The objective of this study was to determine the changes in content of polyphenolics, flavonoids, amino acids, especially γ-aminobutyric acid (GABA), and the antioxidant activities in the methanol extracts of four different pigmented rice seeds (white, black, red, and green color) at different germination stages, dry seeds (DS), imbibed seeds (IS), and germinated seeds for 1 (GS1), 2 (GS2) and 3 days (GS3). Total phenolics content at 1000 mg/kg extract was highest in black rice, ranging from 208.3 to 257.3 mg/kg, and followed by red rice 144.7 to 185.7 mg/kg, brown rice 151.3 to 194.2 mg/kg and green rice 125.7 to 160.7 mg/kg (lowest). Total flavonoid level had same tendency to total phenolics among colored rices with significant differences, showing highest amounts (45.2 to 56.8 mg/kg) in black rice and lowest (18.8 to 23.0 mg/kg) in green rice. Total phenolics and total flavonoids levels in black and brown seeds were highest when soaked, and in red rice when nonsoaked, and in green rice when germinated for 1 day. These results showed that content of physiologically- active substances were differ depending on seed coat color, soaking or germinating degree. Content in total amino acids during germination was ranged from 136.5 to 232.0 mg/kg in green rice (highest), and 98.9 to 176.0 mg/kg in red rice (lowest). Total content of amino acids and GABA level in all seed colors were high in order of GS3 > GS1 > IS > DS. The antioxidant activity of the methanol extracts from all the seed colors concentration-dependently increased. DPPH free radical scavenging activity at 2,000 mg/kg was highest in black rice by 83.0 to 87.7%, and lowest in green rice by 44.3 to 65.7%.

This study was carried out to obtain useful information on the cost-effective and labor-saving methods in the on-farm pigmented rice cultivation trials that were performed in Gangjn, Jindo and Gimje provinces. Two different pigmented rice cultivars were tested at each site from 2014 to 2015. From the common rice transplant technologies, Wet Hill Direct Seeding Technology (WHDST) was applied and was compared to Transplanting Machine (TM) Technology, which was mainly used for rice transplanting. The results of the study showed that during the trial period, the average C3G contents of pigmented rice ‘Heugkwang’ in Gangjin was 145.5 mg/100g using the WHDST. This was 23.5 mg/100g higher than using TM in Gangjin area. On the other hand, the C3G contents of functional pigmented rice variety ‘Seonhyangheukmi’ was 163 mg/100g under the WHDST while 189.3 mg/100g under the TM. Therefore, it was observed that the C3G contents of functional pigmented rice changed depending on the variety and according to the annual environmental variation. In Jindo area, two years average C3G contents of functional pigmented rice variety ‘Josaengheugchal’ was resulted to 268.1 mg/100g using TM. This C3G contents was 97.8 mg/100g more than the amount obtained using WHDST. For functional pigmented rice variety ‘Shinnongheugchal’, the C3G contents was 247.3 mg/100g in the WHDS, while 249.1 mg/100g in the TM. This indicated that C3G contents tended to be similar based on cultivation method. The C3G contents of the rice variety ‘Heugkwang’ in Gimje area were 34.7 mg/100 g and 20.2 mg/100g using WHDST and TM, respectively. Meanwhile, the C3G contents of functional pigmented rice variety ‘Heugsujeong’ was 85.6 mg/100g in the WHDST and 43.62 mg/100g in the TM. In conclusion, the study showed that the C3G contents of the pigmented rice are affected by the yearly environmental variation, the regions, and the cultivated variety.

Plenty of variations in nutritional, morphological and agronomic traits occur in the pigmented rice germplasm. The current study was conducted to evaluate the growth characteristics of 71 pigmented rice genotypes having different origin taking one Korean landrace (Heugjinjubyeo) as control. Amongst the twenty eight growth characters studied; leaf length, leaf width, ligule length, panicle length and panicles per hill showed a higher degree of variance. The heading dates of the pigmented rice germ plasm were distributed from Aug. 1 to Sep. 28. Thirty five cultivars that headed or flowered in August were found adaptable for cultivation in Korea. The mean culm length and panicle length were significantly higher than Heugjinjubyeo but most of cultivars having strong or middle of culm strength made it possible to produce the stable yield. Some cultivars showed unique qualitative characters such as openness of culm angle, purple ligule, auricle, awn and glume colors, poor panicle exsertion and long empty glume. Nine cultivars including Heugjinjubyeo showed purple seed coat color while those of the others (62 cultivars) were of red seed coat.

