농업직, 농촌지도사, 농업연구사, 방통대 대비- 재배식물 육종학 정리 13. 품질육종

13. 품질육종

<목차>

1. 품질의 다양성

2. 외관특성의 개량

3. 소비특성의 개량

4. 유통특성의 개량

5. 가공특성의 개량

■ 학습개요
농업의 수익성을 높이기 위해서는 다수성이면서도 고부가가치의 품질을 갖추어야 한다. 경제가 발달하고 소득수준이 향상되면서 소비자들의 기호는 다양화되면서도 고품질을 요구한다. 그러므로 재배식물의 품질개량은 다수성ㆍ내병충성ㆍ불량환경 스트레스 저항성과 함께 중요한 육종목표이다. 농산물의 품질은 모양과 색깔 등 외관특성, 식미와 성분 등 소비특성, 수송과 저장에 관련된 유통특성, 제품에 영향하는 가공특성 등 다양하다. 재배식물에 따라 품질 관련형질의 중요성이 다르고, 국가나 사회 또는 개인의 입장에 따라 요구하는 특성이 다르다. 이처럼 다양한 특성에 맞는 품질개량을 위해서 여러 가지 분석기기와 분석방법 및 관능검사 방법의 개발이 중요하다.

■ 학습목표  
품질의 다양성을 설명할 수 있다.

외관특성과 소비특성의 개량을 설명할 수 있다.

유통특성과 가공특성의 개량에 대해 설명할 수 있다.

■ 주요용어 
- 관능검사 (sensory test) : 인간의 감각 (시각, 후각, 미각, 촉각 및 청각)을 평가기준으로 사용하는 방법으로 기계나 도구에 의해 측정할 수 없는 경우 이용되며, 식품ㆍ향수ㆍ주류ㆍ화장품 등 기호품의 품질 평가 및 검사에 주로 사용하는 방법이다.

- 아밀로오스 (amylose) : 아밀로펙틴과 함께 녹말을 구성하는 성분으로 20~30%를 차지한다. 무색, 무취의 부정형 백색 분말로 요오드 반응에서 청자색으로 나타난다. 아밀로펙틴은 글루코오스가 복잡한 가지형태를 하고 있으나, 아밀로오스는 직선형의 결합구조를 하고 있다.

- 부질 (gluten) : 여러 종류의 단백질 혼합물로 물을 붓고 반죽을 하면 점탄성이 생기는 원인 물질이다. 글루텐의 양은 밀가루의 종류를 결정하는 요인으로, 34~52% 이상 함유하는 것은 빵 제조에 쓰이고, 24~36% 는 중력분으로 면과 같은 재료의 가공에, 14~26% 정도 되는 것은 과자제조에 주로 이용된다.

 

1. 품질의 다양성

1) 품질관련형질

* 수익성 향상을 위한 품종목표
 다수성이면서 부가가치가 높아야 함
 고부가가치 농산물이기 위해 품질의 다양화 및 고품질이 필수
→ 품질개량은 다수성, 저항성, 적응성과 함께 육종의 중요한 목표임

 

* 품질관련 형질
 외관특성
 소비특성
 유통특성
 가공특성

 

- 재배식물의 종류나 시대, 사회, 개인이 처한 입장에 따라 형질의 중요성, 구체적 이미지가 다름
- 쌀
→ 취반특성, 식미
- 밀
→ 제분비율, 제면특성, 식미
- 채소, 과일
외관특성 : 농산물의 모양, 크기, 균일성 등
유통특성 : 수송, 저장

 

 

재배식물의품질 관련형질

 

 

* 품질관련 형질의 특성
- 품질관련 형질은 화학적 특성과 물리적 특성으로 구분
→ 토마토의 식미는 당, 유기산, 아미노산, 휘발성 물질 등과 같은 화학적 요인과 과육, 과피의 물리적 요인이 관여
- 품질관련 형질들 사이에는 상관관계를 보이는 것들이 많음
→ 토마토의 수량과 당함량 사이의 부의 상관
→ 과육의 붉은색 농도와 비타민 A의 부의 상관
- 품질관련 형질의 선발에는 상호관련성에 유의해야 함
- 품질이란 개념에는 “맛있다”, “아름답다”와 같은 감각적 요소가 포함되어 있어 객관적 평가가
어렵기 때문에 관능검사를 주로 이용함

2) 관능검사

* 특징
- 인간의 감각을 평가기준으로 이용
→ 여러 명의 평가자가 독립적으로 참가
→ 농산물에 대한 화학적, 물리적 특성의 검정결과와 관능검사의 결과가 서로 일치하지 않는 경우가 많음
- 객관적인 평가방법 개발이 중요
→ 관능검사 결과와 물리화학적 특성 사이의 관련성 파악

