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1. 아로니아
 
북아메리카 식물로 20세기 효능 규명.
열매에 맛•향 가득해 과즙음료 원료로 사용. 폴란드 첫 상업 재배 성공 국가 사업 육성 

기능성 소재에 대한 최근의 세계적인 흐름을 한마디로 정의하기는 어렵다. 하지만 수많은 다양한 기능성 원료 중 옥석을 가려내는 소위 '헌터'들이 원료 소싱시 고려하는 몇가지 가늠자들을 이해하게 되면 자연스럽게 최근의 기능식품 동향을 파악할 수 있는 지름길이라 할 수 있겠다. 

몇가지 요소들을 짚어보면, 먼저 세계적으로 나라별, 혹은 지역별로 법률적 지위를 최우선 순위로 들 수 있겠고, 그 다음 효과를 발현하기 위한 복용량과 단위 복용량별 가격, 학술•문헌적 뒷받침, 소비자의 인지도, 합성 및 천연의 유무 등 원료자체의 성질에 대한 내용을 비롯해 원료의 독점적 지위 등 비즈니스 측면에서의 척도를 들 수 있다. 

◇폴란드 재배단지 및 아로니아 꽃

마지막으로 지역별로 편차가 매우 심한 척도로 '원산지'를 꼽을 수 있다. 특히 원산지에 대해 유독 민감한 우리나라의 경우, 일단 원료자체의 품질을 논하기 이전에 무조건적으로 특정 원산지들에 대한 불신감이 심하게 팽배해 있는 특이한 시장 현상을 보이고 있는데, 이 현상은 자연스레 흔히 접하기 어려운 지역에서 자생하는 자생식물에 대한 호기심 어린 눈을 뜨게 한다. 

이러한 국내의 시장 특성에 따라 최근 위에서 언급한 원료 소싱에 관한 몇가지 척도를 만족시키면서 원산지에 대한 고객들의 니즈를 만족시키기 위해 다양한 지역, 혹은 나라들로부터의 소싱이 활발히 이루어지고 있다. 이번에 고찰하여 보고자 하는 원료도 위에서 언급한 소싱의 척도를 만족시킬 수 있는 조건을 갖추고 있는 원료 중 하나로, 동유럽 폴란드의 청정 숲에서 자생하는 아로니아라는 배리류의 과실을 소개한다. 

블랙 초크베리(Black Chokeberry), 혹은 블랙 로원베리(Black Rowanberry) 라고도 불리는 아로니아 (Aronia mandschurica)는 장미과인 Rosaceases과에 속하는 베리류의 식물 열매로 원래는 북부 아메리카 지역 영하 20도의 추위와 5개월간의 강렬한 자외선등 가혹한 환경에서 자생한다. 꽃은 산수유, 매실, 앵두와 같이 11~20일 정도 지속되고 9~11월 붉은 열매를 맺으며, 열매가 맛과 향이 좋아 과즙을 음료로 사용하는 등 다양한 식자재로서의 가치가 높다. 

◇폴란드 아로니아 나무와 열매

20세기 초반 아로니아는 러시아 및 스칸디나비아 국가들을 거쳐 폴란드 및 오스트리아 지역으로 전파되었는데, 1930년대 초반 러시아의 식물학자인 이반 미츄린 교수에 의해 다양한 식재료로서의 가치가 밝혀지기 시작했다. 그가 찾던 소재의 척도로서는 고영양소(High Nutritional Value), 용이한 재배(Easy to cultivate) 및 척박한 환경 적응도(Resistant to cold climate) 등이었으며 이에 가장 걸맞는 소재로서 아로니아가 세상에 빛을 보기 시작, 30년대 초 모스크바 및 성 페테르스부르크 지역등에서 대규모 상업적인 재배가 시작됐다. 

아로니아는 보통 한 가지당 약 10~15kg 정도의 열매를 수확할 수 있으며 재배환경에 따라 조금씩 틀리기는 하나 1 헥타아르 당 약 7톤 정도에 해당하는 열매를 거두며 재매 환경이 좋은 경우 10~15톤에 이르기도 한다. 1978년 폴란드 임업시험연구소(Polish Forestry Research Institute)는 이 점에 착안, 러시아로부터 아로니아를 도입해 제브지도와 지역(Zgorzelec 지역 부근)에서 워시흐 노왁(Wojciech Nowak)에 의해 최초로 상업적 재배가 시작되어 지속적으로 성공적인 작황을 일구어냈다. 

폴란드 정부는 아로니아를 국가적 사업으로 육성하기 위해 지난 1988년 아그로팜(Agropharm S.A.)이라는 국영 회사를 설립하기에 이른다. 당시에는 아로니아를 재배해 그로부터 얻어지는 풍부한 성분 중 하나인 안토시아닌을 다량으로 추출, 착색제의 대체용으로 사용하려는 목적으로 출발하게 되어 1991년 Aronia S.A.라는 회사를 통해 아로니아 주스를 폴란드 국내에 공급하게 된다. 이 사업은 커다란 성공을 거두게 되는데, 1993년 폴란드 농업대상(POLAGRA Polish Agriculture Fairs)을 수상하기도 했다. 


