‘Neugeunsuperjami’, a late maturing and blackish purple pigmented rice cultivar, was developed from a cross between Gumjeongbyeo and Hwaseonchalbyeo. During selected by pedigree breeding method until F8 generation, a promising line, SR28757-22-2-4-2-1-1-2-B, was selected and advanced by late maturing and content of Cyanidin 3-glucoside. Advance line designated as the name of ‘KNOU 13’. This variety headed on August 28, 140 days to heading after sowing. The culm length and the panicle length of ‘Neugeunsuperjami’ was 91.0 cm and 20.0 cm, respectively. The number of panicle per hill was 10.5 and the number of grain per panicle was 88.6. The dehulling recovery of ‘Neugeunsuperjami’ was about 80.5% and 1,000-grain weight was about 19.7 g, heavier than that of ‘Heugjinju’. ‘Neugeunsuperjami’ has 3~5 times higher Cyanidin-3-glucoside(C3G) content compared with ‘Heugjinju’.

‘Pareunsuperjami’, a early maturing and blackish purple pigmented rice cultivar, was developed from a cross between Heugjinju and Suwon 425. During selected by pedigree breeding method until F8 generation, a promising line, C3GM(CG2-2-70-1-1-3-2-B), was selected and advanced by early maturing and contents of cyanidin 3-glucoside. Advance line designated as the name of 'KNOU 3'. This variety headed on July. 30, 115 days to heading after sowing. The culm length and the panicle length of 'Pareunsuperjami' was 63.5cm and 21.3cm, respectively. The number of panicle per hill was 9.4 and the number of grain per panicles was 98.0. The ratio of fertility of ' Pareunsuperjami’ was about 80.5% and 1,000-grain weight was about 18.8 g, heavier than that of ‘Heugjinju’. ' Pareunsuperjami ' has 3~4 times higher Cyanidine-3-glucoside(C3G) contents compared with ‘Heugjinju’.

전통적인 교배육종을 통하여 천연색소(C3G) 함량을 높인 ‘슈퍼자미2호’(흑진주벼/수원 425호//대립벼 1호) 품종의 작물학적 특성과 품질특성을 조사 분석한 중부평야지에서 평균 출수기는 8월 30일로 만생종이며, 간장은 106 cm 정도이며 임실률은 82.0%였다. 또한 현미천립중은 30.1 g 정도로 ‘슈퍼자미’(26.2g)보다 무거운 품종이다. ‘슈퍼자미2호’ 품종의 현미 장폭비는 2.08의 장원형으로 흑진주벼에 비해 길이와 폭이 12%, 26%로 증가된 대립종이다. 미량원소 중 K, Ca 함량은 ‘흑진주벼’에 비해 낮았고, 단백질, 회분 함량도 낮게, 열량, 지방, 탄수화물 함량은 비슷한 수준으로 나타났다. ‘슈퍼자미2호’ 품종의 C3G 색소함량은 2013년에는 1,782 mg(100 g 종자), 2014년에는 1,980 mg(100 g 종자)으로서 ‘슈퍼자미’ 보다는 다소 낮았으나 ‘흑진주벼’ 보다는 9배 이상 높았다.

흑진주벼 보다 C3G(Cyanidin-3-glucoside) 함량이 높고 아토피억제효과 및 항당뇨 효과가 있는 슈퍼자미(국립종자원 품종등록 : 제4151호, 2012. 10. 17)에 대한 이화학적 특성을 밝혀 기능성 쌀 이용 기초자료를 확립하고, 기존의 쌀과의 차이점을 밝히고자 수행하였다. 슈퍼자미 품종의 조단백질ㆍ조지방은 AOAC방법, 아밀로오스 함량은 Juliano법, 쌀가루의 물결합능력은 Medcalf & Gilles 법, 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법, 전자공여능은 DPPH의 환원성을 이용하여 UV/Visible spectrophoto mether로 측정하였다. 슈퍼자미의 단백질 함량은 기존의 유색미보다 낮아서 취반을 하였을 때 식미를 크게 저하하지 않을 것이라 사료된다. 아밀로오스 함량이 낮아 일반미와 혼합하여 밥을 지었을 때보다 부피 증가가 작고, 끈기가 많으며, 식미가 좋을 것이라고 생각된다. 물결합능력은 흑진주 > 슈퍼자미 > 일품 순이다. 일반계 쌀인 일품에 비해 흑진주와 슈퍼자미의 총 폴리페놀 함량이 1.2배 높은 것으로 나타났고 흑진주보다 슈퍼자미의 함량이 유의적으로 높았다. 흑진주보다 슈퍼자미의 DPPH 라디컬소거능이 높은 것으로 나타나 슈퍼자미가 강한 항산화 활성 능력을 가진 것으로 평가되었다.