DPPH(l, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) free radical scavenging activity assay was used to analyze antioxidant activities in 78 pigmented rice germplasms. Out of 79 varieties taken, 28 varieties showed >70%, 27 varieties showed 61-70% whereas the rest of the varieties showed less than 60% antioxidant activity. In relative total anthocyanin content, Tingga loko( 1.972mg%), Ane bonak(l.965mg%), Pulut mbiring(1.926mg%), and so on were present at concentration given in the descending order, which lies within the range of 0.028 -1.972mg%.

본 연구는 유색미 품종들의 적정 재배시기와 지역에 따른 색소발현 및 항산화 활성 변이를 분석하여 고품질의 유색미를 생산할 수 있는 적정 재배관리기술의 기초자료를 얻고자 수행하였고 그 결과는 다음과 같다. 1. 밀양, 봉화, 상주, 의성 4지역에서 이앙시기를 5월 20일, 6월 5일, 6월 20일 3시기에 걸쳐서 흑미 3품종과 적미 2품종을 재배한 결과 출수 후 30일간의 평균기온 19.0℃ 이상에서 평균기온이 1℃ 증가할 때마다 흑미의 안토시아닌 함량은 약 9.9%, 적미의 총폴리페놀 함량은 약 9%씩 감소하였다. 2. 유색미의 기능성물질 함량을 증대시키기 위한 출수 후 30일간 적정등숙온도는 흑미의 경우 조생종은 22~23℃, 중만생종은 21~22℃의 범위였으며, 적미도 21~22℃ 범위였다. 3. 전국 지역별 30년간의 기상자료를 토대로 적정출수기를 추정한 결과 제천지역은 조생종이 8월 11일에서 8월 17일, 중만생종은 8월 25일경이며 보은지역은 조생종이 8월 15일에서 8월 19일, 중만생종은 8월 20일에서 8월 27일에 해당되었다. 영주지역은 조생종이 8월 15일에서 8월 21일, 중만생종은 8월 24일 경이었고, 충주지역은 조생종이 8월 17일에서 8월 23일, 중만생종은 8월 22일에서 8월 29일에 해당되었다. 대구지역은 조생종이 8월 27일에서 9월 2일, 중만생종은 9월 3일에서 9월 6일경으로 주요 재배적지는 제천, 보은, 문경, 영주 등이었다. 4. 적정파종기 추정결과 제천지역은 조생종이 5월 18일에서 5월 26일, 중만생종이 4월 11일 경이었으며, 보은지역은 조생종이 5월 23일에서 5월 28일, 중만생종이 4월 9일에서 4월 26일, 문경지역은 조생종이 5월 24일에서 6월 1일, 중만생종이 4월 21일에서 5월 4일, 영주지역은 조생종이 5월 22일에서 5월 30일, 중만생종이 4월 13일에서 4월 27일, 충주지역은 조생종이 5월 31일에서 6월 7일, 중만생종은 5월 4일에서 5월 14일 경으로 추정되었다.

‘청풍흑찰’은 충북농업기술원에서 2009년도에 육성한 다수성 흑색 찰벼 품종이다. 잎은 녹색이고, ‘흑선찰’보다 길이는 짧고, 너비는 비슷하다. 초형은 반직립형이며, 줄기의 강도가 강한 편이다. 이삭 추출은 양호하고 착립밀도는 조밀하다.까락은 벼알 선단부분에 약간 발생되며, 탈립이 잘 안되고 부선은 황색, 영색은 담자색이다. 출수기는 8월 23일인 중만생종이다. 간장은 65 cm로 작은 편이고, 주당수수와 천립중은‘흑선찰’과 비슷하였으나. 수당립수는 16개 더 많았다. 성숙기 하엽노화는 느린 편이며, 줄기의 강도가 강하여 도복에 강하다. 도열병에는 저항성을 나타냈지만, 해충에 저항성이 없다. 단백질 함량은 ‘흑선찰’보다 낮고, 도정수율 및 강하점도가 높아 가공적성이 뛰어나며, 기능성 성분 함량이 높고, 항산화 활성이 뛰어났다. 수량성은 ‘06～‘08년 3개년 간 실시한지역적응시험 보통기 보비재배 3개소에서 평균 현미수량이5.80 MT/ha로 ‘흑선찰’ 대비 53% 증수되었다.

