현미, 발아현미, 보리, 메밀의 주요 성분 및 건강 기능성

현미, 보리, 메밀 등의 잡곡류는 주식으로 섭취하는 쌀과 는 다른 영양 성분을 함유하고 있는 것으로 보고되고 있으 며, 이는 Table 1에 나타내었다. 현미는 벼를 구성하는 배 유 92%, 쌀겨와 배아를 포함하여 8% 정도인데 이를 제외 한 배유 부분을 백미로 분류한다. Kim & Jeon (1996)에 의하면 백미는 벼의 영양소의 5%를 함유하며, 현미는 95% 영양소를 함유함으로써 벼의 영양 성분이 현미의 쌀겨와 배아에 많이 분포한다고 보고하였다. 현미의 영양 성분 중 식이섬유의 비율은 백미보다 2배 이상 높고, 비타민 B₁, B₂ 및 인, 철, 나트륨, 칼륨, 아연, 마그네슘과 같은 미량 무기 질을 더 많이 함유하는 것으로 나타났다(Lee et al., 1988; Choe et al., 2002). 쌀 다음 주식으로 이용 되었던 보리는 벼과에 속하는 곡류로 알려져 있다. 보리는 쌀과 영양 성분 을 비교 하였을 때 식이섬유의 함량이 10배 높고, 단백질, 비타민 B₁, 비타민 B₂을 더 많이 함유하고 있다(Choe & Youn, 2005). 일반 곡류는 불용성 식이섬유보다 수용성 식 이섬유의 비율이 낮은 특성을 보이나, 보리는 수용성 식이 섬유와 불용성 식이섬유의 비율이 균형을 이뤄 그 영양이 더 풍부한 것으로 여겨진다. 가공 식품으로의 이용도가 증 가하고 있는 메밀의 경우 구성 단백질이 12-14%로 다른 곡류에 비해 그 함량이 높은 편이고, 미네랄과 비타민 B₁, B₂, E 등의 함량이 높아 영양 균형이 좋은 곡류로 보고 되 었다(Wijngaard & Arendt, 2006). 이들 곡류는 주식으로 이 용되는 쌀에는 부족한 식이성분을 함유함으로써 영양학적 으로 우수한 식량자원으로 사료되는 바이다.

곡류의 발아는 적당한 온도와 수분 조건에서 조직이 발 육을 시작하고, 외피의 호흡이 증가하게 된다. 이때 발아에 필요한 각종 효소 작용이 활발히 일어나며, 영양 성분에 변화가 나타난다(Seog, 2004). 현미는 발아 시 배유의 전분 질을 에너지 대사에 사용하기 위해 α-amylase의 활성이 증 가되고, 전분의 함량은 절반 수준으로 감소하게 된다 (Ohtsubo et al., 2005). 이와 같은 amylase의 활성 증가는 발아 보리와 메밀에서도 관찰되었다(Lee et al., 1995). 특히 발아 보리에서 생산이 증가되는 α-, β-amylase, glucoamylase 는 보리에 함유된 다량의 섬유소를 분해함으로써 보리의 소 화흡수율을 높이고 영양 효율을 높일 것이라고 보고한 바 있다(Chun, 1981). 일반 곡류에는 비타민 C가 거의 없는 것으로 알려져 있으나, 발아 메밀의 경우 종실에는 부족한 비타민 C가 2배 이상 생성되었다(Lee & Kim, 2008). 뿐만 아니라 비타민 B₁, B₂, 및 E군이 일반 곡류와 비교해 보았 을 때 발아 곡류에서 증가되는 것으로 발표되었다(Seog, 2004).

