[비즈월드] 본 발명은 저항전분을 함유하는 고아밀로스의 도담쌀을 이용한 다이어트용 쌀국수의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 도담쌀은 일반 쌀 품종에 비해서 높은 아밀로스 및 저항전분 함량을 가지고, 전분 특성이 일반 쌀과 차이를 가져 체내 흡수되는 정도가 낮을 것으로 예상하였고, 도담쌀 단독미 또는 도담쌀을 일반쌀과 혼합한 혼합미를 사용하여 쌀국수를 제조하였을 때, 도담쌀의 혼합 비율이 증가함에 따라 저항전분의 함량이 증가함에도 불구하고 소화율 역시 증가하므로, 본 발명의 도담쌀을 다이어트용 쌀국수의 원재료로서 유용하게 사용할 수 있다.

농촌진흥청이 2016년 11월 7일 출원(출원번호 제1020160147582호)하고 2019년 1월 30일 등록(등록번호 제101945855호)받은 ’저항전분을 함유하는 고아밀로스의 도담쌀을 이용한 다이어트쌀국수의 제조 방법‘ 특허에 대한 요약문입니다.

쌀(Oryza sativa L.)은 전세계 인구의 60% 이상이 소비하고 있으며, 전 세계 인구의 40% 이상이 이를 주식으로 이용하고 있습니다. 쌀은 에너지 공급원 뿐만 아니라 비만방지, 콜레스테롤 저하 등 인체에 다양한 생체 조절기능을 가진 식품으로 알려져 있습니다.

현재 국내 쌀 산업은 국제적인 곡물 파동, 쌀에 대한 다양하고 고급화된 제품들에 대한 소비자의 요구 및 일반 식품으로서 쌀의 소비 감소 국제교역 자유화 추세들 때문에 어려움에 직면하고 있습니다. 따라서 소비와 수요 창출을 위해서는 가공률을 높이고 대량소비가 가능한 이용소재 개발과 그 품종에 적합한 가공식품 개발이 절실한 상황입니다.

이를 위해 현재 기능적인 쌀 품종 개발에 대한 연구가 계속되면서, 쌀가루를 만들기 좋은 전분구조를 가지며 아밀로스 함량이 높은 배 품종인 도담쌀이 개발됐습니다. 도담쌀은 아밀로스 함량이 높을 뿐만 아니라, 식이 섬유와 저항전분의 함량이 높은 특징을 나타냅니다.

이 쌀은 가공용으로 개발됐으며, 호화 온도가 높고, 전분이 잘 팽윤(swelling)되지 않는 특성을 가지고 있어 밥쌀용으로는 잘 이용되지 않습니다. 쌀이기는 하지만 쌀 품종과 다른 전분 특성을 가지고 있어, 도담쌀을 경제적으로 유용하게 적용할 수 있는 용도로의 적용이 필요합니다.

도담쌀과 같이, 약 25% 이상의 아밀로스를 함유하는 쌀을 고아밀로스 쌀로서 분류하고 있습니다. 고아밀로스 쌀은일반 쌀에 비해 호화(gelatinize)되기 어렵고, 끔기가 약하고 딱딱하여 팽화가 잘 되지 않는다는 단점이 있어 쌀국수와 같은 가공 식품으로 적용하는데에 한계를 가질 수 있었습니다.

쌀국수를 제조하기 위한 주 원료인 쌀은 밀가루처럼 글루텐 단백질이 없기 때문에 쌀 자체만으로는 국수 면을제조하는 것이 용이하지 않습니다. 이 때문에 쌀가루를 호화시킨 반죽에 높은 압력을 가해 밀어내는 방식인 압출 방법으로 면을 뽑아 제조하는 것이 일반적입니다. 이 때 일반쌀을 사용하는 경우 삶는 과정에서 면끼리 부착이 심하고 씹는 식감에서 떡과 같은 식감을 느끼게 되어 제품화하는 것이 어렵고 소비자의 기호도 역시 만족시킬 수 없었습니다.

이에 쌀국수는 고아밀로스 쌀을 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있습니다. 종래 쌀국수 제조 기술에서 사용되는 고아밀로스 쌀은 다각형 A 타입의 전분으로 구성된 새고아미, 미면 또는 팔방미 등을 원재료로 해 사용되고 있습니다. 예를 들어 고아밀로스 쌀을 쌀국수의 형태로 가공하고자 하는 연구로서는 농촌진흥청에서 개발한 다이어트쌀인 고아미쌀을 이용해 쌀국수를 제조하는 방법이 공지됐었습니다.

다만 상기 공지된 연구들에서는 고아밀로스 쌀인 고아미쌀을 이용한 쌀국수의 제조방법에 대하여만 제공하고 있을 뿐, 가공 중에 변성되는 전분 구조로 인해 아밀로스 구조 또는 저항 전분의 구조가 유의적인 수준으로 유지될 수 있는지에 대한 여부에 대해서 확인하지 않아, 실질적으로 상기 고아미쌀을 이용한 쌀국수가 다이어트의 효과를 나타낼 수 있는지의 여부에 대하여는 공지되지 않았습니다.

이런 가운데 농촌진흥청 연구자들은 다이어트용 품종으로 개발된 도담쌀을 유용하게 사용하기 위해 다양한 용도로 적용한 결과, 도담쌀은 일반 쌀 품종에 비해서 높은 아밀로스 및 저항전분 함량을 가지고, 전분 특성이 일반 쌀과 차이를 가져 체내 흡수되는 정도가 낮을 것으로 예상했고 도담쌀 단독미 또는 도담쌀을 새고아미쌀과 혼합한 혼합미를 사용해 쌀국수를 제조한 결과 고함량의 저항전분이 유지되며 소화율이 증가해 다이어트용으로 사용할 수 있을 것으로 확인했다고 합니다.

