# 색깔있는 모든식물 우리에게 매우 중요
▲이계호 충남대학교 명예교수 ‘기본이 회복되어야 한다(색깔이 답이다)’ = 지구에 몇 종류의 식물과 몇 마리의 동물이 생존하는지 정확히 파악하고 있는 사람은 없다. 그만큼 헤아릴 수 없을 정도로 많은 종류의 식물과 동물들이 존재하고 식물들은 제각각 아름다운 색깔을 가지고 있다. 식물들의 아름다운 색깔 속에는 자연의 오묘한 진리가 숨겨져 있다. 그뿐이 아니다. 사람들이 책을 읽다가 중요한 구절이 나오면 붉은색 볼펜 또는 형광펜으로 밑줄을 긋는다. 매우 중요하기 때문에 잊어버리지 않으려고 색깔 있는 펜으로 표시하는 것이다. 이처럼 색은 우리의 삶에 중요도와 역할을 표시하는 신호와 같은 역할을 한다. 토마토의 색깔이 왜 붉은색일까? 포도의 색깔이 왜 그렇게 짙은 보라색일까? 호박은 왜 그렇게 아름다운 주황색이며 수박의 색깔은 왜 그렇게 눈이 부실 정도로 붉은색일까? 이런 모든 질문에 대한 답은 색깔 있는 모든 식물이 우리에게 매우 중요하다는 것이다. 눈에 잘 띄지 않는 희멀건한 색깔을 가진 식물이 되면 사람들이 중요하게 생각하지 않아서 먹지 않을 것 같아 걱정돼 자연이 우리에게 강조 또 강조하기 위해 현란한 색깔을 가지고 있는 것이다.
# 인삼특작산업 지속적 확대 성장할 것
▲이지원 국립원예특작과학원 인삼특작부장 ‘우리나라 인삼 및 약용작물의 가치증진을 위한 기술개발 방향’ = 최근 국내외 경기침체의 영향으로 인삼시장은 2015년 2조6,300억으로 전년도 대비 20.3% 감소했다. 그럼에도 불구하고 인삼 수출액은 2015년 기준으로 농산물 중 단일품목으로는 여전히 수출 1위(1억5,500만불)를 차지하고, 버섯도 4,000만불 정도의 수출실적을 올렸다. 향후 인삼특작 산업은 지속적으로 확대되고 성장할 것으로 전망되고 있는데, 그 근거로는 무엇보다 소득의 향상 수준만큼 웰빙과 건강관리에 대한 관심이 높아지고 경제적 여유가 생기면서 소비자들은 안전하고 건강한 먹거리를 더 선호한다는 점을 지적할 수 있다. 시대적 농업의 가치가 수량성 증대, 품질관리에서 기호성과 안전성으로 옮겨가고 한층 진보해 기능성이 매우 중요한 가치로 부각되고 있다. 인삼특작 산업에서는 특히 안전성, 기능성이 매우 중요한 요소다. 대부분의 사람들이 쌀밥보다 영양과 기능성을 고려한 잡곡밥을 더 선호하는 것처럼, 한방(보약)의 개념을 넘어 상시 섭취할 수 있는 식약동원과 같은 음식이면서 동시에 약이 될 수 있는 기능성 약초에 대한 관심의 증폭은 그대로 산업에 반영되고 있다. 그 대표적인 사례로는 바로 건강기능식품 시장에서 홍삼제품이 차지하는 비중이 전체시장의 38%나 되고, 수입에 의존했던 건강기능식품의 기능성 원료에서도 점차 국내산 원료 비중이 높아지는 있다는 사실이다. 또한, 화장품 시장에서도 과거와는 비교할 수 없을 정도로 한방 기능성 화장품 시장이 급성장해 천연소재로 피부에 안전하고 기능성이 높은 우리 인삼을 비롯한 값비싼 다양한 유기농 약초가 훌륭한 한방 화장품 원료로 이용되고 있다. 하지만 인삼특작 산업의 지속적 발전을 위해 해결해야 할 당면과제로는 인삼의 연작장해 해소 기술개발 및 이를 통한 안정생산 기반 구축과 국내산 약용작물의 안전재배 기술 개발 등 안전, 안정 생산기반 구축 관련 연구를 포함해 생활 속 소비자에게 보다 친숙한 제품으로 다가갈 수 있는 고부가 소재와 제품화 기술 개발까지 매우 다양하다.