대립자미는 전통적인 교배육종방법을 통하여 육성한 품종으로 안토시아닌 색소 중에서 C3G 함량이 높고 항산화 능력이 뛰어난 기능성 품종이다. 본 연구의 목적은 천연색소로서 가치를 지니며 생리적으로 우수하다고 규명된 대립자미의 품질 특성을 구명하여 이를 일반인에게 알리고 대중화 하는 데 있다. 최근 각종 성인병과 아토피 등 현대화되는사회에서 늘어가는 질병을 예방하고자 기능성을 가진 대립자미의 주색소인 C3G의 섭취를 늘리고 식품소재로 활용하기 위한 기초자료를 마련하고자 연구를 수행하였다.일반성분의 경우 수분함량은 일품벼가 가장 높았고, 흑진주, 대립자미, 슈퍼자미 순이었고, 식미와 관계가 있는 조단백질과 조지방함량은 흑진주벼보다 낮아 대립자미의 취반특성이 우수한 것으로 평가되었다. 아밀로스 함량은 밥의부피와 끈기, 노화지연에 관계가 있는데, 대립자미가 낮아기존의 유색미보다 취반특성이 좋은 것으로 확인되었다.대립자미의 1,000립중은 28.1 g으로 흑진주벼보다 1.7배,천연색소 C3G 함량은 3.8배 높은 특징을 가진 품종으로 항산화 생리활성을 가지는 총 폴리페놀 함량과 전자공여능을측정한 결과 대립자미는 높은 생리기능성을 가진 품종으로확인되었다.

Anthocyanin pigments from three pigmented rice varieties, Hongjinju, Sintoheugmi and Josaengheugchal pigmented by black color, were quantified to evaluate effects of transplanting and harvesting time during seed development. Hongjinju, a rice variety of grains pigmented by red color, contains only two kinds of anthocyanins, delphinidin and cyanidin. Meanwhile, delphinidin, cyanidin, and pelargonidin were identified in Sintoheugmi and Josaengheugchal. Anthocyanidin contents in pigmented rice variety Hongjinju under different planting times were decreased with prolonged harvesting times. The Sintoheukmi showed that cyanidin content was the highest among analyzed pigments during seed development. Two anthocyanins (cyanidin and pelargonidin) in Josaengheugchal recorded highest contents at 20 days after heading in three transplanting times. Cyanidin content was also slightly increased with prolonged transplanting time. Total anthocyanidin contents in Hongjinju were always lower than that of Sintoheukmi and Josaengheukchal. In two rice varieties, Sintoheugmi and Josaengheugchal, a* values were commonly slightly decreased by late transplanting and harvesting times. Changes of a* and b* values in waxy rice varieties, Sintoheugmi and Josaengheugchal varied more than those in Hongjinju. In Josaengheugchal, early harvesting before maturity showed lower brown rice yield and late harvesting in the each transplanting times resulted in highest brown rice yield.

The excellence of pigmented rice with respect to its nutritional composition was proven and the physicochemical properties of five kinds of rice (Jindo black rice, Jindo jeongmi, Boseong black rice, red rice, and green rice) were compared. The crude protein content of black rice harvested in Boseong (10.15%) were higher than that of the other varieties. The crude fat contents of pigmented rice (black, red, and green) were higher than those of polished rice (Jindo-jeongmi and black rice). Boseong black rice had the highest crude fat content. The major free sugar types in the rice varieties were maltose and glucose. The major mineral contents of the unpolished rice (pigmented rice) varieties were as follows: of P, 361.32～570.11 mg%; K, 196.63～210.04 mg%; Mg, 104.11～128.02 mg%; Na, 2.49～8.14 mg%; and Ca, 12.10～16.82 mg%. The major fatty acids in the five kinds of rice were linoleic acid, oleic acid and palmitic acid. The fatty acid contents of the rice varieties did not differ significantly. The black rice (Boseong) had a higher amino acid content than the other varieties. The hunter color values of rice varieties were affected by the colors of tha samples. The L (lightness) value of black rice (Jindo, Boseong) was lower than that of the other samples. The thiamine and riboflavin contents of the red rice (0.48 mg/100 g and 0.14 mg/100 g, respectively) were higher than those of the other varieties (thiamine: 0.36～0.24 mg/100 g and riboflavin: 0.09～0.06 mg/100 g). The hardness of the rice varieties differed significantly (10.75～14.64 ㎏).

