일반참깨보다 리그난 4배 많은 밀양74호

 

 

농촌진흥청은 항산화와 인지기능 개선에 효과가 있는 리그난(Lignan) 성분 함량이 높은 참깨 ‘밀양74호’를 국내 최초로 개발했다. 효능 검증을 위해 진행한 동물실험에서도 기억 능력 향상 효과가 일반 참깨보다 뛰어난 것을 확인

 

 

참깨는 참기름, 깨소금 등으로 이용되며 음식의 풍미를 돋아주는 중요한 역할을 하는 식재료.

 

참깨에는 불포화지방산, 단백질이 풍부하고, 칼슘, 리그난 등과 같은 유용성분도 함유되어 있다. 그중에서도 리그난은 항산화, 인지기능 개선 등에 효과가 있다고 알려진 성분으로 참깨, 아마, 오미자 등에 함유

 

 

 

 

그러나, 2020년에 국내 생산량이 급감하여 자급률이 8.2%까지 떨어지는 등 국산 참깨 수급에 큰 문제가 발생.

 

이에 농촌진흥청은 국산 참깨 소비 촉진 및 국내 참깨 산업 활성화에 이바지하고자 기능성 성분인 리그난이 일반 참깨보다 4배 많은 참깨 ‘밀양74호’를 개발

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‘밀양74호’의 리그난 함량은 1그램(g)당 17.0밀리그램(mg)으로 일반 품종 ‘건백’의 4.1mg보다 4.1배 많음.

 

리그난 함량이 높은 ‘밀양74호’가 일반 참깨보다 항산화와 인지기능 개선 등의 효과도 우수할 것으로 기대되면서 인체 신경세포와 동물을 대상으로 효능 검증 연구를 추진

 

 

* 리그난 함량 비교(mg/g.): 참깨씨 4. 아마씨 3, 오미자열매 6, 호밀 0.2, 아스파라거스 0.1

 

 

 

신경세포 실험에서는 ‘밀양74호’ 추출물이 손상된 신경세포의 생존율을 49%에서 119%까지 높이는 것 확인. 이는 일반 품종 ‘건백’의 88%보다 1.4배 향상된 수치

 

 

동물실험은 6주 된 생쥐를 4개 집단(‘밀양74호’ 참기름 섭취군, ‘건백’ 참기름 섭취군, 치매치료제 섭취군, 무처리군)으로 나눠 장기기억 능력 향상과 뇌세포 재생 효과를 살펴봄. 섭취 형태는 쉽게 접할 수 있고 간편하게 섭취할 수 있는 참기름을 이용.

 

 

 

장기기억 능력 향상을 살펴보는 수동회피실험*에서 ‘밀양74호’ 참기름 섭취 집단이 어두운 방을 탈출하는 데 걸리는 시간이 ‘건백’ 참기름 섭취 집단보다 2.4배, 무처리군보다는 4.5배 빨랐다. 이는 치매치료제 ‘도네페질’을 섭취한 집단과 유사한 결과로 ‘밀양74호’ 참기름이 장기기억 능력을 향상하는 데 효과가 있음을 확인할 수 있었음

 

 

* 수동회피실험: 어두운 방을 탈출하는 데 걸리는 시간을 측정해 장기 기억능력을 평가하는 지표로 이용

 

 

 

뇌세포의 손상과 재생 정도를 측정한 결과에서는 ‘밀양74호’ 참기름을 섭취한 집단이 ‘건백’ 참기름을 섭취한 집단보다 뇌세포 손상도*는 1.7배 개선됐고 뇌세포 재생도**는 1.8배 촉진해 밀양74호가 뇌세포의 손상을 막아주고 재생에 효과가 있음을 확인

 

 

* 뇌세포 손상도: 신경아교원섬유성산성단백질(GFAP), 아밀로이드 베타(Amyloid-β), 베타-세크리테이즈(BACE) 단백질을 분석하여 측정

 

** 뇌세포 재생도: 신경성장인자(BDNF) 단백질을 분석하여 측정

 

