알록달록 유색쌀의 정체가 궁금해요~
우리나라 사람들의 주식인 쌀!
우리가 흔히 먹는 흰색 쌀 외에도 홍미, 흑미 등 색이 있는 쌀들도 많지요.
혹시 이 색이 사람들의 기호에 맞게 인위적인 색소를 이용했을지도 모른다는 의심을 하신 적이 있으신가요?
NO!! 이런 쌀은 사람이 인위적으로 색소를 사용해서 만든 것이 아니라 자연적으로 생기는 천연색소에 의한 것입니다.
농촌진흥청에서 밝혀냈다는 몸에도 좋은 벼의 천연색소에 대해 알려드립니다.
안토시아닌
벼의 천연색소는 바로 안토시아닌계열의 물질입니다.
그럼 우선 안토시아닌에 대해서 알아보겠습니다~
안토시아닌은 자연에서 널리 존재하는 대표적인 천연색소 물질입니다.
보통 안토시아닌을 지닌 꽃 등은 주황색, 붉은색, 보라색, 검은색의 색을 나타낸다고 하며,
이처럼 자연적으로 색을 나타내기도 하면서 항산화 특징도 지니고 있습니다.
항산화!
마늘이나 블루베리와 같이 몸에 좋은 음식이라고 알려진 것에도 항산화의 특징이 있습니다.
이와 같은 항산화 특징은 항암과 면역증진 효과를 내는 기능성 물질이랍니다!
이외에도 안구 망막의 재합성을 촉진하는 시력개선 효과, 혈관질환 예방과 개선 효과 등
여러 가지 생리 활성을 가지고 있는 만능 안토시아닌!!
위와 같은 특징 때문에 안토시아닌은 상업적으로 화장품 등의 천연색소제와
기능성 음료 등 식품과 식품첨가제로 이용되고 있답니다.
유전자와 안토시아닌
쌀에 색이 나타나는 과정을 이해하기 위해서는 ‘유전자’라는 개념이 필요합니다.
색소가 펑! 하고 생겨서 색을 띠는 것이 아니라,
색소를 만들어내는 것을 유전자가 조절하게 되는데요.
이 유전자가 제대로 일을 해서 색소를 형성하는 것을 유전자의 발현이라고 합니다!
안토시아닌을 생성하는 데에는 중요한 유전자 3종류가 필요합니다.
첫 번째! DFR(dihydroflavonol reductase)
안토시아닌을 합성하는 경로와 관련된 유전자입니다. 앞으로 이 유전자를 A라고 칭하겠습니다!
두 번째! OSB1
이 유전자는 물질대사를 조절하는 데 관여합니다. 이 유전자는 B라고 할게요!
세 번째! Rc
이는 B와 마찬가지로 물질대사와 관련되어 있습니다. 이 유전자는 C로 하겠습니다!
일반쌀과 유색쌀의 차이
유색쌀은 이 안토시아닌계열 물질의 합성을 결정하는
유전자의 발현 정도가 높기 때문에 쌀에 색이 나타나게 되는 것입니다.
실제로 일반쌀(백미)는 유전자 발현정도가 유색쌀에 비해
1∼10 % 정도로 낮다는 것을 밝혀냈다고 하네요!
그렇기 때문에 백미에는 색소의 양이 적은 것입니다.
자 그럼, 이를 조금 더 자세하게 알아볼까요?
먼저 유전자 A에 대해 흑미랑 홍미와, 백미를 비교해봅시다!
유전자는 구조를 단순화해서 알파벳으로 나타낼 수 있는데요,
위 그림은 이를 이용해서 유전자를 나타낸 그림입니다!
흑미,홍미와 백미를 비교해보면 백미가 유난히 유전자가 짧다는 것을 확인할 수 있습니다!
이번에는 유전자 B!!
유전자 B는 백미와 홍미가 묶이는군요!
