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누룩 이용 고소애 단백질 추출 공정 개발/알츠하이머 치매, ‘홍잠’ 먹고 예방하세요!

zoozoo
2021.11.01 10:22 1,117 1

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누룩 이용 고소애 단백질 추출 공정 개발

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단백질 늘고 지질 줄어…다양한 식품 가공제품 활용 기대

국산 발효제인 누룩을 이용해 고소애(갈색거저리 애벌레) 단백질 추출 기술을 개발했다.

농촌진흥청(청장 허태웅)은 누룩은 전통주를 빚는 데 사용하는 우리나라 대표 발효제이다. 누룩에는 다양한 식품 미생물이 서식함으로써 단백질 분해활성도가 우수해 식용곤충의 단백질을 추출하는 데 유용할 것으로 확인됐다.

연구진은 다양한 누룩 중 단백질 분해 활성이 가장 뛰어난 조합을 탐색해 추출 공정을 완성했다.

고소애 분말과 누룩 추출물을 섞어 적당한 온도로 반응시키면 누룩에 함유된 다양한 효소가 작용해 곤충 속 단백질이 저분자화 돼 물에 녹는 형태로 변하는 원리를 이용했다. 이 과정을 거치면 곤충에 함유된 지방층이 분리돼 제거가 쉬워진다.

이렇게 물에 녹은 곤충 단백질을 침전물과 분리해 농축하거나 건조하면 물에 잘 섞이는 농축액이나 가루로 생산돼 다양한 식품 가공용 재료로 활용할 수 있다.

이 기술을 적용해 제조한 고소애 단백질 분말의 일반 성분을 확인한 결과, 100g당 단백질 함량이 일반 고소애 분말보다 25%가량 증가했으며, 지질 함량이 30%에서 2%로 줄어 단백질 보충용 파우더 등으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 유리 아미노산 중 총 필수 아미노산 함량이 2배, 근육 관련 신체활동에서 중요한 분지 사슬아미노산(BCAA, branched chain amino acid)인 류신·아이소류신·발린의 합이 3.2배 늘었다.

농촌진흥청은 이번 연구결과를 특허출원 누룩 및 단백 가수분해효소를 사용한 갈색거저리 단백질 가수분해물의 제조 방법을 완료했으며, 기술이전 했다.

한편, 식용곤충의 단백질을 추출하는 기술은 단백질 분해 효소이다. 우리나라는 현재 이를 전량 수입하고 있으며, 기업 특허 관련 문제로 농가에서는 사용하기가 어렵다.

농촌진흥청 발효가공식품과 최지영 과장은 “식용곤충 식품 활용 연구를 통해 대체 단백질 급원 확대, 지속 가능한 농업과 탄소 저감화에 기여하고, 곤충 사육농가의 안정적인 판로 확보에 도움을 줄 수 있다.”라고 말했다.

식용곤충 산업화 영농조합법인 송지현 대표는 “이 기술로 제품 개발에 따른 어려움을 해결할 수 있게 됐다. 단백질 흡수율을 높이고 근육 형성에 도움이 되는 식품과 의약품 개발에 활용할 계획이다.”라고 말했다.

 

출처-식약일보/강경남 기자

 


 

 알츠하이머 치매, ‘홍잠’ 먹고 예방하세요!

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농촌진흥청 국립농업과학원은 농업기초과학 연구와 현장적용 실용기술 연구·개발의 성과를 바탕으로 한국농업의 미래를 개척해 나가고 있다. 무엇보다 국립농업과학원은 튼튼한 기초기술, 맞춤형 응용기술 개발로 고객수요를 충족하는 최고농업연구기관으로 거듭나고 있다.

본보는 국립농업과학원의 우수한 연구 성과 중‘홍잠의 치매와 파킨슨병 예방 및 치료효과 구명’ , ‘식용곤충(고소애) 이용 암환자 치료 메디푸드 개발’ , ‘토종벌 질병 저항성 신품종 육성 및 품종 보급’ , ‘작물 건강관리 미생물 실용화 기술 개발’ 등을 4회에 걸쳐 소개코자 한다.

전세계 치매환자는 5천만명에 육박하며 국내에만도 75만명에 달하지만 마땅한 치료제가 없어 천문학적인 비용이 치매환자 관리비용으로 사용되고 있는 실정이다. 국내에서만도 치매 환자 관리비용으로 2020년 현재 18조원에 달하는 것으로 집계되고 있다. 치매증상 완화를 목적으로 치료제가 일부 시판되고 있으나 현재까지 이를 예방하거나 치료할 수 있는 방법이 없는 것이 현실이다. 이런 가운데‘홍잠’이 치매를 예방할 수 있는 다양한 기능성을 함유하고 있는 것으로 분석돼 주목받고 있다.

■ 전세계가 골치 ‘치매’

우리나라 중앙치매센터에 따르면 2018년 현재 치매환자 수는 65세 이상 고령자의 10% 정도인 75만명에 달하고 있으며 현 추세가 지속될 경우 고령화가 진행됨에 따라 2024년경에는 100만명을 돌파하고 2060년에는 322만명에 달할 것으로 예상하고 있다.

치매관리비용도 만만치 않다. 치매관리비용은 2018년 현재 15조7천억원이며 2020년엔 17조9천억원, 2030년엔 32조3천억원, 2040년엔 56조8천억원, 2050년엔 87조2천억원으로 증가할 것으로 전망된다.

