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KR20170142910A - 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증의 개선 및 예방용 밀 - Google Patents

글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증의 개선 및 예방용 밀 Download PDF

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KR20170142910A
KR20170142910A KR1020170076010A KR20170076010A KR20170142910A KR 20170142910 A KR20170142910 A KR 20170142910A KR 1020170076010 A KR1020170076010 A KR 1020170076010A KR 20170076010 A KR20170076010 A KR 20170076010A KR 20170142910 A KR20170142910 A KR 20170142910A
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정영근
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손재한
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박광근
박기훈
김영미
임선형
김보경
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대한민국(농촌진흥청장)
전북대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 금강밀과 올그루밀을 교배하여 제조되고, 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)을 나타내는 주요 인자인 오메가 5-글리아딘(omega 5-gliadin) 유전자가 결실된 신규한 밀 품종인 오프리, 상기 밀품종을 이용하여 품종개량하는 방법, 상기 밀품종으로부터 유래된 밀가루, 상기 밀가루를 이용하여 가공식품을 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 가공식품에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 오프리밀은 글루텐불내성으로 인한 셀리악병의 발병 및 을 밀 의존성 운동 유발성 과민증 예방할 수 있는 가공식품의 제조에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증의 개선 및 예방용 밀{WHEAT FOR PREVENTING OR IMPROVING GLUTEN INTOLERANCE AND WHEAT-DEPENDENT EXERCISE-INDUCED ANAPHYLAXIS}
본 발명은 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)의 개선 또는 예방용 신규 밀 품종 및 이의 이용에 대한 것이다.
셀리악병(celiac diseasece)은 글루텐불내성으로 인하여 밀, 보리, 호밀, 귀리 등의 곡물에 함유되어 있는 글루텐(gluten) 성분의 소화장애로 발생하는 소화기관의 장(腸)질환이다. 대부분의 사람들은 아무런 문제없이 글루텐을 소화하고 흡수시키지만, 글루텐 소화에 문제가 있는 사람들은 위장관에서 면역반응을 유발하여 소화기관의 점막세포에 염증과 융모(villi)를 손상시킴에 따라 영양분을 쉽게 흡수할 수 없는 상태가 되어 성장지연, 식욕저하, 만성설사, 복부팽창, 포진성 피부염, 철분결핍으로 인한 빈혈 등 다양한 증상을 일으키고 이로 인한 영양분의 흡수불량은 결국 심각한 질병을 유발시키는 원인으로 작용한다. 즉, 글루텐을 분해하는 효소가 선천적으로 없거나 부족한 사람이 섭취하게 되면 글루텐이 덩어리진 상태로 장에 흡수되는데 이때 장기능의 저하로 점막 융모가 위축되고 손상이 일어나 흡수장애가 생겨 알러지 반응이나 호르몬 교란 등을 일으키기 때문이다.
이처럼 셀리악병의 발병원인이 되는 글루텐은 단량체 분자인 글리아딘과 복합 중합체 형태인 글루테닌으로 구성된 단백질로 알려져 있는데, 상기 글루테닌은 이황화 결합으로 연결된 고분자량 구성요소(HMW-GS)와 저분자량 구성요소(LMW-GS)으로 구성된다. 대체로 글루텐은 밀제품의 제조에 필요한 특성을 나타내는 것으로 알려져 있는데, 상기 글루텐을 구성하는 글리아딘은 밀가루 반죽에서 나타나는 점성의 원인이 되고, 글루테닌은 밀가루 반죽에서 나타나는 탄성과 인성의 원인이 된다.
글리아딘은 밀 글루텐의 주요 구성 성분이며, 전체 저장단백질의 40-50% 차지한다. 대부분의 글리아딘이 단량체로 존재하고 글리아딘은 낮은 pH의 A-PAGE(Acid-PAGE)나 SDS-PAGE의 이동성에 따라 ω5-, ω1,2-, α-/β-, γ-글리아딘 4그룹으로 나뉘며 분자량은 30-75 kDa정도이다. γ-, ω-글리아딘은 1번 염색체의 단완에 존재하며 Gli-A1, Gli-B1 및 Gli-D1에 의해 암호화되고, α-/β-글리아딘은 6번 염색체의 단완에 존재하며 Gli-A2, Gli-B2 및 Gli-D2로 암호화 된다. 전체 글리아딘 단백질 중 α-/β- 및 γ-글리아딘이 메이져 단백질로 구성되고, 각각 28-33% 및 23-31%를 차지한다. ω-글리아딘은 훨씬 적으며, ω-1,2글리아딘은 4-7%, ω-5글리아딘은 3-6%를 차지한다.
이들 ω5-글리아딘은 심각한 음식 알러지인 밀 의존성 운동 유발성 과민증 (wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WDEIA) 의 중심 항원이라고 알려져 있고, 심한 경우 사망에 이르게 한다.
국내에서도 밀 알러지 환자가 증가하고 글루텐 프리 시장이 폭발적으로 증가함에 따라 밀 알러지 또는 셀리악 병의 주요 원인이 되는 ω5-글리아딘, ω1,2-글리아딘, 알파/베타 글리아딘 또는 감마 글리아딘 군 (群)이 결손된 알러지 저감 밀 (Hypo-allergenic wheat) 계통을 찾는 시도가 진행되고 있으며, 본 연구팀에서 일부 글루텐 단백질이 결손된 계통을 찾아 동정 중에 있다.
현재까지 고분자 및 저분자 글루테닌에 대한 유전자좌 및 이들과 밀 품질에 관련 연구는 많은 진전이 있었지만, 이들 보다 복잡하고 어려운 글리아딘은 일부 알러지 및 기본적인 물성 연구 외에는 미미한 실정이다.
이에 본 발명자들은 글루텐 알러지 및 밀 알러지 저감용 밀품종에 대한 연구를 계속하여 WDEIA의 중심 항원인 오메가 5 글리아딘(omega-5 gliadin의) 및 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 모두 결실된 밀 품종을 개발하고 본 발명에 이르렀다.
Matsuo H, Morita E, Tatham AS, Morimoto K, Horikawa T, Osuna H, Ikezawa Z, Kaneko S, Kohno K, Dekio S. 2004. Identification of the IgE-binding epitope in ω-5 gliadin, a major allergen in wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis. J Biol Chem 279: 12135 12140.
