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‘Heugho’: A Variety of Black Malting Barley (Hordeum vulgare L.) with High Antioxidant Capacity and Good Brewing Quality
항산화 활성이 높은 검정색 맥주보리 ‘흑호’
Korean J. Breed. Sci. 2022;54(4):488-496
Published online December 1, 2022
© 2022 Korean Society of Breeding Science.

Seul-Gi Park, Yang-Kil Kim, Jin-Cheon Park, Chang-Hyeun Lee, Chon-Sik Kang, Kyong-Ho Kim, Tae-Il Park, and Young-Mi Yoon*
박슬기⋅김양길⋅박진천⋅이창현⋅강천식⋅김경호⋅박태일⋅윤영미*

National Institute of Crop Science, RDA, Wanju, 55365, Republic of Korea
농촌진흥청 국립식량과학원
Correspondence to: E-mail: mi3710@korea.kr, Tel: +82-63-238-5227, Fax: +82-63-238-5205
Received November 3, 2022; Revised November 17, 2022; Accepted November 25, 2022.
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.
Abstract
‘Heugho’, a new cultivar developed in 2014, is a two-rowed hulled barley with black grains that was selected among doubled haploid lines produced by anther culture from a backcross between two cultivars. Black barley, which has black grains, was used as the donor parent and ‘Hopum’, which has an elite genotype, was used as the recurrent parent. Agricultural characteristics of the new cultivar such as heading date, lodging and disease resistance were similar to those of ‘Hopum’. The yield was approximately 3.8 ton/ha, which was also comparable to that of ‘Hopum’. In terms of grain quality, the thousand grain weights of ‘Heugho’ and ‘Hopum’ were similar at 44.9 g and 41.4 g, respectively. The malt quality of both cultivars, which was mainly determined by extract, diastatic power, Kolbach index, and soluble protein content, were also similar. The total polyphenol contents of ‘Heugho’ and ‘Hopum’ malts were 0.274% and 0.244%, and the anthocyanin contents were 37.1 µg/g and 16.5 µg/g, respectively. After malting, ‘Heugho’ had high antioxidant capacity, making it a functional food source for beer as well as tea. We expect that ‘Heugho’ will contribute to farmer’s income and regional economic activation associated with the barley processing industry(Registration No. 8239).
Keywords : malting barley, black grain color, malt, variety
서 언

