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콩 기름은 세계에서 두 번째로 많이 식용되고 있는 기름으로 정상적인 콩의 기름중 지방산은 포화지방
산 (palmitic acid + stearlic acid) 15%, oleic acid 23%, linoleic acid 53%와 linolenic acid 9%로 구성
되어 있다. 미국을 중심으로 1970년대 이후 콩 지방산생합성에 관한 유전연구들이 많이 이루어졌고 또한 많
은 진전을 보았다. 콩 지방산 조성의 육종목표는 콩기름의 용도에 따라 다르게 만들어 설정되어 있다. 식용
류로 이용할 기름의 안정성을 높이기 위해 콩으로부터 기름을 추출한 후 linolenic acid의 함량 낮추기 위
해 hydrogenation (수소화)을 통하여 이중결합의 수를 낮추게 되는데, 이 과정에서 몸에 좋지 않는 transfat이
생겨난다. 미국에서 설정되어 있는 식용유용 콩기름의 지방산 함량은 포화지방산을 15%에서 7%로
낮추고 높은 온도에서 기름의 안정성을 높이기 위해 oleic acid를 23%에서 55% 이상으로 올리고, 상온에
서 콩기름의 산패 및 안정성을 높이기 위해 linolenic acid를 9%에서 3% 미만으로 낮추는 것이다 (J. Crop
Sci. Biotech. 10:201-210).
포화지방산중 12% 정도를 차지하고 있는 palmitic acid를 낮추기 위한 연구는 주로 돌연변이 육종법으
로 이루어졌는데, 콩 계통 C1726(8%)과 A22(6.8%)등이 좋은 예이다. 높은 요리온도에서 콩기름의 안정성
을 유지해주는데 가장 중요한 역할을 하는 oleic acid를 높이기 위한 연구는 돌연변이, 유전공학 및 교배육 종에 의해 많이 이루어졌다. 최근에는 N98-4445A(약 50%, Crop Sci. 46:1010-1012)가 유전자원으로
등록이 되었다. 이 콩에는 콩 종자에 oleic acid을 축적하는데 관여하는 6개의 QTL이 있는 것으로 밝혀졌으
며(Crop Sci. 48:2223-2234), 밝혀진 QTL들을 우수품종에 넣는 육종 프로그램이 미국에서 운영되고 있다.
하지만 N98-4445A는 재배환경, 특히 성숙기의 온도에 민감하게 반응하는 것으로 나타나 품종육성의 재료
로 이용하는 데는 어려움이 있는 것으로 보고되고 있다 (Crop Sci. 46:2069-2075). 일본에서 돌연변이 육종에 의해 개발된 M23 (40-50%)은 콩의 w-6 fatty acid desaturase중의 하나인 Fad2-1a 유전자의 결
실이 일어난 것으로 밝혀졌으며 (J. Am. Oil Chem.Soc. 84:229-235) MAS를 위한 DNA 마커가 개발되었다. 콩의 oleic acid 함량을 획기적으로 올린 연구는 생명공학기술을 이용한 것으로, 미국의 Dupont와
University of Nebraska 팀에 의하여 80% oleic acid 콩이 만들어 졌는데, 80% oleic acid 콩은 수량 및 다
른 콩 성분에 전혀 영향을 미치지 않은 것으로 보고가 되었다. 최근 미주리대학에서 개발된 80% oleic acid
콩은 유전자원 및 전통육종의 중요성을 보여준 것이다(미발표자로). University of Missouri의 Dr. Grover
Shannon, Dr. Kristine Bilyeu (USDA 소속), 그리고 이글의 필자는 최근 자연상태에서 존재하는 돌연변이 콩 w-6 desaturase 유전자를 재조합하여 80%
의 oleic acid를 만들었는데, 그 원리를 살펴보면 콩 종자가 성숙하는 동안 발현하는 Fad2 유전자중 Fad2-
1A와 Fad2-1B 유전자가 모두 변이가 생겨 제 기능을 하지 못하면 콩 지방산 생합성 경로에서 oleic acid에
서 linoleic acid로 생합성이 진행이 되지 않아 80%의 oleic acid를 만들고, 아주 낮은 함량의 linoleic acid
(53%에서 2-3%)와 linolenic acid (3-4%)를 만드는 것으로 나타났다. 그리고 개발된 80%의 계통들은 콩
의 주성분인 단백질과 지방함량에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라, 여러 재배환경에서 아주 안정적으로 oleic
acid (78-82%)를 생산하는 것으로 평가되고 있다. 이 기술의 가장 큰 장점은 유전공학을 이용한 형질전환체 가 아니며 유전자원 중에 존재하는 변이 유전자를 모은 것으로 아주 작은 노력으로 획기적인 결과를 낸 것이라
하겠다.