본 발명의 하나의 목적은 글루텐불내성 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)의 원인 유전자가 결실된 신규한 밀 품종을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 밀 품종을 부본 또는 모본으로 사용하여 교배하는 단계를 포함하는 밀의 품종개량방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 밀 품종으로부터 유래된 밀가루를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 밀가루를 가공하는 단계를 포함하는 가공식품의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 가공식품을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 보다 효과적으로 글루텐 및 글리아딘을 결손시켜서, 셀리악병 및 의 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA) 발병 원인을 제거할 수 있는 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행하던 중, 금강밀과 올그루밀을 교배시켜서 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)의 원인인 오메가-5 글리아딘(omega-5 gliadin) 유전자가 모두 결실된 신규한 밀 품종을 개발하였다. 상기 신규한 밀 품종은 유전적으로는 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및/또는 오메가-5 글리아딘(omega-5 gliadin) 유전자가 결실되었다는 점에서 금강밀 또는 올그루밀과 구별되지만, 그 외 고유특성, 농업형질, 수량특성, 병해저항성 및 제빵관련 품질특성은 금강밀 또는 올그루밀과 유사한 수준을 나타내거나 또는 금강밀과 올그루밀의 중간값을 나타냄을 확인하였다.
이에, 본 발명자들은 상기 신규한 밀 품종을 "오프리"라 명명하고, 전라북도 완주군 이서면 혁신로 소재 국립농업과학원 KACC(Korean Agricultural Culture Collection)에 2015년 10월 22일자 기탁번호 KACC88001BP로 기탁하였다. 본 발명에서 제공하는 오프리밀과 같이 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및/또는 오메가-5 글리아딘(omega-5 gliadin) 유전자가 모두 결실된 밀 품종은 지금까지 전혀 개발되거나 보고된바 없으며, 본 발명자에 의하여 최초로 개발되었다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 양태로서 저분자 글루테닌 구성인자(Low Molecular Weight Glutenin Subunit, LMW-GS)의 Glu-B3 형질 및/또는 오메가-5 글리아딘(omega-5 gliadin) 유전자가 결실되고, 기탁번호 KACC88001BP로 기탁된 신규한 밀 품종을 제공한다.
본 발명의 용어 "저분자 글루테닌 구성인자(Low Molecular Weight Glutenin Subunit, LMW-GS)"란, 글루테닌을 구성하는 구성인자 중에서 36 내지 44 kDa의 상대적으로 적은 분자량을 갖는 구성요소를 의미한다. 상기 LMW-GS을 코딩하는 유전자는 밀의 1번 염색체에 존재하는 Glu-3 좌위에 위치한 Glu-A3, Glu-B3 및 Glu-D3 유전자이며, 이들 유전자의 유전형에 따라 세분될 수 있는데, 이들 3가지 유전자의 유전형의 조합에 의하여 밀가루의 다양한 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 용어 "글루테닌(glutenin)"이란, 18개의 아미노산으로 구성되고, 곁가지 사이의 상호작용으로 생긴 다리결합 때문에 공모양을 하고 있는 구형단백질의 형태를 갖으며, 밀을 비롯한 다양한 곡물에 존재하는 비교적 단순한 단백질인 글루텔린(glutelin) 류에 속하는 단백질을 의미한다. 상기 글루테닌은 96 내지 136 kDa의 크기를 갖는 고분자 글루테닌 구성인자(High Molecular Weight Glutenin Subunit, HMW-GS)와 상기 LMW-GS가 이황화결합에 의해 결합된 형태로 구성되는데, 3종의 HMW-GS(Glu-A1, Glu-B1 및 Glu-D1)와 3종의 LMW-GS(Glu-A3, Glu-B3 및 Glu-D3)의 조합에 의하여 다양한 형태로 존재할 수 있다.
본 발명의 용어 "글리아딘"이란, 밀 글루텐의 주요 구성 성분이며, 전체 저장단백질의 40-50% 차지한다. 대부분의 글리아딘이 단량체로 존재하고 글리아딘은 낮은 pH의 A-PAGE(Acid-PAGE)나 SDS-PAGE의 이동성에 따라 ω5-, ω1,2-, α-/β-, γ-글리아딘 4그룹으로 나뉘며 분자량은 30-75 kDa정도이다. γ-, ω-글리아딘은 1번 염색체의 단완에 존재하며 Gli-A1, Gli-B1 및 Gli-D1에 의해 암호화되고, α-/β-글리아딘은 6번 염색체의 단완에 존재하며 Gli-A2, Gli-B2 및 Gli-D2로 암호화 된다. 전체 글리아딘 단백질 중 α-/β- 및 γ-글리아딘이 메이져 단백질로 구성되고, 각각 28-33% 및 23-31%를 차지한다. ω-글리아딘은 훨씬 적으며, ω-1,2 글리아딘은 4-7%, ω-5 글리아딘은 3-6%를 차지한다.
상기 오메가 5-글리아딘은 심각한 음식 알러지인 밀 의존성 운동 유발성 과민증 (wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WDEIA) 의 중심 항원이라고 알려져 있다.
본 발명의 용어 “밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)”는 밀이 들어간 음식을 섭취 후 물리적인 운동을 했을 때 발생하며, 주로 성인들에서 발병한다고 알려져 있다. WDEIA 환자들의 혈청 immunoglobulin E (IgE)와 결합하는 주된 항원결정기(predominant epitope)는 오메가 5-글리아딘으로 알려져 있다.
본 발명의 신규 밀 품종인 오프리는 WEDIA의 주요 중심 항원인 오메가 5-글리아딘이 없으므로, WEDIA의 개선 및/또는 예방이 가능하다.
본 명세서에서 사용되는 용어, "예방"은 상기 오프리 밀 품종을 섭취하여 글루텐불내성 및 WEDIA를 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다. 본 발명의 오프리 밀 품종은 글루텐불내성을 나타내는 Glu-B3 형질 및 WEDIA를 유발시키는 항원인 오메가 5-글리아딘이 없는데, 이는 알러지의 원인물질이 아예 없는 것이므로 글루텐불내성으로 발명하는 셀리악병 및 WEDIA 질환의 예방도 가능하다.
본 명세서에서 상기 "개선"이란, 글루텐불내성 및 WEDIA의 정도를 낮추어주거나 완화시키는 용도를 포함하는 것이다. 구체적으로, 이미 발생한 셀리악병 및 WEDIA 질환의 정도를 낮추어주거나 완화시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명자들은 금강밀과 올그루밀을 교배시켜서 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및/또는 오메가-5 글리아딘(omega-5 gliadin) 유전자가 결실된 신규한 밀 품종을 개발하고, 이를 "오프리"라 명명하였으며, KACC(Korean Agricultural Culture Collection)에 2015년 10월 22일자 기탁번호 KACC88001BP로 기탁하였다. 따라서, 본 발명에 있어서, "오프리밀", "오프리", "신규한 밀 품종" 등의 표현은 실질적으로 동일한 밀 품종을 나타내는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 신규한 밀 품종은 그의 특성면에서 부모 밀인 금강밀 또는 올그루밀과 유사한 수준을 나타내거나 또는 금강밀과 올그루밀의 중간값을 나타낸다. 예를 들어, 잎의 엽색과 간장, 병해저항성 등은 올그루밀과 동일 또는 유사하고, 잎의 초형과 수장은 금강밀과 동일 또는 유사한 반면, 제빵관련 품질특성인 제분율, 회분함량, 밀가루 색도, 단백질 함량, 글루텐 함량, 침전가, 반죽특성, 식빵부피, 속질경도 등은 금강밀과 올그루밀의 중간값을 나타내었다. 다만, 수량특성은 금강밀 또는 올그루밀보다도 낮은 수준을 나타내고, 천립중의 경우에는 금강밀 또는 올그루밀보다도 높은 수준을 나타내었다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 금강밀과 올그루밀을 교배하여 내한성이 강하고, 초형과 수형이 양호한 특성을 나타내는 신규한 밀 품종인 오프리밀을 개발하고(도 1), 상기 오프리밀의 유전적 특성을 분석한 결과 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)의 원인인 오메가-5 글리아딘 유전자가 결실되어 발현되지 않음을 확인하였다(표 1, 도 2a 내지 2c 및 도 3 내지 도 7),
또한, 오프리밀의 고유특성인 입모율, 내한성, 생육수준, 엽색, 초형, 지협 및 균일도를 평가한 결과 대체로 금강밀 및 올그루밀과 유사하였으나, 엽색은 올그루밀과 유사하고, 초형은 금강밀과 유사함을 확인하였다(표 2).