 

‘밀양74호’ 품종과 기억력 개선 효능에 대한 권리는 각각 특허권으로 보호. ‘밀양74호’를 생산·판매하기 위해서는 한국농업기술진흥원을 통해 특허권을 기술이전 받은 후에 농가와 계약재배를 해야 한다. 앞으로 ‘밀양74호’는 기능성이 높은 참기름뿐만 아니라 제과, 제빵 등 다양한 제품으로 개발돼 판매될 것으로 기대

 

 

 

 

 

 

 

□ ‘밀양74호’의 주요 성분 비교

 

 

 

 

 

□ ‘밀양74호’ 참깨 종자의 리그난 함량 비교

 

 

 

 

 

 

□ 신경세포 보호 효과(에탄올 추출물)

○ ‘밀양74호’의 아밀로이드베타에 대한 신경세포 보호 효과 확인

 

 

 

- 품종별 참깨 추출물의 손상된 신경세포의 보호 효과를 분석한 결과, 신경세포의 생존율이 119%로 ‘건백’에 비해 신경세포 보호 효과가 1.4배 향상

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‘밀양74호’ 동물실험(전임상) 자료

 

 

□ ‘밀양74호’ 경구투여에 의한 장기기억능력 향상 확인

  

 

- 4주간 기억 능력 향상 확인 실험(수동회피 실험)에서 정상군은 어두운 방에 머무르는 시간이 11.5초였지만, 기억력 손상군은 45초로 지연. ‘밀양74호’ 참기름을 투여한 집단에서는 10.3초로 단축되는 것을 확인

□ ‘밀양74호’ 경구투여에 의한 인지기능개선(뇌세포 손상 및 재생 효과) 분석

 

 

 

- ‘밀양74호’와 ‘건백’ 참기름을 투여한 쥐의 뇌 조직에서 뇌 손상도를 나타내는 지표(아밀로이드 베타)를 분석한 결과 ‘건백’ 대비 최대 1.7배 감소했으며, 신경 재생을 촉진하는 단백질(BDNF)의 발현은 1.8배 증가

 

* 치매치료제의 아밀로이드베타 발현도:0.6, * 치매치료제의 신경성장인자 발현도:3.04

 

☞ 산업재산권 출원 : 10-2022-0043610

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‘밀양74호’ 주요 특성

 

□ ‘밀양74호’ 생육 특성

 

- ‘밀양74호’는 성숙기가 8월 14일로 다수성 품종인 ‘건백’보다 15일 정도 빠르며 분지수가 2개로 ‘건백’보다 많음. 또한 식물체 길이는 147cm, 꼬투리수는 87개로 ‘건백’과 비슷하고 천립중은 2.3g으로 ‘건백’(3.3g)보다 작고 수량성은 ‘건백’ 대비 86%의 수량성을 보임

 

 

 

□ ‘밀양74호’의 품질 특성

 

 

- ‘밀양74호’의 지방 함량이 51.4%로 높고 지방산 조성을 보면 주로 불포화지방산인 올레산, 리놀레산 등으로 구성되어 있음. 특히 기능성분인 지용성 리그난 함량은 17.0mg/g으로 ‘건백’보다 약 4배 높았음

 

 

 

 

 

□ ‘밀양74호’ 관련 사진

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‘밀양74호’ 가공품

 

 

 

 

 

 

국내 참깨 산업 현황

 

□ 국내 참깨 생산 현황

○ (생산) 재배면적과 농가 생산량 감소로 자급률은 내림세

* 재배면적(천ha) 및 생산성(㎏/10a) : ('10) 27, 47 → ('15) 25, 46 → ('18) 25, 46 → ('20) 23, 30

* 생산량(천t) : ('10) 12.7 → ('15) 11.7 → ('18) 12.7 → ('20) 6.3

* 자급률(%) : ('10) 14.7 → ('15) 12.4 → ('18) 15.3 → ('20) 8.2

 

 