* 밥 식미에 대한 계통선발에서의 관능검사
- 아밀로즈 함량이 끈기와 관계가 높으므로,
아밀로즈 함량을 선발지표로 이용
- 아밀로즈 함량은 측정이 간단하고 유전력이 높음
- 아밀로즈 함량이 낮을수록 밥의 끈기가 높음

 

2. 외관특성의 개량

1) 외관특성

* 품질관련 외관특성
* 농산물의 모양, 크기, 균일성, 색택 등
* 쌀에서 선호되는 외관특성
→ 쌀알의 모양이 둥글고 투명함
→ 심복백이 없어야 함
→ 도정비율이 높음

* 외관특성의 선발
- 주로 수확단계에서 선발
- 생육초기 다른 형질과 상관관계가 높은 경우 초기에 능률적 선발이 가능

 

* 토마토에서 외관특성의 선발의 예
 토마토에서 과일에 착색이 잘되는 것을 선발할 때, 잡종집단의 어린묘를 황색필름으로 피복해서 생육
 생육 중 도장하지 않는 묘 선발
 선발된 묘는 착색이 잘되도록 하는 유전자에 대해 동형접합체임
 고색소유전자는 황색의 빛에 반응해 동형접합일 때 도장하지 않고, 이형접합일 때 도장함
 따라서, 도장하지 않는 묘만 선발, 이식하면 과일 착색이 잘 되는 고색소유전자가 동형접합인 개체만 이식할 수 있음
 결과적으로 공시개체수를 줄일 수 있고, 생육후기에 색소에 대한 선발을 하지 않아도 됨

 쌀에서 외관특성의 선발의 예
 현미에서는 길이와 폭의 비(장폭비)로 구분
→ ~1.59 : 둥근쌀
→ 1.60~1.79 : 중간쌀
→ 1.80 ~ : 긴쌀

 

3. 소비특성의 개량

1) 소비특성

* 소비특성의 특징
 소비특성은 식미, 성분함량과 밀접한 관계가 있음
 식미형질
→ 여러 형질들이 관련된 복합형질
→ 기호에 따라 개인차가 심하고 생활습관이 크게 지배하는 형질

 

* 식미관련 특성
 아미노산, 지질, 단백질 함량, 프로테아제 등 여러 가지 화학적 특성이 관여
 식미관련 형질들은 관능검사를 통해 개별적으로 판정함

 

2) 벼 육종과정 중 식미 관련형질의 선발 (예)

 

1: 아밀로오스 함량 3: 아밀로그래프(호화특성) 5: 밥의 물리성 검정 2: 단백질함량4: 취반특성검정6: 밥의 관능검사

 

 

3) 성분함량

* 성분
 농산물에는 탄수화물, 단백질, 지질 등 영양성분과 토코페롤 오리자놀 등과 같은 기능성 성분들이 함유

* 성분개량
 콩, 쌀의 단백질 함량
 지방 성분의 개량
 기능성 물질

* 식물 단백질
 알부민, 글로블린, 글루테린, 프롤라민 등으로 구성
 콩의 주요 단백질은 글로블린
→ 콩 종자의 40%(건물중)가 단백질이며 그 중 70%가 저장 단백질임
→ 콩 단백질에는 메티오닌과 시스틴이 부족함

 

4) 단백질 성분함량

* 콩 저장단백질
 7S 글로블린과 11S 글로블린으로 구성

 

 

콩의 저장단백질에대한 전기영동 결과

 

 

* 콩 저장단백질
 콩 단백질에는 메티오닌과 시스틴이 부족함
→ 11S 글로불린에는 메티오닌과 시스틴 함량이 3%
→ 7S 글로불린에는 메티오닌과 시스틴 함량이 0%
→ 대부분의 품종에서 11S와 7S의 비율이 같음
→ 따라서 7S에 대한 11S의 비율을 높이면 콩단백질 전체함량에 변동없이 메티오닌과 시스틴 함량을 높일 수 있음

 

* 쌀 저장단백질
 글루텔린과 프롤라민이 대부분이며, 글루텔린이 70~80%
 쌀 단백질 글루텔린에는 사람에게 중요한 리신(lysine)함량이 높고 소화도 잘되나 프롤라민은 그대로 배설됨
 쌀 단백질의 육종은 총단백질의 함량이 높으면서 프롤라민에 대한 글루텔린 비율을 높이는 방향으로
이루어져야 함

 

5) 지방성분함량

 

 유료식물의 지질함량과 지방산 조성

 

 

