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농촌진흥청은 우리 쌀과 토종 유산균으로 만든 한국형 쌀요거트 쌀요구르트 효능 (쌀 유산발효물이 대장염과 과민성장증후군을 개선)을 밝히고 기능성 식품 소재로서 산업화 활용 범위를 확대했다고 밝혔다.
우리나라 국민 10명 중 1명이 경험한다는 과민성 장 증후군 (IBS)은 복통과 복부 팽만감 등을 일으켜 생활에 큰 불편을 주지만, 아직 효과적인 치료제가 없다. 최근 장 건강이 만성질환과 대사성질환, 비만, 뇌 건강 등과 연관이 있다고 보고되면서 장 건강에 도움이 되는 식품 소재 연구가 활기를 띠고 있다.
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연구배경
① 질환 증가 : 국내 만성질환 환자 수는 19백만 명으로 지속적인 증가추세 (인구의 37%)에 있으며,
② 시장확대 : 식물성 식품에 관한 관심 고조에 따른 장 건강 개선용 프로바이오틱스 시장 규모도 확대되는 상황이나,
③ 원료 수입 : 발효 종균 및 원료는 대부분 수입에 의존하는 실정임.
④ 쌀은 대표적인 식물성 원료임
※ 쌀을 포함한 곡물가루를 우유를 발효시킨 음료나 요구르트에 첨가하는 방식으로 제품은 개발된 바 있으나, 순수하게 쌀만을 원료로 사용한 것은 이번이 처음임.
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쌀 유산발효물 소재
1. 쌀 유산 발효 소재 기술 개발
① 발효기술 : 쌀유래 단백질 소재인 쌀배아 보강으로 발효 효율 개선
※ 발효효율이 우유보다 2배 높은 100% 쌀 유산발효물 (요구르트) 제조법 확립 (2019, 특허)
② 종균개발 : 토종유산균 JSA22로 Lysine (필수·제한아미노산) 10배 증진
※ Lysine : 토종유산균 (JSA22) 37mg%, 10배↑ ≫ 수입종균 (LGG) 3.2mg%
※ 신바이오틱스 (synbiotics) : 유산균 등 체내에 들어가서 건강에 좋은 효과를 주는 살아 있는 균인 프로바이오틱스 (probiotics)와 기능성 탄수화물·식이섬유 등 대장 내 유용 미생물의 생육이나 활성을 촉진함으로써 숙주 건강에 좋은 효과를 내는 비소화성 식품성분인 프리바이오틱스 (prebiotics)가 결합한 이상적인 형태의 영양 시스템
〈쌀에서 라이신이 중요한 이유와 효능〉
1. 라이신은 체내 합성이 불가능해 반드시 식이로 보충해야 하는 필수아미노산임.
2. 동물성 단백질에는 많이 존재하나 쌀과 같은 곡물에는 절대적으로 부족한 아미노산으로 알려져 있음.
3. 쌀 유산발효물은 발효 과정에서 라이신이 강화돼 채식주의자와 절대 채식주의자에게 부족할 수 있는 영양성분을 공급할 수 있음.
2. 쌀 유산발효 소재 특성
▶ 우리쌀의 새로운 이용, ‘한국형 식물성 100% 쌀 요구르트’
– 쌀요구르트 (Synbiotics) = 쌀 (Prebiotics) + 토종유산균 (Probiotics)
차별성 | (기존) 동물성 요구르트 | (개선) 식물성 요구르트 | 효과 |
---|---|---|---|
시장성 | 동물성 우유 6% ↓ | 식물성 우유 61% ↑ | 식물성 선호 |
원료 | 우유 (dairy) | 쌀 (non-dairy) | 건강지향 ↑ |
원료단가 | 1,000원/L | 270원/L | 부가가치 48배 ↑ |
발효기술 | – | 식물성 단백질 보강 | 효율 2배 ↑ |
종균개발 | LGG (수입) ※수입 5백억원/년 | JSA22 (토종) ※ 특허확보 | 수입대체 |
Lysine | 3.2㎎% | 37㎎% | 10배 ↑ |
GABA | 19㎎% | 88㎎% | 4.6배 ↑ |
기능성 | 동물성 요구르트 대비 장내 유익균 Lactiplantibacillus와 Bifidobacterium 증가 ↑, 면역 ↑, 비만개선 ↑, 황산화 ↑ |
※ 논문게재 ‘Journal of Functional Foods’ (IF = 5.2, 2023)
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쌀 유산발효물 장 건강 효과 (쌀요거트 쌀요구르트 효능)
이번 쌀 유산발효물에 사용된 토종 유산균 (JSA22)은 전통 된장에서 분리한 것이다. 쌀을 발효할 때 수입 유산균보다 필수아미노산인 라이신 (Lysine)을 10배 많이 생성한다. 필수아미노산은 인체에서 자연 생성되지 않아 반드시 식품으로 섭취해야 한다.