# 박과채소 기능성성분 용도 다양
▲이상규 국립원예특작과학원 채소과 연구관 ‘기능성 채소 연구와 금후과제’ = 박과 채소의 기능성 성분의 용도는 대단히 넓어서 중국문헌에 동아, 김치참외, 박, 뱀오이 등을 질병치료에 이용됐다는 보고가 있다. 박과채소의 성분 중 치료효과가 있는 것으로 알려진 대표적인 성분은 쿠쿠르비타신(cucurbitacins)으로 주로 소화기에 작용해 하제, 구토, 구충에 효과적이며 항암작용 등이 있는 것으로 알려져 있다. 약용으로 사용되는 cucurbitacin 성분은 과실이나 뿌리에 많이 함유돼 있고 수박 과일에 들어있는 시트루린 성분은 단백질이 요소로 변하고 소변으로 배출되는 과정을 돕는 역할을 하기 때문에 이뇨효과, 부종, 신장병에 효과적이라고 알려져 있다. 호박에는 trypsin inhibitor가 일부 들어있어 장 내에서 바이러스와 발암물질의 활성을 방해하고, carotenoid 색소가 풍부하게 들어있는데 특히 carotene은 항염화 영양소로서 활성염소 역할을 한다. 최근 연구에서 여주(Bitter gourd, Momordica charantia L.)에는 charantin이라 불리는 hypoglycemic 성분이 들어있어 이 성분이 당뇨환자들의 혈당을 조절하는 역할과 HIV 바이러스의 증식을 억제한다고 알려지면서 소비량이 증가하고 있다. 또한 박과채소의 종자에 함유된 성분은 lecithin, linoleic acid, 필수아미노산 등으로 두뇌발달을 촉진하고 동맥경화 예방, 회충약용 외에도 면역강화 특성이 있어 독사에 물렸을 때 해독제, 비듬제거제 등으로도 사용돼 왔다.
# 당조고추·항암배추·암탁쌈채 판매 인기
▲박동복 농업회사법인 제일종묘농산(주) 대표이사 ‘기능성 성분을 강화한 채소의 품종개발과 보급’ = 제일종묘농산의 주요 기능성 종자로 2008년 품종등록 된 당조고추는 식후 혈당상승을 억제하는 AGI가 일반고추에 비해 5배 이상 함유돼 있는 고추로서 강원대학교, 전북대학교병원 기능성식품 임상시험지원 센터, 일본식품안전센터, 파머시솔루션즈 주식회사 등에서 AGI 효과시험, 안정성시험, 임상시험을 거쳐 실제로 인체에서 혈당상승억제효과가 탁월함을 입증했다. 2011년 품종등록 된 항암(암탁)배추, 2013년 품종등록 된 암탁쌈채는 배추와 순무를 종간교잡해 만들어졌으며 신라대학교, 한국식품연구원, 충남대학교의 시험을 통해 암세포성장저지효과를 확인했고 일반배추에 비해 항암성분인 글루코나스투틴이 약 33배 함유돼 있음을 확인했다. 이러한 기능성 채소종자는 국내 1,200여개의 대리점을 통해 유통되고 있으며 농산물 또는 가공식품으로 대형마트, 온라인을 통해 인기리에 판매되고 있다. 완주군에서 재배된 당조고추가 일본에 수출돼 호평을 얻고 있다. 해외에서는 미국 씨앗아메리카를 통해 항암배추가 한인마트에 유통되고 있고 중국 내몽고, 북경, 산동성, 섬서성 등에 수만달러 수출을 했으며 올해 1분기에만 작년 수출액에 가까운 양을 이미 수출했다. 이러한 성장세에 걸맞게 추가적인 투자를 유치해 금년 신사옥을 건립하고 있으며 최첨단 육묘장도 확장하고 있다.
