Korean Journal of Food Preservation

The Korean Society of Food Preservation

2017; 24(7):908-914

pISSN: 1738-7248, eISSN: 2287-7428

DOI: https://doi.org/10.11002/kjfp.2017.24.7.908

ARTICLE

저온 플라즈마 처리한 벼의 저장온도 및 기간에 따른 미생물학적 및 이화학적 특성 변화

우관식1, 용해인2, 조철훈2, 이석기1, 이병원1, 이병규1, 이유영1, 오세관1, 김현주1^,*

Changes in microbial and chemical properties of rough rice treated with cold plasma by storage temperatures and periods

Koan Sik Woo1, Hae In Yong2, Cheorun Jo2, Seuk Ki Lee1, Byong Won Lee1, Byoungkyu Lee1, Yu-Young Lee1, Sea-Kwan Oh1, Hyun-Joo Kim1^,*

¹국립식량과학원 중부작물부 수확후이용과

²서울대학교 농생명공학부

¹Crop Post-harvest Technology Division, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, RDA, Suwon 16613, Korea

²Department of Agricultural Biotechnology, Center for Food and Bioconvergence, and Research Institute for Agriculture and Life Science, Seoul National University, Seoul 08826, Korea

^*Corresponding author : tlrtod@korea.kr82-31-695-0614, 82-31-695-4085

© The Korean Society of Food Preservation. This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Received: Nov 8, 2017; Revised: Nov 23, 2017; Accepted: Nov 23, 2017

Abstract

Cold plasma (CP) was applied to examine microbial safety and physicochemical properties of rough rice. CP was generated in a square-shaped plastic container (250 W, 15 kHz, ambient air) and dielectric barrier discharge plasma treatment was applied for periods of 0, 10, and 20 min during 2 weeks at 4 and 25°C. As a result of observing changes in growth of microorganisms, 3.46-3.86 log CFU/g of total aerobic bacteria and 2.27-2.86 log CFU/g of mold were detected in the early stage of storage. The growth of total aerobic bacteria and mold was increased depending on the storage temperature and period, but there was no big difference between cultivars. Microbial analysis after storage showed that microorganisms of plasma-treated group were less grown approximately 1.50 log CFU/g. Moisture content of rough rice was decreased by storage temperature and periods. As for the amylose content, changes in the content by plasma were not observed in Samkwang, Cheongpum and Misomi, whereas Palbangmi showed a tendency to increase. The results of this study indicated that CP treatment improved the microbial quality of rough rice, but further studies should be conducted to reduce the deterioration of sensory quality induced by CP.

Keywords: rough rice; cold plasma; storage; quality

서 론

쌀은 주요 식량자원으로서 아시아를 비롯하여 전 세계적 으로 주식으로 섭취하고 있으나 연간 소비량의 지속적인 감소 및 최소시장 접근물량(minimum market access, MMA) 으로 인한 수입물량 증가 등으로 쌀 재고량은 증가하고 있는 추세이다(1). 이에 따라 국내 연구진은 쌀 소비 촉진을 위하여 다양한 종류의 즉석밥을 비롯하여 국수, 음료 등과 같은 가공제품을 꾸준히 개발하고 있다(2). 따라서 소비자 에게 공급되는 쌀 및 가공품이 고품질로 공급되기 위해서는 수확한 벼의 품질 상태 또한 중요한 요소라고 할 수 있다.

벼는 재배기간이 비교적 긴 반면, 수확기간이 짧기 때문 에 소비자에게 안전하게 공급되기 위해서는 건조 및 저장과 정이 필수적이다. 하지만 수확 후 관리 방법에 따라 품질변 이가 크므로 건조, 도정, 저장, 가공 및 포장기술의 개발 및 개선이 지속적으로 요구되고 있다(1). 벼는 건조 후 사일 로 또는 창고에서 장기간 정조형태로 저장하게 되는데 이때 저장 중 정조의 품질은 저장기간과 온도, 수분함량 등에 의해 크게 변화하게 된다(3). 한편 식품 및 원료의 저장기간 중 미생물 생육이 품질특성 변화에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다. Kim 등(4)은 일반적으로 수분함량이 비교 적 낮은 쌀에서도 Bacillus cereus를 비롯한 미생물의 생존 이 가능하며 간헐적으로 식중독이 발생한다고 보고하였다. 그동안 발표된 연구결과들은 저장조건(온도, 포장재 등)에 따른 벼 또는 쌀의 이화학적 품질 특성(5)에 관련한 연구가 발표된 바 있으나, 벼의 저장조건에 따른 미생물 생육변화 에 관한 연구는 미진한 실정이다.

