이러한 사회적인 변화에 따라 소비자는 삶의 질을 높이려는 욕구가 유기농식품, 건강기능식품, 천연물 제품의 구매로 이어지면서 약용작물을 활용한 새로운 시장을 형성해가고 있는데 이러한 경향을 고려하여 약용작물을 활용한 고부가가치 소재 개발을 위하여 적용할 수 있는 다양한 식품가공기술을 소개하고자 한다.
현행 약용작물 수확물의 일차가공은 직간접 방식의 가열공정에 의하여 이루어지기 때문에 고에너지 투입에 따른 경제성과 약용작물 기능성분의 추출률 저하 등이 단점으로 제기되고 있다.
그러나 식품원료에 적용하는 '식품고압기술'은 약용작물의 기능성분을 파괴하지 않으며, 기능성분의 용해 및 추출률 향상은 물론 저온에서 식품 유해미생물을 사멸시킬 수 있으며 효소분해 처리를 동일공정에서 첨가하면 추출률의 증대효과를 가져올 수 있는 기술이다.
이러한 식품고압기술은 생산능력이 우수하고 에너지 소모가 적은 경제적이고 친환경적인 공정이기 때문에 보급이 확대된다면 우리나라 약용작물 산업 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
'압출성형기술'은 오래전부터 스낵, 크래커 및 씨리얼 등을 제조하는 식품산업에 많이 이용되고 오던 기술로서 최근에 약용작물 소재화 가공분야에 새롭게 적용되어 약용작물의 기능성분 추출률을 높이는 연구가 시도되고 있다. 한약재로 많이 사용하고 있는 약용작물은 대부분 건조된 뿌리를 이용하는데, 이러한 뿌리의 세포벽은 펙틴, 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스, 리그닌 등 고분자 다당류가 주성분을 이루고 있다.
약용작물의 기능성분은 세포조직 내에 고분자다당류 사이에 이온결합, 공유결합, 수소결합 등의 다양한 결합상태를 유지하고 있어서 가공공정에 있어 이용률 감소나 생체 내에서의 흡수율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제들은 압출성형공정 중 마찰열, 전단응력, 고온으로 인한 세포벽의 구조 붕괴를 통하여 약용작물 기능성분 및 고분자다당류의 수용화(물에 용해되는 특성)를 증대시켜 이용률을 높일 수 있다.
결과적으로 압출성형기술은 물리화학적 열처리 과정을 통하여 세포벽 구성성분의 용해화를 증대시켜 약용작물 기능성분을 많이 회수할 수 있어 추출물을 이용한 식품, 화장품 및 생활 소재 개발에 폭넓게 활용될 수 있다.
최근 식품산업에서의 나노기술은 식품의 품질, 식품안전, 식품 포장 분야에서 중점적으로 다루기 시작하여 식품기능성분의 용해도, 체내 흡수율 및 생체이용도 증진 등의 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있는 분야까지 확대되고 있다. '식품나노기술'은 식품 및 약용작물의 기능성분 함량 또는 흡수속도를 조절할 수 있는 기술이기 때문에 건강기능식품 및 영양보조식품 산업의 시장규모를 크게 확대시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
따라서 식품분야 외에 식물의 기능성 정유성분과 향기성분을 이용한 생활소재 및 화장품 개발에도 활용될 수 있다. 방향제나 화장품의 경우, 향의 지속력과 용출량의 조절이 가장 중요한 관건인데, 이러한 부분도 식품나노기술을 활용하여 해결할 수 있다.
농촌진흥청에서도 약용작물의 식품 및 생활소재 산업화 확대를 위하여 관련대학과 공동연구로 생리조절 효과가 있는 참당귀의 기능성 성분을 나노크기로 캡슐화하여 나노구조체 제조 기술개발에 성공한 사례가 있다.
기존 약용작물에 식품고압기술, 압출성형기술, 식품나노기술 등의 접목을 통한 고기능성 형태의 소재 개발은 아직 시작단계에 불과하지만 NT, BT, IT 등 최첨단 기술의 융복합을 통하여 향후 고부가가치 약용자원의 소재화 산업은 미래 우리나라의 신성장 동력을 창출하는데 급물결을 탈 것으로 기대된다.
■농촌진흥청 국립원예특작과학원 약용작물과 최애진 농업연구사
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