맥주의 주원료인 맥아는 보리를 발아시켜 건조한 것으로, 발아 중 생성된 효소는 보리의 전분을 당화하여 효모의 발효원으로 이용된다. 맥아 품질은 주로 맥즙 추출률, 효소역가, 콜박지수, 가용성단백질과 파쇄도 등에 의해 결정된다(Fang et al. 2019, Rani & Bhardwaj 2021). 추출률은 발효과정에서 맥주 생산량을 결정하는 가장 중요한 요소이고 효소역가는 보리가 발아하는 동안 전분을 당으로 가수분해하는 능력을 나타낸다(Henson & Duke 2007). 콜박지수는 일반적으로 맥아즙의 총 질소함량에 대한 가용성 질소의 비율로 측정되며, 보리 맥아의 단백질 분해 정도는 효모의 성장과 맥아즙의 여과에 영향을 미친다(Fang et al. 2019). 가용성 단백질은 양조과정에서 맥주의 영양 성분, 풍미, 거품의 안정성과 효모의 성장 등에 영향을 미친다(Fang et al. 2019). 파쇄도는 맥아 세포벽의 변형 정도를 결정하는데 사용되고 단백질 함량이 높을 경우 파쇄도는 낮아지는데 전분 함량 81% 이상을 매우 좋은 맥아로 구분하고 있다(Kim et al. 2021). 보리 원맥의 품질 또한 맥아 품질을 결정하는 중요한 지표로 단백질, 베타글루칸, 곡피율, 발아세, 발아율, 수감수성 등의 원맥 품질을 맥주보리 품종개발시 분석하여 평가하고 있다(Gupta et al. 2010). 맥아는 단백질 함량이 높을 경우 효모의 발효원인 전분을 당으로 분해하는 가수분해 효소의 접근을 방해하여 추출률을 낮게 한다(Denault et al. 1981). 또한 단백질 함량이 높은 보리는 침지 시간이 더 필요하게 되고, 더 단단하게 변형되어 맥주의 탁도 형성을 증가시킨다고 보고되었다(Fox et al. 2003). 그러나 높은 단백질 함량은 거품 안정성을 향상시키고, 효모의 대사과정에 아미노산 영양원을 부여하며 더 높은 효소역가를 보인다고 알려져 있다(Kim & Kang 2002). 따라서 적정 범위의 단백질 함량이(9% 이상 12% 이하) 제시되어 있다(Assefa et al. 2021). 베타글루칸은 맥주의 점도를 증가시키고 여과를 어렵게 한다고 알려져 있어, 맥주보리 품종개발시 베타글루칸 함량이 적은 계통이 선발되고 있다(Lee 2008). 맥아 추출물과 얇은 껍질 사이에는 연관성이 있다고 알려져 있어 곡피율이 낮은 보리가 선호되지만, 껍질은 종실을 보호하고 맥즙의 여과에서 필터베드 형성에 필요하다고 보고되어있다(Roumeliotis et al. 1999). 발아세와 발아율은 맥아의 균일한 발아 정도를 나타내어 미발아 종자 및 과발아 종자에 대한 맥아 추출률과 관련이 있다(Rani & Bhardwaj 2021). 수감수성은 맥아제조시 침맥과정에서 다량의 물에 의한 보리 발아 정도로 표시되며 수감수성이 낮은 보리가 유용하다. 따라서 맥아 및 맥주용으로 보리 품종이 개발되기 위해서는 수량 및 재배안정성외에도 이러한 원맥 및 맥아 품질이 중요한 요소로 작용하고 있다. 최근 유색보리는 항산화 성분인 안토시아닌을 포함하고 있어 기능성 식품 원료로 주목받고 있다(Lee et al. 2011). 또한 기호도 다양화로 국내 수제맥주 시장은 2013년 전체 맥주시장의 매출액 0.69%(93억원)에서 2020년 3.81%(1,180억원)로 성장하였으며, 수제맥주업체들은 다양한 맥아 원료를 요구하고 있다(KCA 2021). 따라서 농촌진흥청에서는 맥아 품질이 우수한 ‘호품’에 검정색보리인 ‘Black barley’ 품종을 교배한 F1의 복이배체(Double Haploid, DH) 라인 전개를 통한 품질이 우수한 검정색 보리 ‘흑호’를 개발하였기에 육성 경위와 주요 특성을 보고하고자 한다.

재료 및 방법

시험재료 및 재배 방법

고품질 맥주보리 신품종 육성을 위해 교배 모본으로 검정색인 대립 ‘Black barley’를 고품질의 ‘호품’으로 교배한 후 2005년 이를 다시 ‘호품’과 여교배하였다. F1은 약배양을 이용하여 배수체를 만드는 반수체육종인 DH법으로 계통을 육성하였다. 이 후 계통들은 포장에서 간장, 출수기 등 농업적 형질 특성을 조사하였다. 이 중 농업형질이 우수한 계통을 선발하여 IM05 135-DH-94 계통 번호를 부여하고 분리유무(표현형 고정)를 확인하였다. 생산력검정시험 중 예비시험은 밭 조건에서 3.0 m ×0.4 m×0.18 m× 3열(휴장×휴폭×파폭×열수)로 조파하였으며, 시험구배치는 난괴법 2반복으로 수행하였다. 생산력검정본시험은 5 m×1.5 m× 1.2 m×1열의 휴립광산파로 파종하여 난괴법 3반복으로 실시하였다. 지역적응시험은 전남 나주, 경남 진주, 전북 익산은 논 조건으로, 제주는 밭 조건으로 재배하여 수행되었다. 논조건은 휴립광산파로서 5 m×1.5 m×1.2 m 로 파종하였고, 밭조건은 협폭파로 5.0 m×0.4 m×0.18 m×6열로 파종하였다. 파종량은 익산 15 kg/10a, 나주와 진주 14 kg/10a, 제주 13 kg/10a로 하였다. 시비량은 맥주보리 지역별 표준시비량을 기준으로 진단시비하였으며, 그 중 질소는 분시(60:40)를 하였는데 기비는 경운 후 전면 살포하고, 추비는 생육재생기에 살포하였다. 기타 생육관리는 농촌진흥청 맥주보리 표준재배법에 준하였다(RDA 2012).