흑자색 현미의 기능성 천연색소 C3G 함량을 증대시키고 영양가치가 우수한 거대배 특성을 결합한 큰눈자미(국립종자원 품종등록 : 제4152호, 2012. 10. 17)의 이화학적 특성을 밝혀 기능성 식품소재로서의 활용 가치를 확대하기 위해 수행하였다. 종피의 C3G 함량은 C3G 간이검량법으로 분석하였다(Ryu et al., 1998). 열량 및 탄수화물 함량은 식품공전 계산법으로 분석하였고, 지방 함량은 식품공전 에테르추출법, 회분함량은 식품공전 회분시험법으로 분석하였다(Food code, 2000). 단백질은 Kjedahl법으로, 양이온 함량은 ICP-AES측정법으로 측정하였다. 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 현미천립중은 18.9g 정도이고, 장폭비는 2.14로 중원형이며, 현미에서 쌀눈의 비율이 8.2% 수준으로 흑진주벼의 2.5배 정도이며, 현미 1립 기준 쌀눈의 무게가 흑진주벼의 2.8배 수준인 거대배아미 품종이다. 현미의 지방함량과 Lysine 함량이 흑진주벼 보다 높고, 종피의 안토시아닌 주색소인 C3G 함량이 흑진주벼에 비해 2배 정도 높은 품종으로 건강기능성 소재로서 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

흑진주벼에 비해 천연색소 C3G(Cyanidin-3-glucoside)가 3.8배 이상 높으며 종실의 크기가 1.7배 큰 대립자미(국립종자원 품종등록 : 제4150호, 2012. 10. 17)의 이화학적 특성을 밝혀 기능성 쌀 이용의 기초자료를 확립하고, 기존의 쌀과의 차이점을 밝히고자 수행하였다. 일반성분 분석은 AOAC법, 쌀 배유의 단백질 함량은 Foss Tecator로 측정하였다. 유색미 70% 에탄올 추출물의 기능성 물질 분석은 Singleton(1965)의 방법, Jia 등(1999)의 방법을 수정하여 실험하였다. 일반성분의 경우 수분함량은 일품벼가 가장 높았고, 흑진주, 대립자미, 슈퍼자미 순이었고, 식미와 관계가 있는 조단백질과 조지방함량은 흑진주벼보다 낮아 대립자미의 취반특성이 우수한 것으로 평가되었다. 아밀로스 함량은 밥의 부피와 끈기, 노화지연에 관계가 있는데, 대립자미가 낮아 기존의 유색미보다 취반특성이 좋은 것으로 확인되었다. 대립자미의 1,000립중은 28.1g으로 흑진주벼보다 1.7배, 천연색소 C3G 함량은 3.8배 높은 특징을 가진 품종으로 항산화 생리활성을 가지는 총 폴리페놀 함량과 전자공여능을 측정한 결과 대립자미는 높은 생리기능성을 가진 품종으로 확인되었다. 슈퍼자미의 총 항상화력이 375.34 AEAC로 가장 높은 값을 나타내었으며 대립자미가 355.92, 흑진주가 274.58의 값을 나타내었다. Hydroxy radical 소거능과 SOD 유사활성 역시 다른 항산화 측정 결과와 유사하게 대립자미와 슈퍼자미에서 일반현미와 흑진주보다 유의적으로 높은 활성을 나타낸다. 유기 용매의 극성에 따른 슈퍼자미와 대립자미의 분획추출물의 DPPH 라디칼소거능은 비슷한 경향을 나타냈다.

다양한 기후 및 지역 적응을 위해 만생이면서 천립중이 무겁고, 종피의 C3G(Cyanidin-3-glucoside) 함량을 극대화시킨 슈퍼자미2호(국립종자원 품종등록 : 제5131호, 2014. 8. 26) 벼 품종의 작물학적 특성과 품질 특성을 규명하고, 이를 활용하여 기능성 소재 및 건강 기능성 식품을 위한 기초자료로 활용코자 수행하였다. 본 시험은 계통명 ‘KNOU 6호’를 2009 ～ 2011년까지 3년간 중부평야 2개 지역에서 보통기 보비재배를 하여 대조품종 흑진주, 슈퍼자미의 주요 농업형질과 종피색소 특성을 비교 검토하였다. 각 지역에서 공시 품종을 5월 2일에 파종하여 6월 4일에 이앙하였으며, 재식거리는 30 × 15cm로 주당 3본으로 하였다. 시비량 및 질소분시방법은 농촌진흥청 표준재배법에 준하였다. 전통적인 교배육종을 통하여 천연색소(C3G) 함량을 높인 ‘슈퍼자미2호’(흑진주벼/수원425호//대립벼1호) 품종의 작물학적 특성과 품질특성을 조사 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중부평야지 평균출수기는 8월 30일로 만생종이며, 간장은 106cm 정도이며 임실률은 82.0%였다. 또한 현미천립중은 30.1g 정도로 슈퍼자미(26.2g)보다 무거운 품종이다. 2. ‘슈퍼자미2호’ 품종의 현미 장폭비는 2.08의 장원형으로 흑진주에 비해 길이와 폭이 12%, 26%로 증가되었다. 미량원소 중 K, Ca 함량은 흑진주에 비해 낮았고, 단백질ㆍ회분함량은 낮게, 열량ㆍ지방ㆍ탄수화물 함량은 비슷한 수준으로 나타났다. 3. ‘슈퍼자미2호’ 품종의 C3G 색소함량은 2013년에는 1,782mg(100g 종자), 2014년에는 1,980mg(100g 종자)으로서 슈퍼자미 보다는 다소 낮았으나 흑진주 보다는 9배 이상 높았다.