다음으로, 오프리밀의 농업형질인 출수기, 성숙기, 간장 및 수장을 평가한 결과 출수기와 성숙기는 대체로 금강밀 및 올그루밀과 유사하였으나, 간장은 올그루밀과 동일하고, 수장은 금강밀과 유사함을 확인하였다(표 3).
다음으로, 오프리밀의 수량특성인 단위면적당 이삭수, 1이삭당 립수, 천립중, 리터중 및 단위면적당 수량을 평가한 결과 단위면적당 수량이 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 현저히 낮은 수준을 나타내었으나, 천립중의 경우에는 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 높은 수준을 나타내었고, 리터중은 금강밀과 올그루밀의 중간수준을 나타내어, 품질면에서는 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 일부 우수함을 확인하였다(표 4).
아울러, 오프리밀의 병해저항성을 평가하기 위하여, 붉은곰파이병, 바이러스 감염, 흰가루병 및 잎집눈무늬병에 대한 저항성을 측정한 결과 올그루밀의 병해저항성과 동일한 수준을 나타냄을 확인하였다(표 5).
끝으로, 오프리밀의 제빵관련 품질특성을 평가한 결과 오프리밀 분말의 제분율, 회분 및 밀가루 색도는 대체로 금강밀 분말과 올그루밀 분말의 중간값을 나타내었으나, 올그루밀 보다는 금강밀의 값과 유사함을 확인하였고(표 6), 오프리밀 분말의 단백질 함량, 글루텐 함량, 침전가 및 반죽특성은 대체로 금강밀 분말과 올그루밀 분말의 중간값을 나타내었고, 올그루밀 보다는 금강밀의 값과 유사함을 확인하였으며(표 7), 오프리밀의 분말로 제조된 식빵의 식빵부피와 속질경도는 금강밀 식빵 및 올그루밀 식빵의 중간값을 나타내어, 올그루밀 식빵보다 부피가 크고 부드러운 것으로 평가되었다(표 8).
본 발명은 다른 하나의 양태로서, 상기 밀 품종을 부본 또는 모본으로 사용하여 다른 밀 품종과 교배시키는 단계를 포함하는 글루텐불내성 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증(WDEIA)을 개선 또는 예방할 수 있는 밀 품종의 개량방법을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 오프리는 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증(WDEIA)의 원인인 오메가 5-글리아딘(omega 5-gliadin) 유전자가 결실된 밀 품종으로, 상기 오프리를 부본 또는 모본으로 사용하여 다른 밀 품종과 교배시키면, Glu-B3 형질 및 오메가 5-글리아딘(omega 5-gliadin) 유전자 뿐만 아니라 다른 형질이 결실된 품종이 개발될 수 있으며, 이처럼 개발된 품종은 오프리 보다도 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증의 발생을 더욱 효과적으로 예방할 수 있을 것이다. 이때, 사용될 수 있는 다른 밀 품종은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 조경밀, 조품밀, 백중밀, 고소밀 등이 될 수 있다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 오프리는 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증을 더욱 효과적으로 예방할 수 있는 새로운 품종의 개발에 사용될 수 있다.
본 발명은 또 다른 하나의 양태로서, 상기 밀 품종으로부터 유래된 밀가루, 상기 밀가루를 가공하는 단계를 포함하는 가공식품의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 가공식품을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 신규한 밀 품종인 오프리는 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및 오메가 5-글리아딘(omega 5-gliadin) 유전자가 결실되어 글루텐불내성 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증을 예방할 수 있으므로, 상기 오프리로부터 유래된 밀가루는 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증을 예방할 수 있는 가공식품의 원료로서 사용될 수 있고, 상기 밀가루를 이용하여 제조된 가공식품은 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증을 예방할 수 있는 기능성 식품으로 사용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 제공하는 글루텐불내성 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증을 예방할 수 있는 가공식품의 제조방법은 (a) 상기 신규한 밀 품종을 분쇄하여 밀가루를 수득하는 단계; (b) 상기 밀가루를 포함하는 반죽물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 반죽물을 가공하는 단계를 포함한다.
상기 가공식품의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 밀가루는 상기 신규한 밀 품종을 단독으로 사용하여 수득하거나 또는 상기 신규한 밀 품종과 다른 밀 품종의 혼합물을 사용하여 수득할 수 있다. 본 발명에서 제공하는 신규한 밀 품종으로부터 수득한 밀가루는 단독으로 사용하여도 모든 가공식품을 제조할 수 있을 정도의 물성을 나타낼 수 없으므로, 가공식품의 제조에 적합한 물성을 나타낼 수 있도록 다른 밀 품종으로부터 수득한 밀가루와 혼합하여 사용할 수 있다.
이처럼, 상기 신규한 밀 품종유래 밀가루와 다른 밀 품종유래 밀가루의 혼합물에 포함된 신규한 밀 품종유래 밀가루의 함량은 글루텐불내성, 셀리악병 및 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증의 발병을 예방할 수 있는 한 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서 50 내지 99%(v/v)가 될 수 있고, 다른 예로서, 60 내지 80%(v/v)가 될 수 있으며, 또 다른 예로서 65 내지 70%(v/v)가 될 수 있다. 또한, 상기 혼합물에 포함되는 다른 밀 품종 역시 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 금강밀, 올그루밀, 조경밀, 조품밀, 백중밀, 고소밀 등이 될 수 있다.
상기 가공식품의 제조방법에 있어서, 상기 (b) 단계의 반죽물은 당업계에 공지된 방법에 의하여 수득할 수 있는데, 밀가루를 포함하는 다양한 가공식품의 특성에 따라, 이에 포함되는 수분함량, 첨가물 및 그의 함량, 숙성여부 및 숙성시간 등의 요인을 변화시켜서 수득할 수 있다.