농업형질 및 수량성 조사

출수기, 성숙기, 수량구성요소 및 수량성 등은 농업과학기술연구조사 분석기준(RDA 2012)에 준하여 이루어졌으며, 표준품종인 호품과 비교하였다. 수량구성요소 중 천립중은 2.2 mm 종목체를 통과한 종실, 즉 설립을 제거한 종실에서 1,000립의 무게를 측정하였으며, 수량은 설립을 제외한 10 a 당 조곡 수량을 수분 13%로 보정하여 환산하였다. 기타 조사는 농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA 2012)에 준하였다.

보리호위축병 저항성은 익산 바이러스검정포장에서 3월 하순에서 4월 상순 사이에 조사하였으며 발병정도를 무 발생(0), 10% 미만(1), 11~30%(3), 31~50%(5), 51~70%(7), 71% 이상 (9)로 나타내었다. 흰가루병저항성은 비닐하우스에서 자연감염을 유도하여 성체시기에 0(저항성)~9(감수성)으로 이병정도를 조사하였다. 내한성은 중산간지대인 전북 운봉(해발 500 m)에서 10월 하순경 파종하여 다음해 2월과 3월초에 고엽 정도를 달관 조사하였다. 파성검정은 저온처리와 무처리 두 조건으로 파성별 대조품종과 비교하여 주경의 엽수와 지엽 전개 일수를 조사하여 파성정도를 I~V 범위로 판정하였다.

원맥 품질 특성

원맥 품질 특성은 단백질, 전분, 베타글루칸 함량과 곡피율, 발아세, 발아율, 천립중 등을 조사하여 이루어졌다. 원맥의 전분 분석은 소모기법, 단백질 함량과 곡피율은 각각 EBC(European Brewery Convention. 1998) 방법 3.3.1과 3.9에 따라 측정하였다. β-glucan 함량은 Mc Cleary방법(McCleary & Glennie-Holmes 1985)을 이용한 beta-glucan assay kit(Mixed linkage)와 UV/Vis spectrophotometer(U-2800, Hitachi, Japan)을 이용하여 흡광도 510 nm에서 분석하였다. 발아세, 발아율, 천립중은 EBC(European brewery convention. 1998) 방법 3.6.2와 ASBC(American Society of Brewing Chemists. 1992) 방법 Barley-2에 따라 측정하였다. 정립률은 2.5 mm 종목체(Sortimat, Pfeuffer GmbH, Germany)를 이용하여 통과하지 않고 남아있는 종자를 전체 종자에 대한 비율로 표시하였다.

맥아제조 및 맥아품질 특성

맥아의 제조는 automatic micro malting system(Phoenix Bio, Australia)을 이용하여 침맥(steeping), 발아(germination), 배조(kilning) 공정으로 수행되었다. 침맥은 wet steeping(16℃)과 dry steeping(15℃)을 3회 반복하여 실시하였으며, 발아는 16℃에서 5일간 수행하였다. 배조는 처음 2시간 동안 55℃를 유지한 후 82℃까지 점차적으로 온도를 상승시킨 후 40℃로 감소시켜 이루어졌으며, 건조된 맥아는 즉시 제근 후 품질 분석에 이용되었다. 맥아 품질 분석은 신장도, 맥아수율, 파쇄도, 효소역가 등을 ASBC(1992), EBC(1998) 방법과 농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA 2012)을 이용하여 분석하였다.

