불가능하다. 또한, 현미를 도정한 백미는 현미에 비해 성분이 달라지고, 외형 또는 칼라특성도 달라지므로 쌀의 식미를 정확하게 예측하기 위해서는 현미뿐만 아니라 백미에서도 식미예측식이 필요하다. 이를 위해 한국식품연구원 관능검사실에서 지난 5년간 관능적 식미평가를 수행한 533점의 쌀 시료에 대한 관능적 식미평가치와 품질측정치 자료를 이용하여 백미+밥, 백미 및 밥에서의 품질과 관능적 식미치와 상관관계를 SAS(ver. 9.0)의 PROC REG 및 PROC STEPWISE를 사용하여 400점을 랜덤으로 선정하여 식미예측식을 개발하였으며, 나머지 133점은 검증에 사용하였다. 400점의 시료를 이용하여 개발한 식미예측식의 결정계수(R²)는 백미+밥에서 0.6520, 백미에서 0.2917, 밥에서 0.5497로 분석되어 백미보다는 밥의 품질특성이, 밥보다는 백미+밥의 품질특성이 식미에 미치는 영향이 더 크다는 것을 확인하였다.
도 5에서 수평축(x축)은 관능적 품질평가인 측정치를 나타낸 것이며, 수직축(y축)은 백미의 품질인자를 이용한 백미 식미 예측치를 나타낸 것이다. 도 5에서 백미의 품질인자를 고려한 식미 예측치와 실측치 데이터를 통계 분석 프로그램을 이용하여 모델식을 만들면 다중선형 함수로 표현할 수 있다. 즉, 백미식미예측치(y2)가 백미의 품질함수로 표현할 수 있다. 백미품질인자로서 수분, Lab값, 백도, 단백질, 아밀로스, 완전립, 싸라기, 분상질립, 피해립, 열손립을 고려한 식미예측식, 즉 식미예측치(y2)는 실험에 의해 도 6 및 하기 수학식으로 모델링된다.
y2=2.04632+0.14784백미 수분+0.0202백미 백도+0.04166백미 단백질-0.04019백미 아밀로오스+0.01991백미 완전립+0.0001118백미 싸라기+0.01987백미 분상질립-0.46667백미 피해립+0.17319백미 열손립 (R²=0.33)
또한 백미+밥, 밥을 대상으로 각각의 품질인자를 고려한 식미예측식은 도 6의 수학식으로 모델링된다.
쌀의 식미를 평가하기 위한 식미평가방법은 우선적으로 쌀의 품질인자 중 하나인 발아율(x1) 정보와 백미에서의 품질인자를 획득하는 단계가 필요하다. 경우에 따라서는 발아율(x1)과 백미에서의 품질인자 정보 뿐만 아니라 지방산가(x2) 정보를 추가 획득하는 단계가 더 포함될 수 있다.
발아율(x1)과 백미에서의 품질인자, 지방산가(x2)는 평가하고자 하는 쌀의 군집에서 샘플을 취하여 얻어진 실험치 정보로 활용할 수 있다. 이러한 실험치 정보는 발아율(x1)과 백미에서의 품질인자, 지방산가(x2) 정보로서, 컴퓨팅 시스템의 유저 인터페이스부를 통해 관리자에 의해 입력 가능하다. 물론 발아율(x1)과 백미에서의 품질인자, 지방산가(x2)를 반사광 혹은 분광분석을 통해 측정 가능한 시스템이라면 자동으로 발아율(x1)과 백미에서의 품질인자, 지방산가(x2) 정보가 획득되어 식미예측치 계산을 위한 컴퓨팅 시스템으로 전달될 수도 있을 것이다.
발아율(x1) 정보와 백미에서의 품질인자 정보, 지방산가(x2) 정보를 입력받은 컴퓨팅 시스템은 이후 발아율(x1) 정보를 고려한 현미식미예측치 계산식(y1)와 백미에서의 품질인자 정보를 고려한 백미식미예측치 계산식(y2)에 각각의 가중치를 적용한 후 계산하여 쌀의 식미를 평가한다.