2. 아로니아
 
안토시아닌·폴리페놀 풍부, 빌베리 등 비해 5~10배. 항산화 활성 우수

아로니아에 함유된 각종 함량에 대한 내용을 살펴보자. 아로니아의 각종 성분에 관한 연구는 폴란드 로크로우의 얀 오즈미얀스키 팀에 의해 처음으로 주목을 받기 시작했다.(“Anthocyanins in the fruits of Aronia Melanocarpa (black chokeberry)”. J. Food Sci. 53 (1988) 1241-1242) 

각종 항산화 활성의 지표가 되는 안토시아닌 물질의 함량이 최초로 보고되어 학계의 관심을 끌기 시작한 것이다. 이어 아로니아에 함유된 탄닌의 함량(“Taniny aronii”. Zeszyty Naukowe AR we Wroclawiu, Technologia Zywnosci VIII, 273 (1955) 55-64) 및 클로로제닌산, 네오클로로제닌산 등의 함량이(“Hydroycinnamic acid derivatives in fruits of Aronia Melanocarpa Elliot”, Zeszyty Naukowe AR we Wroclawiu, Technologia Zywnosci V, (1989) 75-87) 각각 폴란드 농업 로크로우 대학팀에 의해 발표됐다. 
 

◇그림. 안토시아닌 및 유도체들의 구조 (Anthocyanins—More Than Nature’s Colours. Journal of Biomedicine and Biotechnology • 2004:5 (2004) 239–240)

아로니아의 활성성분들은 여타 베리 류들의 그것에 비해 다소 독특한 형태를 갖고 있어 학자들의 주목을 받고 있다. 아로니아 과실에는 1kg 당 일반적으로 약 10~20g의 폴리페놀이 함유되어 있으며 안토시아닌 함량은 약 4.0~8.5 g에 달한다. 

아로니아에 함유된 각종 성분들 

(“The Power of Nature ; Aronia Melanocarpa”, Nature's Print Ltd., UK, 2006, p.45, ISBN 83-923931-0-4)

여타 베리 류와 비교했을 때 아로니아는 폴리페놀 및 안토시아닌 함량이 빌베리에 약 5배, 크랜베리의 10여배 이상임을 알 수 있다. 이에 따라 항산화력(ORAC 기준) 역시 빌베리의 약 2.5 배, 크랜베리의 약 9배 이상 우수한 것으로 보고된 적도 하다.(“Fruits as bioflavonids sources”, Acta Aliment. Polonica XVII (XLI) (1991) 11-19) 

아로니아를 비롯한 베리류들에 함유된 각종 지표성분 비교 

(“Fruits as bioflavonids sources”, Acta Aliment. Polonica XVII(1991) 11-19, “Die Schwarze Apfelbeere

아로니아로부터 추출 분리된 안토시아닌 획분을 분석해 보면, Cyanidin-3-O-galactside (60%), Cyanidin-3-O-arabinoside 등 3종이 주요 성분으로 이루어져 있으며, 이 외에 Cyanidin-3-O-xyloside가 함유되어 있다는 사실은 다른 베리 류에서는 발견되지 않는 다소 유익한 성분으로 아로니아만의 특징으로 꼽힌다. 

◇안토시아닌의 생합성경로 (“To Stretch the Boundary of SecondaryMetabolite Production in Plant Cell-Based Bioprocessing: Anthocyanin as a Case Study Journal of Biomedicine and Biotechnology”. 2004:5 (2004) 264–271)

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-이미지:봄나루


노화와 질병의 원인이면서 살균기능 겸비

산소는 사람이 생명을 유지하는데 꼭 필요한 요소다. 산소가 없는 곳에서는 사람이 살 수 없다라는 것은 어린아이들도 알고 있는 가장 기초적인 상식에 속한다. 하지만 산소가 무작정 좋기만 한 것은 아니다.

사람은 산소를 호흡이란 과정을 통해 몸 속에서 에너지를 만드는 과정에 사용한다. 다시 말해 몸 속에 전달된 산소는 세포 속으로 움직여 탄수화물과 지방을 산화, 즉 태워서 분해 시키는 데 사용된다. 이렇게 음식 속의 탄수화물과 지방을 산화시켜야 우리에게 필요한 에너지로 사용할 수 있다.

그런데 산소가 우리에게 에너지만 주는 것은 아니다. 산소는 우리 몸에서 음식물과 결합하는 과정 중에 활성산소(Free Radical)이라는 유해성 산소를 만드는데 이 활성산소는 우리 몸에 질병을 일으키는 원인으로 작용하고 있으며, 최근에는 의학계가 인간 노화의 주범으로 활성산소를 지목하고 있다.

보통 정상적인 산소는 우리 몸 속에서 약 100초 이상 머무르지만 불안정한 활성산소는 100만~10억분의 1초 동안 생겼다가 순식간에 없어진다. 활성산소는 눈 깜짝할 사이에 존재하는 유해물질이지만 반응성이 매우 강해서 순식간에 우리 몸을 공격해 망가뜨린다.

