쌀의 기능성

[무정묵향]

쌀

1. 생물학적 고찰

1) 학  명 : Oryza sativa L.

2) 異  名 : 도(稻), 도자(稻子), 수도(水稻), 조도(早稻)

3) 형  태 : 벼는 식물학상 영과(穎果 : 보리, 벼 따위 화본과에 딸린 식물의 열매)로서 진정한 의미로서는 종자가 아니라 1개의 종자를 간직하고 있는 과실과 같은 것이며 외영과 내영이라는 두꺼운 껍질로 둘러 쌓여 있다. 동인도 원산의 식용작물로 논이나 밭에 심는다. 높이는 1m 정도이고 잎은 가늘고 길며 성숙하면 줄기 끝에 이삭이 나와 꽃이 핀 후 열매를 맺는다. 벼의 열매를 찧은 것을 쌀이라고 하며, 전세계 인구의 40% 정도가 쌀을 주식량(主食糧)으로 한다.

4) 설  명 : 벼屬에 속하는 식물로는 20여 종(種) 이상이 알려져 있으나 실제로 재배되고 있는 것은 벼(O. sativa)가 대부분이다. 서부 아프리카의 일부 지역에서 O. glaberrima를 소규모로 재배하고 있으나 이는 원시적인 벼로서 최근에는 벼(O. sativa)로 대치되어 가고 있다. 벼에서 얻어지는 것은 나락(벼:正租)과 볏짚인데, 나락은 종자용을 제외하고는 도정하여 쌀과 왕겨 ·쌀겨 등으로 나누어진다. 쌀은 밥을 짓는 데 90% 이상이 쓰이며, 술, 떡, 과자, 엿 등의 원료로 쓰인다. 볏짚과 왕겨는 연료 및 퇴비로 많이 쓰이나 볏짚은 가마니, 새끼 등의 짚 세공용으로도 쓰인다. 쌀겨는 기름을 짜거나 사료, 비료, 약용 등으로 많이 이용된다. 쌀의 성분은 대체로 탄수화물 70∼85%, 단백질 6.5∼8.0%, 지방 1.0∼2.0%이며, 쌀 100g의 열량은 360kcal 정도이다.

5) 분  포 : 원산지는 위도 20도 이내의 열대지방이며, 주생산지는 중국, 미국, 일본, 한국, 태국을 비롯한 동남아 지역이다. 우리나라에서는 서울 근교의 여주, 이천, 통진 등이 양지의 쌀 생산지이다. 전세계의 110여 개국에서 벼를 재배하고 있지만 아시아 대륙에서의 재배면적이 전체의 90% 이상을 차지하고 있다. 주로 열대 및 아열대지방에서 많이 재배하지만 벼농사가 잘 되는 지역은 한국, 일본, 스페인, 이탈리아, 미국, 오스트레일리아 등의 온대 또는 아열대지방이고 한국, 일본, 스페인 등은 단위면적당 벼의 생산량이 가장 많은 나라에 속한다.

6) 역  사 : 1991년 6월 경기도 고양군 일산읍 가와지 유적지의 신석기시대 토층에서 4,340년 전인 B.C 2,300년경의 자포니카 볍씨4개 발굴되었고, 1991년 5월 경기도 김포군 통진면 가현리의 지하에 퇴적된 이탄층에서 신석기 시대인 4,100년 전인 B.C 2,100 자포니카 볍씨가 발굴되어 우리 나라 벼농사는 4,300년 전에 이미 시작된 것으로 추정된다.