알츠하이머 치매는 고령화로 뇌의 신경연접이 줄어 뇌에 베타-아밀로이드 단백질이 쌓이면서 발병한다. 기억력이나 사회성은 낮아지고 공격성은 커지며, 수명도 줄게 된다. 현재까지 효과적인 예방법이나 치료 방법은 거의 없는 실정이다.

치매는 퇴행성 뇌질환 또는 뇌혈관계 질환으로 인해 기억력, 언어능력, 판단력, 수행능력 등이 저하돼 일상생활에 지장을 초래하는 후천적인 다발성 장래를 일컫는다.

치매는 원인별로 알츠하이머 치매, 혈관성 치매, 전두·측두엽성 치매, 루이소재 치매(파킨슨병 치매) 등 다양하며 우리나라에서는 알츠하이머 치매 환자가 70%를 차지하고 있다.

■ 숙잠 치매 예방 탁월 확인

이런 가운데 농촌진흥청이 치매증상에 효과가 있을 것으로 판단한 것은 ‘홍잠(弘蠶)’이다. ‘홍잠’은 누에가 완전히 자라 고치를 짓기 직전의‘익은 누에’를 수증기로 쪄서 동결건조한‘익힌 숙잠’이다. 백질과 아미노산, 오메가3 지방산을 비롯해 플라보노이드, 폴리페놀 등 다양한 기능 성분을 함유하고 있다.

농진청은 한림대학교와 함께 지난 2015년~2019년까지 5년간 연구를 지속한 끝에 알츠하이머 치매 유전자를 보유한 시험쥐(마우스) 및 초파리에 홍잠을 지속적으로 투여해 효과가 있음을 확인했다.

연구진들은 알츠하이머 치매 유전자를 가진 쥐에 홍잠을 50주 동안 먹인 뒤 베타-아밀로이드의 뇌 축적량을 확인했다. 홍잠을 먹지 않은 쥐의 뇌에는 베타-아밀로이드가 많이 축적됐으나 홍잠을 먹은 쥐는 정상 쥐와 마찬가지로 전혀 축적되지 않았다.

행동학적 특성을 보면 홍잠 미섭취 쥐는 새로운 이웃이나 물건에 관심이 적고 새로운 길을 잘 찾지 못했다. 공격적으로 변해 싸움이 심하며 불편한 조건에서 자세 조절 능력이 떨어지는 등 치매의 전형적인 특징이 나타났다.

반면 홍잠을 먹은 쥐는 새로운 이웃이나 물건에 호기심이 왕성하고 새로운 길을 잘 찾는 등 공간기억력이 높았다. 다른 쥐와 다툼 없이 원만하게 지내며, 자세 조절 능력이 우수해 치매 관련 증상이 거의 나타나지 않는 것을 확인했다.

이와 함께 단기기억상실제를 투여하고 관찰한 결과 홍잠 미섭취 쥐는 직전에 일어난 일을 잘 기억하지 못했으나 홍잠 섭취 쥐는 직전에 일어났던 일을 잘 기억해 대처하는 모습이 관찰됐다.

■ 치매 예방용 건강기능식품 연구 추진

연구진은 또 알츠하이머 치매 유전자를 가진 초파리로 작용 기전을 알아보기 위한 시험도 진행했다. 홍잠을 섭취한 경우 미토콘드리아 활성이 크게 증가해 ATP(모든 살아있는 세포의 에너지 저장소 분자 아데노신 삼인산) 생성량이 40% 늘었고 뇌의 신경연접은 50% 내외로 늘었으며 기대 수명과 건강 수명도 15% 내외로 증가했다.

홍잠을 꾸준히 섭취하면 미토콘드리아 활성이 증가해 ATP 생성량이 늘고 신경세포가 보호된다. 이로 인해 신경연접이 증가하고 베타-아밀로이드 단백질이 축적되지 않아 알츠하이머 치매를 예방할 수 있음을 의미한다.

알츠하이머 치매 예방에 가장 효과가 좋은 홍잠 생산용 누에 품종을 선정하기 위해 누에 품종별로 비교한 결과 백옥잠(흰색고치를 짓는 누에품종 중 한 품종)과 골든실크(노란색 고치를 짓는 누에품종 중 한 품종)로 만든 홍잠이 신경연접 개선 효과가 좋았다. 단기기억력 개선, 신경세포보호 등은 골든실크로 만든 홍잠이 더 우수한 효과를 보였다.

뇌의 신경연접은 노화가 진행됨에 따라 점차 감소하는데 신경연접이 일정 수준 이하로 감소하면 알츠하이머 치매 증세를 일으키는 것으로 알려져 있다. 즉 알츠하이머 치매가 발병했다면 이미 오래전부터 신경연접의 감소가 일어나기 시작했다는 것으로, 이를 예방키 위해서는 뇌 신경연접의 감소를 막거나 증대시키는 방법이 필요하다.

뇌 신경연접의 감소 억제효과를 확인키 위해 다양한 누에 품종으로 제조한 홍잠을 알츠하이머 유전자를 가진 초파리 모델에 섭취시키며 시험한 결과 모든 홍잠에서 효과가 나타났지만 이 중에서도 백옥잠의 홍잠을 섭취시킨 시험군(58%)과 골드실크 홍잠(51%)의 신경연접 증가율이 우수한 것으로 나타났다.

이번 연구 결과는 지난해와 올해 국내외 특허출원을 마쳤다. 현재 홍잠을 이용한 치매 예방용 건강기능식품 연구를 추진 중이다.

 

출처-농업인신문/위계욱 기자



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patent님의 댓글

patent 2023.07.02 03:15

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