# 화장품시장서 화훼산업 부가가치 창출
▲오유진 아모레퍼시픽 책임연구원 ‘화장품 산업에서의 꽃을 활용한 소재개발 및 제품화’ = 꽃이 화장품에서 주요 원료로 사용하게 된 배경에는 단순히 기능적인 부분뿐만 아니라 시대적 배경도 있다. 2000년대에 접어들면서 자연과 건강을 중시하는 ‘웰빙(Well-being)’이 사회의 주요 키워드가 됐고 화장품업계에서도 자연에 대한 동경과 순수 식물 성분에 대한 선호가 높아지면서 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 천연물 유래 원료를 활용한 자연주의 화장품이 증가하게 됐다. 초기 자연주의 화장품은 꽃의 화려한 이미지만을 차용하는 경우가 대부분이었으나, 최근에는 직접 식물을 키우며 생태를 관찰하고 성분을 분석하는 등 식물에 대한 진정성 있는 연구를 바탕으로 효능을 연구하는 브랜드들이 증가하고 있다. 아시아 화장품 산업의 위상이 높아지면서 연구하고 사용하는 꽃들도 달라지고 있다. 기존에는 유럽의 희귀한 꽃과 같은 희소성 높은 식물들이 선호되었지만 현재는 아시아의 청정지역, 그중에서도 한국의 최신식 농법으로 재배한 식물들이 품질관리가 용이하기 때문에 연구하고 제품으로 사용하는 경우가 늘고 있다. 농가 및 원예학계에서의 고품질 화훼를 생산하기 위한 노력과 국내 화장품 산업계의 친환경‧고기능 천연소재를 개발하기 위한 노력이 함께 이루어진다면 점차 커져가는 글로벌 화장품 소재시장에서 화훼산업은 높은 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
# 기내배양, 천연물질 재배한계 극복
▲박소영 충북대학교 교수 ‘기능성물질 대량생산을 위한 식물세포배양 기술과 활용’ = 지난 10여 년간의 이루어 온 기내배양의 기술적 발전은 현재 식물로부터 천연생리활성 물질을 생산하는데 있어 재배적 한계를 극복할 수 있는 중요한 대안으로 자리 잡고 있다. 생물반응기는 바이오매스와 유용 이차대사산물을 대량생산하기 위해 적용되는 시스템이다. 이 시스템은 기존의 무균배양 방식에 비해 물리적 배양환경을 개선하고 배양규모를 획기적으로 증가시킴에 따라 효율적인 생산을 통해 생산비를 절감하는 기술이다. 성공적인 대량배양 기술을 위해서는 먼저 계속적으로 증식이 가능하고 빠르게 증식 가능한 식물재료가 있어야 한다. 현재까지 산업적 소재로 생산하기 위해서는 다섯 가지 배양방식, 즉 세포배양(Cell culture), 체포배배양(Somatic embryo culture), 식물체배양(Plantlet culture), 부정근배양(Adventitious root culture), 모상근배양(Hairy root culture) 등이 있다. 이중 대부분의 학술적 및 산업적 연구는 세포배양을 중심으로 이루어져 왔다. 생리활성 물질 생산을 위해 기내 배양되는 식물들은 대부분 약용식물들인데 이중 많은 종류는 원예적 분류상 화훼류에 속하기도 한다.