7) 전파와 기원 : 현재 재배하고 있는 벼와 근연(近緣)인 야생벼[野生稻], 즉 벼속에 속하는 식물들은 아시아의 열대지방, 아프리카, 라틴아메리카 및 오스트레일리아에서 발견되고 있으나 벼(O. sativa)의 선조가 어떤 것인지는 확실하지 않다. 다만 식물학적인 유연관계로 볼 때 동남아시아에서 발견된 여러해살이 야생벼 O. perennis의 일종인 O. balunga로부터 분화(分化)된 것으로 추정된다. 따라서 재배하는 벼(O. sativa)의 발상지는 남부 및 동남 아시아의 기온이 높고 다습한 습지대인 것으로 생각되며, 서부 아프리카에서 재배하는 O. glaberrima는 그 기원이 다른 것으로 본다. 오늘날 재배하는 벼의 순화(馴化) 및 재배는 지금부터 최소한 4,000∼5,000년 전에 인도의 갠지스강(江) 유역, 북부 미얀마, 타이, 라오스, 인도차이나, 중국 남부지역 등지에서 거의 같은 시기에 각각 독립적으로 시작된 것으로 추정되며, 이 곳으로부터 세계 각국으로 전파되었다고 할 수 있다. 벼의 전파 경로는 대략 다음과 같이 추정된다. 즉, 서쪽으로는 이란을 거쳐 카프카스 지방에 전해지고 유프라테스강 유역에서 기원전부터 재배하였으며, 7∼8세기경에는 이 지방에서 벼의 재배가 일반화되었다. 유럽으로의 전파 경로는 여러 가지가 있는데, 하나는 터키를 거쳐 발칸 반도에 전파된 것이고, 다른 하나는 8∼13세기경 아프리카 북부지방을 거쳐 에스파냐와 포르투갈에 전파되어 지중해 연안으로 퍼졌으며, 중국에서 직접 전파된 경우도 있다. 아프리카에 전파된 것은 기원전에 인도에서 해상로를 따라 동부 아프리카에 직접 전파된 경우, 6∼7세기경 중앙 아시아 및 고대 페르시아 지방으로부터 북부 아프리카로 전파된 경우, 서부 해안지대에서 오랫동안 자생(自生)해오던 것이 대륙으로 보급된 경우가 있다. 동부 아시아로는 중국에서 BC 2700년의 오곡설(五穀說)이 있던 것으로 보아 벼가 가장 오래 된 농작물임을 알 수 있고, 중국을 거쳐 한국 ·일본으로 전파되었다. 남쪽으로는 자바에서 BC 1084년에, 스리랑카에서는 BC 513년에 벼를 재배하였다. 남아메리카 대륙에는 16세기 초 포르투갈인에 의하여, 미국에는 1699년에 네덜란드 배에 의하여 벼가 전파되었고, 미국의 서부는 20세기 초에 극동에서 전파되었으며 오스트레일리아와 태평양제도에는 19세기 중엽에 전파되었다.

※ 품종, 성상, 모양 및 특징

1. 식물학의 분류에 따라

1) 일본형(Japonica type, O. sativa subsp. japonica)

① 성숙 후 껍질이 종실(배유부분)에 밀착하여 분리되지 않는 것.

② 벼의 키가 작음

③ 쌀알이 둥글고 굵으며 단단함

④ 세포막이 얇아 쉽게 파괴되어 전분립이 세포외부로 방출되어 호화(점성이 강함)

⑤ 아밀로오제 함량 : 17∼27%

⑥ 호화온도 : 65∼67℃ (멥쌀)

⑦ 한국, 일본, 중국동북부 중심으로 분포

2) 인디카형(Indica type, O. sativa subsp. indica)

① 성숙 후 껍질이 종실에서 잘 분리되는 것.

② 벼의 키가 큼

③ 쌀알이 길고 부스러지기 쉬움

④ 세포막이 두꺼워 파괴되지않아 전분립이 세포막내에서 호화(점성이 약함)

⑤ 아밀로오제 : 27∼31%

⑥ 호화온도 : 70∼75℃

⑦ 인도, 동남아시아 중심으로 분포

3) 자바니카형

① 성숙 후 껍질이 종실 (배유부분)에 밀착하여 분리되지 않는 것.

② 벼의 키가 크다.

③ 쌀알이 크다.