최근 농․식품분야에서 살균기술로 플라즈마에 대한 관 심이 증가하고 있다. 플라즈마는 기체보다 높은 에너지를 가지게 되었을 때 이온과 전자로 분리되면서 이들이 갖는 에너지가 서로 평행을 이루는 상태를 뜻하며, 하전입자뿐 만 아니라 화학적 반응성이 큰 활성 라디칼, 자외선 등이 포함되어 있어 물리화학적 처리가 동시에 가능한 기술이다 (6). 최근 다양한 방전 방식의 플라즈마를 적용하여 곡류 및 그 가공품의 미생물 저감을 위한 연구는 시도된 바 있으 나(7-9), 벼의 저장성 개선을 위하여 플라즈마 시스템 적용 에 관한 연구는 전무한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 국내에서 생산된 벼의 저장안전성 확보를 위한 기초기반연구로 저온 플라즈마를 처리한 벼의 저장온도 및 기간에 따른 미생물 생육변화 및 일반성분 변화를 관찰하고자 하였다.

재료 및 방법

시료 준비 및 유전격벽방전 플라즈마 처리

본 연구에서 사용한 벼는 농촌진흥청 국립식량과학원에 서 육성한 품종으로 밥쌀용으로 개발된 삼광, 청품 및 미소 미 품종과 가공용으로 아밀로스 함량이 높고 면류에 많이 사용하고 있는 팔방미 품종을 이용하였다. 메성을 가진 4개 의 품종은 경기도 수원 소재의 국립식량과학원 중부작물부 (삼광, 청품, 미소미) 및 경상남도 밀양 소재의 국립식량과 학원 남부작물부(팔방미) 시험용 포장에서 2016년도에 재 배 및 수확한 것을 사용하였다.

저온 플라즈마 처리는 기 개발된 컨테이너형 유전격벽방 전 플라즈마 시스템을 활용(10)하여 0, 10 및 20분 처리하였 다. 처리가 완료된 시료는 2개월간 4℃ 및 25℃에 저장하였 으며, 습도는 4℃의 경우 36.2-38.2%, 25℃는 25.3-27.8%였 다. 플라즈마 처리한 시료의 저장조건에 따른 미생물 분석 을 위해 조곡을 사용하였으며, 그 외 품질 특성 분석을 위해 각각의 시료를 곡류 분쇄기(Hanil Co., Wonju, Korea)를 이 용하여 45초 동안 분쇄한 쌀가루를 활용하였다.

미생물 분석

저장온도 및 기간에 따른 플라즈마 처리한 벼의 미생물 생육 변화를 알아보기 위하여 일반미생물 및 곰팡이 수를 측정하였다. 즉 시료 3 g에 멸균된 식염수(0.85% NaCl) 27 mL을 첨가하여 Bag mixer(Model 400, Interscience, St. Nom, France)를 사용하여 120초 동안 혼합한 후 10진 희석법으로 희석한 희석액을 total plate count agar(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA) 및 YM agar(Difco Laboratories)를 사용하 여 도말하였다. 미생물의 증식은 표준한천배양방법으로 일 반호기성 미생물은 35℃에서 48시간, 곰팡이는 25℃에서 5일간 배양한 후 30-300개의 집락을 형성한 배지만 계수하 여 log colony forming unit(CFU)/g으로 나타냈다.

