농촌진흥청(청장 권재한)은 당뇨와 고혈압 증상을 완화하는 데 도움 되는 것으로 알려진 잡곡 혼합물을 가공할 때 기능성을 유지 또는 증진하는 가공 방법을 확립했다고 밝혔다.
혼합 잡곡 항당뇨․항고혈압 활성 높이는 가공 기술 개발
- 잡곡 혼합물 가공 시 활성 유지 또는 증가 기술 개발
- ‘압출팽화’로 항당뇨 활성 30% ↑, ‘볶음+증숙’으로 항고혈압 활성 유지
- 산업체에 기술이전…음료, 선식 등 다양한 가공품 속속 출시
농촌진흥청 수확후이용과는 2019년부터 한양대학교(이현규 교수), 충북대학교(이준수 교수) 연구팀과 항당뇨․항고혈압 활성을 높이는 잡곡 혼합물 연구를 공동으로 수행해 최적 비율을 설정*한 바 있다.
*(항당뇨) 귀리:수수:손가락조:팥:기장 = 30:30:15:15:10, (항고혈압) 손가락조:수수:팥 = 30:35:35
이번에 개발한 가공 방법은 잡곡 혼합물을 가공할 때 단순 열처리나 압력 등으로 활성이 떨어지는 기존 연구를 보완해 압출팽화* 또는 쪄서 익히는 증숙 공정을 추가함으로써 활성을 유지 또는 증가시키는 것이다.
*수분, 온도 등 조건에 따라 원료를 좁은 구멍으로 밀어내면서 부피가 늘어나게 하는 공정
항당뇨 잡곡 혼합물은 120도(℃), 120알피엠(rpm) 조건에서 압출팽화 처리했을 때 항당뇨 활성*이 30% 증가했다. 동물실험 결과, 압출팽화 처리한 혼합물 섭취군과 무처리 혼합물 섭취군의 공복혈당이 당뇨 대조군에 비해 각각 26.7%, 9.5% 감소해 압출팽화 처리한 혼합물의 항당뇨 활성이 증가했다. 연구 결과는 산업재산권으로 출원**했다.
*알파글루코시다제 저해활성(당과 아글리콘의 생성반응 억제 정도를 확인하는 정도
**특허명: 압출팽화 처리한 잡곡 혼합물을 포함하는 항당뇨용 조성물(10-0184788)
항고혈압 잡곡 혼합물은 볶음과 증숙을 함께 했을 때, 항고혈압 활성*이 40% 증가했다. 팥은 115도에서 2시간 30분 찐 다음 건조 후 95도에서 10분간 볶았다. 손가락조와 수수는 1시간 동안 불린 후 95도에서 10분간 볶았다. 동물실험에서는 ‘볶음+증숙’ 처리한 잡곡 혼합물 섭취군과 무처리 혼합물 섭취군의 혈압이 고혈압 대조군보다 각각 25.1%, 22.7% 감소했다. ‘볶음+증숙’ 처리한 혼합물의 항고혈압 활성이 유지된 것을 알 수 있었다.
*안지오텐신 전환효소 저해활성(혈관 수축 및 혈압 상승 억제 정도를 확인하는 정도)
한편, 이전에 개발한 잡곡 혼합물 조성물에 관한 특허 기술*을 이전받은 대상웰라이프는 음료 제품을 출시해 온라인과 홈쇼핑에서 판매하고 있다. 괴산잡곡영농조합법인은 항당뇨 혼합곡과 선식 제품을 출시해 온라인으로 판매하고 있으며, 곡물바, 즉석밥 등 다양한 잡곡 혼합물 제품을 출시할 예정이다.
*특허명: ‘잡곡 혼합물을 포함하는 항고혈압용 조성물’(10-0154823)
‘잡곡 혼합물을 포함하는 항당뇨용 조성물’(10-2474858)
한양대학교 이현규 교수는 “최근 당뇨병, 고혈압 같은 만성 대사질환이 증가하면서 예방책으로 항산화, 항염 등의 기능을 지닌 잡곡 위주 식습관이 관심을 끌고 있다.”라고 전했다.
