국내 식생활 수준이 향상되기 시작하여 육류 및 우유의 소비량 증가와 더불어 국내 중부지방의 축산농가수가 증가되고, 그 사육규모도 확대되어 점차 전업화 되기에 이르렀다. 그러나 한정된 초지 면적에 따른 조사료 생산량 부족으로 우유 및 육류생산을 위한 젖소 및 비육우 사육은 조사료 부족분을 수입 농후사료로 대체하고 있는 실정이다. 따라서 중부지방에서 보리 등 맥류를 재배하여 완전성숙에 이르기 전에 반추가축 사료로 예취 이용함으로써 벼 조기이앙에 적응하고, 조사료 부족 완화와 농가소득향상, 경지 및 농기계 이용율 제고, 가축분뇨의 농지환원 등 많은 이점을 제공할 수 있는 사료용 총체보리생산에 대한 연구가 최근 다수 이루어졌다.
 1. 주요 성분의 곡종간 비교
보리는 평균적으로 전분 64%, 단백질 11%, β-glucan 5%로 구성되어 있으며 나머지 20%는 수분, 지방, 회분, 섬유소, 그리고 소량의 비타민 등 미량성분들을 포함하고 있다(MacGregor와 Fincher 1993). 보리는 비타민 B군의 뛰어난 공급원으로 특히 thiamin(B1), pyridoxine(B6), riboflavin(B2) 및 pantothenic acid 함량이 높다. 보리에는 niacin의 함량이 높은 것으로 보고된(Newman과 Newman 1991) 바 있는데 일부는 단백질과 결합되어 있어 일부만이 생리활성을 갖는 것으로 생각된다. Biotin과 folacin 또한 소량이 존재하고 지용성 비타민류는 배아에 존재하는 비타민 E를 제외하고는 제한되어 있다. 보리에는 쌀보다 비타민 B군과 칼슘, 철분, 엽산, 판토텐산의 함량이 쌀보다 2∼14배나 많이 함유되어 있어 건강식으로 각광을 받고 있다. 보리의 회분 함량은 2.0∼3.0% 범위로 주로 P, K, Ca가 대부분이고 그 다음으로 Cl, Mg, S, Na가 있으며 소량의 Fe, Zn, Cu, Mn, Se와 아울러 그밖의 수많은 미량원소들이 존재한다(Newman과 McGuire 1985). 무기물의 농도는 보리 알곡내에서 다르게 분포되어 있으며 배유에서 보다 배아와 호분층에 더 높게 존재한다.
표 1. 베타-글루캔 함량의 곡종간 비교
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곡종 |
Anderson 등 (1978) |
Henry (1985) |
Jorgensen 등 (1988) |
McCleary와 Glennie-Holmes (1985) |
Prentice 등 (1980) |
이 등 (1999) |
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보리
귀리
쌀
밀
호밀
라이밀
수수
옥수수 |
5.01
2.50
0.13
0.54
1.93
0.34
-
- |
4.36
3.37
0.10
0.65
1.89
0.65
-
- |
4.09
3.27
-
0.48
1.48
0.70
0.26
＜0.00 |
4.43
4.08
0.04
0.60
1.65
0.51
-
0.12 |
6.3
5.7
-
1.4
2.4
1.2
1.0
- |
4.45
3.54
-
0.54
1.53
-
-
- |
식이섬유는 콜레스테롤 저하 등 성인병 예방으로 중요시 인정받고 있는 기능성 인자이며 보리의 대표적인 식이섬유소인 베타-글루캔의 함량이 여러 연구자들에 의해 분석되었다(표 1). 곡류 중 보리의 베타-글루캔 함량이 가장 높았고 그 다음이 귀리, 호밀, 밀의 순이었으며 쌀에는 소량이 포함되어 있다.