식미예측치는 입력되는 품질인자 정보(발아율, 지방산가, 백미에서의 품질인자)에 따라 하기 수학식 중 하나를 이용하여 계산할 수도 있으며, 보다 정확한 식미를 예측하기 위해 식미예측식(y)는 가중치를 적용한 도 7 및 하기 수학식으로 계산된다.
y=현미식미예측치(y1)α1+백미식미예측치(y2)α2
(α1 : 가중치 0.62, α2 : 가중치 0.33)
따라서 본 발명은 쌀의 품질인자 중 현미에서의 결정계수가 높은 발아율 정보가 포함된 식미 수식을 개발하고; 백미에서의 결정계수가 높은 수분, Lab값, 백도, 단백질, 아밀로스, 완전립, 싸라기, 분상질립, 피해립, 열손립 정보가 포함된 식미 수식을 개발하고, 현미와 백미 각각의 식미예측치에 가중치를 적용함으로써 쌀에 대한 식미를 정확히 평가할 수 있는 유용한 발명이다.
이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 다음의 단계를 포함하는 쌀의 식미(食味) 평가방법:
    (a) 현미의 발아율 정보를 획득하여 현미의 식미예측치를 계산하는 단계;
    (b) 백미의 품질인자 정보를 획득하여 백미의 식미예측치를 계산하는 단계; 및
    (c) 상기 현미의 식미예측치와 백미의 식미예측치에 가중치를 적용하여 종합적으로 쌀의 식미를 평가하는 단계.
  2. 청구항 제1항에 있어서, 상기 현미 식미예측치는 하기 수학식으로 계산됨을 특징으로 하는 쌀의 식미평가방법.
    y1=3.0908+0.0345x1 (R²=0.62)
    x1: 발아율
  3. 청구항 제1항에 있어서, 상기 백미 식미예측치는 하기 수학식으로 계산됨을 특징으로 하는 쌀의 식미평가방법.
    y2=2.04632+0.14784백미 수분+0.0202백미 백도+0.04166백미 단백질-0.04019백미 아밀로오스+0.01991백미 완전립+0.0001118백미 싸라기+0.01987백미 분상질립-0.46667백미 피해립+0.17319백미 열손립 (R²=0.3313)
  4. 청구항 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)는 쌀의 지방산가 정보를 획득하는 단계를 추가적으로 포함하며, 쌀의 지방산가 정보를 획득한 경우, 상기 발아율 및 지방산가를 하기 수학식에 적용하여 현미의 식미예측치를 계산하는 것을 특징으로 하는 쌀의 식미평가방법.
    y4=3.13392+0.04496x1-0.04200x2+0.00015916x1 2+0.00039045x2 2-0.00051972x1x2 (R²=0.7104)
    x1: 발아율, x2: 지방산가
  5. 청구항 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)는 하기 수학식으로 계산하는 것을 특징으로 하는 쌀의 식미평가방법.
    y=현미 식미예측치 × α1 + 백미 식미예측치 × α2 (α1 : 가중치 0.62, α2 : 가중치 0.33)
  6. 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 현미의 발아율 정보, 현미의 지방산가 정보 및 백미의 품질인자 정보로 구성된 군으로부터 선택되는 정보를 컴퓨팅 시스템의 유저 인터페이스부에 입력하고, 상기 컴퓨팅 시스템은 식미예측치를 계산하여 쌀의 식미를 평가하는 것을 특징으로 하는 쌀의 식미평가방법.
  7. 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 현미의 발아율 정보, 현미의 지방산가 정보 및 백미의 품질인자 정보로 구성된 군으로부터 선택되는 정보를 측정 가능한 컴퓨팅 시스템에 쌀 시료를 적용하고, 상기 컴퓨팅 시스템은 식미예측치를 계산하여 쌀의 식미를 평가하는 것을 특징으로 하는 쌀의 식미평가방법.
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