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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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아로니아(Aronia melanocarpa)는 보통 '블랙초크베리'로 알려져 있다. 아로니아 열매나 열매를 가공한 제품을 파는 사람들은 '블랙아로니아베리' 또는 '아로니아'라고 부른다. 아로니아는 다년생 관목이며 미국 동부가 원산지로 인디언들이나 미국 초기 정착자들에게는 잘 알려진 나무이다. 햇빛이 잘 드는 곳이나 숲의 가장자리에서 잘 자란다. 최근들어 농업개발과 도시화의 진전에 의해 본래의 군락지는 대부분 사라졌다.
 
아로니아 열매는 직경이 6.4mm 정도이고 단단한 과일이다. 10~15개가 새순 가지 끝에서 느슨한 송이로 열린다. 열매는 9월에 익기 시작하여 4~6주간 수확기간이 계속된다. 수정작업이나 시비 없이도 열매가 잘 열린다. 열매나 잎은 병충해의 영향을 거의 받지 않는다. 새들은 새로 익은 열매는 먹지 않지만 수확하지 않으면 꿩, 까마귀 등이 겨울동안 먹어치울 수 있다.
 
아로니아는 인체에 좋은 영향을 미치는 식물성 생리활성물질에 대한 관심이 증가하면서 주목을 받게된 식물이다. 인구집단에 대한 연구, 음식물 섭취효과에 대한 연구, 세포조직에 대한 연구들이 진전되면서 아로니아의 효과에 대한 많은 연구결과들이 축적되고 있다. 건강한 먹거리에 대한 관심이 세계적으로 확산되면서 아로니아 열매와 그 제품들이 많은 사람들에게 알려지게 되었다. 이에따라 중서부 지방에서 아로니아가 기존 환금작물에 대한 대체작물로 도입되고 있다.
 
아로니아는 초크체리(Prunus virginiana)와는 다르다. 초크체리도 아메리카 원산이고 외형이 아로니아와 유사하나 잎, 줄기, 씨앗에 독성이 있는 청산(靑酸)을 함유하고 있다. 두 식물간 유일한 유사점은 이름의 발음이 비슷하다는 점뿐이다. 혼동을 피하기 위해 아로니아는 보통 Aronia melanocarpa로 표시한다.
 
 
재배관련 통계
 
아로니아 재배실험이 1997년 오레곤주 오로라시에 소재하는 North Willamette Research and Extension Center에서 시작되었다. 시험에 사용된 토양은 점질양토, pH는 5.7이며 평가된 품종에는 Albigowa, Darbrowice, Egerta, Kutno, Nero, Nowa Wies가 포함되었다.
 
모든 품종에서 성장에는 문제는 없었다. 수확량이 가장 많았던 품종은 Nero 로서 재배 3년차인 1999년에 주당 12.4kg (또는 헥타당 22톤)이었으며 재배 5년차에는 주당 24.2kg (또는 헥타당 43톤)을 생산했다. 품종별 수작업에 의한 수확의 효율에 대한 비교 데이터는 없으나 2000년과 2001년의 경우 평균 시간당 7.3kg 이었다.
 
기계수확의 효율에 대한 연구는 이 시험에 포함되지 않았다. 그러나 오레곤주의 한 농업인은 로타리 수확기로 성공적으로 수확한 바 있다. 시험기간 동안 모든 품종에서 병해나 충해는 발견되지 않았다. 1998년에는 조류의 습격에 의해 과일수확이 전무하였다. 이에따라 1999년부터 2001년까지 방조망이 설치되었다. 시험결과 아로니아는 오레곤 지역에서 잘 자라며 성숙이 빠르고 품종간 수확량에 차이가 크다는 점을 발견했다.
 
위 연구는 2001년에 종결되었다. 연구자인 차드 핀 박사에 따르면 조류의 습격여부가 수확시기를 결정하는 요인이다. 가장 적당한 수확시기는 까마귀가 아로니아에 관심을 보이기 시작하는 때이다. 핀 박사는 조류의 습격이 아로니아 재배를 제약하는 조건은 아니라고 한다. 현재 오레곤에는 상업적인 아로니아 재배농민이 하나도 없다. 그동안 한 농업인이 3,600평 정도를 8년 동안 재배했었으나 폐기하였다. 기계수확을 해도 동유럽산 아로니아와 경쟁이 되지 않는다는 이유에서였다.
 