백미와 홍미는 중간에 구성이 바뀌기 때문에 흑미의 길이보다 짧아지게 되었습니다.
마지막으로 C입니다!
유전자 C는 홍미만 긴 유전자를 보이고 있습니다.
A,B,C 유전자에 관해 일반쌀과 유색쌀을 비교해 보았는데요, 공통점을 찾으셨나요??
네, 바로 백미만 세 경우 모두 짧게 변한 유전자를 가진다는 점입니다!!
이 돌연변이 유전자 때문에 일반쌀에서는 안토시아닌계열이 합성되지 않는 것이랍니다.
또한 적미와 흑미의 차이점도 알 수 있었는데요,
유전자 B,C의 차이점 때문에 검은색인지 붉은색인지가 결정됩니다.
이를 응용하는 방법!
이때까지 우리는 벼가 자라야지만 유색쌀인지, 일반쌀인지를 구별할 수 있었습니다.
그러나! 이제는 종자 상태에서도 어떤 색깔이 나올지 미리 판단할 수 있는 시스템을 구축하였다고 하네요!
물론 그 배경은 위에서 밝혀낸 유전자 구성이 관련되어 있겠지요 ^^
색의 변화가 유전자 A, B, C의 돌연변이에 의한 것이라고 밝혀냈으므로,
이를 응용하여 종자의 색을 판단하는 표시기를 개발해냈습니다.
다음 사진이 바로 구별하는 과정!
아래쪽에 실핀 같은 게 나열되어 있는 것이 보이시죠?
그것이 바로 유전자입니다.
위부터 차례대로 A,B,C 유전자의 모양입니다.
이처럼 유전자는 각각 고유의 특징이 있어서 유전자 분석을 하면 크기 등에서 차이를 보입니다.
즉, 이 사진에서 알아낸 것은 아무것도 모르는 종자에서 유전자 분석을 시행하면
A, B, C 유전자의 모양을 알 수 있다는 것이죠!!
짜잔!! 이렇게 유전자 모양들을 비교해서 돌연변이인지를 판단할 수 있고,
5색소를 발현할 수 있는 상태인지를 확인할 수 있게 됩니다!!
그렇다면 이러한 방법을 개발함으로써 우리에게 이로운 점은 어떤 것일까요?
가장 큰 장점은 육종에 필요한 포장과 시간을 줄일 수 있다는 것입니다!
육종이란 새로운 종을 만들어내는 일로,
육종을 통해 유용 기능성 물질을 합성하는 개체나 병에 강한 개체들을 선발해 왔습니다.
그러나 육종은 여러 검증을 거쳐야하기 때문에 넓은 포장과
많은 인력과 시간을 요구하는 단점이 있습니다.
하지만 위의 방법을 이용한다면 결실을 맺기 전부터도
검정이 가능하기 때문에 시간을 단축시킬 수 있답니다!!
앞으로의 연구 방향은 어떻게 되나요?
생명공학과 농업의 만남은 농업을 고부가 산업으로 발전시키는 중요한 일입니다.
또한 벼는 우리나라 사람들의 기본이 되는 중요한 작물이죠.
그러나 밀 등을 주식으로 하는 선진국을 위주로 연구가 진행되다보니
벼에 대해서는 생명공학적 연구는 많이 진행되지 않는다고 합니다.
이에 따라 임선형 연구사님은 벼가 생산하는 다양한 기능성 물질을 연구해서
그 이점이 강화된 유용한 기능성 쌀을 개발할 계획이라고 하시더라고요!
우리나라 사람뿐만 아니라 많은 사람이 주식으로 삼고있는 쌀!
쌀의 색소가 항산화와 같은 좋은 기능을 가진다는 사실도 밝혀내고
고부가 소재를 발견해낸 멋진 연구에 대해 소개해드렸습니다 :)
웰빙에 대해 신경써야하는 때인 만큼 기능성 쌀에 대한 관심도 키워보는 것은 어떨까요?
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