맥즙제조 및 품질 분석

맥아는 Buhler-Miag disc mill(DLFU, Buhler-Miag Ltd, Germany)을 이용하여 EBC(1998) 방법 1.1으로 분쇄하여 맥즙 제조에 사용하였다. 맥즙은 EBC(1998)방법 4.5.1, ASBC(1992)방법 Malt-4에 따라 당화조(LB-12, VLB, Germany)를 이용하여 맥즙(congress wort)를 제조하였다. 분쇄한 맥아 50 g과 증류수 200 ml를 당화조에서 45℃, 30분간 반응시키고 25분간 75℃로 승온 후 증류수 100 ml 첨가 하고, 1시간 동안 반응하여 냉각한 다음 맥즙을 제조하였다. 1차 여과는 No.597 1/2 folded filter (WhatmanTM, USA), 2차 여과는 0.45 μm filter(ADVANTEC®, Japan)를 사용하여 수행한 후 추출률을 분석하였다(ASBC 1992, EBC 1998). 맥즙 색도, 콜박지수와 가용성 단백질 함량은 UV-Vis spectrophotometer(U-2800, Hitachi, Japan)를 이용하여 각각 EBC(1998) 방법 4.7.1, 4.9.1과 4.9.2에 의해 측정하였다. DPPH (2,2-diphenyl hydrazy) 소거능 측정은 시료 1 g을 10 ml 70% 에탄올로 24시간 추출하고, 원심분리 후 상등액을 20배 희석한 2 ml 에 0.2 mM DPPH 2 ml 를 30분간 반응한 후 517nm에서 흡광도를 측정하여 이루어졌다. 총폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법(Official methods of analysis of the Association of official Analytical Chemists)을 변형하여 분석하였다(So et al. 2002). 표준물질 gallic acid로 검량선을 작성하였고, 분쇄한 시료 1 g을 20 ml 80% MeOH로 24시간 추출한 후 10분간 200 rpm으로 원심분리 상등액을 분석에 이용하였다. 상등액 500 μl와 증류수 1 ml, Folin 시약(10%) 2.5 ml를 3분간 반응시킨 후 Na2CO3 1 ml를 첨가하여 1시간 반응시켜 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총안토시아닌 함량은 pH differential method를 이용하여 흡광도 510nm와 700nm에서 측정하였다(Tüker & Erdoğdu 2006). 통계분석은 R을 이용하였으며, 대조품종(호품)과의 차이는 t-test로 유의수준 95%(p<0.05)에서 검정하였다.

보리호위축병 저항성 유전자 확인

보리호위축병 저항성 유전자 rym5의 확인을 위해 rym5를 보유한 유전자원 ‘Misato golden’과 ‘Mokusekko3’, rym4를 보유한 ‘Frank’와 ‘Sonate’를 비교품종으로 하여, ‘Black barley’, ‘호품’, ‘흑호’를 분석하였다. HiGeneTM DNA Prep Kit(BIOFACT, Korea)로 DNA추출 후, 유전자의 확인은 CAPS 마커를 이용하여 이루어졌다(Sedláček et al. 2010). PCR 조건은 95℃에서 5분 반응 후 95℃에서 15초, 66℃에서 30초, 72℃에서 45초를 35회 반복하였고, 마지막으로 72℃에서 8분 처리하였다. 이후 PCR 산물을 AvaⅠ과 AvaⅡ의 제한효소를 사용하여 37℃에서 1시간 반응시켰다. PCR 밴드는 Agaro Power(Bioneer, Korea) 전기영동장치로 2% agarose gel에서 gel-Image(Davinch-Gel Imaging System, Korea)로 확인하였다.