○ (소비) 1인당 연간 소비량은 1.6kg 수준으로 유지되고 있음

* 참깨 소비량(천t) : ('10) 87.0 → ('15) 94.8 → ('18) 83.3 → ('20) 83.2

* 1인당 소비량(kg/1인) : ('10) 2.0 → ('15) 1.9 → ('18) 1.6 → ('20) 1.6

 

 

○ (가공) 참깨는 참기름으로 가장 많이 이용되고 있으며, 참기름 생산량은 증가추세

* 산업체 국산 사용 비율(%) : ('15) 8.7 → ('18) 9.1 → ('19) 8.3 → ('20) 5.2

* 참기름 생산량(천t) : ('15) 25.6 → ('16) 26.9 → ('17) 24.5 → ('18) 26.3

* 소매시장(억원) : ('15) 1,153 → ('16) 1,066 → ('17) 1,052 → ('18) 1,041

 

 

 

○ (가격) 참깨 도매 가격(국산 상품 기준)은 1.6～1.8만원 선에서 등락하였으나, ’20년 국내 생산 저하로 2.8～2.9만원 선 가격 형성

* 도매가격(원/kg) : ('15) 17,661 → ('18, '19) 16,589, 16,562 → ('20, '21) 29,086, 28,530

※ 출처: 국가통계정보(KOSIS), 식품산업통계정보(www.atfis.or.kr), 농산물유통정보(www.kamis.or.kr)

 

 

 

□ 주요 재배 품종

○ 최근 10년(’13년 이후) 9품종이 개발되었으며, 병에 강한 ‘건백’(’13), ‘강안’(’14)이 가장 많은 재배면적을 차지하고 있음

* 품종별 재배면적 비율(%) : 건백(40.3) > 강안(15.7) > 재래종(13.0) > 백설, 수지(5.3, 5.1) > 기타(20.5)

※ 출처: 농촌진흥청 농촌지원국 기술보급과(’21)

 

 

 

 

 

 

 

Q. 리그난이 무엇인가요?

 

○ 리그난은 참깨씨, 아마씨, 오미자 등에 포함된 기능성분으로 고지혈증 완화, 콜레스테롤 억제, 항산화, 인지기능 개선 등 효과가 알려져 있습니다.

 

 

○ 특히 참깨 씨앗에는 강력한 항산화 성분으로 알려진 세사민, 세사몰린 등 리그난 성분이 함유되어 있어 참기름의 산패를 막아주고, 섭취 시 고지혈증 완화, 콜레스테롤 억제 등 우리 몸에 이로운 효과가 있습니다. 또한 참깨의 주요 리그난인 세사민, 세사몰린은 지용성으로 볶음, 착유 과정을 거쳐도 파괴되지 않고 그대로 참기름에 남아있게 됩니다.

 

 

○ 참기름을 짜고 남은 참깨박은 보통 사료로 이용되는데, 참깨박에도 세사미놀, 세사미놀 다이글루코사이드, 세사미놀 트리글루코사이드 등의 수용성 리그난이 다량 함유돼 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q. 이번 연구를 시작하게 된 배경은?

 

○ 최근 참깨에 불리한 기상 조건으로 병 발생이 많아지면서 국내 참깨 재배면적과 생산량이 많이 감소하였습니다. 이로 인해 국산 참깨 수급에 큰 어려움을 겪고 있으며, 국내 소비의 대부분을 중국, 인도 등 외국산에 의존하고 있습니다.

○ 이에 외국산 참깨보다 품질과 기능성이 우수한 국산 참깨 품종을 개발하여 국산 참기름의 우수성을 알리고 국민 건강에 이바지하기 위해 본 연구를 진행하게 되었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

Q. 기존 품종과 ‘밀양74호’의 차이점은?

 

○ 일반적으로 참깨 씨앗의 외관을 보고 국산과 외국산, 재래종 참깨를 구분하기란 쉽지 않습니다. 그러나 ‘밀양74호’는 씨앗 색깔이 갈색이고 크기가 작아 일반 참깨와 확연히 구분됩니다.