The quality characteristics of yenipsambab prepared using various amounts of red, green, and black pigmented rice (0, 10, 20, and 30% added) were investigated. The pH of the cooked rice of yenipsambab decreased significantly as the amounts of pigmented rice increased. The Hunter’s color L value decreased, but the b value increased with increasing amounts of pigmented rice. Moreover, the addition of 10-30% pigmented rice resulted in increased hardness, adhesiveness, cohesiveness, springiness, chewiness, and brittleness compared to the control. Finally, the results of the sensory evaluation and acceptance test showed that the cooked rice containing 10-20% pigmented rice had the highest scores. This study will help in the development of new rice products that are good for the health.

‘조생흑찰’은 작물과학원 영남농업연구소(현 국립식량과학원 기능성작물부)에서 2004년도에 육성한 조생 흑자색 찰벼 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 남부평야지 평균 출수기는 8월 3일로 조생종이며 간장은 65 cm정도이고 현미외관은 흑자색인 찰벼 품종이다. 2. 불시 출수율이 일반 조생종 품종과 비슷한 수준이며, 위조는 강한 편이고 성숙기의 엽노화가 느린 편이며, 내냉성은 ‘흑남벼’와 비슷한 정도의 내냉성을 가지고 있으며 수발아는

Cyanidin-3-glucoside(C3G) 고함유 흑자색미 계통을 육성하기 위해 흑진주, 수원425호, 상해향혈나, 용금1호, C3GHi 품종 및 계통들 간에 완전이면교배에서 얻은 20개 조합 F1 의 현미 천립중과 C3G함량에 대한 diallel analysis 및 조합 능력 분석 결과는 다음과 같다. 1. 교배모본의 현미 천립중은 16.6 g(흑진주) - 30.4 g(상해향혈나)이고, 현미 100 g당 C3G 함량은 C3GHi가 흑진주의 5배 정도 높은 1043.5 mg으로 나타났다. 2. 완전이면교배 결과 현미 천립중과 C3G 함량은 비대립 유전자 효과는 나타나지 않았고, 유전자의 상가적 및 우성적 유전효과만 인정되었다. 3. 현미 천립중과 C3G 함량의 유전 양식은 두 형질 모두 상가적 및 우성효과에 의한 부분우성을 보였으며, 평균 우성정도는 각각 0.80 및 0.69였고, 교배모본에서 정의대립 유전자 비율이 높았으며, 우성친의 빈도가 높고, 후대에서는 감소하는 방향으로 작용하였다. 4. 두형질의 상가적 유전효과에 의한 협의의 유전력은 각 각 0.66, 0.70이고, 광의의 유전력은 각각 0.98, 0.98로 높게 나타났다. 5. 현미 천립중에 대한 일반조합능력 효과는 상해향혈나가 가장 높았고, 흑진주가 가장 낮았으며, 흑진주/수원425 호, 수원425호/C3GHi 조합의 특정조합능력 효과가 가장 높았다. 6. C3G함량에 대한 일반조합능력 효과는 C3GHi가 가장 높았고, 상해향혈나가 가장 낮았으며, 흑진주/C3GHi 조합에서 특정조합능력 효과가 가장 낮게 나타났다.

조생흑찰의 품질과 수량성을 높이는 방법을 찾기 위해 재배 지역과 이앙 시기를 달리하여 그에 따른 생육과 품질을 조사하여 최적의 이앙시기를 구명하고자 하였다. 1. 출수기는 동일 이앙시기에서 청원이 제천에 비해 4~5 일 빨랐으며, 이앙시기가 첫 이앙 일을 기준으로 10일씩 늦어짐에 따라 제천은 각각 2, 5, 6일, 청원은 5, 6, 8일 각각 늦어졌다. 2. 출수기 간장은 제천 청원 모두 이앙시기가 늦어질수록 길어졌으며, 수장은 비슷하였으나 지역 간에는 제천보다 청원이 다소 길었다. 3. 수수는 제천보다 청원이 많았으며, 영화수는 5월 30일 이앙에서 두 지역 모두 많았다. 등숙 비율은 제천이 청원보다 높았고, 천립중은 청원지역이 무거웠다. 4. 수량은 제천이 이앙시기가 빠를수록 높았고, 청원은 늦어질수록 높은 경향이었다. 5. 현미수량으로 추정한 최적 이앙시기는 제천은 5월 11일 (491 kg/10a), 청주는 6월 16일(468 kg/10a)로 추정되었다. 6. 이앙시기별 현미의 색도는 제천의 경우 모든 이앙시기에서 검은색을 띠었으나, 청원의 경우 6월 10일 이앙 이후에서 검은색이 짙어졌다. 7. C3G 함량은 제천이 6월 10일 이앙 이전의 동일한 시기에서 청원보다 높았으며, 이앙 시기가 늦을수록 높았다.