# 야생화, 고부가가치 감성예술품 승화
▲정연권 전 구례군농업기술센터장 ‘야생화 향 성분 추출과 향수 산업화’ = 지리산야생화 향기를 거두어 신토불이 향수를 문화관광 상품으로 개발해 대한민국 향수시장에 새로운 지평을 열었다 1997년 한불화농과 함께 옥잠화, 원추리에서 향을 추출하고 20여 가지 향을 조합해 은은하면서 달콤한 향을 조합하여 상품명 ‘노고단’으로 출시했다. 당시 IMF시절이라 애국자라는 찬사와 언론의 극찬을 받았다. 로열티 5% 세입에 옥잠화 꽃은 10a당 300만원의 소득을 올렸다. 옥잠화 향 추출은 오후 5시경 꽃을 수확해 2일 정도 음건하여 n-Hexane 200kg에 옥잠화 25kg을 상온에서 1일간 침지한 후 꽃과 n-Hexane을 분리, 여과했다. 또 진공회전농축기로 n-Hexane를 제거해 옥잠화 Concrete를 얻었다. 수율은 0.37%다. Concrete와 에탄올 10배를 혼합해 5°C에서 5일간 정치한 후 침전된 Wax류 층을 제거하고 상부의 에탄올 용매 추출액을 여과한다. 진공회전농축기로 에탄올을 제거하면 Absolute를 얻는데 수율은 0.05%이다. 원추리 추출방법은 같고 Concrete 수율은 0.28%, Absolute 수율은 0.03%다. 1997년 노고단 향수 개발에 이어 2000년 녹차와 감국으로 전통향 구례소리, 2002년에는 녹차향수 소지(小地)를 출시해 4억5,900만원을 판매하고 로열티 2,300만원을 받았다. 2010년에는 종이향수를 개발해 향수의 새로운 전기를 만들었다. 야생화연구소 설립과 함께 수증기증류 추출기로 편백향 추출을 시작했다. 편백 100kg에 물을 20% 정도 채운 후 80°C에서 90분 정도 가열해 향을 추출했다. 액화된 추출물에서 화장수와 정유를 분리하는데 화장수 30L, 정유 0.6L로 수율이 0.6%이었다. 정유로 천연비누와 편백블럭에 정유병(15cc)을 만들어 상품화했고 화장수로는 천연화장품, 세안용으로 상품화했다. 야생화의 각기 다른 모습과 색채 그리고 향기를 거두어 화려하게 변신한 향수는 생활 속으로 들어와 고부가가치의 감성예술품으로 승화했다.
# 배 유과, 동맥경화 예방효과 있어
▲문제학 전남대학교 교수 ‘배 기능성 소재 개발 및 활용’ = 다양한 품종의 동양배를 대상으로 주요성분의 생육시기별 함량변화를 분석한 결과, 개화 후 20일 경의 미성숙과(유과)는 완숙과에 비해 피부미백효과가 있는 arbutin, 자궁경부암세포 사멸효과가 있는 malaxinic acid(MA), 그리고 항산화 및 항암활성을 발현함이 보고된 chlorogenic acid와 같은 특정 유용성분이 100∼200배 높게 함유돼있음이 확인됐다. 이에 지금까지 미활용자원이었던 배 유과로부터 이들 각 성분의 고순도 대량 간이정제법을 확립했다. 그리고 배 유과로부터 정제한 고순도 arbutin의 경우 화장품의 피부미백 소재로 응용함으로써 수입품에 의존하던 arbutin 시장에 천연 미백화장품소재의 국산화에 일익을 담당하기도 했다. 또 MA는 유기합성법에 의해 대량 확보해 생체 내에서의 흡수‧대사에 관한 연구를 행해 혈액에 도달하는 대사체의 구조를 밝힘으로써 MA가 활성형으로 흡수됨을 규명했을 뿐만아니라 동맥경화 예방효과가 있음도 밝혔으며, 항암효과에 관한 연구 또한 현재 진행 중에 있어 의미 있는 결과가 기대된다. 또한 배 품종 간의 성분학적 차이를 다량분석을 통해 비교한 결과, 육종학적 계통을 판별할 수 있는 근거가 제시됐다. 뿐만 아니라 배 유과를 발효시켜 항산화 활성을 향상시킴으로써 그 활용성을 향상시켰으며, 낙과 및 비상품과의 착즙 후 얻어지는 착즙박의 효소학적 처리를 통해 올리고당 생성 가능성이 확인돼 현재 그 구조를 해석 중에 있다. 이와 같이 배 및 배의 미활용자원을 대상으로 과학적 연구가 행해짐으로써 이제 배는 타 과실류에 비해 성분학적 연구에 있어 우위를 점하게 됐으며, 배의 기능성 연구뿐만이 아니라 육종학 및 식품가공학적 연구에 필요한 기초자료가 확보됐다고 판단된다.