농촌진흥청 수확후이용과 하태정 과장은 “잡곡 혼합물의 항당뇨․항고혈압 활성을 높이는 가공법 개발로 우리 농산물을 식품산업 소재로 폭넓게 이용할 수 있게 됐다.”라며, “국산 잡곡의 건강 기능성을 밝히는 연구에 더욱 매진해 국민 건강 증진과 농산업 발전에 이바지할 수 있도록 노력하겠다.”라고 말했다.
압출팽화 처리한 잡곡 혼합물의 항당뇨 활성
□ 시료 정보 및 압출팽화 조건
○ 시료정보
귀리대양:수수소담찰:손가락조핑거1호:팥아라리:기장금실찰=30:30:15:15:10
○ 압출팽화 조건: 120℃, 120 rpm
□ 항당뇨 활성
○ 알파글루코시다제 저해 활성
- 압출팽화 처리한 항당뇨용 잡곡 혼합물 추출물의 알파 글루코시다제 저해활성이 78.45%로 무처리 대비 29.95%p 증가
○ 공복혈당 및 췌장 랑게르한스섬 변화
- 실험정보
․ 실험동물 : 5주령 수컷 Sprague-Dawley rat 32마리
․ 당뇨유도 : Streptozotocin과 nicotinamide를 복강 내 투여
․ 실험군 : 정상대조군, 당뇨 대조군, 무처리, 압출팽화
- 공복혈당 : 압출팽화 처리한 항당뇨용 잡곡 혼합물 추출물 투여한 쥐의 공복혈당이 무처리 잡곡 혼합물 추출물 투여한 쥐보다 17.2%p 감소
- 췌장 랑게르한스섬* 변화 : 당뇨대조군은 streptozotocin으로 인해 췌장 랑게르한스섬 내 베타세포 파괴로 인한 형태학적 변화 확인. 혼합잡곡 급이군은 당뇨대조군에 비해 완화
* 췌장 내부에 섬처럼 산재하고 있는 내분비 세포군. 당대사에 중요한 역할을 하는 인슐린 등을 분비.
* 메트포민(당뇨병 치료제로 사용되고 있는 성분) : 469.8 mg/dL
볶음 및 증숙처리한 잡곡 혼합물의 항고혈압 활성
□ 시료 정보 및 전처리 조건
○ 시료정보: 손가락조핑거1호:수수소담찰:팥아라리=30:35:35
○ 전처리 조건
- 팥 : 증숙(115℃, 2시간 30분)한 다음 건조 후 볶음(95℃, 10분) 처리
- 손가락조, 수수 : 1시간 불린 후 볶음(95℃, 10분) 처리
□ 항고혈압 활성
○ 안지오텐신 전환 효소 저해활성
- 볶음과 증숙 처리한 항고혈압용 잡곡 혼합물 추출물의 안지오텐신 전환 효소 저해활성이 57.66%로 무처리 대비 39.82%p 증가
* 캅토프릴(고혈압 치료제로 사용되고 있는 성분): 47.60%.
○ 수축기혈압
- 실험정보
․ 실험동물 : 6주령 수컷 정상혈압쥐(Wistar-kyoto rat, WKY) 8마리, 본태성 고혈압 쥐 32마리
․ 실험군 : 정상대조군, 고혈압 대조군, 캅토프릴, 무처리, 볶음+증숙
* 정상대조군(WKY) 제외한 다른 실험군은 수축기혈압 180mmHg 이상의 본태성 고혈압 쥐 이용
- 수축기혈압 : 볶음과 증숙 처리한 항고혈압용 잡곡 혼합물 급이한 쥐의 수축기혈압이 25.1% 감소하였으며, 무처리와는 유의차가 없었음
* 캅토프릴(고혈압 치료제로 사용되고 있는 성분): 134.9 mmHg.
잡곡 혼합물을 이용하여 만든 제품
* 국내 최초 고혈압 환자용 영양조제식품