상기 가공식품의 제조방법에 있어서, 상기 (c) 단계의 가공은 당업계에 공지된 방법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 쿠키, 과자 등의 가공식품을 제조하기 위하여는 상기 반죽물을 단시간내에 열처리하는 방법에 의해 가공될 수 있고, 면류 등의 가공식품을 제조하기 위하여는 상기 반죽물을 늘려서 면대를 형성하고, 이를 건조시키는 방법에 의해 가공될 수 있으며, 빵류 등의 가공식품을 제조하기 위하여는 상기 반죽물을 중온으로 열처리한 후 다시 고온으로 열처리하는 방법에 의해 가공될 수 있다.
상기 제조방법에 의하여 제조된 가공식품은, 본 발명에서 제공하는 신규한 밀 품종에 의해 나타나는 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및/또는 오메가 5 글리아딘 유전자가 결실된 특성을 반영하여 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증을 예방할 수 있는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 빵류, 면류, 과자류 등이 될 수 있다.
일반적으로, 글루텐을 분해하는 효소가 선천적으로 없거나 부족한 사람은 빵을 섭취할 경우, 분해되지 않은 글루텐이 덩어리진 상태로 장에 흡수되는 글루텐불내성(gluten intolerance)으로 인하여, 장기능의 저하로 점막 융모가 위축되고 손상이 일어나 흡수장애가 생겨 알러지 반응이나 호르몬 교란 등을 일으키기는 셀리악병이 발병될 수 있다. 그러나, 본 발명에서 제공하는 신규한 밀 품종은 글루텐불내성의 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질이 결실되었으므로, 상기 밀 품종의 분말을 주재로 하여 제조된 가공식품은 글루텐을 분해하는 효소가 선천적으로 없거나 부족한 사람이 섭취하여도, 글루텐불내성을 유발시키지 않아, 셀리악병의 발병을 예방할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 오프리밀은 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)의 원인이 되는 오메가 5-글리아딘(omega 5-gliadin) 유전자가 결실된 품종으로, 글루텐불내성으로 인한 셀리악병의 발병 및/또는 밀 의존성 운동 유발성 과민증(wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis; WEDIA)을 예방할 수 있는 가공식품의 제조에 널리 활용될 수 있을 것이다.
도 1은 오프리밀의 품종개발과정을 나타내는 계보도이다.
도 2a는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 Glu-B3 형질 관련 유전자의 PCR 증폭결과를 나타내는 전기영동사진이다.
도 2b는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 HMW-GS 및 LMW-GS 관련 단백질을 나타내는 전기영동사진이다.
도 2c는 다양한 수준의 오프리밀 추출물의 LMW-GS 관련 단백질을 나타내는 전기영동사진이다.
도 3은 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 글리아딘 분획을 SDS-PAGE로 분석하여 오메가-5 글리아딘 단백질을 검출한 결과를 나타내는 전기영동 사진으로서, 1번 레인은 금강밀, 2번 레인은 올그루밀 및 3번 레인은 오프리밀을 각각 나타낸다.
도 4는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 글루테닌 분획을 A-PAGE로 분석하여 오메가-5 글리아딘 단백질을 검출한 결과를 나타내는 전기영동 사진으로서, 1번 레인은 오프리, 2번 레인은 금강밀 및 3번 레인은 올그루밀을 각각 나타낸다.
도 5는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 글리아딘 분획을 RP-HPLC로 분석한 결과를 나타내며, 위에서부터 순서적으로 금강밀, 올그루밀 및 오프리 밀을 나타낸다.
도 6은 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 오메가-5 글리아딘 특이 항체의 이뮤노블랏팅(immuno-blotting) 결과이다.
도 7은 금강밀, 올그루밀, 오프리밀 (DH20) 및 Butte86의 종자 총 저장단백질 분획을 이차원전기영동을 하고, WDEIA 환자의 혈청 을 이용하여 이뮤노블랏팅(immuno-blotting)을 수행한 결과 및 WDEIA 환자의 이뮤노블랏팅 사진 위에 MS/MS 단백질 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 오프리밀(DH20), 금강밀, 올그루밀 각각의 출수기(A), 낟알(B) 및 식빵 조각(C) 사진이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 신규 품종의 개발
금강밀과 올그루밀을 인공교배하여 자손밀(F1)을 수득하고, 상기 F1을 대상으로 멕시코 CIMMYT 연구소에서 반수체 배양을 실시하고, 이를 익산에서 4년동안 생산력 검정을 수행하여, 내한성이 강하고, 초형과 수형이 양호한 특성을 나타내는 신규한 밀 품종을 최종 개발하고, 이를 "오프리"라 명명하였다(도 1).
도 1은 오프리밀의 품종개발과정을 나타내는 계보도이다.
실시예 2: 오프리밀의 유전형 규명
실시예 2-1 Glu-B3 형질을 나타내는 유전자의 결실 확인
상기 실시예 1에서 개발된 오프리밀의 유전적 특성을 글루텐의 HMW-GS(High Molecular Weight Glutenin Subunit)의 구성요소인 Glu-1 및 LMW-GS(Low Molecular Weight Glutenin Subunit)의 구성요소인 Glu-3의 발현수준의 관점에서 규명하였다.
대략적으로, SolGent사(Korea)의 Genomic DNA extraction Kit for plant를 사용하여, 상기 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 어린잎으로부터 게놈 DNA를 추출하였다. 이어, 상기 추출된 게놈 DNA를 주형으로 하고, 하기의 Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1, Glu-A3, Glu-B3 또는 Glu-D3를 검출할 수 있는 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여, 상기 오프리밀에 포함된 Glu-1과 Glu-3의 유전적 조성을 확인하였다(표 1).