# 사과, 치매·파킨스병 예방효과 보고
▲김대옥 경희대학교 교수 ‘사과 기능성 소재 개발 및 활용’ = 사과에 함유된 폴리페놀(polyphenol) 성분은 사람의 장내에서 혹은 체내로 흡수됐을 때 산화방지제로 작용하고 항암, 노화방지에 효과적인 것으로 알려졌다. 사과 껍질에 많이 함유된 대표적 플라보노이드(flavonoid)인 쿼서틴은 노화나 질환에 기인하는 쥐의 뇌신경세포 파괴를 막는 작용을 해 사과가 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머형 치매나 파킨슨병 등을 예방하는 효과가 있음이 보고됐다.
또한, 사과의 식이섬유는 혈중콜레스테롤 수치를 낮추어 심혈관질환 예방, 혈당상승을 지연 또는 억제해 당뇨병 예방에 도움을 줄 수 있다. 사과 유기산인 사과산, 구연산, 주석산은 장내 유해세균의 발효와 정착을 방해한다. 사과가 인체에 유익하다는 기능성이 다양하게 알려진 거에 비해 현재까지 식품의약품안전처에서 인정을 해주는 개별 인정형 원료 또는 성분(2016년 12월 현재 총 263종)으로서 체지방 감소에 도움을 줄 수 있는 생리활성기능 2등급의 풋사과추출폴리페놀(ApplePhenon 제2015-9호)이 사과를 활용한 기능성 원료로서 유일하다. 사과를 활용한 기능성 소재 개발을 위해서는 시장 트렌드와 소비자 요구 파악이 선행이 돼야 한다.
# 감귤류, 항비만 효과 보유 알려져
▲최영훈 국립원예특작과학원 감귤연구소장 ‘감귤 기능성 소재 개발 및 활용’ = 감귤류에는 채소나 과일에서 보고되지 않은 플라보노이드인 polymethoxylated flavones 중 nobiletin과 tangeretin이 포함돼 있으며 혈소판 응집 억제, 임파구 증식 억제, 항궤양, 항당뇨, 인지능개선 등의 생리활성을 나타내는 것으로 보고돼 있다. 특히 감귤류에 다량으로 함유돼 있는 hesperidin은 지방세포 분화를 48% 억제해 항비만 효과도 갖고 있는 것으로 알려져 있으며, 감귤류의 색소성분인 카로티노이드 중 β-cryptoxanthine은 오렌지보다 약 15배 이상 많이 함유하고 있으며, 노화와 염증을 억제하는 것으로 알려져 있다. 이외에도 피부 주름개선 활성을 보이는 citroptene, nomilin등의 화합물을 포함하고 있다. 이러한 감귤류는 최근 기능성 성분의 보물창고로 알려지면서 세계 의학계는 물론 다양한 분야의 학자들이 감귤에 포함돼 있는 성분들에 대한 연구가 활발히 진행되면서 기능성 식품으로 인정받고 있다. 감귤 기능성 소재를 이용한 가공산업은 감귤산업 전반에 영향을 미치고 있다. 이에 발맞추어 우리 생산 농가는 고품질 과실을 생산 공급하고, 학계나 연구기관 등에서는 많은 연구결과를 홍보를 통해 감귤은 기능성 성분을 가지는 건강식품이라는 점을 부각시켜야 한다.
/정리 = 이경한 기자