벼 품종의 다양화와 기능성 특수용도의 쌀 품종 육성의 일환으로 개발한 슈퍼홍미의 작물학적 특성과 성분특성을 규명하고자 수행하였다. 슈퍼홍미는 흑진주벼와 수원 425호 교잡 후대 계통에서 선발된 C3GHi 계통과 종실이 큰 대립벼1호를 인공교배하여 초형이 양호하고 현미색이 붉은 계통을 선발하여 육성하였다. 출수기는 9월 5일로 슈퍼자미보다 10일 늦은 만생종이며, 간장은 94.7 cm 로 슈퍼자미보다 13 cm 큰 장간이다. 포기당 이삭수는 5.4개로 적지만 이삭당 벼알수는 154.0 개로 슈퍼자미 보다 28% 많다. 현미의 천립중은 26.8g 으로 슈퍼자미와 비슷하다. 슈퍼자미의 길이는 9.05 cm이고 폭은 3.79 cm로 슈퍼자미보다 큰 대립이며 정현비율은 81.7% 이다. MCF-7 세포주를 24시간 배양한 후 세포 내에 에스트로겐 활성과 관련된 단백질을 확인하였다. 에스트로겐에 의해 PR 합성이 유도되고 ER-α는 억제되는 결과가 나왔고, 슈퍼홍미 70% 에탄올 추출물로 처리하였을 때 이와 유사한 결과가 나타났다. 슈퍼홍미 추출물 농도에 따른 MCF-7 증식효과를 살펴보았을 때, 50ppm, 100ppm 농도에서 48시간 배양이후 증식효과가 나타났으며 72시간 이후에는 모든 농도에서 14% 이상의 증식효과가 나타났다. 슈퍼홍미는 에스트로겐과 유사한 기능성을 갖고 있는 것으로 여겨지며 이에 대한 추가적인 연구가 필요하며 새로운 기능성 품종으로의 가능성이 높다.

기후변화와 다양한 작부체계 적응 고기능성 조생품종 빠른슈퍼자미와 만생품종 늦은슈퍼자미의 작물학적 특성과 품질 특성을 규명하고자 수행하였다. 빠른슈퍼자미는 흑진주벼와 수원425호를 인공교배 하여 C3G함량이 높은 개통을 육성하고, 출수기가 빠른 계통을 선발하여 매년 계통재배하면서 포장선발을 실시하여 육성하였다. 늦은슈퍼자미는 검정벼와 화선찰을 인공교배하여 C3G함량이 높은 개통을 육성하고, 출수기가 늦은 계통을 선발하여 매년 계통재배하면서 포장선발을 실시하여 육성하였다. 빠른슈퍼자미의 출수기는 흑진주 보다 5일 늦은 조생종이며, 늦은슈퍼자미는 흑진주보다 30일 늦은 만생종이다. 종피색은 모두 흑자색이고 메벼이다. 빠른슈퍼자미의 잎은 색은 약간 짙은 녹색이며 길이가 다소 짧은 편이나 너비는 대조품종인 흑진주와 비슷하고, 늦은슈퍼자미의 잎은 중간길이다. 빠른슈퍼자미 종자크기는 흑진주와 비슷하지만 현미 천립중은 19.0g으로 가벼운 편이며, 늦은슈퍼자미는 19.9g으로 흑진주 보다 약간 무겁다. 빠른슈퍼자미의 수장은 20.8cm으로 흑진주와 비슷하나 간장은 62.6cm로 단간종이고, 늦은슈퍼자미는 수장은 흑진주와 비슷하나 간장은 91cm로 중장간이다. 빠른슈퍼자미는 천연색소 안토시아닌의 주성분인 C3G의 함량이 흑진주보다 10배 정도로 높으며, 늦은슈퍼자미의 C3G는 흑진주벼보다 2.5배 정도 높다.