결과 및 고찰

육성 경위

맥주용 보리로는 2003년도에 육성된 ‘호품’이 수량성과 품질면에서 우수하여 가장 많이 재배되고 있는 상황이다(Hyun et al. 2006). 그러나 ‘호품’의 수량성 증진, 대립, 정립률 등의 품질 개선이 필요하다. 또한 소비자들의 기호도 다양화에 따른 수제맥주 산업활성화로 맥아 품질뿐 만 아니라 차별화된 특성이 필요하다. 한편, 최근 기능성분에 대한 유색보리의 수요가 증진되고 2조 겉보리의 다양한 용도의 품종 개발도 요구되고 있다. 이에 따라 수량 및 품질이 우수한 기존 ‘호품’과 차별화된 품종개발을 위해, 흑색 종실이며 대립인 도입 유전자원 ‘Black barley(IT268472)’와 다수성이며 품질이 좋은 ‘호품(IT213230)’을 인공교배하고 이를 다시 ‘호품’으로 여교배하였다. 여교배한 F1은 약배양을 이용하여 배수체를 만드는 반수체육종인 DH(Double Haploid)법으로 계통을 육성하였다. 이 후 이 계통들은 포장에서 간장, 출수기 등 농업적 형질특성을 조사하여 형질이 우수한 계통을 선발하였다. 이 중 농업형질이 우수한 계통을 선발하여 IM05 135-DH-94 계통 번호를 부여하고 분리 유무(표현형 고정)를 확인하였다. 본 계통은 생산력 검정 시험에서 표준품종인 ‘호품’에 비해 12% 증수하는 수량성을 나타내었다(자료 미포함). 2012년부터 ‘익산 170호’라는 계통명을 부여하여 3 개년간 4개 지역에서 적응성과 수량성 원맥 등 품질 특성을 검정하였다. ‘익산 170호’는 종실이 흑색인 유색보리이면서 출수기, 성숙기 등의 재배특성과 바이러스 저항성, 도복 등은 ‘호품’과 비슷하였다. ‘호품’에 비해 천립중이 높은 대립이며 정립률이 높은 우수한 맥주용 원맥 품질 특성을 보였다. 특히, 항산화 성분 분석 결과 총페놀성 화합물 등 기능성분이 ‘호품’에 비해 높은 품질 특성을 보였다. 이에 2014년 직무육성 신품종선정심의회 심의를 거쳐 ‘호품’을 모본으로 한 흑색보리라는 의미로 ‘흑호’로 명명하였다. 이후 국립종자원의 재배심사를 거쳐 2020년 종자산업법 제 55조에 따라 품종보호 등록(제8239호)되었다. ‘흑호’의 육성경위는 Fig. 1과 같다.

Fig. 1. Pedigree diagram of barley variety, ‘Heugho’.

고유특성

‘흑호’의 고유특성은 Table 1과 같다. 흑호의 엽색은 녹색이며 잎의 길이와 넓이는 중간 정도로 ‘호품’과 비슷하였다. 줄기 길이와 굵기는 장간에 중간 정도로 ‘호품’과 비숫하였다. 이삭형태는 2조로 까락이 길고 탈망은 양호하였으며 파성은 I로 ‘호품’과 같았다.

Table 1

Inherent characteristics of ‘Heugho’.

Variety Leaf Culm Spike Awn Growth
habit
Color Length Width Length Diameter Type Density Color Length Brittless
Heugho Green Medium Medium Long Medium 2-row Compact Black Long Good
Hopum Green Medium Medium Long Medium 2-row Compact Yellow Long Good

*‘Hopum’ is a check variety to comparing to the characteristics of ‘Heugho’. These properties were investigated in paddy field condition at Iksan region



농업적 형질 및 병과 재해 저항성

‘흑호’의 출수기와 성숙기는 밭재배에서 각각 4월 14일과 5월 21일로 ‘호품’과 같았고, 논재배에서도 4월 24일과 5월 30일로 ‘호품’과 비슷하였다(Table 2). ‘흑호’와 ‘호품’의 식물체 모습은 Fig. 2와 같다. ‘흑호’의 간장은 94 cm로 ‘호품’과 비슷하였고, 이삭 길이도 6.5 cm로 ‘호품’과 유사하였다. 단위면적당 수수는 659개, 1수립수는 26개, 종자 리터중은 681 g으로 ‘호품’과 유사하였으며, 천립중은 44.9 g으로 ‘호품’ 41.4 g보다 무거웠다(Table 3). 국내에서 맥주용 보리는 단백질함량이 낮고 전분함량이 높은 대립종 품종이 육성 개발되어왔으며, ‘대아’ 38.8 g(Hyun et al. 2002), ‘호품’ 42.1 g(Hyun et al. 2006), ‘백호’ 40.7 g(Kim et al. 2011), ‘광맥’(Kang et al. 2017) 42.1 g, ‘이맥’(Kang et al. 2016) 45.6 g, ‘다품’(Yoon et al. 2020) 43.6 g, ‘누리맥’(Yoon et al. 2021) 42.9 g, ‘백록’(Park et al. 2022) 44.3 g 등으로 천립중이 무거워 지고 있음을 알 수 있다.