본 연구는 유색미 미강 추출물을 일정량 첨가하여 취반하였을 때의 취반적성을 검정하고자 하였다. 유색미 품종들이 일반미 품종들에 비해서 amylose 함량이 높았으며, 전분-I2 정색반응으로 미루어 보아 아밀로오스 분획의 포도당 사슬의 길이가 약간 짧은 것으로 유추할 수 있다. 그리고 유색미 품종들이 일반미 품종들에 비해서 호화개시온도, 호화종결온도, 호화최대온도 및 호화엔탈피에서 높은 경향을 보여 취반 시 전분의 호화에 더 많은 흡열 에너지가 소요됨을 알 수 있다. 또한 유색미 미강 추출물을 첨가한 밥이 유색미 밥에 비해 가수분해도가 높아 유색미 단독으로 취반하였을 때보다 일반미에 미강 추출분획을 첨가하여 취반하여 섭취하는 편이 소화 흡수가 용이함을 알 수 있다. 밥의 식미에 영향을 미치는 인자들을 살펴본 결과, 유색미 미강 추출물을 첨가한 쌀의 지방산 조성은 유색미와 차이가 없으면서 글루타민산 함량은 높은 반면, 총단백질 및 아스파라긴산은 적게 함유하고 있어서 취반 시 식미가 더 우월할 것으로 사료된다. 유색미 미강추출물을 첨가한 밥이 유색미 밥에 비해 노화가 덜 일어났으며, 색도와 전반적인 기호도가 더 높게 나타났다. 본 연구 결과 유색미 미강추출물을 첨가하여 밥을 지을 경우 백미상태 밥의 식감은 유지하면서 유색미의 생리활성물질까지 이용할 수 있으므로 건강 기능성 쌀 가공식품 제조용 신소재로서의 적극적인 활용이 가능 할 것으로 사료된다.

유색미의 이화학적 특성을 구명하고자 현미 색깔이 서로 다른 품종을 재배하여 색도, 일반성분, 지방산, 무기질, 비타민, 식이섬유 등 주요 화학성분을 비교 분석하였다. 그 결과 현미의 색도 L값은 흰색 > 녹색 > 적갈색 > 흑자색의 순으로 낮았고, a값은 적갈색 > 흑자색 > 흰색 > 녹색의 순이었다. 단백질함량은 7.01~10.74% 의 범위를 나타내어 현미색에 따른 차이가 컸고 그 중 흑자색인 C3GHi계통이 가장 높았다. 지방함량은 2.6~3.3% 의 범위로 큰 차이가 없었다. 비타민 B1,B2 함량과 식이섬유함량은 흰색에 비하여 녹색에서 현저하게 높은 값을 나타내었다. 지방산조성을 분석한 결과 흰색은 올레산과 레놀레산의 지방산 조성비율이 비슷하였으나 흑자색은 올레산보다는 리놀레산의 비율이 높았고, 적갈색은 반대로 리놀레산 보다 올레산의 조성비율이 더 높게 나타났다. Fe, Zn, Mn을 제외한 대부분의 무기질 함량은 유색미가 흰색 보다 높은 값을 보였고 그 중에서도 녹색이 가장 높았다.

흑자색미의 C3C함량을 신속하게 분석하는데, FT-NIR을 이용한 C3G 함량 분석의 예측값과 HPLC 측정값의 정확도를 비교하였다. 1. FT-NIR을 이용한 C3G 함량 분석에서 사용된 시료는 별도의 전처리 과정없이 현미 상태 측정하여 HPLC 분석방법에 비하여 많은 시간과 비용을 아낄 수 있다. 2. 흑진주벼와 수원425호를 교배한 F10 385 계통을 사용하여 얻은 FT-NIR 검량식은 매우 높은 정상관을 보였다(R2=0.943 , SEE=0.116). 이 검량식을 검증한 결과도 매우 높은 정상관을 보이고 실험오차도 매우 적어(R2=0.928 , SEP=0.122) 측정정확도가 높게 평가되었다. 3. 본 연구의 결과, FT-NIR을 이용하여 비파괴적으로 신속하게 흑자색미의 C3G함량을 측정할 수 있게 되었다. 그리고 본 연구의 결과를 C3G함량이 높은 벼를 개발하는데 많은 양의 시료를 빠르게 분석할 수 있는 방법으로 이용할 수 있을 것이다.