④ 인도네시아자바섬 중심으로 분포

2. 형태 또는 크기로 분류

1) 장립종 : 아시아 열대지역, 남아메리카, 북아메리카에서 사용

2) 대립종 : 길이는 단립종의 2배 이상이며, 동남아시아의 구릉지대나 이탈리아에서 재배

3) 소립종 : 단립종의 반 이하의 중량으로 미얀마, 인도, 스리랑카에서 매우 양질의 쌀로 소중히 여김

4) 중립종

5) 단립종

3. 쌀전분의 성질에 따라

1) 멥쌀 : 요오드반응이 청남색으로 아밀로펙틴이 80%, 아밀로오즈가 20%를 차진한다.

2) 찹쌀 : 요오드반응이 적갈색으로 전분의 대부분은 아밀로펙틴으로 멥쌀에 비해 점도는 2배이상이다. 단백질이 약 2%정도 많고, 산가 및 요오드가가 높으며 저급지방산이 많다.

3) 연미 : 찹쌀과 멥쌀의 중간성질을 보이는 반투명 쌀 품종이다.

① 아밀로스 함량이 5∼14%로 찰과 메의 중간적인 성질을 가진 저 아밀로스 쌀이다.

② 쌀 모양은 찹쌀과 비슷하게 뽀얗게 보이지만 불투명한 정도에 약간 차이가 있음을 알 수가 있다.

③ 밥이 부드럽고 윤기와 찰기가 있기 때문에 중국 윈난성 남,서부지역에서는 옛날부터 ‘루안미’라고 부르는 이 뽀얀 멥쌀을 재배하였으며 사람들이 즐겨 찾는 양질미로 알려져 왔다.

2. 기능성

1) 갈증 해소

2) 설사 치료

3) 강정작용

4) 대장암 발생 억제

5) 고혈압, 신장병 치료작용

6) 이뇨작용

3. 구성 성분

1. 당질(탄수화물)

1) 쌀의 주성분은 전분으로 70∼80%(현미 73%, 백미 76%)를 차지하며, 그 밖에 dextrin 1%, 당분 0.5%, pentosan 1%, 조섬유 0.3%를 함유한다.

2) 쌀의 전분립은 구형 또는 타원형이고 전분 알갱이의 길이는 3-7㎛, 호화온도는  60℃이다.

3) 멥쌀에 들어있는 amylopctin와 amylose의 비율이 80대 20이나 찹쌀은 대부분 amylopctin으로 형성되어 있고, 멥쌀은 찹쌀보다 당분과 dextrin이 적으므로 단맛이 적다. 또 동일한 농도로 용해하면 멥쌀은 찹쌀보다 점도가 낮고 삶을 때 호화가 용이하나 찹쌀은 찔 때 그 호화가 용이하다.

2. 단백질

1) 현미에 8∼9%, 백미에는 7∼8% 정도 함유되어 일반적으로 찹쌀이 멥쌀보다 많다.

2) 주요 단백질은 80% 전후가 oryzenin (쌀 glutelin의 명칭)이며, globulin(3∼6%), albumin (1~3%), prolamin(2∼3%)의 순으로 들어있다.

3) 아미노산 조성은 lysine(2.32%), tryptophane 및 methionine(1.63%)의 함황아미노산의 함량이 동물성 단백질에 비해 적다.

4) 단백가(protein score)은 78 이상으로 곡류 단백질 중 우수하다.

3. 지질

1) 현미 약 3%, 백미에 0.5% 함유되어 있으며, 쌀겨에는 20% 정도 함유되어 있다.

2) 지방산 조성은 oleic acid(45%), linoelic acid(30%), palmitic acid(20%) 등이 함유된다.

3) 현미에는 oleic acid, 백미에는 linoelic acid가 각각 40%정도 들어있다.

4) 쌀겨기름(미강유[米糠油])

① 상온에서는 불투명한 액체이지만 30∼40℃로 가온하면 다시 투명해 진다.

② 5%의 복합지질, 95%의 순지방으로 형성된다.

③ 요오드가가 100.9∼101.5인 반건성유이다.

④ 짧은 시간 내에 착유하지 않으면 쌀겨에 함유된 효소(lipase)에 의해 산패 작용이 급격히 일어난다.

5. 비타민류

1) 씨눈이나 쌀겨에 있으며, 씨젖부에는 거의 없다.

