다양한 우리 작물이 고혈압과 알레르기, 전립선비대증 등 다양한 질환을 예방하고 완화하는 데 효능을 갖고 있음이 잇따라 확인되고 있다. 농촌진흥청은 잡곡 가공식품을 만들 때 항고혈압 활성을 높게 하는 최적의 잡곡 혼합 비율을 제시했다. 국립산림과학원은 비자나무 잎에서 추출한 정유(essential oil)가 천식에 우수한 효과가 있다고 밝혔다. 농촌진흥청은 도두콩 꼬투리의 항알레르기 효능을 과학적으로 밝혔다. 또 흑삼이 전립선비대증을 개선하는 효과가 있음을 과학적으로 밝혔다. 쪄서 말린(증숙) 도라지가 피부를 하얗게 하는 미백 효과가 있음도 밝혔다. 

한편, 농촌진흥청은 전통 발효제인 누룩으로 ‘황기’를 발효해 기능 성분 함량을 높이는 기술을 개발 발표했다. 

항고혈압 활성 높은 최적 잡곡 혼합 비율 찾아

농촌진흥청은 한양대학교, 충북대학교 연구팀과 공동연구로 잡곡 가공식품을 만들 때 항고혈압 활성을 높게 하는 최적의 잡곡 혼합 비율을 제시했다.

국내 주요 잡곡 가운데 항고혈압 활성이 우수한 순서대로 손가락조, 수수, 팥, 조를 선별한 다음 ‘손가락조‧수수‧팥(Hyp-F)’과 ‘팥‧수수‧조(Hyp-S)’ 두 집단으로 나눠 혼합비에 따른 활성을 평가했다. 

그 결과, ‘손가락조‧수수‧팥’의 혼합비가 ‘30:35:35’(Hyp-F-6)일 때 항고혈압 활성이 39%로 가장 높게 나타났다. 다음으로는 ‘팥‧수수‧조’를 ‘30:35:35’(Hyp-S-6) 비율로 혼합했을 때 활성이 31%로 높았다. 반면, 손가락조, 수수, 팥, 조를 모두 혼합했을 때는 오히려 항고혈압 활성이 떨어지는 것으로 나타났다. 

잡곡 혼합 추출물을 이용한 세포실험에서는 혈관을 확장하는 산화질소 생성량이 대조군 대비 약 7% 증가했다. 동물 실험에서도 잡곡 혼합 추출물을 6주간 섭취한 쥐가 고혈압 대조군보다 수축기혈압은 20%, 이완기혈압은 27% 감소했다. 이는 고혈압 치료 약 캅토프릴(captopril)과 비슷한 효과다.

따라서 이 결과를 건강 음료나 선식 등 잡곡 가공식품을 제조할 때 활용하면 가장 효율적인 잡곡 혼합 비율을 설정할 수 있을 것으로 예상된다. 

농촌진흥청은 항고혈압용 잡곡 혼합 비율 결과에 대한 산업재산권을 출원했으며, 산업체에 기술이전하고 사업화를 지원할 계획이다.

비나자무 잎 정유의 항천식 효과 입증

산림청 국립산림과학원은 비자나무 잎에서 추출한 정유(essential oil)가 천식에 우수한 효과가 있다고 밝혔다.

국립산림과학원 성분이용연구팀이 염증반응을 일으킨 기관지 상피세포에 비자나무 정유를 처리한 결과, 염증반응에 관여하는 유전자와 점액 과분비를 촉진하는 유전자의 발현을 효과적으로 억제한 것을 확인했다. 

특히, 점액 과분비를 촉진하는 뮤신 유전자의 억제효과가 우수했는데, 비자나무 잎 정유의 농도를 10ppm으로 처리했을 때 천식치료제로 사용되는 부데소니드(budesonide)와 유사한 효과를 보였다.

주목과(Taxaceae)에 속하는 비자나무(Torreya nucifera)는 남부지역에 자생하는 수종으로 열매는 기름을 얻거나 구충제 등의 약용으로 사용되고 있지만 잎의 활용도는 낮은 편이었다. 비자나무 잎의 새로운 약용가치가 확인됨에 따라 향후 천연 천식치료제 개발을 위한 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 

‘도두콩(작두콩) 꼬투리’ 알레르기 개선에 효과 밝혀져

농촌진흥청은 고려대와 함께 농가 틈새 소득작목으로 재배되는 도두콩 꼬투리의 항알레르기 효능을 과학적으로 밝혔다.

농촌진흥청은 알레르기를 유발한 쥐에 도두콩 꼬투리 추출물(200mg/kg)을 4주 동안 먹인 결과, 알레르기 유발 물질인 히스타민과 면역글로불린 E가 각각 17%, 53% 줄어든 것을 확인했다. 또한, 혈중 항염증 면역 조절 인자(사이토카인)인 인터페론-감마(IFN-γ)는 71% 증가, 염증 사이토카인인 인터류킨(IL)-4, 인터류킨-5 분비량은 44%, 45% 감소했다.

아울러 도두콩 꼬투리는 체내 알레르기를 유발할 때 염증 억제 사이토카인 분비 세포(Th1, helper T1 cell)를 활성화하고, 염증 유발 사이토카인 분비 세포(Th2, helper T2 cell)의 활성은 억제했다. 