발아 곡류는 비 발아 곡류에 비해 생체 유효활성을 나타 내는 기능성 성분의 함량이 변화된다는 점에 있어서 특징 적이다. 발아 현미는 뇌의 신경전달물질로 알려진 GABA (gamma-aminobutyric acid) 및 β-sitosterol, γ-oryzanol 등 의 함량을 증가시키며, 특히 GABA의 함량 변화는 보리 에서도 관찰되었다(Oh, 2002; Lee et al., 2007; Cha et al., 2012). 발아 현미는 항산화 활성 및 다양한 질환에 예 방 효과를 나타내는 것으로 알려진 phenolic acid 성분인 chlorogenic acid, caffeic acid 등의 함량이 쌀 또는 비발 아 현미보다 증가하는 경향을 보였고 특히 발아현미의 ferulic acid의 함량은 100 g 당 20.04 mg으로 쌀과 현미보 다 약 280, 26% 증가하는 결과를 나타내었다(Tian et al., 2004). β-Glucan은 보리 배유의 세포벽 식이 섬유로서 보 리의 기능성 성분으로 알려져 있다. 이는 발아 시 감소하 는 경향을 나타냄으로써 일반 보리와는 또 다른 기능적 효과를 나타낼 것으로 보인다(Lee, 2008). 메밀의 주요 기 능성 성분은 식물성 flavonoid인 rutin (2-phenyl-3,5,7,3’,4’- pentahydroxybenzophyrone)으로 발아에 의해 이들이 증가 하는 경향을 나타내었다(Choi et al., 1996). 발아 곡류는 비 발아 곡류와 비교했을 때 다른 영양 성분을 함유함으로 써 곡류의 가공 공정으로 그 가치를 높이 평가 할 수 있 으며, 이들에 의한 건강 기능성 효과가 기대된다.

당뇨란 인슐린 분비 및 말초조직의 저항성으로 인하여 당대사 이상으로 생기는 고혈당 증상이다. 이를 관리하기 위한 방법 중의 하나로 식이요법이 권장되며, 당뇨식의 재 료로써 잡곡류가 이용되고 있다. 현미의 혈당지수는 56으로 84인 쌀과 비교해 보았을 때 낮은 수준이며, 보리와 메밀을 이용한 국수의 혈당 지수는 55이하로 나타난다. 이는 잡곡 류에 함유된 풍부한 식이섬유의 영향 요인으로, Panlasigui & Thompson (2006)에 의하면 현미의 쌀겨에 존재하는 phytic acid가 전분의 소화를 늦추고 낮은 혈당을 유지하는 역할을 한다고 보고하였다. 이들은 현미를 섭취한 비당뇨 또는 당뇨병환자들의 식후 혈당 수준을 백미 보다 낮은 수 준으로 유지함으로써 현미 식이가 혈당에 영향을 미칠 것으 로 발표하였다. Lee et al. (2011)의 연구 보고에 의하면 streptozotocin으로 유도된 당뇨병 쥐는 발아 현미 추출물을 섭취 하였을 때, 혈당 감소와 내당능 장애 개선에 효과적 인 것으로 나타났다. 발아 현미를 섭취한 제 2형 당뇨병 환자의 경우 혈액 내 당화혈색소 수준이 감소하며, 인슐린 과 인슐린 내성이 향상되었다(Hsu et al., 2008). 항당뇨 뿐 만 아니라 다양한 질환에 발아 현미가 효과가 있을 것으로 보고 되었는데, 이는 Table 2에 나타내었다. 보리의 유효 성분으로 알려진 β-glucan은 포도당을 흡착하여 배설함으 로써 혈당 상승과 인슐린 분비 저해 능력을 나타내는 것으 로 나타났다(Ranhotra et al., 1991). 또한 발아보리 추출물 을 섭취한 db/db 당뇨병 쥐의 경우 혈당이 개선되고 당화 혈색소가 감소함으로써 항당뇨 효과가 있을 것으로 보고 한 바 있다(Joo, 2013). 제 2형 당뇨환자에게 현미, 보리, 메밀 선식을 섭취하게 한 임상실험 결과에서는 식후 60분 후 혈당이 백미가 163.4±32.4 mg/dL로 최고치를 나타낸 반 면, 메밀 100.7±27.8 mg/dL, 보리 123.1±30.2 mg/dL, 현미 135.7±24.2 mg/dL 순으로 혈당이 낮게 나타났다. 또한 이 들의 인슐린 분비가 백미와 비교했을 때 유의적으로 감소 한 것으로 나타났다(Seo, 2006).