Glu-A1ab F: 5'-AAGACAAGGGGAGCAAGGT-3'(서열번호 1)
Glu-A1ab R: 5'-GTGCTCCGCGCTAACATG-3'(서열번호 2)
Glu-A1c F: 5'-ACGTTCCCCTACAGGTACTA-3'(서열번호 3)
Glu-A1c R: 5'-TATCACTGGCTAGCCGACAA-3'(서열번호 4)
Glu-B1bcf F: 5'-TTCTCTGCATCAGTCAGGA-3'(서열번호 5)
Glu-B1bcf R: 5'-AGAGAAGCTGTGTAATGCC-3'(서열번호 6)
Glu-D1d F: 5'-GCCTAGCAACCTTCACAATC-3'(서열번호 7)
Glu-D1d R: 5'-GAAACCTGCTGCGGACAAG-3'(서열번호 8)
Glu-D1adf F: 5'-TTTGGGGAATACCTGCACTACTAAAAAGGT-3'(서열번호 9)
Glu-D1adf F: 5'-AAAAGGTATTACCCAAGTGTAACTTGTCCG-3'(서열번호 10)
Glu-D1adf R: 5'-AATTGTCCTGGCTGCAGCTGCGA-3'(서열번호 11)
Glu-A3a F: 5'-AAACAGAATTATTAAAGCCGG-3'(서열번호 12)
Glu-A3a R: 5'-GGTTGTTGTTGTTGCAGCA-3'(서열번호 13)
Glu-A3b F: 5'-TTCAGATGCAGCCAAACAA-3'(서열번호 14)
Glu-A3b R: 5'-GCTGTGCTTGGATGATACTCTA-3'(서열번호 15)
Glu-A3ac F: 5'-AACAGAATTATTAAAGCCGG-3'(서열번호 16)
Glu-A3ac R: 5'-CTGTGCTTGGATGATACTCTA-3'(서열번호 17)
Glu-A3d F: 5'-TTCAGATGCAGCCAAACAA-3'(서열번호 18)
Glu-A3d R: 5'-TGGGGTTGGGAGACACATA-3'(서열번호 19)
Glu-A3e F: 5'-AAACAGAATTATTAAAGCCGG-3'(서열번호 20)
Glu-A3e R: 5'-GGCACAGACGAGGAAGGTT-3'(서열번호 21)
Glu-B3d F: 5'-CACCATGAAGACCTTCCTCA-3'(서열번호 22)
Glu-B3d R: 5'-GTTGTTGCAGTAGAACTGGA-3'(서열번호 23)
Glu-B3fg F: 5'-TATAGCTAGTGCAACCTACCAT-3'(서열번호 24)
Glu-B3fg R: 5'-CAACTACTCTGCCACAACG-3'(서열번호 25)
Glu-B3g F: 5'-CAAGAAATACTAGTTAACACTAGTC-3'(서열번호 26)
Glu-B3g R: 5'-GTTGGGGTTGGGAAACA-3'(서열번호 27)
Glu-B3h F: 5'-CCACCACAACAAACATTAA-3'(서열번호 28)
Glu-B3h R: 5'-GTGGTGGTTCTATACAACGA-3'(서열번호 29)
Glu-B3i F: 5'-TATAGCTAGTGCAACCTACCAT-3'(서열번호 30)
Glu-B3i R: 5'-TGGTTGTTGCGGTATAATTT-3'(서열번호 31)
Glu-D3ab F: 5'-TTGGGCCTAATCGCTCGC-3'(서열번호 32)
Glu-D3ab R: 5'-TAGTCTCCATCTGCGCAATT-3'(서열번호 33)
Glu-D3c F: 5'-CAGCTAAACCCATGCAAGC-3'(서열번호 34)
Glu-D3c R: 5'-CAATGGAAGTCATCACCTCAA-3'(서열번호 35)
Glu-1과 Glu-3의 유전적 조성
품종 및 계통 HMW-GS LMW-GS
Glu-A1 Glu-B1 Glu-D1 Glu-A3 Glu-B3 Glu-D3
금강밀
올그루밀
오프리밀		 b
b
b		 b
b
b		 d
f
f		 c
d
c		 h
d
 a
a
a
상기 표 1에서 보듯이, 오프리밀이 나타내는 대부분의 형질은 금강밀과 올그루밀의 형질 중의 하나와 동일하지만, 예외적으로 Glu-B3 형질을 나타내는 유전자는 금강밀과 올그루밀의 것과 상이하였다(도 2a).
도 2a는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 Glu-B3 형질 관련 유전자의 PCR 증폭결과를 나타내는 전기영동사진이다. 도 2a에서 보듯이, 오프리밀에서는 Glu-B3 형질 관련 유전자가 검출되지 않음을 확인하였다.
이에, 상기 Glu-B3 형질을 단백질 수준에서 검출하고자 상기 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 어린잎의 추출물을 대상으로 SDS-PAGE를 수행하였다(도 2b)
도 2b는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 HMW-GS 및 LMW-GS 관련 단백질을 나타내는 전기영동사진이다. 도 2b에서 보듯이, 단백질 수준에서도 오프리밀에서는 Glu-B3 형질이 검출되지 않음을 확인하였다.
또한, 도 2b의 결과가 SDS-PAGE에 적용하는 오프리밀의 추출물 양이 부족하여 나타나는 것인지의 여부를 확인하기 위하여, 상기 오프리밀의 추출물을 다양한 수준으로 SDS-PAGE에 적용하였다(도 2c).
도 2c는 다양한 수준의 오프리밀 추출물의 LMW-GS 관련 단백질을 나타내는 전기영동사진이다. 도 2c에서 보듯이, 오프리밀 추출물의 수준이 증가할수록 이에 비례하여 다양한 단백질의 수준이 증가되었으나, 이처럼 오프리밀 추출물의 수준을 증가시켜도 Glu-B3 형질의 수준은 증가되지 않음을 확인하였다.
따라서, 상기 도 1a 내지 1c의 결과를 종합하면, 본 발명에서 제공하는 오프리밀은 글루텐불내성을 나타내는 주요 원인인 LMW-GS의 Glu-B3 형질이 결실된 품종이므로, 상기 오프리밀은 글루텐불내성을 나타내는 사람이 부작용없이 취식할 수 있는 제빵 제품의 제조에 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 2-2 오프리밀의 오메가 5- 글리아딘 형질 결손 확인
글리아딘 추출은 선행문헌(Dziuba M, Nałecz D, Szerszunowicz I, Waga J. 2014.Proteomic Analysis of Wheat α/A-and β-Gliadins. Czech J Food Sci 32: 437-442.)을 참고하였다. 미세하게 분쇄한 금강밀, 올그루밀, 오프리밀 100mg에 0.15M NaCl 수용액 1ml을 혼합하여 25℃ 에서 2시간 동안 반응시키고 20℃ 15000 x g에서 5분 동안 원심 분리 후 상등액을 제거하였다. 침전물에 70% 에탄올 수용액 1ml을 혼합하여 동일 온도로 12시간 동안 반응시킨 후에 20℃ 15000 x g에서 5분 동안 원심 분리하여 상등액을 20℃에 보관하였다.
SDS-PAGE 분석 및 결과
-20℃에 보관중인 글리아딘과 샘플 버퍼(50mM Tris-HCl pH6.8, 8% β-mercaptoethanol, 2% SDS, 20%glycerol)를 1:2의 비율로 섞어 제조하고 50ul를 12.5% SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis ) 젤에 로딩하여 70V로 13시간, 110V로 4시간 동안 전기영동을 실시하였다. 전기영동 후 commassie brilliant blue R-250 (Bio-Rad) 용액으로 젤을 4시간 염색 하였고, 탈색용액(10% glacial acetic acid, 10% 메탄올, 80% 증류수)로 5시간 탈색시켜 형성된 단백질 밴드 패턴을 분석 하였다.
