자포니카 쌀 취사품질과 관련된 휘발성 유기화합물 규명

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 18133(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

쌀의 식성(EQ)은 물리화학적 특성으로 구성된 복합적인 성질을 가지고 있습니다. 그럼에도 불구하고 관능 테스트나 미각 평가 도구를 통해 EQ를 평가하는 육종 프로그램은 힘들고 시간이 많이 걸리며 비효율적이었습니다. EQ는 맛과 향 모두에 영향을 받습니다. 그러나 실제 육종 프로그램에서는 정보가 부족하여 밥의 향이 가장 적게 고려되어 왔다. 여기에서 우리는 GC-MS, 감각 패널 테스트 및 Toyo 맛 측정기 분석을 통해 식별된 비방향족 조리된 자포니카 쌀의 EQ에 잠재적으로 영향을 미치는 총 41개의 휘발성 화합물을 식별했습니다. 부분 최소 제곱 판별 분석은 식별된 휘발성 화합물이 식생활 차별에 대한 뛰어난 분류 효과를 보여주었습니다. 지질 산화 및 지방산 분해와 관련된 여러 휘발성 화합물이 자포니카 쌀의 EQ에 영향을 미치는 것으로 확인되었습니다. 그 중 1-옥텐-3-올, 1-에틸-3,5-디메틸벤젠, 2,6,11-트리메틸도데칸, 3-에틸옥탄, 2,7,10-트리메틸도데칸, 메틸 살리실레이트, 2-옥타논, 헵타날 중요한 화합물로 선정되었습니다. 품종의 품질분류를 위한 판별모델은 견고하고 정확하였으며, r-제곱값은 0.91, aq 제곱값은 0.85, 정확도는 1.0으로 나타났다. 전반적으로 본 연구의 결과는 휘발성 화합물을 기반으로 한 벼 품종의 EQ를 특성화하며, 높은 식미 품질의 벼 육종을 위한 대사산물 프로파일링 데이터의 적용을 시사합니다.

쌀(Oryza sativa L.)은 가장 중요한 농작물 중 하나이며 전 세계적으로 주식으로 사용됩니다. 생활수준의 향상으로 인해 고품질 쌀에 대한 시장 수요가 증가하고 있습니다1. 감각 패널 테스트는 밥의 EQ를 직접적으로 평가하는 방법입니다. 성별 균형을 이룬 훈련을 받은 패널리스트는 외관, 경도, 끈적임, 맛이나 풍미, 질감, 전체적인 식감과 같은 속성의 강도와 선호도에 대해 개별적으로 조리된 쌀 샘플을 평가합니다2,3. EQ의 직접적이고 직관적인 평가에도 불구하고 감각 패널 테스트는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이며 많은 양의 샘플이 필요하므로 육종 프로그램의 초기 세대 테스트에는 적용할 수 없습니다. 따라서 쌀의 물리화학적 성질 분석으로 대체되었습니다. 전분은 쌀 배유의 주성분으로 아밀로스와 아밀로펙틴4으로 구성되어 있습니다. 따라서 아밀로스 함량, 겔 농도 및 젤라틴화 온도와 같은 전분 관련 특성이 널리 연구되었으며5,6,7,8 이들의 유전적 배경은 대표적으로 과립 결합 전분 합성 효소 및 전분 분지 효소와 같이 결정되었습니다9,10,11, 12. 그러나 미각평가 장비와 물리화학적 분석을 통해 결정되는 EQ는 지금까지 그다지 만족스럽지 못했습니다. EQ가 복잡한 특성이라는 점을 고려하면 인간의 감각과 관련된 모든 속성은 EQ를 식별하는 데 중요합니다. 후각은 주로 정보를 인식하지만 향기와 풍미는 쌀 감각 특성의 두 가지 주요 EQ 관련 요소로 간주됩니다. 경험적으로, 쌀 사육자들은 코가 막혔을 때 밥의 정확한 관능 평가가 어렵다는 것을 알고 있습니다.

쌀의 휘발성 유기 화합물(VOC)을 선별하고 프로파일링하려는 시도가 있었습니다. 그러나 이들 화합물과 밥의 풍미 또는 EQ 사이의 관계에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다16. 결과적으로, EQ 평가에서 확인된 화합물의 적용에 있어 향과 풍미가 제한적으로 고려되었습니다. 또한, 이전 연구의 대부분은 바스마티 쌀과 열대 자포니카 쌀과 같은 향기로운 쌀 품종에 중점을 두었습니다. 예를 들어, 2-아세틸-1-피롤린은 특정 팝콘 같은 향과 향미의 특징적인 풍미를 담당하는 VOC로 확인되었습니다. 또한 향기 유전자의 8bp 결실을 기반으로 한 분자 마커가 향기로운 벼 품종과 무향 벼 품종을 구별하기 위해 개발되었습니다17,18,19.