일반성분 분석

저장온도 및 기간에 따른 플라즈마 처리한 벼의 일반성 분 변화를 분석하기 위하여 수분, 지방, 단백질 함량을 AOAC 방법(11)에 의하여 측정하였다. 수분은 105℃ 상압 가열건조법, 지질은 에틸에테르를 용매로 soxhlet 추출기 (Soxtec System HT 1043 extraction unit, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)로 분석하였고, 단백질은 kjeldahl법에 근 거한 자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator, Mulgrave, Australia)로 측정하였다.

아밀로스 함량 분석

아밀로스 함량은 Juliano의 비색정량법(12)에 따라 시료 100 mg에 95% ethanol과 1 N sodium hydroxide를 가하고, 100℃에서 호화시킨 후 냉각시켰다. 호화액에 1 N acetic acid와 2% I2-KI용액을 첨가하여 정색반응을 시킨 후 분광 광도계(UV Spectrophotometer 1601, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)로 620 nm의 파장에서 흡광도를 측정하여 glucose를 이용한 표준곡선에 대입하여 환산하였다.

통계분석

본 시험에서 얻어진 결과는 SPSS 12.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) program을 사용하여 각 실험구간의 유의성을 검증한 후 Duncan's multiple range tests에 의해 실험군간의 차이를 5% 유의수준 에서 분석하였다.

결과 및 고찰

미생물 분석

플라즈마 처리한 벼의 저장온도 및 기간에 따른 일반호 기성미생물 분석결과를 Table 1에 제시하였다. 저장 초기에 는 벼 품종에 관계없이 3.46-3.86 log CFU/g이 검출되었다. 저장온도 및 기간에 따라 벼에 있는 일반호기성미생물의 수가 증가하는 경향을 보였으며, 8주동안 저장하였을 때플 라즈마 처리에 의해 벼의 일반호기성미생물이 처리하지 않은 벼에 비해 1.11-1.53 log CFU/g 적게 생육된 것을 확인 할 수 있었다. 플라즈마에 의한 벼의 저장온도 및 기간에 따른 곰팡이 생육변화를 분석한 결과 저장 초기에는 품종에 관계없이 2.27-2.86 log CFU/g이 검출되었다(Table 2). 저장 온도 및 기간에 따른 곰팡이 생육은 일반호기성미생물 분석 결과와 유사하였다. 8주 저장한 시료를 기준으로 하였을 때 플라즈마 처리에 의해 벼의 곰팡이가 처리하지 않은 벼에 비해 1.02-1.29 log CFU/g 적게 생육된 것을 확인할 수 있었다.

Table 1. Total aerobic bacterial counts (log CFU/g) of rough rice treated with cold plasma by storage temperature and periods

Cultivars	Temp. (℃)	Time (min)	Storage period (week)				SEM2)
			0	2	4	8
			Samkwang		0	3.76^a3)^z4)		3.89^by	4.19^bx	4.92^bw	0.015
4	10	3.61^bz		3.63^dz	3.77^dy	4.10^dx	0.021
	20	3.45^cz		3.49^fz	3.56^fy	3.81^fx	0.026
25	0	3.76^az		4.03^ay	4.33^ax	5.34^aw	0.001
	10	3.61^bz		3.75^cy	3.89^cx	4.40^cw	0.042
	20	3.45^cz		3.59^ey	3.70^ex	3.96^ew	0.026
	SEM1)	0.012		0.018	0.031	0.033
Cheongpum		0		3.77^az	3.88^by	4.21^bx	4.93^bw	0.015
	4	10	3.66^bz	3.67^dz	3.76^dy	4.10^dx	0.016
		20	3.52^cz	3.53^ez	3.63^ey	3.77^fx	0.033
	25	0	3.77^az	4.04^ay	4.37^ax	5.35^aw	0.016
		10	3.66^bz	3.76^cy	3.89^cx	4.44^cw	0.016
		20	3.52^cz	3.66^dy	3.75^dx	3.93^ew	0.017
		SEM	0.019	0.013	0.015	0.029
	Misomi		0	3.78^az	3.87^by	4.24^bx	4.94^bw	0.018
4		10	3.62^bz	3.63^dz	3.76^dy	4.08^dx	0.017
		20	3.46^cz	3.47^ez	3.57^fy	3.77^fx	0.025
25		0	3.78^az	4.03^ay	4.39^ax	5.39^aw	0.018
		10	3.62^bz	3.76^cy	3.91^cx	4.40^cw	0.023
		20	3.46^cz	3.61^dy	3.66^ey	3.90^ex	0.026
		SEM	0.022	0.021	0.02	0.023
Palbangmi			0	3.86^az	3.97^by	4.28^bx	5.05^bw	0.015
	4	10	3.65^bz	3.66^dz	3.87^dy	4.12^dx	0.026
		20	3.46^cz	3.48^fz	3.58^fy	3.79^fx	0.029
	25	0	3.86^az	4.07^ay	4.41^ax	5.49^aw	0.01
		10	3.65^bz	3.76^cy	3.95^cx	4.44^cw	0.024
		20	3.46^cz	3.59^ey	3.70^ex	3.96^ew	0.031
		SEM	0.031	0.015	0.028	0.018