Table 2

Heading and maturity dates of ‘Heugho’ and ‘Hopum’ from 2012 to 2014.

Field condition Location Heading date Maturity date
Heugho Hopum Heugho Hopum
Upland Jeju Apr. 14 Apr. 14 May 21 May 21
Paddy Jinju Apr. 23 Apr. 23 May 25 May 24
Naju Apr. 23 Apr. 23 Jun 3 Jun 1
Iksan Apr. 25 Apr. 25 May 31 May 30
Mean Apr. 24 Apr. 24 May 30 May 29


Table 3

Agronomic characteristics of ‘Heugho’ from 2012 to 2014.

Field condition Cultivar Culm length
(cm)
Spike length
(cm)
No. of
spikesper m2
No. of
grains per spike
1000-grain weight(g) Liter weight
(g)
Upland Heugho 97 6.4 721 27 42 666
Hopum 99 6.4 863 27 38.8 587
Paddy Heugho 90 6.6 596 24 47.7 695
Hopum 84 6.3 675 23 44.0 679
Mean Heugho 94ns 6.5ns 659ns 26ns 44.9* 681ns
Hopum 92 6.4 769 25 41.4 663

nsmeans no significant and * means significant at p<0.05 by T-test



Fig. 2. Plant comparison of ‘Heugho’(a) and ‘Hopum’(b).

Fig. 3은 보리호위축병 저항성유전자(rym5)의 확인 결과 ‘흑호’와 ‘호품’이 rym5를 보유하고 있음을 확인 할 수 있었다. 보리호위축병검정포(익산)에서 병검정결과 ‘호품’과 ‘흑호’의 저항성 정도는 3으로 같은 결과를 보였다. ‘호품’은 2003년도 ‘사천6호’와 ‘Misato golden’을 교배한 품종이다. ‘Misato golden’은 일본에서 보리호위축병에 저항성을 보이는 품종으로 1985년에 개발된 품종으로 rym5 보리호위축병저항성 유전자를 보유하고 있다고 보고되었다(Seko 1987, Okada et al. 2003). 흰가루병은 호품보다 감수성을 보였으며, 내한성도 약한 특성을 보여 이에 대한 개선이 필요함을 알 수 있었다(Table 4).

Table 4

Resistance to Barley yellow mosaic virus, powdery mildew and cold tolerance

Cultivar BaYMVz (0~9) Powdery mildewy Cold tolerancex (0~9) Lodging tolerancew (0~9)
Naju
(Ⅰ)
Jinju
(Ⅳ)
Iksan
(Ⅲ)
Infection type
Heugho 0 0 3 Susceptible 3 3
Hopum 0 0 3 Susceptible 1 3

zInvestigation at viral infested field for three years(0: Resistance, 9 : Susceptible). BaYMV means viral disease by Barley Yellow Mosaic Virus.

yDisease incidence induced natural infection at plastic house at Iksan for three years. xCold tolerance was tested at Unbong, about 500 meter above sea level region from 2012 to 2014. wLodging tolerance was investigated from 2012 to 2014.



Fig. 3. Identification of BaYMV resistance gene rym5 (rym5: 241bp, rym4: 159bp+107bp, susceptible: 159bp, M: marker, a: Frank (rym4), b: Sonate(rym4), c: Misato Golden(rym5), d: Mokusekko 3 (rym5), e: Hopum(rym5), f: Heugho(rym5), g: Black barley(susceptible)).