2) 비타민 A, C, D,는 없다.

3) 비타민 B1은 비교적 많이 들어있는데 특히 배아 부분에 많고, 배유에는 적다.

4) 물에 녹기 쉽다.

6. 무지길

1) 회분 함량은 현미 1.3%, 백미 0.6% 정도이다.

2) 인(P)이 가장 많이 들어있어 현미 300mg%, 백미 150mg%이며, 칼륨(K)은 현미 250mg%, 백미 120mg%이고, 칼슘(Ca)은 현미 40mg%, 백미 6mg%이다.

3) 인체에 필요한 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 철이 부족하므로 채소류와 부식에서 이를 보충해야 한다.

※ 쌀의 도정도에 따른 소화율(%) : 현미 89.6%, 5분도미 94.5%, 7분도미 95.8%, 백미 97.1%

4. 효능 및 효과

1) 대장에서의 발효과정에서 낙산(酪酸)이 생겨나 대장암의 발생을 억제시킨다.

2) 쌀은 몸을 보호하고 원기를 돋아 주고 모든 장기를 건장하게 하며 위장을 보호한다.

3) 자양 강장, 소화건위, 원기 회복, 해독, 지시약으로 쓰일 수 있다.

4) 납 성분의 흡수를 억제하고 고혈압, 신장병에 효과적이며 발암 억제와 이뇨를 치료함과 동시에 신장 결석을 예방한다.

5) 혈중 콜레스테롤을 낮추어준다.

6) 섬유질 성분이 있어 구리, 아연, 철 성분 등과 결합하여 우리 인체에 해로운 중금속이 인체에 흡수되는 것을 막아준다.

7) 수분 유지력이 커서 변비를 막고, 인슐린 분비는 적어 비만, 고혈압, 동맥경화증 등 성인병을 예방할 수 있다.

8) 백미와 현미를 적절하게 섞어 먹으면 약용으로 몸을 보하고 원기를 돋아준다. 또 모든 장기를 활발하게 하여 위장을 보호한다. 또 설사를 멈추게 하며 중독증상을 해독 억제하는 작용도 한다.

9) 찹쌀이 있는데 쌀과 성분이 비슷하고 다량의 덱스트린 함유하고 있어서 점도성이 높으며 응집력이 강하다. 몸을 보하고 원기를 도와주는 작용이 있고, 당뇨에 대한 다뇨자연발한 하체에 힘을 갖게 해 허리통증을 치유하는 작용이 뛰어나다. 위장이 나빠 설사를 하고 위궤양이 있는 사람이 찹쌀밥을 꾸준히 계속해서 먹으면 소화를 촉진시키는 기능이 호전되어 치료 효과가 탁월하다.

10) 고혈압, 신장병 치료작용 : 쌀은 오랜 세월동안 중증의 고혈압, 신장장해, 당뇨병 치료에 이용되어 왔다. 최근의 연구에서 쌀이 감자와 같은 전분식품에 비 하여 insulin 비의존형 당뇨병환자의 cholesterol 성분을 억제, 혈중 insulin과 포도당식 (혈당식)을 안정시킨다고 보고하였다. 그러나 이도 현미의 효능으로 보아야 한다.

11) 이뇨작용 : 오래전부터 온수(쌀 2컵에 소금 1컵, 물 1ℓ를 섞어 삶은 것)는 아이들의 이뇨제로 사용 되어 왔다. 그런데 이러한 요법이 세계과학계 에 인정받은 것은 최근의 일이다. 이를 증명하기 위하여 방글라데시의 국제 이뇨질환센터에서는 환자들에게 쌀의 경구재수화(탈수 상태인 사람에게 수분을 공급하는 것)용액을 만드는 방법을 가르치면서 이뇨 치료를 하였다. 쌀의 경구재수화 용액이란 온수를 가리킨다.

※ 쌀 추출물이 기능성소재로 각광받는 일본

쌀추출 성분들은 여러 건강증진 기능성을 평가받아 건강식품이나 화장품, 의약품 등으로의 활용이 크게 늘고 있다.