Standard error of the means (n=18).

Standard error of the means (n=12).

^a-fValues with different letters within the same column differ significantly (p<0.05).

^w-zValues with different letters within the same row differ significantly (p<0.05).

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Table 2. Mold counts (log CFU/g) of rough rice treated with cold plasma by storage temperature and periods

Cultivars	Temp. (℃)	Time (min)	Storage period (week)				SEM2)
			0	2	4	8
			Samkwang		0	2.73^a3)^z4)		3.12^by	3.54^ax	3.69^bw	0.026
4	10	2.51^bz		2.59^dy	2.77^dx	2.88^dw	0.019
	20	2.27^cz		2.41^fy	2.53^fx	2.58^fx	0.045
25	0	2.73^az		3.17^ay	3.32^bx	3.76^aw	0.021
	10	2.51^bz		2.76^cy	2.91^cx	2.98^cw	0.017
	20	2.27^cz		2.54^ey	2.68^ex	2.74^ex	0.051
	SEM1)	0.051		0.016	0.03	0.025
Cheongpum		0		2.81^az	3.16^by	3.58^ax	3.70^bw	0.021
	4	10	2.54^bz	2.60^dy	2.83^dx	2.96^dw	0.019
		20	2.35^cz	2.43^fy	2.61^ex	2.68^fw	0.026
	25	0	2.81^az	3.25^ay	3.41^bx	4.04^aw	0.017
		10	2.54^bz	2.72^cy	2.92^cx	3.06^cw	0.024
		20	2.35^cz	2.52^ey	2.66^ex	2.75^ew	0.028
		SEM	0.024	0.02	0.022	0.024
	Misomi		0	2.80^az	3.20^by	3.53^ax	3.66^bw	0.026
4		10	2.53^bz	2.62^dy	2.83^dx	2.90^cw	0.029
		20	2.35^cz	2.43^fz	2.56^fy	2.59^ey	0.042
25		0	2.80^az	3.27^ay	3.42^bx	4.02^aw	0.019
		10	2.53^bz	2.72^cy	2.93^cx	2.98^cx	0.025
		20	2.35^cz	2.52^ey	2.64^ex	2.77^dw	0.026
		SEM	0.031	0.022	0.021	0.038
Palbangmi			0	2.86^az	3.22^ay	3.75^ax	3.93^bw	0.024
	4	10	2.64^bz	2.65^cz	2.85^dy	2.89^dy	0.027
		20	2.49^cz	2.58^dy	2.62^fxy	2.67^ex	0.035
	25	0	2.86^az	3.27^ay	3.50^bx	4.12^aw	0.021
		10	2.64^bz	2.83^by	2.96^cx	3.12^cw	0.016
		20	2.49^cz	2.62^cdy	2.77^ex	2.89^dw	0.034
		SEM	0.018	0.029	0.031	0.029

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Standard error of the means (n=12).

^a-fValues with different letters within the same column differ significantly (p<0.05).

^w-zValues with different letters within the same row differ significantly (p<0.05).