콩 기름의 산패와 안정성을 높이기 위해서 가장 집중적으로 연구를 한 것은 linolenic acid의 함량을 낮추
기 위한 것이다. 주로 돌연변이를 유발 시켜 linolenic acid가 낮은 계통을 선발하였는데, C1640 (3.4%),
A5 (4%), A23 (5.6%) 등이 개발되었고, 유전자원 중 에는 PI361088B와 PI123440등이 낮은 함량을 보이
는 것으로 보고되었다. 콩의 종자 발달단계에서 발현하는 w-3 fatty acid desaturase는 Fad3A, Fad3B
그리고 Fad3C 인 것으로 밝혀졌는데 (Crop Sci.43:1833-1838), 정상적인 것보다 낮은 linolenic acid
함량을 보이는 계통들은 주로 이 세 개의 유전자중 한 개 혹은 수 개에 변이가 생긴 것으로 나타났다 (Plant
Breeding 125:535-536; Crop Sci. 47:1705-1710; Crop Sci. 45:1830-1836). A29 (Crop Sci. 40:383-386) 는 1%의 linolenic acid 함량을 가진 콩으로 A5, A23 및 A89-144003등에 들어 있는 서로 다른 3개의
돌연변이 유전자들 (Fad3a, b, c)을 모은 것으로 SNP 마커가 개발되어 여교잡 육종에 이용되고 있다 (Crop Sci. 46:1913-1918). 1% linolenic acid 콩 역시 콩의 수량이나 주성분인 단백질, 지방함량에 영향을 미치지 않는 것으로 보고되었다.
미국에서 콩 지방산 조성을 변화시키는 목적이 주로 식용유를 염두 해둔다면, 국내에서 생산되는 콩들은
주로 장류, 두부, 콩나물 등 식품의 재료로 이용을 하고 있다. 즉 식품을 통해 콩의 지방을 바로 섭취할 수
있어 식품의 재료로 콩을 이용할 때는 좀 다른 각도에서 육종의 목표를 설정해야 할 것으로 생각이 든다. 콩
의 linoleic acid(w-6)와 linolenic acid (w-3)는 필수 지방산으로 결핍이 생길시 에는 여러 가지 증세가
나타나 인간의 건강을 해치게 된다. 그런데 유료작물중 아마(flax)와 들깨를 제외한 대부분은 linoleic acid 함
량이 linolenic acid 함량 보다 많은 것으로 알려져 있종에 의해 많이 이루어졌다. 최근에는 N98-4445A
(약 50%, Crop Sci. 46:1010-1012)가 유전자원으로 등록이 되었다. 이 콩에는 콩 종자에 oleic acid을 축적
하는데 관여하는 6개의 QTL이 있는 것으로 밝혀졌으며(Crop Sci. 48:2223-2234), 밝혀진 QTL들을 우수
품종에 넣는 육종 프로그램이 미국에서 운영되고 있다.
