최근 생물의 기능성 물질의 대사경로를 이용해 작물의 고부가 창출이 기대돼 농업분야에 새로운 활기를 불어 넣고 있다.
대사체 생산 농업(metabolite farming)은 농산물의 주요 활성물질의 함량을 높여 작물의 가치를 높이는 농법으로, 농생명산업의 경쟁력을 높이는 핵심 분야로 주목받고 있다.
에스트로겐은 여성의 건강 유지를 위한 대표적인 호르몬이며 중년 이후에 급속히 감소해 다양한 대사성 및 갱년기 질환, 피부노화의 주요 원인이 되는 것으로 알려졌다. 이런 증상 개선을 위해 에스트로겐 호르몬제제를 사용하고 있으나 부작용 우려로 인해 대체제로 이소플라본과 같은 식물성 에스트로겐(Phytoestrogen)에 대한 요구가 높아지고 있다.
이소플라본: 여성호르몬인 에스트로겐과 구조가 유사하여 식물성 에스트로겐이라고 불리며 에스트로겐의 활성을 나타내 여성호르몬 대체제로 각광받고 있다.
농촌진흥청(청장 정황근) 차세대바이오그린21사업 시스템합성농생명공학사업단(단장 이상열)과 농림수산식품기술기획평가원(원장 이상길)의 지원으로 경상대학교(총장 이상경) 박기훈 교수팀이 일반 콩잎에서 식물성 에스트로겐이라 불리는 이소플라본이 다량 함유된 기능성 콩잎(이하: 파바톤 콩잎)의 재배기술 개발에 성공했다.
일반 콩 파종 뒤 50일~60일경에 에틸렌 혹은 에테폰의 처리로 콩잎의 이소플라본 함량을 극대화하는 재배 기술을 개발하고, 효능을 밝혀 그 결과를 농업 및 식품소재 분야의 세계적 학술지(2016 Multidisciplinary Agriculture 분야 순위 1위, mrnIF 91.39)인 J. Agr. Food Chem.에 게재했다.
논문명: Ethylenes Induced a High Accumulation of Dietary Isoflavones and Expression of Isoflavonoid Biosynthetic Genes in Soybean (Glycine max) Leaves(콩잎에서 이소플라본 합성 및 과발현 기전 구명)
파바톤 콩잎은 지구상에 존재하는 식물체 중에서 최고 수준의 식물성 에스트로겐(식약처가 허가한 식물성 에스트로겐 기준)을 함유(콩잎 10mg/g∼13mg/g)해 일반 콩(0.4mg/g∼2.3mg/g)보다 5배 이상 높아 이를 특허 출원했다.
특허명: 이소플라본 유도체 고함량 콩잎 및 그 제조방법(특허등록:10-1451298) 및 이소플라본 유도체 고함량 콩줄기 및 그 제조방법(특허등록:10-1607188)
파바톤 콩잎은 파종에서 수확까지 60일 이내의 짧은 재배기간으로 2모작~3모작이 가능하고 돌려짓기 혹은 휴경지 등에 이용 가능하며 고부가 기능성 소재로 실용화 개발 시 농가의 소득 증대에 기여할 수 있다.
경상대학교 박기훈 교수 연구팀이 갱년기 동물모델을 이용해 파바톤 콩잎의 효능을 확인한 결과, 갱년기 증상 완화에 탁월한 효과가 증명됐다.
갱년기 동물 모델에서 지방생성 및 뼈 건강 등을 측정했을 때 복부, 내장 및 간 지방 축적 억제 효과가 탁월했으며 골밀도 및 조골세포의 기능향상과 콜라겐 합성도 정상에 가까운 수준을 유지했다.
또한 기능성 유리아미노산인 아르기닌, 아스파라긴, 가바 등도 높은 농도(60 mg/g, 시금치의 3배 정도)로 존재해 기능적인 면에서 보다 강화된 갱년기 증상 완화 효과를 기대할 수 있다.
농촌진흥청 조남준 연구운영과장은 “이번 연구결과는 대사체 생산농업으로 고부가가치를 창출하는 좋은 사례가 될 것이다”라며, “농업과 생명공학 기술의 접목은 앞으로 농가의 소득 증대를 가져올 것이며 기술의 실용화를 통해 과학영농이 실현될 것이다”라고 말했다.