국민경제와 삶의 질 향상에 따른 국민들의 건강에 대한 관심에 부응하여 유색미 품종들에 대하여 본격적으로 연구가 진행되고 있는 중이다. 그러나 이들 유색미에 함유된 생리활성물질들은 재배환경에 따라 변이가 크기 때문에 재배기술의 개선이 요구된다. 한국방송통신대학교 농학과에서 개발한 유색미 벼품종 슈퍼자미를 실험품종으로 2013년과 2014년도에 등숙기 별로 시료를 채취하여 출수 후 등숙기 적산온도에 따른 수량성과 C3G함량 등을 검토하였다. 2013년의 적산온도와 일조시간의 합은 3,511℃와 1,304시간, 2014년은 3,362℃와 1,241시간으로, 두 실험년도 간에는 적산온도와 일조시간의 합에서 차이가 컸다. 평균기온, 최고기온, 최저기온은 2013년이 2014년에 비하여 생육기간 전반에 걸쳐 높았다. 일조시간은 2014년이 2013년보다 약 104시간이 적었다. 또한 강수량은 2013년과 2014년의 우기가 집중된 7～9월의 강수량은 599.3mm와 601.7mm를 기록하여 비슷하였으며, 8～9월의 강수량은 2014년이 많았다. 벼의 생육단계별 기상특징을 보면 2013년의 평균기온은 감수분열기와 개화기 사이가 2014년에 비해 높은 온도로 경과한 특징을 보였으며, 일조시간은 감수분열기와 개화기에는 2013년이 2014년에 비하여 길었고, 등숙기에는 2013년이 2014년에 비하여 짧아 생육단계별로 차이가 컸다. 2014년이 2013년보다 천연색소 C3G함량이 높게 나타났다. 2014년의 등숙기는 2013년보다 일평균기온이 1.4～1.6℃ 저온에 경과하였고, 일조시간의 경우 2013년의 283시간, 2014년이 335시간으로 2014년이 52시간 길었으며, 일교차는 2013년이 10.4℃, 2014년이 11.3℃로 2014년의 일교차가 크게 나타난 결과로 판단되었다. 종합적으로, 2013년의 적정 수확시기는 현미수량과 C3G함량, 등숙률 등을 감안할 시 출수 후 35～40일이 경과한 등숙기 적산온도가 803.7～893.1℃인 때가 적당한 것으로 판단되며, 2014년의 적정 수확시기는 출수 후 39～44일이 경과한 등숙기 적산온도가 835.3～919.32℃인 때가 적당한 것으로 판단되었다. 기능성 쌀 슈퍼자미는 출수 후 35일에서 44일경이 생리적 성숙시기로 평가되었다.

종피색이 다른 세 품종을 이용하여 일반성분, 아밀로오스, 쌀알의 형태적 특성, 물질결합능력, 총 폴리페놀 함량, 전자공여능을 조사한 결과는 다음과 같다. 일반성분의 경우 수분함량은 일품이 가장 높았고, 흑진주, 슈퍼자미 순이었고, 식미와 관계가 깊은 조단백과 조지방 함량은 흑진주, 슈퍼자미, 일품 순으로 나타나 슈퍼자미의 취반 특성이 흑진주보다 우수했다. 슈퍼자미의 쌀알의 형태적 특성은 일반쌀보다 무겁고 길이가 길며 종실의 크기가 컸다. 낟알의 색도는 L, a는 일품, 슈퍼자미, 흑진주 순이었고, b값은 일품, 흑진주, 슈퍼자미 순이었으며, 가루의 색도는 일품, 슈퍼자미, 흑진주 순이었다. 물결합능력은 흑진주가 가장 높았고, 슈퍼자미, 일품 순이었으며, 수침 중의 경도는 모든 시료에서 수침시간이 길어질수록 낮아졌고, 슈퍼자미, 흑진주, 일품 순이었다. 각각 20, 40℃에서 수침시켜 색소의 용출과 pH를 측정한 결과는 수침시간이 길어질수록 색소용출이 많이 되며, pH가 낮아졌고, 온도가 높을 때 색소 용출도 활발하고 pH가 다소 낮았다. DSC를 이용한 호화특성 측정 결과 슈퍼자미가 흑진주보다 분자 구조 간 결합력과 결정성이 낮아 호화가 잘 되는 것을 확인하였다. 총 폴리페놀과 전자공여능은 슈퍼자미, 흑진주, 일품 순으로 슈퍼자미가 높은 생리 기능성을 가지고 있음을 확인하였다.