아로니아 나무의 생육기간은 수십년이다. 낙엽성이며 성숙했을 때는 40여개의 줄기를 가진다. 북미 원산으로 여러 조건의 토양에 잘 적응한다. 습지에서도 자라며 마른 토양에서도 살아남는다. 최적 pH는 6~7이나 pH 5 정도의 강산성이나 pH 8.5의 강알칼리성 토양에서도 열매를 맺는다. 각종 토양에 잘 적응하고 잘 자라며 양지와 반음지, 습하거나 건조한 토양에서 모두 잘 자란다. 30년 동안 아로니아를 재배한 경험이 있는 잔 리겐바흐씨는 그 동안 잎이나 열매에 어떤 병충해도 발견하지 못했다. 그녀의 밭에서 발견된 알풍뎅이나 다른 어떤 해충도 아로니아에 해를 주지는 않았다.
 


식재 2년 후에는 주당 약 0.9kg, 3년차에는 주당 4.5~6.8kg의 아로니아가 생산된다. 서부 아이오와의 상업적 농장에서는 5년차부터 주당 13.6~18.1kg 수준에서 생산량이 안정되었다. 동부 유럽에서의 평균 생산량은 주당 10.4kg 정도이며, 성숙한 나무에서 주당 16.6kg의 생산이 보고된 바 있다.
 
아로니아는 수작업 또는 기계에 의한 수확이 모두 가능하다. 유럽에서는 미국에서 블루베리 수확에 사용하는 기계와 유사한 기계로 아로니아를 수확한다. Oxbo International Corporation 사는 다양한 모델의 블루베리 수확기를 생산하고 있다. 이 회사는 미국의 뉴욕, 위스콘신, 워싱턴주에 공장을 가지고 있다.
 
기계수확을 할 경우 재배밀도는 1,200평당 620주이다. 이 경우 주간 거리는 1.2~1.5m, 열간 거리는 3.0~3.6m의 간격이 필요하다. 시간이 지남에 따라 뿌리에서 새 가지가 자라나와 나무와 나무 사이의 공간을 채워나간다.
 

 
상업적 아로니아 생산
 
미국에서의 상업적 아로니아 생산은 현재 초기 단계에 있다. 생산은 서부 아이오와에 집중되 있으나 아직 수요를 충당할 정도는 아니다. 지난 2년 동안 엘든 에버하트씨를 접촉한 사람 중에 45명이 아로니아를 심었다. 대부분 600평에서 6,000평 사이의 규모이다. 이 사람들의 지역분포를 보면 아이오와에 27명, 네브라스카에 7명, 미조리와 오레곤에 각각 2명, 캘리포니아, 조지아, 일리노이, 캔자스, 미시간, 미네소타, 뉴저지, 사우스 다코타에 각 1명씩이다.
 
미국에서는 지난 2년간 아로니아 식재면적이 최소한 16헥타가 새로 늘어났다. 서부 아이오와에서는 2년 이상된 아로니아 재배면적이 14헥타 정도가 있다. 따라서 현재 미국에서 상업적으로 재배되는 아로니아 총 면적은 30~40헥타 정도로 추정된다. 현재 많은 사람들이 아로니아를 도입하려 준비 중에 있다. 
 
지난 수년간 추출물, 말린 열매, 분말의 형태로 동유럽에서 미국으로 수입되는 아로니아의 양이 점차 증가하고 있다. 아로니아 열매를 가공한 제품이 일본을 비롯한 아시아 국가에서도 점차 인지도를 높여가고 있다. 
 
건강한 먹거리, 항산화물질, 유기 농산물에 대한 대중의 관심이 상업적으로 재배하기 쉬운 아로니아에 대한 관심을 증가시키고 있다. 따라서 재배방법과 마케팅에 대한 연구가 필요하다. 사람들의 관심이 증가함에 따라 아로니아 시장규모는 점차 확대될 전망이다.
 
아로니아는 대부분의 동부유럽 국가에서 1950년대부터 상업적 규모로 재배되어 왔다. 구소련에서는 1940년대 후반에 상업적 규모의 아로니아 재배가 시작되어 1984년에는 그 면적이 17,796ha에 달했다. 폴란드의 경우 농업부에 따르면 아로니아 재배면적은 2004년 4,499ha, 2005년 4,999ha이다. 한 폴란드 기업은 홀로 4만톤의 아로니아 쥬스를 판매하기도 했다. 유럽의 경우 아로니아 열매를 가공하는 회사가 1997년의 경우 2개가 설립되었는데 2007년에는 108개가 신규로 설립되었다.
 