곡류 및 발아곡류에 함유된 식이 성분이 염증성 질환의 예방 및 치료를 위한 방법으로 이들에 의한 면역 증진과 항염증 효과에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 현 미 에탄올 추출물의 경우 인체의 위 내 염증물질인 아질산 염을 위액 조건에서 94.9% 소거하였으며, 이는 비타민 C 와 비교해 보았을 때 보다 더 높은 효과로 나타났다(Cho et al., 2012). 현미 hemicellulose의 주성분으로 알려진 arabinoxylan은 면역세포인 NK (natural killer)세포와 대식 세포에 있어 면역이 활성화 되었을 때 분비하는 cytokine 인 IL (interleukin)-2 및 IFN (interferon)-γ, TNF (tumor necrosis factor)-α의 생성을 증가시켜 면역 활성을 증진시 킨다고 보고 하였다(Choi et al., 2005). 발아된 현미의 추 출물이 대식세포의 활성을 증가시키며, mitogenic 활성은 비발아 현미와 비교해 보았을 때 유의적인 차이를 나타내 지 않았다고 보고하였다(Kim et al., 2011). 보리의 β- glucan을 복용한 mouse는 IL-1α, IL-6 및 TNF-α의 생성을 증가시킴으로써 면역 증강 효과를 나타내는 것으로 보고 한 바 있다(Park, 1998). 뿐만 아니라 발아된 보리는 대식세 포에서 면역활성 물질인 NO (nitric oxide)와 IL-6, TNF-α 등을 생성함으로써 면역증진 효과를 나타내는 것으로 알려 졌다(Yu et al., 2015). Kang (2014)에 의하면 메밀 추출물 은 LPS (lipopolysaccharide)에 의해 면역작용이 유도된 대 식세포의 NO와 이를 발현하는 단백질인 iNOS (inducible nitric oxide synthase) 및 COX (cyclooxygenase)-2의 발현을 억제함으로써 항염증 효과를 나타내었다.

고혈압은 심혈관계질환의 대표적인 위험인자로 그 발병 률이 증가하고 있다. 고혈압은 약물치료 외에도 식사 및 생활요법이 병행되고 있고, 곡류에 함유된 다양한 식이 성 분이 고혈압에 효과가 있음이 보고된 바가 있다(Hernández-Ledesma et al., 2004). 쌀, 현미, 메밀 추출물의 ACE (angiotensin-converting enzyme) 저해 활성을 측정한 결과, 현미는 신장혈관을 확장시켜 sodium의 배설을 촉진시키는 ACE 효소 활성을 79.4% 저해하였으며, 이는 쌀과 표준품 물질인 enalapril maleate 보다 37.1, 22.4% 높게 저해함 으로써 혈압을 낮추는데 효과가 있을 것으로 보고 하였다 (Seo, 2006). 현미 분말 또는 현미 식물성스테롤이 함유된 식이를 본태성 고혈압쥐인 SHR (spontaneously hypertensive rats)에 3주간 섭취한 결과 수축기 혈압과 간 조직 중 총 지 질, 중성지방, 콜레스테롤의 함량이 감소하는 결과를 나타 내었고, 이러한 효과는 쌀겨에 존재하는 식물성스테롤인 sitosterol, campesterol 등의 영향으로 사료된다(Ha et al., 2006; Hong et al., 2012). 현미의 GABA는 동물실험과 인 체시험에서 혈압강하 효과가 나타난다는 보고가 있고, ferulic acid는 본태성 고혈압쥐의 혈관을 확장시켜 혈압을 저하시키는 결과를 나타내었다(Billingsley & Suria 1982; Suzuki et al., 2002). 발아 현미를 섭취한 본태성 고혈압쥐 의 혈압강하 효과는 백미, 현미 보다 큰 것으로 나타났는 데, 이것은 발아에 의해 생산량이 증가한 GABA 및 ferulic acid의 함량 변화가 주된 영향을 나타내었을 것으로 보인다(Choi et al., 2001; Choi et al., 2006). 보리의 주요 생리활성 성분인 β-glucan을 섭취한 흰쥐는 간의 콜레스테 롤 수치가 감소하는 결과를 나타내었으며, 고콜레스테롤 환자들에게 실시한 임상 실험에서는 혈중 콜레스테롤 수치 가 저하된 바 있다(Kim et al., 2002; Smith et al., 2008). 메밀의 rutin은 혈압 강하, 혈관 수축작용 등의 생체조절작 용을 한다고 알려져 있고, rutin이 함유된 음료를 투여한 쥐의 경우 수축기 혈압이 감소하고 혈청 중 중성지방, 콜 레스테롤의 농도가 감소하는 결과를 나타내었다(Na, 2004; Lee, 2005). 뿐만 아니라 발아 메밀을 섭취한 본태성 고혈 압쥐에서 이와 유사한 항고혈압 효과를 나타내었다(Lee et al., 2000).