그 결과, 도 3에 나타난 것과 같이, 오메가-5 글리아딘이 금강밀 그리고 올그루밀과 달리 오프리밀에서 결손된 것을 알 수 있다.
A-PAGE 분석 및 결과
미세하게 분쇄한 금강밀, 올그루밀, 오프리밀 100mg에 70% Ethanol 1ml을 혼합 25℃에서 1시간 교반하여 동일한 온도로 14000rpm에서 10분간 원심분리 후, 상등액 500㎕에 Glycerin과 1% Methyl violet 5 : 1의 비율로 섞은 용액을 250㎕ 혼합하였다.
12% gel solution(12% acrylamide, 0.6% Bis-acrylamide, 0.1% Ascorbic acid, 0.004% Iron(Ⅱ) sulfate heptahydrate, 0.25% Aluminum lacate, Lactic acid로 pH 3.1로 맞춤)에 글리아딘 10㎕씩 넣고 400V 5시간 로딩하였다. Coomassie brilliant blue R-250으로 3시간 염색하고 10% Acetic acid와 10% Methanol로 4시간 탈색하여 단백질 밴드 패턴을 분석하였다.
그 결과, 도 4에 나타난 것과 같이, 금강밀 그리고 올그루밀과 달리 오프리밀에서 오메가-5 글리아딘이 결손된 것을 다시 확인하였다.
RP-HPLC 분석 및 결과
미세하게 분쇄한 금강밀, 올그루밀, 오프리밀 100mg에 70% Ethanol 1ml 혼합하여 25℃에서 하루 동안 반응시키고 20℃ 15000 x g에서 5분 동안 원심 분리 후 상등액을 0.1% TFA in 20% ACN 300㎖로 녹여 PVDF Syring Filter(0.45㎛, Whatman)를 이용해 걸러냈다. HPLC는 Agilent ZORBAX 300SB-C18 column(300Å pore size, 5㎛ particle size, 4.6 x 250mm)을 이용해 Waters Alliance e2695 HPLC에 의해 분석하였다. 분석용 용매 A는 0.1% TFA in Water, 용매 B는 0.1% TFA in CAN, 용매 C와 D는 MeOH를 사용한다. 분석을 위해 샘플은 10㎕씩 주입하고, 용매B는 25%에서 50%으로 1ml/min 에서 70분 동안 구성된다. 컬럼 온도는 65 ℃, 샘플 온도는 15 ℃로 유지한다. 분석이 끝난 샘플은 210nm에서 관찰하였다.
도 5는 금강밀, 올그루밀 및 오프리밀의 글리아딘 분획을 RP-HPLC로 분석한 결과를 나타낸다. 도 5를 통해, 금강밀 그리고 올그루밀과는 달리 오프리밀에서는 오메가-5 글리아딘이 결손되었음을 확인할 수 있다.
오메가-5 글리아딘 특이 항체를 이용한 이뮤노블랏팅 (immuno-blotting) 결과
토탈 단백질 추출, 이차원 전기영동, 이뮤노 블라팅 실험은 (Susan B. Altenbach et al. 2015. Journal of Agricultural and Food Chemistry DOI:10.1021)을 참고하였다. 미세하게 분쇄한 금강밀, 올그루밀, 오프리밀 100mg에 2% SDS sample buffer (2% SDS, 10% glycerol, 0.04 M Tris pH 8.5, 50 mM DTT)로 토탈 단백질을 추출한다. ampholyte pI 3-10와 capillary tube를 사용하여 manual IEF 실시하고 NuPAGE 4-12% Bis-Tris gel에 두 번째 전기영동을 실시하였다. 2-DE의 스팟들은 MS/MS로 단백질 동정을 실시하였다. MS/MS 분석은 (Dupont, F.M., Vensel, W.H., Tanaka, C.K., Hurkman II, W.J., Altenbach, S.B. 2011. Deciphering the complexities of the wheat flour proteome using quantitative two-dimensional electrophoresis, three proteases and tandem mass spectrometry. Proteome Science. 9(10) available:http://www.proteomesci.com/content/9/1/10.)의 방법대로 실시하였다. 각 스팟은 세가지 protease (트립신, 키모트립신, 써모리신)을 사용하여 최대한 아미노산 서열의 coverage를 높였다. 도 6에 각 스팟을 동정한 결과물의 NCBI protein accession 번호를 표시하였다. 금강밀에서는 오메가-5 글리아딘(BAE20328) 및 i-type LMW-GS(AAS10189)이 나타났고, 올그루밀에서는 오메가-5 글리아딘(BAE20328, AII26682), i-type LMW-GS(AGM38903, ACY08811) 및 s-type LMW-GS(ACY08813)이 나타났다. 2-DE 후에 토탈 단백질은 nitrocellulose membrane에 트랜서퍼하였다. 이 환자의 혈청을 이용 이뮤노블랏팅 (immuno-blotting)을 실시하였다.
도 6에 나타난 것과 같이, 오프리밀은 오메가-5 글리아딘 단백질이 생성되지 않음을 알 수 있다.
WDEIA 환자의 혈청을 이용한 이뮤노블랏팅(immuno-blotting) 분석 결과
토탈 단백질 추출, 이차원 전기영동, 이뮤노 블라팅 실험은 (Susan B. Altenbach et al. 2015. Journal of Agricultural and Food Chemistry DOI:10.1021)을 참고하였다. 미세하게 분쇄한 금강밀, 올그루밀, 오프리밀 100mg에 2% SDS sample buffer (2% SDS, 10% glycerol, 0.04 M Tris pH 8.5, 50 mM DTT)로 토탈 단백질을 추출한다. ampholyte pI 3-10와 capillary tube를 사용하여 manual IEF 실시하고 NuPAGE 4-12% Bis-Tris gel에 두 번째 전기영동을 실시하였다. 2-DE의 스팟들은 MS/MS로 단백질 동정을 실시하였다. MS/MS 분석은 (Dupont, F.M., Vensel, W.H., Tanaka, C.K., Hurkman II, W.J., Altenbach, S.B. 2011. Deciphering the complexities of the wheat flour proteome using quantitative two-dimensional electrophoresis, three proteases and tandem mass spectrometry. Proteome Science. 9(10) available:http://www.proteomesci.com/content/9/1/10.)의 방법대로 실시하였다. 각 스팟은 세가지 protease (트립신, 키모트립신, 써모리신)을 사용하여 최대한 아미노산 서열의 coverage를 높였다. 도 7에 각 스팟의 동정 결과인 NCBI protein accession 번호를 표시 하였다. 2-DE 후에 토탈 단백질은 nitrocellulose membrane에 트랜서퍼하였다. 오메가-5 글리아딘의 특이 서열인 RLLSPRGKELG을 이용하여 항체를 만들었고, 상기 항체을 이용하여 이뮤노블랏팅 (immuno-blotting)을 실시하였다.