※ 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum JSA22)’ (특허 10-1634270)
농촌진흥청은 2020년 생체 외 실험 (in vitro) 및 동물실험을 통해 쌀 유산발효물의 장내 유해 미생물 감소와 소장 내 면역 활성 개선 효과를 일부 밝힌 바 있다.
1. 생체 외 시험
대장모사발효모델 이용한 쌀 유산발효물의 장내미생물 균총 변화 (2020년)
① 쌀 유산발효물은 장내 유용균주인 락토바실러스 (Lactobacillus), 비피도박테리움 (Bifidobacterium)의 증식을 유도했으며, 유해균인 클로스트리디움 (clostridium)의 개체수를 크게 감소시킴.
② 단쇄지방산 변화 : 대장모사 발효기 24시간 경과 후, 일반 유산 발효물 대비 쌀실험군 acetic acid, propionic acid, butric acid 등이 증가하였음.
※ 논문게재 : J. Functional Foods (23.5월)
2. 전임상
쌀 유산발효물의 장 기능 개선 및 항염증 효과 검정
① 쌀 유산발효물의 대장염 유발 동물모델의 증상개선 효과 확인
② 대장염 유발한 실험쥐 (in vivo)에 쌀 유산발효물 6일간 급여
③ 실험결과 : 질병활성도 (DAI)가 21% 개선되고 혈변이 73% 감소했으며 염증성인자 (IL-6)도 40% 감소해 대장염 개선에 효과가 있음을 확인했다.
※ 논문게재 : ‘한국식품영양학회지’ (24.2월)
3. 임상
쌀 유산발효물의 과민성장증후군 (IBS) 증상 동반 참여자의 증상 개선 효과
① 과민성장증후군 성인 60명 대상 쌀 음료 (발효 vs 비발효) 150mL/day, 4주 식이
② 쌀 발효물 섭취군의 대변과 타액에서 내장 지방 축적 감소와 연관된 ‘Blautia’, ‘Prevotella’, ‘Oribacterium’ 등 유익한 장내 미생물이 유의적으로 차이를 보임.
③ 실험결과 : 대조군보다 복부 팽만감 정도가 2.3배 감소하고 내장 지방 축적과 장내 가스 생성을 줄이는 유익한 미생물 (‘Blautia’)이 1.5배 증가해 과민성장증후군이 개선되는 효과를 확인했다.
※ 대조군 : 토종 유산균을 접종하지 않은 비발효 쌀 음료 섭취군
※ 논문게재 : ‘Journal of Neurogastroenterology and Motility’ (IF 3.6), 2024, 5월
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쌀 유산발효물 제품 (일부)
업체명 | 유형 | 기술접목 제품 및 구매처 |
---|---|---|
나눔마켓러브레드 | 유산균음료 | ▪ 미요트 (플레인, 블루베리, 망고) ▪ 구매처 : 데일리팜 (온라인), halo92 |
미듬영농조합법인 | 빵류과자 | ▪ (바비브레드) 유산균 쌀 바게트, 유산균 쌀 치아바타, 유산균 쌀 베이글 ▪ 유산균 라이스칩 1종 ▪ 구매처 : 쿠팡, 마켓컬리, 네이버 미듬 |
특별한맛 주식회사 | 소스류 | ▪ 비건 드레싱 라라소스 3종 : 드레싱 (견과류,오리엔탈), 비빔장 ▪ 구매처 : 네이버 특별한맛 스토어 |
다피나 | 잼 | ▪ 쌀 유산균 콩포트 (발효잼) 4종 : 블루베리, 패션프룻, 귤, 딸기 ▪ 구매처 : 주식회사 다피나 |
몰트앤파머스 | 청도 | ▪ 쌀 유산균 포함 요리소금 및 장류 : 유산균 소금 6종, 저당·저염 고추장, 쌈장 ▪ 구매처 : 네이버 코지테임 스토어 |
※ 구매 시 파트너스 활동을 통해 일정액의 수수료를 받을 수 있습니다.
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결론
강북삼성병원 소화기내과 박정호 교수는 “일반적으로 발효식품이 장 건강에 도움을 준다고 알려졌지만, 일부 유(乳) 발효식품은 과민성장증후군 증상을 악화시킬 수 있다.”라며, “쌀 유산발효물은 장내 유익균을 늘려 과민성장증후군 환자의 복부 불편감을 개선하는 데 긍정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다.”라고 전했다.
농촌진흥청은 쌀 발효유산물과 관련해 4건의 특허를 출원하고, 다수의 논문을 전문 저널에 게재했으며 산업체와 45건의 기술이전을 체결했다. 현재 쌀 유산발효물을 이용한 다양한 식품이 제조, 판매되고 있다. 농산업체 간 상호협력 및 지원을 위한 협의체도 운영되고 있다.
※ 기술이전 : 산업체 기술이전 (45건, 30업체, 제품화 35종)
농촌진흥청은 앞으로 쌀의 새로운 용도 개발을 위해 첨단 식품 기술 (푸드테크)을 이용한 바이오소재 개발 연구로 식용·비식용 분야의 산업화 확장에 힘쓸 계획이다.