수량성

‘흑호’의 지역별 수량성은 2012년부터 2014년까지 3개년간 밭 조건 1개소와 논 조건 3개소에서 실시한 시험결과는 Table 5와 같다. ‘흑호’는 밭재배에서 471 kg/10a로 ‘호품’ 511 kg/10a 보다 더 적게 나타났으나 유의성은 없었다. 논재배에서는 384 kg/10a로 ‘호품’ 382 kg/10a 과 비슷하였다.

Table 5

Yield of ‘Heugho’ in the regional yield trials from 2012 to 2014.

Field condition Location Heugho (kg/10a) Hopum (kg/10a)
2012 2013 2014 Mean 2012 2013 2014 Mean
Upland Jeju 385 605 424 471ns 407 634 493 511
Paddy Jinju 505 564 507 525 542 545 426 504
Naju 175 241 335 250 142 262 362 255
Iksan 543 335 251 376 580 318 261 386
Mean 408 380 364 384ns 421 375 350 382
Mean 402 436 379 406ns 418 440 386 414

nsmeans no significant at p<0.05 by T-test.



품질특성

맥주용으로 이용되는 보리는 전분함량이 높고 단백질 함량이 낮은 보리를 선호한다. 또한 종실의 크기가 2.5 mm이상의 맥아 품질이 우수한 보리의 정립률이 높은 보리 품종의 개발이 필요하다. ‘흑호’의 정립률은 92%로 ‘호품’ 89%보다 고품질 원맥 비율이 높았다. ‘흑호’의 단백질 함량, 베타글루칸, 곡피율, 발아세, 발아율은 각각 12.1%, 3.7%, 13.2%, 91%, 95%로 ‘호품’과 비슷하였다(Table 6). ‘흑호’의 수감수성은 21.7%로 ‘호품’ 27.3%보다 낮은 값을 나타냈지만 유의성은 없었다. Fig. 4는 micro-malting system을 이용하여 제조한 ‘흑호’와 ‘호품’의 맥아로 이를 이용하여 맥즙을 제조하고 맥아와 맥즙의 품질 특성을 분석하였다(Table 7). 추출률은 흑호가 71.3%로, ‘호품’ 72.6%보다 낮았으나 유의성은 없었다. 원맥의 단백질 중 발효원으로 이용가능한 단백질 %함량인 콜박지수는 ‘흑호’가 30.0%로 ‘호품’ 31.2% 보다 낮았으나 유의성은 없었다. 효소역가는 베타아밀라아제의 활성을 주로 나타내며, 고품질 맥주보리를 판단하는 주요 품질 특성이다. ‘흑호’의 효소활성은 209WK로 ‘호품’ 207WK과 유사하였다. 맥아의 부서짐 정도를 나타내는 파쇄도는 ‘흑호’ 85.1%였고 ‘호품’ 90.6%로 높았지만 유의성은 없었다.

Table 6

Comparison of grain quality between ‘Heugho’ and ‘Hopum’.

Cultivar Assortment rate
(%)
Protein
(%)
β-glucan
(%)
Husk rate
(%)
Germination energy (%) Germination capacity (%) Water sensitivity
Heugho 92ns 12.1ns 3.7ns 13.2ns 91ns 95ns 21.7ns
Hopum 89 11.5 3.6 13.5 93 99 27.3

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Table 7

Comparison of malt quality between ‘Heugho’ and ‘Hopum’.

Cultivar Malt yield
(%)
Extract
(%)
Soluble protein (%) Kolbach index
(%)
Diastatic power (WK) Friability
(%)
Heugho 85.2ns 71.3ns 3.5ns 30.0ns 209ns 85.1ns
Hopum 83.2 72.6 3.5 31.2 207 90.6

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Fig. 4. Comparison of ‘Heugho’(a) and ‘Hopum’ malt(b).