연구진은 이를 바탕으로 면역세포의 활성 조절 기전을 분석했다. 그 결과, 염증 억제 사이토카인 분비 세포 분화 단백질(STAT1, T-bet, IRF1)의 발현이 증가하면 면역세포가 활성화됐다. 염증 유발 사이토카인 분비 세포 분화 단백질(STAT6, GATA3, c-maf) 발현이 감소하면 면역세포 활성도 줄었으며, 이로 인해 알레르기 반응이 개선됐다.

농촌진흥청은 이번 연구 결과를 바탕으로 도두콩 꼬투리의 식품 소재화와 건강기능식품 기능성 원료 등록 연구를 계속 추진할 계획이다. 

‘흑삼’의 전립선비대증 개선 효과 확인

농촌진흥청은 인삼 시장에 새로운 활력을 불어넣고자 가공인삼인 흑삼의 성분을 표준화한 데 이어 흑삼이 전립선비대증을 개선하는 효과가 있음을 과학적으로 밝혔다.

흑삼은 수삼을 3회 이상 쪄서 말린 것으로, 백삼·홍삼보다 진세노사이드(Rk1, Rg3, Rg5) 함량이 많은 것으로 알려져 있다.

농촌진흥청은 전립선비대증을 유도한 동물모델에 4주 동안 매일 흑삼을 먹였다. 그뒤 비대증을 유도한 뒤 흑삼을 먹이지 않은 동물모델과 비교해 전립선의 무게가 최대 16.9% 줄어드는 것을 확인했다. 전립선 조직에서 생성되는 전립선특이항원은 최대 48.6%까지 감소했고, 전립선비대증 유발인자인 디하이드로테스토스테론도 최대 31.4%까지 줄었다.

이는 의약품인 5-알파-환원효소 억제제를 투여했을 때 전립선특이항원이 약 37.4% 줄고, 디하이드로테스토스테론은 2% 감소한 것과 비교해 눈에 띄는 결과이다.

농촌진흥청은 앞으로 흑삼을 건강기능식품 원료와 천연 의약 소재로 개발하는 연구를 추가 진행할 계획이다.

‘찐 도라지’ 미백 효과 톡톡

농촌진흥청은 쪄서 말린(증숙) 도라지가 피부를 하얗게 하는 미백 효과가 있음을 과학적으로 밝혔다. 

연구진은 생도라지를 90-95℃에서 4시간 찌고 1일 동안 30도에서 건조하는 과정을 1-3회 반복하며 증숙 도라지를 만들었다. 그리고 동물(쥐) 피부세포에 생도라지와 증숙 도라지(1-3차) 추출물(200μg/mL)을 처리했다.

그 결과, 증숙 횟수가 늘어날수록 피부 미백 효과가 증가하는 것을 확인했다. 3번 증숙한 도라지 추출물(70% 에탄올로 추출)의 멜라닌 생성 억제율은 46.6%로 생도라지보다 약 2배 높았다. 이는 화장품 미백제인 코직산(kojic acid)의 멜라닌 합성 억제율(21.1%)보다 높은 수치다. 

멜라닌 합성에 작용하는 효소(tyrosinase)도 생도라지에서는 효소 억제 효과가 없었으나 찐 도라지는 14.9%로 억제 효과가 눈에 띄게 나타났다.

‘황기’ 항산화 성분, 누룩으로 높인다

농촌진흥청은 전통 발효제인 누룩으로 ‘황기’를 발효해 기능 성분 함량을 높이는 기술을 개발했다. 

콩과 식물인 황기 뿌리는 한약재로 이용하거나 삼계탕에 넣기도 하고 차로 끓여 먹는 등 다양하게 이용한다. 황기에는 다른 콩과 식물과 마찬가지로 항산화, 항염증 효과가 뛰어난 아이소플라본이 많이 들어있다. 황기의 아이소플라본은 당이 결합돼 있지 않은 비배당체와 당이 결합된 배당체로 존재하는데, 비배당체가 배당체보다 생리활성이 더 우수하다.

농촌진흥청은 황기의 기능 성분을 높이기 위한 연구에서 효소가 풍부한 누룩이 황기의 아이소플라본 배당체를 비배당체로 전환하는 데 유용함을 확인했다.

연구진이 황기를 누룩과 함께 발효한 결과, 항산화 활성과 관련된 황기의 총 페놀 함량은 발효 시간에 따라 증가해 24시간 발효했을 때는 발효하지 않은 황기보다 1.6배 높게 나타났다.

또한, 아이소플라본 중 당이 결합된 배당체는 6-12시간 사이에 대부분 줄었고, 같은 시간 비배당체인 칼리코신과 포모노네틴은 각각 2.7배, 2.2배로 증가해 18시간 뒤 가장 높게 올랐다. 

김금숙 농촌진흥청 국립원예특작과학원 특용작물이용과 과장은 “기능 성분이 증진된 발효 황기 소재는 다양한 가공식품에 활용할 수 있다.”라며 “앞으로도 기능성이 높은 약용식물을 유용하게 쓸 수 있는 가공기술 연구에 더 매진하겠다.”라고 전했다.