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전리된 가스 상태인 플라즈마에는 전자, 양이온, 음이온, 자유 라디칼 및 자외선 광자 등을 포함한 reactive oxygen species가 존재하고 있다. 특히 reactive oxygen species에는 미생물 세포막을 통해 확산되면서 세포막의 지질과 단백 질, 그리고 세포 내의 DNA와 같은 거대분자들과 반응하여 미생물 세포에 영향을 주는 것으로 보고되고 있다(13). 플라 즈마에 의한 미생물 저감화 효과에 영향을 주는 요인으로 플라즈마 방전 가스, 에너지 수준, 처리 시간 등을 포함한 플라즈마 처리공정 요인과 미생물 종류, 식품 조성 및 표면 상태 등이 있다(14).

위의 결과를 종합하여 볼 때 벼의 저장온도 및 기간에 따라 미생물의 생육이 변화하는 것을 확인하였으며, 벼의 미생물학적 품질 개선을 위한 플라즈마 기술의 최적 적용 조건을 확립해야한다고 판단된다.

일반성분 분석

플라즈마 처리한 벼의 저장온도 및 기간에 따른 수분, 지방, 단백질 및 아밀로스 함량을 분석하였다. 플라즈마 처리에 의한 벼의 수분함량을 측정한 결과 저장조건에 따른 변화는 일관되지는 않았으나 팔방미를 제외한 나머지 품종 의 수분함량이 감소하는 경향을 보였다(Table 3). 그리고 전체적으로 25℃에 저장한 시료가 4℃에 저장하였을 때 보다 수분함량이 적게 나타났다. 플라즈마 처리한 벼의 저 장조건에 따른 지방함량 변화는 Table 4에 제시하였다. 팔 방미의 경우 플라즈마 및 저장조건에 따른 지방함량 변화는 관찰되지 않았으나, 다른 품종은 플라즈마 처리에 의해 지 방함량이 감소하는 경향을 보였다. 단백질 함량을 측정한 결과 4품종 모두 플라즈마 및 저장조건에 따른 변화는 일관 적으로 나타나지는 않았다(Table 5). 플라즈마 처리한 벼의 저장조건에 따른 아밀로스 함량 변화를 측정한 결과(Table 6) 삼광의 경우는 유의적으로 차이는 없었으나 팔방미의 경우는 플라즈마 처리에 의해 아밀로스 함량이 증가하는 경향을 보였다. 플라즈마에 의해 벼 또는 쌀에 함유된 지방 및 아밀로스 함량 변화에 관한 연구는 전무한 실정으로 이를 구명하기 위한 후속연구가 필요하다고 판단된다.

Table 3. Moisture contents of rough rice treated with cold plasma by storage temperature and periods

Cultivars	Temp. (℃)	Time (min)	Storage period (week)				SEM3)
			0	2	4	8
			Samkwang		0	10.16^b3)^z4)		10.70^yz	11.57^ax	11.19^axy	0.274
4	10	10.36^az		10.66^y	10.63^dy	10.85^by	0.107
	20	10.29^az		10.60^z	10.93^cy	11.07^ay	0.145
25	0	10.16^bz		10.56^y	11.16^bx	10.47^cy	0.071
	10	10.36^ayz		10.47^yz	10.51^ey	10.35^cz	0.061
	20	10.29^az		10.60^y	10.91^cx	10.40^cz	0.05
	SEM1)	0.043		0.269	0.041	0.6
Cheongpum		0		10.77^by	10.43^ay	11.16^ax	10.28^az	0.149
	4	10	10.91^ay	10.25^abz 11.22^ax		10.15^bz	0.068
		20	10.87^ax	10.08^by	10.83^bx	9.81^cz	0.042
	25	0	10.77^bx	10.40^aby 11.18^aw		9.87^cz	0.039
		10	10.91^aw	10.25^aby 10.69^cx		9.83^cz	0.041
		20	10.87^ax	10.18^aby	10.78^bx	9.41^dz	0.051
		SEM	0.02	0.134	0.058	0.035
	Misomi		0	11.11^x	10.34^az	10.81^cy	10.36^ay	0.252
4		10	10.73^y	9.90^bz	10.95^bx	9.95^bz	0.065
		20	10.87^x	8.82^dz	10.88^bcx	9.45^cy	0.019
25		0	11.11^y	9.90^bz	11.30^ay	9.48^cz	0.249
		10	10.73^w	8.31^ez	10.43^dx	9.37^cy	0.045
		20	10.87^x	8.99^cz	10.92^bx	9.12^dz	0.037
		SEM	0.285	0.048	0.031	0.069
Palbangmi			0	11.83^cx	12.03^bx	11.32^ay	10.40^az	0.177
	4	10	11.90^bx	12.02^bw 10.73^by		10.37^az	0.038
		20	12.05^ay	12.08^ay	10.66^bz	10.51^az	0.087
	25	0	11.83^cx	11.87^cx	9.66^dy	9.43^cz	0.238
		10	11.90^by	11.86^cy	9.89^cz	9.88^bz	0.065
		20	12.05^aw	11.83^cx	8.51^ez	9.77^by	0.08
		SEM	0.089	0.022	0.043	0.155