또 농촌진흥청은 고려대학교와 공동으로 도담쌀의 전임상 실험을 진행해 지방이 감소하고 마이크로바이옴 분석을 통해 장내 유익균이 증가하는 것을 확인했다고 최근 밝혔습니다.

도담쌀은 국립식량과학원에서 2013년에 개발한 기능성 쌀 품종으로 저항전분 함량이 일반 쌀 대비 10배 이상 높습니다.

전항전분이란 소화효소에 의해 소장에서 분해되지 않고 대장 미생물에 의해 발효되어 대장미생물의 에너지원으로 이용되는 식이섬유와 같은 프리바이오틱 건강소재로 지방 흡착배출과 염증완화, 대장환경 개선 등의 기능이 있습니다.

도담쌀 전분이 기존 일반 쌀과는 다른 구조의 국내 최초 C타입 저항전분으로 혈당지수가 낮은 건강소재임을 밝혀낸 이번 연구는 세계 식품과학 분야의 권위 있는 저널(Food Hydrocolloids, 표준영향력지수 97)에 게재되어 학술적으로 인정받았습니다.

여기서 C타입이란 X레이 회절도분석을 통한 전분 결정구조로서 일반적인 쌀은 A타입이고, 감자나 고아밀로스 옥수수는 B타입의 구조를 형성하지만 도담쌀은 A타입과 B타입의 혼합형으로 이루어져 B형전분에 비해 가공적성이 우수하며 국내에서 최초 C타입으로 구명된 쌀입니다.

소화적특성에 따른 전분 분류는 전분이 소화효소에 의해 당으로 분해되는 속도에 따라 분류되는 방법으로 20분 이내 빨리 분해되는 전분(rapidly digestible starch, RDS) 20~120분 사이에 천천히 분해되는 전분(slowly digestible starch, SDS), 120이내 분해되지 않는 전분(resistant starch, RS) 3가지로 분류되며 도담쌀은 RDS함량은 낮고, SDS와 RS함량은 높아 소화효소에 의해 당으로 변환되는 속도와 양이 적어 혈당이 천천히 오르고 최종 혈당량이 낮은 결과를 보였습니다.

농진청은 당뇨 쥐에 5주간 도담쌀 사료를 먹인 결과 지방세포의 크기와 유리지방산 농도가 감소했다. 체지방을 분해하는 미생물군 비율이 증가하고, 비만을 유발하는 장내 미생물이 감소하는 것도 확인했다.
 
또 농촌진흥청이 개발한 기술을 적용해 생산한 도담쌀 선식의 기능성을 알아보기 위해 차병원과 공동으로 비만환자 대상 인체 적용실험을 했습니다.
 
그 결과 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR(homeostatic model assessment insulin resistance의 약자로 대사증후군인 당뇨병의 중요한 지표인 인슐린 저항성과 beta 세포의 기능을 정량하는 방법으로 공복 혈당과 공복 인슐린 농도로 계산을 할 수 있음)가 38.2% 감소했습니다.

당독소(AGEs)(최종당화산물(AGEs)-당독소(glycotoxin)이라고도 하며 단백질과 지질이 당과 반응하여 생성되며 염증유발과 당뇨 합병증 등 각종 대사질환의 원인이 되는 물질) 축적도 3% 감소해 일반 쌀 선식군과 비교해 유의한 당뇨예방 및 혈당조절 개선효과를 확인했습니다.

농진청은 도담쌀의 이용을 확대하기 위해 지금까지 총 5건의 가공기술을 개발해 16건을 산업체에 기술이전 했고, 농가와 산업체간 계약생산기반도 구축했습니다.
 
도담쌀과 관련된 특허는 앞서 예로 들은 ‘저항전분을 함유하는 고아밀로스의 도담쌀을 이용한 다이어트쌀국수의 제조 방법’ 이외에 4건이 더 있습니다.

▲저항전분을 함유하는 고아밀로스의 도담쌀을 이용한 다이어트 및 혈당 조절용 쌀과자의 제조 방법 (등록번호 제101985655호) ▲고아밀로스의 도담쌀을 이용한 저항전분이 증가된 다이어트용 선식의 제조 방법(출원번호 제1020170075863호) ▲도담쌀을 이용한 환형아밀로오스 제조방법 (서울대산학협력단 공동 출원, 등록번호 제101901903호) ▲식감이 향상된 다이어트용 선식 및 이의 제조방법(출원번호 제10-2019-0162942호, 미공개) 등이 더 있습니다.

해당 특허들은 활용한 기술은 우리미단, 한면, 보리로푸드시스템, 행복한식품, 라이스바이오텍 등 총 9개 기업에 기술이전 돼 가공업체에서는 쌀과자, 쌀국수, 선식 등 다양한 제품을 생산하고 있으며 대형마트와 온라인에서 제품이 판매되고 있다고 합니다.

조승호 농진청 중부작물부 부장은 “저항전분이 함유된 도담쌀은 쌀의 새로운 용도 창출과 산업화를 가능하게 한 성공 사례이다”라며 “앞으로 기능성 쌀의 가공적성과 효능을 밝히는 연구에 매진하여 쌀의 부가가치를 높이고 쌀이 건강 소재 원료로 자리매김할 수 있도록 노력하겠다”라고 말했습니다.