일본에선 최근 쌀이 ‘건강에 기여하는 기능성 소재’로 주목받고 있다. 자원이 부족한 일본으로서는 남아도는 쌀의 기능성 연구와 용도개발이 중요한 국가적 과제로 되고 있는 것이다. 지난 2001년에도 농림수산성이 △’건강증진 기능성 식품소재의 고도가공·이용기술개발사업’의 일환으로 올리자유카(油化)社의 ‘탈지 쌀겨발효물 유래 기능성성분의 효율적 분리 추출 기술개발’ △’지역 신생·식품산업 활성화기술 개발 지원사업’의 일환으로 쓰노식품공업(주)의 ‘쌀겨 추출성분의 당뇨병개선 기능성식품 제조기술 개발’ △’식품산업 재생·신사업 창출기술개발사업’의 일환으로 후지코사의 ‘감마-아미노낙산 고함유 기능성 발효식품소재개발’을 지원하는 등 쌀의 기능성소재 개발이 산업기반 조성이라는 국가 전략사업으로 자리매김되고 있다.

쌀은 영양소가 많은 곡물이다. 쌀의 씨눈엔 비타민 B1, B2, B6 등의 비타민 성분과 아연, 마그네슘, 망간 등의 미네랄 성분이 많이 들어 있다. 한편 쌀에 건강증진 효용이 평가받아 기능성소재로 이용되고 있는 성분도 많다. 쌀에 포함돼 있는 고유한 기능성 성분 중 첫째로 손꼽을 수 있는 것은 ‘감마-오리자놀’이다. 이는 쌀겨기름(미강유)에서 추출·정제하여 얻는 천연물로 현재 일본에선 의약품에만 사용할 수 있는 성분으로 구분돼 있어 직접 건강식품에 성분으로는 이용하지 못하고 있다. 그러나 성분으로서가 아니라 다른 성분도 포함된 '쌀추출물'로는 사실상 건강식품에 이용되고 있다.

감마-오리자놀의 기능성으로는 콜레스테롤 저하작용, 성장촉진작용, 갱년기장애 개선작용, 자율신경실조증 개선작용, 혈류량 증대작용, 티로시나제활성 억제작용 등이 알려져 있다. 또한 쌀엔 ‘토코트리에놀’이란 쌀 특유의 성분이 있다. 토코트리에놀은 쌀겨나 쌀씨눈의 유지성분에만 있는 토코페롤의 트리에놀 유도체다. 토코트리에놀은 콜레스테롤 저하작용 동맥경화 억제작용 유방암·간암 억제작용이 있는 것으로 밝혀져 있다. 또 생체 내에서 항산화 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 쌀에만 있는 성분이라고 할 수는 없지만 그 밖에도 기능성 소재로 식품에 이용되고 있는 성분이 많다. ‘가바’(GABA)란 이름으로도 알려져 있는 ‘감마-아미노낙산(γ-amino butyric acid)’은 뇌대사 촉진작용이 있는 것으로 밝혀져 뇌경색·뇌출혈 후유증이나 뇌혈관 장애증상을 개선하는 의약품, 혈압상승을 억제하는 의약품에 이용되고 있다.

건강식품 쪽에선 감마-아미노낙산이 많이 들어있는 쌀씨눈 식품 또는 쌀씨눈 추출엑기스를 판매하고 있는 데 갱년기 장애를 개선하고 정신 안정작용도 있다는 것을 내세우고 있다. 또한 쌀엔 가오(花王)社에서 건강식유 ‘에코나’에 배합하여 크게 성공했으며 미국 등에서도 마가린 분야에 이용하여 건강강조표시 허가를 받은 ‘식물 스테롤’ 성분도 들어있다. 이 식물스테롤이 들어 있는 식품엔 콜레스테롤 저하작용이 있다는 것이 일반 소비자들에게 널리 알려져 있다. 쌀에는 ‘옥타코사놀’ 이란 성분도 들어있다. 미국 일리노이대학 T.K. 클레턴교수의 연구결과에 따르면 옥타코사놀엔 지구력증강·근력증강·예민성개선·심장기능강화·근육통개선 등의 효과가 있다. 옥타코사놀은 스포츠 음료나 영양음료의 중요한 소재로 이용되고 있다.