금강밀, 올그루밀, 오프리밀(DH20) 및 Butte86의 종자 총 저장단백질 분획을 이차원전기영동을 하고, WDEIA 환자의 혈청(serum)을 이용하여 이뮤노블랏팅(immuno-blotting)을 수행하였다. 그리고 WDEIA 환자의 이뮤노블랏팅 사진 위에 MS/MS 단백질 결과를 나타내었다(도 7). 금강밀에서는 오메가-5 글리아딘(BAE20328), i-type LMW-GS(AAS10189), s-type LMW-GS(BAD12055, AEI00677) 및 m-type LMW-GS(AEI00671)이 나타났고, 올그루밀에서는 오메가-5 글리아딘(BAE20328, AII26682), i-type LMW-GS(AGM38903, ACY08811), s-type LMW-GS(ACY08813, ACA63868, AEI00677) 및 m-type LMW-GS(AGK83389, ACP27643)이 나타났다. 반면에 도 7에 나타난 것과 같이, WDEIA 환자는 오메가-5 글리아딘 부분에 항원-항체 반응이 없는 것을 확연히 알 수 있었다. 이에 따라 오프리밀(DH20)은 WDEIA 알러지 면역반응을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
이에, 본 발명자들은 상기 오프리밀을 전라북도 완주군 이서면 혁신로 소재 국립농업과학원 KACC(Korean Agricultural Culture Collection)에 2015년 10월 22일자 기탁번호 KACC88001BP로 기탁하였다.
실시예 3: 오프리밀의 특성분석
상기 실시예 1에서 개발된 오프리밀의 고유특성, 농업형질, 수량구성, 병해저항성, 품질특성, 제빵적성 등의 다양한 특징을 농업과학기술 연구 조사 분석 기준(농촌진흥청, 2012)과 신품종 심사를 위한 작물별 특성조사요령(농림부 국립종자관리소, 2000)에 따라 평가하고, 그 결과를 부모세대의 밀인 금강밀 및 올그루밀의 특성과 비교하였다.
실시예 3-1: 고유특성
오프리밀의 고유특성인 입모율, 내한성, 생육수준, 엽색, 초형, 지협 및 균일도를 평가하였다(표 2).
오프리밀의 고유특성
품종 및 계통 입모율 내한성 생육 엽색 초형 지엽 균일도
금강밀
올그루밀
오프리밀		 양호
양호
양호		 3
3
3		 양호
양호
양호		 담녹
연녹
연녹		 반직립
반개장
반직립		 다소 늘어짐
다소 늘어짐
다소 늘어짐		 양호
양호
양호
상기 표 2에서 보듯이, 오프리밀의 고유특성은 대체로 금강밀 및 올그루밀과 유사하였으나, 엽색은 올그루밀과 유사하고, 초형은 금강밀과 유사함을 확인하였다.
실시예 3-2: 농업형질
오프리밀의 농업형질인 출수기, 성숙기, 간장 및 수장을 평가하였다(표 3).
오프리밀의 농업형질
품종 및 계통 출수기(월.일) 성숙기(월.일) 간장(㎝) 수장(㎝)
금강밀
올그루밀
오프리밀		 5.4
5.6
5.9		 6.11
6.13
6.12		 69
66
66		 9.4
8.6
9.2
상기 표 3에서 보듯이, 오프리밀의 출수기와 성숙기는 대체로 금강밀 및 올그루밀과 유사하였으나, 간장은 올그루밀과 동일하고, 수장은 금강밀과 유사함을 확인하였다.
실시예 3-3: 수량특성
오프리밀의 수량특성인 단위면적당 이삭수, 1이삭당 립수, 천립중, 리터중 및 단위면적당 수량을 평가하였다(표 4).
오프리밀의 수량특성
품종 및 계통 단위면적당 이삭수(/㎡) 1이삭당 립수 천립중(g) 리터중(g) 단위면적당 수량(kg/10a)
금강밀
올그루밀
오프리밀		 1,041
880
622		 35
37
36		 42.4
41.5
47.5		 806
815
810		 422
485
386
표 4에서 보듯이, 오프리밀의 1이삭당 립수는 금강밀 또는 올그루밀과 유사하지만, 단위면적당 이삭수는 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 현저히 낮은 수준을 나타내어, 결과적으로는 단위면적당 수량이 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 현저히 낮은 수준을 나타내었다. 그러나, 천립중의 경우에는 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 높은 수준을 나타내었고, 리터중은 금강밀과 올그루밀의 중간수준을 나타내어, 품질면에서는 금강밀 또는 올그루밀에 비하여 일부 우수함을 확인하였다.
실시예 3-4: 병해저항성
오프리밀의 병해저항성을 평가하기 위하여, 붉은곰파이병, 바이러스 감염, 흰가루병 및 잎집눈무늬병에 대한 저항성을 측정하였다(표 5).
오프리밀의 병해저항성
품종 및 계통 붉은곰파이병
(강,중,약)		 바이러스
(강,중,약)		 흰가루병
(강,중,약)		 잎집눈무늬병
(발생,없음)
금강밀
올그루밀
오프리밀		 중약
약
약		 중
중강
중강		 중강
중강
중강		 없음
없음
없음
상기 표 5에서 보듯이, 오프리밀의 병해저항성은 올그루밀의 병해저항성과 동일함을 알 수 있었다.
실시예 3-5: 제빵관련 품질특성
오프리밀의 제빵관련 특성인 제분특성, 반죽특성 및 제빵적성을 평가하였다.
실시예 3-5-1: 제분특성
수확한 오프리밀을 Buhler Mill에 적용하여 분말을 수득한 다음, 이를 1개월간 숙성시킨 후, 제분율, 회분함량 및 색도를 평가하였다(표 6). 이때, 회분함량은 AACC 방법(2000) 08-01을 이용하여 측정하였고, 색도는 Minolta JS-555 (Minolta Camera Co., Ltd, 일본)을 이용하여 백도, 적색도와 황색도를 측정하였으며, 이를 각각 CIE-LAB L*(백도)로 나타내었다.
오프리밀의 제분특성
품종 및 계통 제분율(%) 회분(%) 밀가루 색도
L a b
금강밀
올그루밀
오프리밀		 72.57
67.19
71.50		 0.46
0.40
0.44		 91.62
92.65
91.55		 2.10
1.53
2.00		 9.21
7.89
8.72
상기 표 6에서 보듯이, 오프리밀 분말의 제분율, 회분 및 밀가루 색도는 대체로 금강밀 분말과 올그루밀 분말의 중간값을 나타내었으나, 올그루밀 보다는 금강밀의 값과 유사함을 확인하였다. 다만, L값은 금강밀 및 올그루밀에 비하여 낮은 수준을 나타내었다.