비만이 심혈관계질환, 제 2형 당뇨병, 고혈압, 고지혈증 등과 같은 만성질환의 원인이 될 수 있는 위험 질환으로 분류됨으로써 이를 예방하고 치료하기 위하여 식이요법이 병행되고 있다. 고지방식이 쥐가 현미를 함유한 사료를 5주 간 섭취한 경우 일반식이와 백미식이군 보다 5% 이상 체중 이 감소하는 결과를 나타내었다(Choi et al., 2006). 뿐만 아 니라 발아현미 추출물은 지방세포인 3T3-L1의 지방 축적을 억제하고, 이를 섭취한 비만 쥐의 체중과 간, 부고환에 지방 축적이 감소하는 결과를 나타내었는데, 이것은 지방세포 전 사인자인 C/EBP (CCAAT enhancer binding protein)-α, SREBP (sterol regulatory element-binding protein)-1c와 PPAR (peroxisome proliferator activated receptors)-γ의 발현을 조절 함으로써 나타난 효과로 발표된 바 있다(Choi et al., 2006; Ho et al., 2012). 고지방 식이로 비만/제 2형 당뇨가 유발 된 C57BL/6J mice에 보리를 함유한 식이를 한 동물실험에 서는 대조구보다 체중 감량 효과가 나타났다(Choi et al., 2011). Yoon et al. (2012)에 의하면 메밀 추출물이 3T3-L1에 서 PPAR-γ와 aP2 (adipocyte P2)의 발현을 낮은 수준으로 조절함으로써 지방세포의 지방 생성 억제에 관여한 것으로 보고하였다. 비만 표본 동물 모델로 돼지에게 발아된 메밀 을 각각 0%, 5%, 30% 함유된 사료로 먹인 동물실험에서는 등 지방 두께가 5%에서 1.6 cm, 30%에서 7.8 cm로 감소하 였고, 대조군에 비해 허리둘레 및 체중이 감소하는 결과를 나타내었다(Kim et al., 2006). 또한 발아된 메밀 식이를 한 임상실험에서 실험자의 체중과 체질량지수(BMI)가 감소하 는 효과를 나타내었다.

근래까지 많이 언급되던 웰빙(well-being)을 넘어서 최근 에는 well-dying 즉, 건강하게 사는 문제 뿐 아니라 죽음을 잘 맞이하는 것에 대한 중요성이 대두되고 있다. 탄수화물 중심의 식단이 유지되는 한 곡물 섭취에 대한 중요성이 강 조되는 것은 당연할 뿐 아니라 이에 따라 기능성을 가진 곡류에 대한 관심이 집중되고 것은 주지의 사실이다. 따라 서 이에 대한 소비 역시 증대되는 추세이다. 다양한 잡곡 류는 쌀의 부족한 점을 보완해 주는 역할로써 활용성이 증 가되고 있고, 여러가지 즉석섭취식품 및 과자, 스낵, 시리 얼바류에 이르기까지 가공품으로 개발 및 판매됨으로써 점 차적으로 소비자들이 접하기 쉬운 건강 기능성 곡류로 소 개되고 있다. 이에 덧붙여 당뇨, 체중감량, 영유아 등을 위 한 특수용도식품으로의 시장이 확대되고 있다.