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Standard error of the means (n=12).

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Table 4. Lipid contents of rough rice treated with cold plasma by storage temperature and periods

Cultivars	Temp. (℃)	Time (min)	Storage period (week)				SEM2)
			0	2	4	8
			Samkwang		0	2.10^a3)		2.10^a	2.11^a	2.11^a	0.085
4	10	2.11^a		2.14^a	2.11^a	2.11^a	0.081
	20	1.97^b		1.99^ab	1.94^b	1.90^b	0.065
25	0	2.10^a		2.06^ab	2.12^a	2.12^a	0.041
	10	2.11^a		2.11^a	2.12^a	2.12^a	0.018
	20	1.97^by4)		1.91^bz	1.91^bz	1.95^byz	0.026
	SEM1)	0.033		0.08	0.059	0.054
Cheongpum		0		1.89^a	1.90^a	1.95^a	1.95^a	0.036
	4	10	1.58^b	1.59^b	1.63^bc	1.63^c	0.036
		20	1.71^b	1.71^ab	1.72^b	1.77^b	0.12
	25	0	1.89^a	1.89^a	1.90^a	1.94^a	0.041
		10	1.58^b	1.59^b	1.58^c	1.66^c	0.05
		20	1.71^b	1.71^ab	1.72^b	1.66^c	0.047
		SEM	0.057	0.097	0.04	0.036
	Misomi		0	2.21^a	2.26^a	2.22^a	2.27^a	0.044
4		10	2.13^b	2.13^b	2.12^a	2.17^a	0.069
		20	1.83^cz	1.83^cz	1.81^bz	1.89^by	0.02
25		0	2.21^a	2.23^a	2.20^a	2.21^a	0.076
		10	2.13^b	2.13^b	2.11^a	2.17^a	0.043
		20	1.83^cz	1.83^cz	1.82^bz	1.90^by	0.026
		SEM	0.032	0.043	0.05	0.07
Palbangmi			0	1.81	1.85	1.84	1.83	0.093
	4	10	1.85	1.85	1.85	1.87	0.021
		20	1.83	1.83	1.82	1.82	0.047
	25	0	1.81	1.84	1.85	1.85	0.088
		10	1.85	1.85	1.84	1.87	0.022
		20	1.83	1.85	1.81	1.83	0.04
		SEM	0.098	0.048	0.018	0.043

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Table 5. Protein contents of rough rice treated with cold plasma by storage temperature and periods