실시예 3-5-2: 반죽특성
상기 실시예 실시예 3-5-1에서 수득한 오프리밀 분말을 대상으로 총 단백질 함량, 글루텐 함량 및 침전가를 측정하고, 상기 오프리밀 분말을 이용하여 반죽물을 수득한 다음, 가수량, 반죽시간 및 안정도와 같은 반죽특성을 측정하였다(표 7). 이때, 총 단백질과 글루텐 함량은 AACC 방법(2000) 46-30을 이용하여 측정하고; 침전가는 밀가루 3 g(14% 수분함량 기준)을 100 ml 실린더에 넣고 50 ml의 0.0004% bromophenol blue 용액을 넣은 후 2분 간격으로 2회, 15초 동안 잘 흔들어 준 후, 12.5% lactic acid을 포함한 2% SDS (sodium dodecyl sulfate)용액 50 ml을 첨가한 후 2분, 4분과 6분 후에 15초간 잘 흔들고 20분간 방치한 후 침전물의 눈금을 측정하였으며; 반죽특성은 10 g mixograph (National Mfg. Co., 미국)를 이용한 AACC 방법 54-40A(2000)을 이용하여 측정하였다.
오프리밀의 반죽특성
품종 및
계통		 단백질
(%)		 글루텐
(%)		 침전가
(㎖)		 반죽특성
가수량(%) 반죽시간(분.초) 안정도(㎜)
금강밀
올그루밀
오프리밀		 15.66
12.35
14.78		 15.15
10.95
13.60		 70.00
48.50
66.00		 67.00
63.00
67.00		 4.00
2.30
3.15		 18.00
13.00
16.00
상기 표 7에서 보듯이, 오프리밀 분말의 단백질 함량, 글루텐 함량, 침전가 및 반죽특성은 대체로 금강밀 분말과 올그루밀 분말의 중간값을 나타내었고, 올그루밀 보다는 금강밀의 값과 유사함을 확인하였다. 다만, 가수량의 경우에는 금강밀의 값과 동일하여 강력분으로서의 특성을 나타낸 반면, 반죽시간의 경우에는 중력분과 유사한 특성을 나타냄을 확인하였다.
실시예 3-5-3: 제빵적성
상기 실시예 실시예 3-5-1에서 수득한 오프리밀 분말을 이용하여, 식빵을 제조하고, 제조된 식빵의 대표적인 제빵적성인 식빵부피와 속질경도를 측정하였다(표 8). 이때, 식빵부피는 오븐에서 구워낸 직후 Loaf volumeter (National Mfg. Co., USA)를 이용하여 측정하고, 속질경도는 식빵을 상온에서 2시간 동안 냉각시키고, 빵의 중심부를 2.0 cm 두께로 잘라 적출한 다음, Texture Analyser를 이용하여, 2.5 cm 직경의 플라스틱 plunger로 빵 두께의 25% strain, 1.0 mm/sec 속도로 측정하였다.
오프리밀의 제빵적성
품종 및 계통 식빵부피(㎖) 속질경도(N)
금강밀
올그루밀
오프리밀		 900
692
793		 2.60
5.04
2.53
상기 표 8에서 보듯이, 오프리밀의 분말로 제조된 식빵의 식빵부피와 속질경도는 금강밀 식빵 및 올그루밀 식빵의 중간값을 나타내어, 올그루밀 식빵보다 부피가 크고 부드러운 것으로 평가되었다.
도 8은 오프리밀(DH20), 금강밀, 올그루밀 각각의 출수기(A), 낟알(B) 및 식빵 조각(C)을 보여준다.
제조예 : 오프리밀로부터 얻은 밀가루를 이용한 쿠키 제조
다음과 같은 방법으로 오프리밀 쿠키를 제조하였다.
버터 150 g을 믹싱기에 넣어 부드럽게 풀어준 다음 설탕 100 g을 넣고 거품기로 균일하게 크림화하였다. 그 다음, 달걀 120 g을 넣어 혼합한 다음, 혼합밀가루(100 g 오프리밀가루와 통상의 박력분 300g), 30 g 아몬드분말, 코코아 24 g을 넣고 가볍게 혼합하여 전체 반죽을 완성시켰다.
전체 반죽물에 50 g 우유를 넣으면서 반죽의 되기를 조절하고 생크림 20 g을 넣어 두께 1 cm 크기로 일정하게 밀어 펴서 냉동실에 넣어 보관하고, 냉동고에서 냉동 반죽의 겉면에 흰자와 설탕을 도포하고 가로 x 세로=1 cm x 10 cm로 재단하여 팬닝한 다음 미리 예열된 오븐에서 윗불 190℃, 아랫불 165℃에서 15분간 구워 오프리밀쿠키를 제조하였다. 구운 쿠키들은 4시간 정도 실온에서 냉각하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
한국농업미생물자원센터 KACC88001BP 20151022
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Claims (13)

  1. 저분자 글루테닌 구성인자(Low Molecular Weight Glutenin Subunit, LMW-GS)의 Glu-B3 형질의 결실을 포함하는, 기탁번호 KACC88001BP로 기탁된 밀 신품종.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밀 품종은 오메가 5-글리아딘(omega 5-gliadin) 유전자의 결실을 더 포함하는, 기탁번호 KACC88001BP로 기탁된 밀 신품종.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 품종은 금강밀과 올그루밀을 교배하여 수득하는 것인, 신규한 밀 품종.
  4. 제1항 또는 제2항의 밀 품종을 부본 또는 모본으로 사용하여 다른 밀 품종과 교배시키는 단계를 포함하는, 밀 품종의 개량방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다른 밀 품종은 조경밀, 조품밀, 백중밀 또는 고소밀인 것인 밀 품종의 개량방법.
  6. 제1항 또는 제2항의 밀 품종으로부터 유래된 밀을 분쇄하여 수득한 밀가루.
  7. 제 6항의 밀가루를 포함하는 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(WDEIA)을 개선 또는 예방할 수 있는 식품 조성물.
  8. 제 7항의 식품 조성물을 포함하는 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(WDEIA)을 개선 또는 예방할 수 있는 가공 식품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가공식품은 면류, 과자류 또는 빵류인 것인 가공 식품.
  10. (a) 제1항 또는 제2항의 밀 품종을 분쇄하여 밀가루를 얻는 단계; 및
    (b) 상기 밀가루를 포함하는 반죽물을 수득하는 단계; 및
    (c) 상기 반죽물을 가공하는 단계를 포함하는, 글루텐불내성 및 밀 의존성 운동 유발성 과민증(WDEIA)을 개선 또는 예방할 수 있는 가공식품의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 얻은 밀가루에 다른 밀 품종유래 밀가루를 혼합하는 단계를 더 포함하는, 가공식품의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 혼합물에 포함된 제 1항 또는 제 2항의 밀 품종 유래의 밀가루의 함량은 50 내지 99%(v/v)인 것인, 가공식품의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다른 밀 품종은 금강밀, 올그루밀, 조경밀, 조품밀, 백중밀, 고소밀 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 밀 품종인 것인, 가공식품의 제조방법.

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