 
아로니아의 활용
 
미국의 생산자들은 아로니아에 항산화물질이 함유되어 있다는 사실을 적극 홍보하고 있다. 아로니아 베리는 생과 또는 냉동 형태로 판매되거나, 베리를 활용하는 다양한 레시피를 개발하거나 잼, 젤리, 쥬스, 소스 형태로 가공되어 판매되기도 한다.
 
아로니아 열매에 포함되어 있는 높은 안토시아닌과 폴리페놀 함량은 열매가 붉은 색조를 띤 보라색으로 톡쏘는 맛이 나게 한다. 식용 염료 용도로 사용되는 아로니아의 경우 안토시아닌을 리터당 2,000mg까지 함유하기도 한다. 아로니아의 이러한 특성은 레드와인의 색갈과 톡쏘는 맛을 살리는데도 사용된다. 아로니아는 천연색소로 인정받고 있다.

 
건강증진 효과
 
도시에서 아로니아는 '슈퍼식품'으로 각광받고 있다. 의사와 영양사들은 항산화물질이 함유된 식품들을 건강 다이어트에 추가하여야 할 중요한 재료로 추천하고 있다. 과학자들은 이제 노화에 따른 죽음의 질병들에 대항하는 가장 효과적인 방법은 과일과 채소를 충분히 섭취하는 것이라고 한다. 그러나 권장되는 하루 다섯 번 과일과 채소를 먹는 행운을 가진 사람들도 암, 인지능력저하, 심장질환으로부터 보호할만큼 항산화물질을 충분히 섭취하지 못할 가능성이 있다.
 
그동안 아로니아의 효과에 대한 많은 의학적 연구가 진행되었다. 아로니아의 효과는 대부분 높은 항산화작용때문이다. 또한 현재까지 아로니아 열매나 쥬스, 추출물의 섭취에 따른 부작용이 보고된 바는 없다.
 
리틀록에 소재하는 아칸소아동영양센터의 연구원 시안리 우박사에 따르면 아로니아 열매는 그동안 항산화효과가 과학적으로 측정된 100여가지 식품 중에서 그 효과가 가장 큰 것으로 나타났다. 우박사는 아로니아가 건강식품이 될 잠재력이 엄청나다고 믿는다. 또한 아로니아가 심장질환, 결장암, 유방암, 간손상, 비만 등을 치료하는 효과를 측정한 연구들도 진행되었다.
 
 
영양성분
 
아로니아베리에는 비타민, 미네랄, 폴산이 많이 함유되어 있다. 또한 페놀물질이 가장 많이 함유되어 있는 식물 중 하나인데 대부분이 프로안토시아닌과 안토시아닌이다. 실험결과 총 폴리페놀 중 프로안토시아닌이 66%, 안토시아닌이 25%를 차지하였다. 이 화합물들은 수용성 천연색소로 아로니아가 짙은 보라색 또는 거의 검은색을 띠게하는 성분이다.
 
아이오와에서 수행된 검사에서는 쥬스의 pH는 3.5, 적정산도는 8.2, 고형성분은 6.9 브릭스이었다. HPLC 법에 의해 분석한 결과 석신산, 말산, 퀸산, 아세트산, 시트르산, 아스코브르산이 함유되어 있는 것으로 나타났다. 탄수화물에는 글루코스, 프룩토스가 있으며 소비톨이 함유되어 있을 가능성도 있다.
 
활성산소흡수능력(ORAC)은 영양약학 제품을 만드는 사람들이 쥬스 품질을 결정하는데 가장 중요시하게 생각하는 지수이다. 이들은 아로니아를 쥬스 속의 항산화물질 농도를 조절하는 재료로 사용하고 있다. 미국농무부가 식물의 ORAC를 측정한 표에 따르면 아로니아 생과에는 15,280 umol TE/100g이 함유되어 있어 블루베리나 블랙베리의 거의 3배, 블랙커런트와 크랜베리의 1.5배가 함유되어 있다.


아로니아 Aronia Melanocarpa - 블랙초크베리 : 생태 및 효능에 대한 자료

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