 

○ 또한 ‘밀양74호’는 일반 참깨보다 항산화 성분인 리그난 함량이 3∼4배 이상 높습니다. 지금까지는 수량성이 높고 병에 강한 ‘건백’, ‘강안’과 같은 품종이 개발되었지만 품질과 기능성 면에서는 일반 참깨와 차별화되지 않았습니다. ‘밀양74호’는 리그난 함량이 현저히 높은 국내 최초의 품종입니다.

 

○ 인체 신경세포와 동물을 대상으로 실험을 진행한 결과, 리그난 함량이 높은 ‘밀양74호’ 추출물과 참기름이 일반 참깨보다 신경세포 보호와 재생, 장기기억능력 개선 등에 효과가 있는 것을 확인하였습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q. ‘밀양74호’ 참기름을 얼마나 먹어야 인지기능 개선 효과를 기대할 수 있나요?

 

 

○ 성인 체중 60kg 기준으로 성인이 하루에 ‘밀양74호’ 참기름을 약 1티스푼(4.86ml) 섭취 시 인지기능 개선 효과를 기대할 수 있습니다.

 

○ 일반적으로 동물실험을 통해 유효성이 나타날 것으로 예상되는 인체의 섭취량을 환산하는 경우 체표면적 대비 환산계수를 통해 산출할 수 있습니다.

 

○ 인지기능 개선 효과가 기대되는 ‘밀양74호’ 참기름 하루 섭취량은 참기름의 경구투여 농도 1mL/kg에 생쥐에서 인체로의 체표면적 대비 환산계수 0.081을 곱하고 성인 체중 60kg을 곱하면 4.86ml/day 값이 나오게 됩니다.

 

* 동물실험농도(1mL/kg)×생쥐의 체표면적 대비 환산계수(0.081)×성인표준체중(60kg)=4.86mL/day

 

○ 하지만, 이는 동물실험을 통해 간접적으로 인체 적용량을 계산한 수치이기 때문에 추후 임상실험을 통해 명확한 유효섭취량을 결정할 계획입니다.

 

 

 

 

 

 

Q. ‘밀양74호’의 생산·판매 방법은?

 

○ 현재 ‘밀양74호’는 품종과 기억력 개선 효능에 대해 각각 특허권으로 보호되어 있습니다. 따라서 ‘밀양74호’ 원료를 생산하고 가공제품을 판매하기 위해서는 특허권을 기술이전해야 합니다. 즉, 한국농업기술진흥원, 특허청을 통한 기술이전 절차를 통해 권리이전을 받아야만 종자를 공급받을 수 있으며, 시중에서 따로 구입할 수는 없습니다.

 

○ 국내에서 참깨를 재배하는 동안 장마, 태풍 등으로 역병, 잎마름병 등 병 발생과 쓰러짐, 습해 피해 등으로 안정적인 생산이 위협받고 있습니다. 특히 같은 땅에 계속 참깨를 재배할 경우 역병, 시들음병 발생으로 생산량이 매우 감소합니다. 따라서 ‘밀양74호’의 안정적인 생산을 위해서는 연작을 피하고 논 재배, 시설(하우스) 재배 등을 통해 생산량을 늘릴 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q. 기대효과 및 향후 품종 개발 방향은?

 

○ ‘밀양74호’는 국내 최초의 리그난 고함유 품종으로서 국산 참깨의 우수성을 알리고 외국산과 차별화가 가능한 첫 번째 참깨 기능성 품종이 될 것입니다.

○ 이번 보도를 통해서 ‘밀양74호’ 참깨에 대한 국민적 관심이 높아진다면 기술이전과 함께 생산이 늘어날 것으로 기대됩니다. 향후 ‘밀양74호’가 안정적으로 생산될 수 있도록 재배단지 조성과 기술지원을 할 것입니다.

○ 향후 ‘밀양74호’와 같이 기능성은 높으면서 기계화가 가능하고 수량성이 높은 품종 개발을 위한 연구를 진행하고 있습니다.