선식은 옛 승려나 수도자들의 자연건강식으로 7가지 곡 식을 섞어 만들어 먹었던 데에서 유래된 식품이다. 보통 미 숫가루라고도 불리는데 최근에는 다양한 곡물에 야채, 비타 민 및 무기질을 함유한 영양가가 높은 간편식으로 이용되 고 있다. 국내 20여개 사에서 식사대용의 즉석섭취식품, 체 중조절용 다이어트식 등이 주요 제품군으로 판매하고 있으 며, 비만개선 및 당뇨병 환자를 위한 식품으로의 연구도 진 행되고 있다(Kim et al., 2004; Hwang, 2015). 현미, 보리, 메밀은 선식의 혼합 재료로써 많이 사용되고 있으며, 선식 에 현미의 첨가량이 증가할수록 식이섬유의 함량이 증가하 며, 볶음 처리한 현미를 첨가되었을 경우 유리아미노산 함 량 및 산화안정성이 향상될 뿐만 아니라 구수한 맛과 향, 단맛이 증가된다는 연구 보고가 있다(Lee et al., 2010). 이 처럼 다양한 가공 조건하에 영양학적으로나 관능적으로 우 수한 선식을 개발하기 위한 노력이 진행되고 있다. 하지만 제품의 이미지가 과거의 전통적인 형태에 머물러 있고 분 말 형태의 물에 타 먹은 제품인 경우가 많아서 음용에도 불편함이 있다. 한 때 많은 인기를 끌었던 생식제품이 퇴조 하면서 일면 기회를 가지기도 하였으나 여전히 시장이 정 체되어 있는 점은 향후 반드시 극복할 부분이다.

우리나라 식품공전에 의하면 특수용도식품이란 영·유아, 병약자, 노약자, 비만자 또는 임신·수유부 등 특별한 영 양관리가 필요한 특정 대상을 위하여 식품과 영양소를 배 합하는 등의 방식으로 제조·가공한 식품을 말한다 (MFDS, 2016). 문자적인 의미로 본다면 특수한 계층에 국 한해서 소비되는 제품으로 인식되지만 연령에 따라 나누어 보면 영·유아, 노년층, 임산부, 수유부 그리고 비만에 관 심이 있는 청장년층으로 볼 수 있어 상당히 높은 시장성을 기대할 수 있는 시장임을 알 수 있다. 이는 특수용도식품 의 유형을 보면 더욱 분명히 알 수 있는데 크게 나누어 보면 4가지로 ➀ 체중조절용 조제식품 ➁ 당뇨환자용유동 식 ➂ 영·유아용 곡류조제식 ➃ 임산·수유부용 영양식 이다. 따라서 앞서 살펴본 곡류 및 발아곡류의 기능성이 이에 잘 접목될 수 있고 실제로 제품 개발 또한 곡물 중 심의 제품들이 주를 이루고 있어서 기회 또한 늘어날 것으 로 기대된다. 제품개발의 방향 관련해서 2가지 정도로 의 미를 둘 수 있는데 첫번째는, 원료적 측면으로 백미 이외 에 현미를 포함한 다양한 잡곡류를 활용하는 것과 발아 곡 물을 통한 기능성 증대를 모색할 수 있고 추가적으로 전곡 (whole grain) 을 이용한 개발 아이템을 구상할 수 있다. 현미, 보리, 메밀 등의 잡곡류를 전곡 또는 분말 형태로 가공한 식품의 사례를 Table 3에 나타내었다. 두번째는, 좀 더 다양성이 필요한 부분으로 위에서 언급한 원료를 활용 하여 제품의 형태를 확장하는 데서 찾을 수 있을 것이다. 기존 제품 형태를 보면 선식류나 퍼핑 스낵 등에 머무르고 있고 일부 바 형태의 제품이 소개되고 있다. 좀 더 편이식 을 증대시키는 방향에서 유동식 및 음료, HMR을 도입한 간편 죽, 스프 형태, 식감과 물성이 개선된 기능성 바 제품 으로 영역을 확장하면 좀 더 시장 확대 기회를 가질 수 있 을 것으로 예상된다.