박지영 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부 농업연구사

쌀의 용도 다양화로 소비자에게 선택권 제공
고부가가치 창출로 농식품 산업 발전 기여
 
전분은 식물체가 광합성을 통해 생합성하여 에너지를 저장하는 다당류로서, 아밀로오스와 아밀로펙틴으로 구성되며, 식물의 종에 따라 크기와 형태가 다양하다. 아밀로오스는 포도당 α-(1, 4)-glycosidic 결합으로 연결된 직쇄사슬의 중합체이며, 아밀로펙틴은 포도당(D-glucose) 분자들이 α-(1, 4)-glycosidic 결합으로 이루어진 주쇄(backbone)상에 4~5%의 α-(1, 6)-glycosidic 결합을 분지점(branching point)으로 갖고 있는 생체고분자이다.

이러한 전분은 주요 에너지원으로 이용되었지만, 최근에는 웰빙 트렌드에 맞게 식품소재 연구가 변화함에 따라 저혈당 천연당 등 기능성 감미료, 수용성 식이섬유인 옥수수전분을 이용한 난소화성 말토덱스트린, 옥수수나 감자전분을 이용한 기능성 변성전분을 생산하여 식품의 품질 개선이나 캡슐대체제 등 부가가치가 높은 식의약 기능성 소재 등에 이용하고 있다.

우리가 일반적으로 먹는 쌀은 보통 20%의 아밀로오스를 함유하지만, 찹쌀은 5% 미만, 멥쌀 중 ‘도담쌀’은 40% 정도로 높다. 이러한 다양한 우리쌀 품종은 전분을 활용한 식품 개발의 좋은 소재가 될 수 있다.

환형 아밀로스(cycloamylose)는 포도당 6개부터 수십 개까지 α-(1, 4)-glycosidic 결합으로 중합된 고리모양의 당류이며, 대장균에 의해 발효돼 분해된다. 환형 아밀로스는 향미성분과 색소 등의 산화 방지, 자외선에 의한 유용성분의 분해 방지, 열에 의한 정유성분 등의 변화 방지, 저장수명 연장 등 식품의 보호제로서 활용되고 있다.

환형 아밀로스 안쪽에는 빈공간이 있어서 이러한 천연성분 등을 포접할 수 있어 보호제뿐만 아니라, 식품에서 제거해야 하는 맛이나 냄새, 우리 몸에서 콜레스테롤을 흡착하는 기능도 있다.

환형 아밀로스에 탈분지화 효소(Isoamylase)를 처리하여 전분 아밀로펙틴의 α-(1, 6)-glycosidic 결합을 제거하고, α-(1, 4)-glycosidic 결합만으로 이루어진 전분층에 효소(cyclodextrin glucanotransferase)를 처리해 α-(1, 4)-glycosidic 결합하여 고리화하기 때문에 직쇄결합을 가지는 아밀로스 함량이 높을수록 생산수율이 높거나, 더 큰 고리형의 환형 아밀로스 생산이 가능하다.

최근 식생활이 고급화ㆍ다양화되면서 밥쌀용뿐만 아니라 가공제품 개발 등 쌀의 용도 다양화를 위한 노력이 이루어지고 있다.

작년 국립식량과학원의 연구결과에 따르면 용해도가 높고, 분자량이 더 큰 물질을 포접할 수 있는 중합도 20개 이상의 환형 아밀로스 생산수율이 시판되는 값비싼 아밀로스와 도담쌀 전분을 이용하여 생산한 것이 비슷한 것으로 나타났다. 또 시중에 많이 판매되고 있는 중합도 6~8개 정도의 환형 아밀로스(환형덱스트린)도 식품용 고리화 효소를 이용하여 생산이 가능하다.

쌀에는 전분 외에 다양한 영양성분도 함유되어 있기 때문에 쌀의 기능성분을 함유한 환형 아밀로스 복합체 개발이 진행 중이다. 이러한 식품소재 개발이 쌀의 용도를 다양화하여 소비자들에게 선택권을 제공하고, 고부가가치를 창출해 농식품 산업 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.