하지만 N98-4445A는 재배환경, 특히 성숙기의 온도에 민감하게 반응하는 것으로 나타나 품종육성의 재료
로 이용하는 데는 어려움이 있는 것으로 보고되고 있다 (Crop Sci. 46:2069-2075). 일본에서 돌연변이 육
종에 의해 개발된 M23 (40-50%)은 콩의 w-6 fatty acid desaturase중의 하나인 Fad2-1a 유전자의 결
실이 일어난 것으로 밝혀졌으며 (J. Am. Oil Chem.Soc. 84:229-235) MAS를 위한 DNA 마커가 개발되
었다. 콩의 oleic acid 함량을 획기적으로 올린 연구는 생명공학기술을 이용한 것으로, 미국의 Dupont와
University of Nebraska 팀에 의하여 80% oleic acid 콩이 만들어 졌는데, 80% oleic acid 콩은 수량 및 다
른 콩 성분에 전혀 영향을 미치지 않은 것으로 보고가 되었다. 최근 미주리대학에서 개발된 80% oleic acid
콩은 유전자원 및 전통육종의 중요성을 보여준 것이다(미발표자로). University of Missouri의 Dr. Grover
Shannon, Dr. Kristine Bilyeu (USDA 소속), 그리고 이글의 필자는 최근 자연상태에서 존재하는 돌연변이 콩 w-6 desaturase 유전자를 재조합하여 80%
의 oleic acid를 만들었는데, 그 원리를 살펴보면 콩 종자가 성숙하는 동안 발현하는 Fad2 유전자중 Fad2-
1A와 Fad2-1B 유전자가 모두 변이가 생겨 제 기능을하지 못하면 콩 지방산 생합성 경로에서 oleic acid에
서 linoleic acid로 생합성이 진행이 되지 않아 80%의 oleic acid를 만들고, 아주 낮은 함량의 linoleic acid
(53%에서 2-3%)와 linolenic acid (3-4%)를 만드는 것으로 나타났다. 그리고 개발된 80%의 계통들은 콩
의 주성분인 단백질과 지방함량에 영향을 주지 않을 뿐 만 아니라, 여러 재배환경에서 아주 안정적으로 oleic
acid (78-82%)를 생산하는 것으로 평가되고 있다. 이기술의 가장 큰 장점은 유전공학을 이용한 형질전환체
다. 콩에 들어 있는 α- linolenic acid (w-3)는 결핍시 성장저하, 발육부진, 시력저하, 학습능력 저하 및
순환기 질환 등을 유발 하는 것으로 밝혀 져 있다. 현대인들은 w-6 지방산을 w-3 지방산보다 10-50배 정도 더 많이 섭취하여 지방산의 섭취에서 보면 상당한
불균형을 이루고 있다. 영양적으로 보면 이 두가지 지방산의 섭취 비율이 1(w-3) : 2(w-6)인 것이 가장 이
상적으로 알려져 있다. 그러나 재배콩의 경우에는 상대적으로 w-3 지방산인 linolenic acid의 함량도 낮
으며 (8-9%) 또한, w-6 지방산인 linoleic acid의 함량이 7배 정도로 높아 linolenic acid의 함량을 높이
고 linoleic acid의 함량을 낮추어 w-3 지방산의 섭취 및 필수지방산의 균형적인 섭취에 기여할 필요가 있
다. 재배콩의 linolenic acid 함량은 성숙기의 온도에 영향을 받지만 미국 콩 유전자원센터의 데이터에 의하
면 15%를 가진 계통이 있다고 하였으나, 본 필자가 검정한 바로는 약 11% 정도 인 것으로 평가되었다. 그러
나 야생콩은 대부분이 15% 이상의 linolenic acid 함량을 보유하고 있는 것으로 평가되었고, 계통에 따라서는
20% 이상인 것이 있는 것으로 알려져 있다. 그러므로 야생콩의 유전자를 재배콩으로 도입한다면 linolenic
acid의 함량을 높여 두 지방산의 비율을 조절할 수 있을 것으로 기대가 된다. 즉 식품의 재료로 이용할 콩
의 지방산은 포화지방산을 15%에서 10%이하로 내리고 linolenic acid 함량을 높여(9%에서 15% 이상) 지방산
의 섭취에 균형을 이루는데 기여하는 쪽으로 목표를 잡아야 할 것이다. 국내에는 소수의 콩 연구자들에 의해 콩 지방산을 개선하려는 움직임이 있으나, 국내에서 직접 개발한 자원들이 부족하여 어려움을 겪고 있는 듯하다. 유전자은행에 보관되어 있는 수많은 콩 자원들은 콩의 지방산을 개선할 중요한 재료가 될 것으로 기대가 되며, 식품 재료용으로 사용될 콩 지방산 개선은 앞으로 새로운 육종의 목표가 될 것으로 여겨진다. (주 출처: Genetic and breeding for modified
fatty acid profile in soybean seed oil. J. Crop
Biotech. 10:201-210)
출처: 한국콩연구회소식 제279호(10.3.25)
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