항산화 활성실험에서 DPPH 소거능은 ‘흑호’ 원맥과 맥아가 각각 88.7%, 90.5%로 ‘호품’ 81.3%, 88.6%보다 높았다(Table 8). 총페놀성화합물은 ‘흑호’ 원맥과 맥아가 각각 0.192%, 0.274%로 ‘호품’보다 높았으며, 겉보리인 ‘흑다향’(0.162%)보다도 높은 함량이었다(Yoon et al. 2022). 총안토시아닌 함량 또한 원맥과 맥아가 각각 45.6 μg/g, 37.1 μg/g으로 검정 찰성 찰보리인 ‘보석찰’ 11.6 μg/g 보다 높은 값을 보였다(Kim et al. 2021).

Table 8

Comparison of antioxidant activity between ‘Heugho’ and ‘Hopum’.

Cultivar Total phoenolic compounds(%) DPPH scavenging ability(%) Total anthocyanin(μg/g)
Barley Malt Barley Malt Barley Malt
Heugho 0.192* 0.274* 88.7* 90.5* 45.6* 37.1*
Hopum 0.161 0.244 81.3 88.6 21.9 16.5

*means significant at p<0.05 by T-test



‘흑호’는 유색의 ‘Black barley’와 고품질의 ‘호품’을 교배하여 육성한 품종으로, 품질 특성은 ‘호품’과 비슷하였으며 수량성은 논재배에서 10% 증수한 결과를 보였다. 또한 항산화 활성 물질로 알려진 총페놀성화합물과 안토시아닌의 함량도 ‘호품’보다 높게 나타나 맥주용 뿐만아니라 보릿가루 등의 용도로도 활용 가능할 것으로 생각된다.

적 요

최근 기능성분에 대한 유색 보리의 수요가 증가하고 있으며, 2조 겉보리의 다양한 용도의 품종개발이 요구되고 있다. 맥주용으로 이용되는 2조 겉보리는 현재 ‘호품’이 품질과 수량 특성이 우수하여 국내에서 가장 많이 재배되고 있다. 따라서 기존 ‘호품’과 차별화된 품종개발을 위해, 흑색 종실이며 대립인 ‘Black barley’와 다수성이며 품질이 좋은 ‘호품’을 인공교배하고 이를 다시 ‘호품’으로 여교배를 실시하였다. 여교배하여 얻어진 F1은 약배양을 이용한 반수체육종인 DH법으로 계통을 육성하였다. 이 후 이 계통들은 포장에서 간장, 출수기 등 농업적 형질특성을 조사하면서 선발하였다. 이 중 농업형질이 우수한 계통을 선발하여 IM05 135-DH-94 계통 번호를 부여하고 분리유무를 확인하였다. 2012년부터 ‘익산170호’라는 계통명을 부여하여 3 개년간 4개 지역에서 적응성과 수량성 원맥 등 품질 특성을 검정하였다. ‘익산 170호’는 답리작에서 394 kg/10a의 수량성으로 ‘호품’과 비슷한 다수성을 보였다. ‘익산170호’는 종실이 흑색인 유색보리이면서 출수기, 성숙기 등의 재배특성과 바이러스 저항성, 도복 등도 ‘호품’ 비슷하였다. ‘익산170호’는 ‘호품’에 비해 천립중이 무거운 대립이며 정립률이 높은 우수한 맥주용 원맥 품질 특성을 보였다. 특히, 항산화 성분 분석 결과 이들 기능성분이 ‘호품’에 비해 우수한 특성을 보여 맥주용외에도 보릿가루 등 다양한 기능성 원료로 이용이 가능하였다. 이에 따라 2014년 직무육성 신품종선정심의회 심의를 거쳐 ‘호품’을 교배원으로 한 흑색 종실의 2조 겉보리라는 의미로 ‘흑호’로 명명하였다.

사 사

본 연구는 농촌진흥청 국립식량과학원 농업과학기술 연구개발사업(과제명 : 보리 용도별 신품종 개발 및 품질향상연구(3단계), 과제번호 : PJ015004032022)의 지원에 의해 이루어졌으며, 본 연구를 위해 함께 해주신 각 도원 분들과 농촌진흥청 육종가 분들께 감사의 마음을 전합니다.

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December 2022, 54 (4)
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