Cultivars	Temp. (℃)	Time (min)	Storage period (week)				SEM2)
			0	2	4	8
			Samkwang		0	6.26^a3)^x4)		6.26^ax	5.79^cz	5.95^ey	0.02
4	10	6.29^ax		6.29^ax	5.95^az	6.05^dy	0.023
	20	6.08^by		6.08^cy	5.91^az	6.14^cy	0.031
25	0	6.26^ax		6.10^bcy	5.93^az	6.32^bw	0.014
	10	6.29^ax		6.14^by	5.85^bz	6.37^aw	0.02
	20	6.08^by		6.04^cy	5.71^dz	6.36^ax	0.033
	SEM1)	0.03		0.027	0.024	0.016
Cheongpum		0		6.81^ax	6.81^ax	6.28^dz	6.51^cy	0.021
	4	10	6.56^cy	6.56^cy	6.35^cz	6.31^dz	0.025
		20	6.67^bx	6.67^bx	6.42^bz	6.53^cy	0.024
	25	0	6.81^ax	6.38^dy	6.28^dz	6.87^aw	0.019
		10	6.56^cx	6.39^dz	6.49^ay	6.90^aw	0.017
		20	6.67^bx	6.58^cy	6.18^ez	6.74^bw	0.026
		SEM	0.023	0.018	0.028	0.018
	Misomi		0	5.94^by	5.94^cy	5.84^bz	6.09^cx	0.018
4		10	6.06^ax	6.26^aw	5.81^bz	5.87^dy	0.014
		20	5.99^bx	5.97^cx	5.85^bz	5.90^dy	0.02
25		0	5.94^by	6.23^aw	5.61^cz	6.13^bx	0.026
		10	6.06^ay	6.17^bx	5.83^bz	6.33^aw	0.018
		20	5.99^bz	5.96^cz	5.98^az	6.15^by	0.028
		SEM	0.022	0.018	0.027	0.015
Palbangmi			0	7.18^ay	7.19^by	7.22^ay	7.04^ez	0.017
	4	10	7.13^bz	7.13^bcz	7.17^az	7.30^ay	0.026
		20	7.08^cy	7.08^cy	6.98^bz	7.09^dy	0.01
	25	0	7.18^ay	7.19^by	7.02^bz	7.17^bcy	0.02
		10	7.13^by	7.23^bx	6.90^cz	7.21^bxy	0.037
		20	7.08^cz	7.35^ay	7.17^az	7.13^cz	0.04
		SEM	0.018	0.04	0.026	0.017

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Table 6. Amylose contents of rough rice treated with cold plasma by storage temperature and periods

Cultivars	Temp. (℃)	Time (min)	Storage period (week)				SEM2)
			0	2	4	8
			Samkwang	4	0	16.25		16.12	16.51	16.53	0.313
10	16.4	16.22			16.48	16.32	0.21
20	16.38	16.25			16.48	16.27	0.154
25	0	16.25		16.09	16.53	16.22	0.235
	10	16.4		16.14	16.61	16.22	0.196
	20	16.38		16.17	16.56	16.61	0.194
	SEM1)	0.326		0.198	0.132	0.186
Cheongpum		0		15.85^a3)	15.7	15.83^ab	15.72^b	0.218
	4	10	15.17^cz4)	15.57^y	15.77^aby	15.88^aby	0.133
		20	15.43^bz	15.67^yz 15.75^abyz		15.96^aby	0.204
	25	0	15.85^a	15.67	15.75^ab	15.72^b	0.186
		10	15.17^cz	15.59^y	15.57^by	15.83^aby	0.139
		20	15.43^bz	15.59^yz	15.91^axy	16.06^ax	0.187
		SEM	0.281	0.113	0.14	0.137
	Misomi		0	15.59	15.72	15.91^bc	15.93^b	0.342
4		10	15.96	15.75	16.09^abc	16.01^b	0.234
		20	15.54^z	15.62^z	15.83^cyz	16.09^by	0.15
25		0	15.59^z	15.98^yz 16.25^abyz		16.53^ay	0.343
		10	15.96^z	15.98^z	16.25^abz	16.59^ay	0.128
		20	15.54^z	15.88^y	16.27^ax	16.74^aw	0.103
		SEM	0.377	0.208	0.153	0.13
Palbangmi			0	19.86^b	19.23^b	19.65^b	20.10b	0.452
	4	10	21.64^a	21.88^a	21.90^a	21.93^a	0.323
		20	21.22^a	21.80^a	21.96^a	22.04^a	0.489
	25	0	19.86^b	19.50^b	20.18^b	20.18^b	0.287
		10	21.64^a	21.88^a	21.85^a	21.85^a	0.273
		20	21.22^az	21.98^ayz 21.83^ayz		22.09^ay	0.346
		SEM	0.284	0.47	0.373	0.331

Standard error of the means (n=18).