한편 ‘페룰라산(ferulic acid)’은 생체내 항산화작용과 항암작용이 있는 것으로 보고돼 있는데 쌀씨눈은 발효시키면 페룰라산 함유량이 늘어난다. 이 때 페룰라산만이 아니라 시스테인, 시스인 등의 항산화 성분도 함께 늘어난다. 이처럼 쌀씨눈이 발효과정에서 기능성이 증강되는 것으로 밝혀짐에 따라 발효를 통한 소재개발도 활발해지고 있다. ‘쌀겨 아라비노자일레인(arabinoxylane)유도체’는 쌀겨추출물에 포함돼 있는 헤미셀룰로스를 버섯에서 분리한 탄수화물 효소로 가수분해하여 생물학적으로 형질을 바꾼 것으로 면역계에 작용하는 기능성을 갖고 있다. 또 자연계에 피틴산의 칼슘, 마그네슘, 혼합염(피틴)으로 많이 존재하는 ‘이노시톨6인산에스테르’(IP6)는 최근 항암·항종양작용이 주목받고 있는 성분이다. 그밖에도 IP6는 고콜레스테롤혈증에 대한 치료효과가 알려져 있으며 용혈성빈혈 등의 치료에도 이용될 수 있는 것으로 기대되고 있다.

쌀에서 추출한 성분들은 미용분야에서도 이용되고 있다. 보습·미용효과가 있는 소재로 근년 주목받고 잇는 것이 세라미드다. 세라미드엔 스핑고당지질이 다량 함유돼 있어 아토피성피부염에도 유효한 것으로 알려져 있다. 세라미드는 화장품 이외에 내면 미용 영양보조제 등 광범위한 용도로 이용되고 있다. 한편 쌀씨눈과 살겨엔 항암작용과 면역활성화작용이 있는 것으로 알려져 있는 스쿠알란과 스쿠알렌도 들어있다. 이들 성분은 보습효과와 미백효과가 우수해서 화장품에도 이용되고 있다.

현재 일본에선 쌀 추출물이 쌀씨눈추출물 또는 쌀겨추출물의 형태로 여러 가공식품에 폭넓게  이용되고 있다.

5. 독성 및 부작용

백미는 오랜 세월동안 습관적으로 그 맛이 뛰어나 주식으로 애용되어 왔으나 그 성분의 특성상 충분한 영양소가 함유되어 있지 않아 백미에 잡곡이나 보리쌀 등을 혼식하여 백미의 부족한 영양을 보충하여 왔다.

6. 민간 요법

1) 멥쌀은 기(氣)를 늘리고, 번갈(煩渴)과 설사를 그치게 한 다. 멥쌀 끓인 죽은 심장병을 다스린다. 갈증을 그치게 하고 열독과 하리를 다스린다(식료본초).

2) 멥쌀과 마름을 함께 죽을 쑤 어 먹으면 정력(精力)을 강하게 한다. 귀와 눈도 맑게 한다. 목이 쉬었을 때 멥쌀을 생으로 씹어 먹으면 묘하게 낫는다(호고탕야).

7. 고전 문헌

1) 민간 요법에는 6월경 벼의 묘가 12~15cm 정도 자랐을 때 그늘에서 말려 이것 한줌을 5홉의 물로 다려서 차를 끓일 때와 같이 하여 즙액이 우러나오면 차 대용으로 조금씩 복용한다. 이 방법은 신장병에 놀라운 효과가 있으며 심장병에도 효과가 있다고 한다.

2) 설사를 잘하는 사람이나 이질을 앓은 사람에게는 쌀이 부담없고 소화가 잘되는 식품이 다. 인도의 약전에서는 미음을 훌륭한 완하제로서, 열병, 염증질환의 해열제로서, 또 비뇨장애 및 유사 질환에 좋은 약으로 꼽는다.