* 유채 지방 함량
 에르크산과 글루코시노레이트 제거
 종피가 얇고 황색인 품종 육성이 목표

→ 세 형질을 모두 개선한 품종을 “Triple O“라고 하며, 캐나다와 프랑스에서 성공함

 

6) 기능성 성분

* 기능성 물질의 특성
 식물의 기능성물질은 인체의 생리활성을 조절하고 항상성을 유지하는 기능이 있는 유기물을 말함
 농산물에 함유된 기능성 물질은 식물의 2차대사산물이 대부분임
 기능성물질은 플라보노이드, 안토시아닌과 같은 폴리페놀과 사포닌과 같은 terpenoid, 당, 알칼로이드 등 수 많은 종류가 알려져 있음
 곡물 채소, 과일 등에 함유되어 있음

 

* 재배식물의 기능성 물질
 품종간 성분 및 함량에 차이가 있음
 잡종세대 간에 변이가 크기 때문에 고기능성 품종 육성을 기대할 수 있음

→ 유색미 현미 껍질에 C3G 함량이 500 mg 수준의 흑자색미 품종간 교배의
잡종후대에서 1000 mg 이상의 C3G를 함유한 계통을 선발 중간모본으로 육성

 

 

* 재배식물의 기능성 물질
 식물의 기능성물질은 의약품보다 활성은 낮으나, 음식물을 통해 지속적으로 공급하기 때문에 인체에
미치는 영향이 큼
 따라서, 기능성물질을 이용한 식품에 의한 병의 예방이 중요시되고 또한 이를 원료로 한 의약품의
개발이 활발히 진행 중에 있음 
→ 고기능성 품종의 필요 이유

 

4. 유통특성의 개량

1) 저장성

* 농산물의 저장 특성
 농산물(특히, 원예생산물)은 수확 당시가 가장 좋고, 그 이후부터는 품질이 점차 떨어짐
 작물에 따라서는 상당기간 저장해도 품질이 떨어지지 않는 품종이 있는데, 이러한 품종을 “저장성이
좋다”라고 함
 양배추에서 저장성이 좋은 품종은 생장이 늦고, 결구가 긴밀하고, 잎의 두께가 얇으며 잎맥이 가늘고
건물률이 높은 특성이 있음 

 

2) 수송성

* 농산물의 수송 특성
 농산물이 생산자로부터 소비자까지 수송되는 데는 거리에 따라 상당한 시간이 소요되고, 이 때 수송성이
품질에 관련된 중요한 형질이 됨
 딸기의 경우, 과육이 치밀하고 단단한 품종이 수송성이 좋음

 

3) 유통특성 개량

* 농산물의 유통특성의 개량
 저장성과 수송성에 관련된 형질도 유전적 차이가 있어 품종개량이 가능함
 바이오테크놀로지를 이용한 품질육성이 가능함
플레이버세이버
플레이버세이버 - 유전자 변형을 통해 붉게 익은 후에도 장기간 신선도 유지

 

5. 가공특성의 개량

1) 가공특성

* 농산물의 가공특성
 대부분의 농산물은 어느 정도 가공을 거쳐 이용되며
 따라서, 농산물에 대한 가공특성의 개량은 품질육종에서 중요한 몫을 차지하고 있음
 최근, 가공식품 수요의 증가로 품질관련 형질로서 가공특성은 그 중요성이 더욱 높아지는 추세임

 

* 밀의 가공특성
 밀의 제분성
 밀가루의 분질성
 반죽특성

 

* 밀의 가공특성
 밀의 1차 가공특성
→ 정립비율, 용적중, 1000립중, 배유비율, 초자율 등의 형질 관여
→ 수치가 큰 것이 제분성이 좋음
 밀가루에 회분 함량이 높으면 부질의 점성이 떨어지므로 회분함량이 적은 것이 우수함

 부질
→ 밀가루에 물을 가해 반죽을 할 때 형성되는 점탄성
 부질에는 글루텐 단백질이 관여하므로 글루텐의 양과 성질에 따라 밀가루의 용도와 이용범위가 결정됨

* 밀가루의 특성과 용도

 

 

• 우리나라의 밀 품종은 제분성이 낮고 분질이 연질 내지 중질
• 따라서, 우리나라의 밀은 면과 과자의 연료로 적합함

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■ 정리하기
농산물의 품질에는 생산물의 모양과 색깔 등 외관특성, 식미와 성분함량에 관한 소비특성, 수송과 저장과 관련한 유통특성, 제품에 영향하는 가공특성 등 여러 가지가 있다.

품질관련 형질들은 화학적 특성과 물리적 특성으로 구성되어 있다.

따라서 품질개량을 위해서는 여러 가지 분석기기와 분석방법 그리고 객관적인 관능검사 방법의 개발이 중요하다.

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