Standard error of the means (n=12).

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^w-zValues with different letters within the same row differ significantly (p<0.05).

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쌀은 저장에 따라 표면의 수분이 증발하면서 그 함량이 점차 감소되는 것으로 알려져 있어 상온 저장보다는 저온에 서 저장하는 것이 품질 유지가 오래된다고 알려져 있다(15). 또한 쌀은 저장과정 중의 호흡에 의하여 지방이 분해되어 유리지방산이 증가하고, 유리지방산은 배유의 아밀로스와 결합하여 취반시 전분립의 팽윤을 억제시키며 자체가 산화 되어 이취가 나는 기화성 카보닐 화합물을 만든다(16). 그리 고 단백질은 저장과정 중 산화되면서 만들어진 화합물이 작용하여 전분의 미셀결합의 강도 증가와 함께 취반시 전분 립의 팽윤을 억제하고 밥의 조직감에 영향을 주는 것으로 알려지고 있다(17). 따라서 플라즈마 및 저장조건에 따른 벼의 주요 성분 변화 분석은 매우 중요한 요소라고 할 수 있다.

플라즈마 처리한 벼의 저장기간 및 온도에 따른 성분 분석결과를 종합하여 볼 때 플라즈마 처리에 의한 각각의 성분 변화는 품종간의 차이는 있었으나 저장온도가 높을 경우 수분함량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. Kim 등(1)의 보고에 따르면 저장기간 동안 벼의 함수율은 조직 감 및 지방산도와 유의적인 상관관계를 보였으며, 이에 따 라 쌀의 품질 유지를 위해 벼의 수분함량이 매우 중요하다 고 하였다. 또한 수분이 함유된 벼는 20℃에서도 상당 수준 호흡열을 발산하기 때문에 곡온이 올라가서 에틸렌 생성 및 효소활성 증대와 곰팡이 발생 등으로 급격히 쌀 품질 및 식미가 저하된다는 연구결과(18)를 볼 때, 고품질 벼를 사용하기 위해서는 저온저장이 효과적이라고 판단된다.

요 약

국내에서 생산되는 벼의 저장안전성 확보를 위한 기초기 반연구로 플라즈마 기술을 이용하여 벼의 저장기간 및 온도 에 따른 미생물 생육 및 성분 변화를 관찰하였다. 플라즈마 시스템은 컨테이너형 유전격벽 플라즈마로 공기방전방식 을 이용하여 삼광, 청품, 미소미, 팔방미 품종을 0, 10 및 20분간 처리하여 4℃, 25℃에서 2달간 저장하여 실험하였 다. 미생물 생육 변화를 관찰한 결과 저장 초기에는 일반호 기성 미생물은 3.46-3.86 log CFU/g, 곰팡이는 2.27-2.86 log CFU/g이 검출되었다. 저장온도 및 기간에 따라 일반호기성 미생물 및 곰팡이의 생육은 증가하였으며, 품종간의 큰 차 이는 없었다. 저장한 후의 미생물 분석 결과 플라즈마 처리 군의 미생물이 약 1.50 log CFU/g 적게 생육되었다. 플라즈 마 처리한 벼의 수분함량을 측정한 결과 플라즈마 처리에 의한 큰 차이는 관찰되지 않았으나, 저장온도가 올라가면 수분함량이 감소하는 것을 확인하였다. 지방은 플라즈마에 의해 감소하는 경향을 보였으나, 단백질 함량은 플라즈마 및 저장조건에 따른 일관적인 변화는 관찰되지 않았다. 아 밀로스 함량의 경우 삼광, 청품, 미소미 품종은 플라즈마에 의한 함량 변화는 관찰되지 않았으나 팔방미는 증가하는 경향을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 플라즈마에 의해 벼의 저장안전성을 개선할 수 있으며 품질 변화의 최소화를 위하여 저온저장이 효과적이라고 판단된다.

감사의 글

본 논문은 농촌진흥청 AGENDA 연구사업(과제번호: PJ01255601)의 지원에 의해 이루어진 것임.

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