우리 몸을 괴롭히는 활성산소는 초과산화수소이온, 과산화수소, OH(하이드록시 라디칼), 싱클레트 옥시전 등 총 4종류다. 이 가운데 ‘물 분자’에 추가로 ‘산소원자’ 하나를 달고 있는 형태를 지닌 과산화수소는 늘 혹과 같은 산소원자를 상대방에게 건네고 자신은 안정된 물 분자 형태를 취하려는 욕망을 지니고 있다. 그래서 반응성이 뛰어나다.

이런 활성산소들은 우리 몸의 기본단위인 세포의 세포막을 공격해서 원 세포 기능을 상실하게 만들고, 세포 내에 있는 유전자를 공격해서 해당 세포의 재생도 못하도록 막는다. 이는 결국에는 신호전달체계를 망가뜨리거나 면역력을 떨어트려 당뇨병, 동맥경화, 암 등의 체내 질병으로 이어지게 된다. 또한 세포의 재생을 막기 때문에 노화를 유발 또는 촉진시키는 일도 하는 셈이다.

이처럼 호흡하는 과정 중에서 생성되는 활성산소는 자외선이나 방사선, 농약, 살충제, 담배연기 등에 과다 노출될 때 체내에서 그 양이 급격하게 증가한다. 따라서 담배를 피거나 햇빛에 자주 노출될 경우 피부가 늙어 보인다는 말을 하는 게 결코 근거 없는 말이 아님을 알 수 있다.

한 가지 재미있는 사실은 우리 몸이 활성산소를 만들어내 우리 몸을 침투한 세균이나 바이러스를 죽이기도 한다는 점이다. 배윤수 이화여대 분자생명과학부 교수는 작년에 우리 몸의 TLR4란 단백질이 병원균의 체내 침투를 인식하면 소량의 활성산소가 만들어지고 살균기능을 수행한다는 사실을 알아낸 바 있다. 즉 활성산소가 인간에게 필수 성분이면서도 해악을 끼치는 양면성을 지니고 있음을 알아낸 것이다.

그러나 활성산소가 체내에서 살균기능을 끝내면 역시 분비량의 2-3%가 체내에 남게 된다. 이렇게 남은 활성산소는 우리 몸에 좋지 않은 영향을 주는데, 우리 몸의 면역체계는 이들 과잉 활성산소의 공격을 방어해 줌으로써 과잉 활성산소의 영향에서 어느 정도 벗어날 수 있도록 해준다. 우리 몸은 활성산소가 만들어지면 자동적으로 이를 제거하기 위해 항산화 효소인 ‘슈퍼옥사이드 디스뮤타제(Superoxide Dismutase ; SOD)’를 분비해 활성산소를 제거, 몸 밖으로 내보내는 것이다. 이 항산화 효소는 간, 심장, 위, 췌장, 혈액, 뇌 등 모든 부위에 들어있다.

그러나 40대에 접어들면 이런 방어체계가 점점 약화되고 평소에도 스트레스 등 여러 원인으로 몸의 면역체계가 제대로 작동하지 않는 경우가 많다. 그래서 늘 활성산소에 노출되는 경우가 더 많아 노화와 질병으로 이어질 가능성이 크다.



채소, 과일, 비타민C가 활성산소 천적

그런데 최근 활성산소에 대처할 수 있는 항산화물질이 우리 몸의 노화시계를 늦춰준다는 연구결과가 나오면서 관심이 급증하는 추세다. 대표적인 항산화제는 비타민C다. 미국 캘리포니아 버크 노화연구소가 수명을 일주일로 유전자를 조작한 쥐에게 비타민C 항산화제를 투여한 결과 쥐의 수명이 4배가 연장된 사실을 발표했다.

더욱이 신기한 점은 보통 동물의 경우 체중 70kg기준으로 하루에 적게는 5,000mg에서 많게는 20,000mg의 비타민C를 체내에서 생합성해 활성산소를 제거하고 있다는 것이다. 따라서 학자들은 사람도 이와 비슷한 양의 비타민C를 복용하는 것이 활성산소를 제거하는 데 도움이 될 것이라고 설명한다.

이외에도 비타민, 마늘, 양파, 고추냉이, 무, 브로콜리, 땅콩, 아몬드, 상추, 풋고추, 양배추, 멜론, 수박, 살구, 딸기, 오렌지, 귤, 포도, 자두, 토마토 등 채소와 과일, 그리고 적포도주, 녹차, 홍차 등이 이런 항산화제 구실을 한다. 또한 음식을 적게 먹어야 한다. 음식을 많이 먹게 되면 더 많은 산소를 필요로 하게 되고 따라서 유해산소도 많이 발생하기 때문이다.

한편, 적당한 운동은 면역기능 유지와 건강에 도움을 주지만 적당한 운동을 넘어서 심한 운동을 하는 경우에는 다량의 활성산소가 만들어지기 때문에 몸에 해롭다고 한다.

우리 몸에 도움이 되기도 하고 해가 되기도 하는 활성산소.

위에서 설명한 항산화 음식과 함께 적당한 운동으로 겨우내 움츠렸던 몸과 마음을 씻어 보는 것은 어떨까?
(글: 서현교 - 과학칼럼니스트)

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