2. 비타민 B1 (Thiamin)
Thiamin은 피리미딘 고리와 티아졸 고리가 메틸렌기로 연결된 구조를 하고 있으며 식품의 조리 가공중에 열에 의해 쉽게 파괴되고 알칼리 용액에서 불안정하다. 흡수된 thiamin은 인산화반응으로 thiamin pyrophosphate (TPP)로 전환되어 당질, 지방산, 아미노산이 에너지를 생산하는 과정에서 보조효소로 작용한다. Thiamin은 pyruvic acid의 탈탄산작용에 의하여 acetyl coenzyme A를 생성시키는 cocarboxylase의 조효소로 작용한다. TPP는 탈수소효소 복합체(dehydrogenese complex)의 보조효소가 되고, α-케토산을 카르복실산으로 탈탄산하는 반응에 관여하고 있다. 또한 펜토스 인산 경로에서 transketolase의 보조효소가 되며, ketose의 형성에도 관여한다. TPP는 신경자극의 전달을 위하여 필요한 물질로서 말초신경의 정상적인 기능을 하는데 필요하다. Thiamin은 소화를 돕고 신경, 심장과 근육의 기능을 정상화한다.
3. 비타민 B2 (Riboflavin)
Riboflavin은 인산화반응에 의해 flavin mononucleotide(FMN)과 flavin adenine dinucleotide (FAD)를 형성하여 생체 활성을 갖는 보조효소로서 대사작용에 관여한다. Ribofolavin은 세포의 호흡작용에 관여하며, 여러 개의 효소 및 보조효소의 구성요소로서 수소이온을 받아 다른 화학작용에 전달하여 주는 수소운반체의 역할을 한다. 또한 당질, 단백질, 지질 대사에 관여하고 이 과정에서 에너지는 서서히 방출되어 세포활동에 사용된다. 비타민 B6를 활성화시켜 tryptophan이 niacin으로 전환하는 과정에 관여하며, folic acid가 보조효소로 전환하는데 필요하다. 그 외의 생화학적 기능을 보면 부신피질에서 corticosteroid 형성, 골수에서 적혈구 조성, glycogen 합성(glycogenesis), 지방산의 이화작용, 효소의 기능을 원활하게 하여 갑상선의 기능을 효과적으로 한다.
4. 비타민 B3(Niacin)
Niacin은 니코틴산(nicotinic acid)과 니코틴아미드(nicotinamide)와 같은 생물학적 활성이 있는 유도체를 총칭하며 체내에서 NAD와 NADP 두가지의 보조효소를 형성하여 전자전달계에서 활약한다. NAD와 NADP는 체내에서 탈수소효소(dehydrogenease)의 보조효소로서 어떤 물질로부터 수소를 떼어내어 다른 물질에게 전달하는 역할을 한다. 또한 niacin은 조효소의 형태로 체내에서 50여개 이상의 대사반응에 참여하고, 모든 조직세포에 에너지를 공급함으로써 정상적인 생명현상을 유지시켜나가는데 없어서는 안되는 물질이다.
5. 엽산(Folic acid)
엽산(pteroylglutamic acid)은 체내에서 L-folate reductase에 의해 dihydrofolic acid로 환원되고 이것은 dihydrofolate reductase에 의해 tetrahydrofolic acid(THFA)로 환원되어 활성형태로 변화하며 아미노산, 단백질, 핵산 등의 생합성에 관여하는 중요한 역할을 한다. 엽산의 주요 기능은 thymidylate와 purine 염기의 합성, 그리고 glycine과 methionine의 합성을 들수 있으며 엽산이 결핍될 경우 DNA 합성이 저해되고 이와 함께 세포분열이 제대로 이뤄지지 않아 여러 가지 임상학적 증후군이 나타나게 된다. 엽산의 결핍은 거대적혈구성 빈혈, 설염, 위장장애를 초래하여 엽산의 보충이 필요하다.
6. 칼슘(Calcium)
칼슘은 인산칼슘(85%), 탄산칼슘(10%) 상태로 존재하며 골격 및 치아의 경조직중에 99% 함유되어 있고 나머지 1%는 혈액과 근육중에 있다. 칼슘은 혈액을 알칼리성으로 하고, 혈액의 응고를 촉진시키며, 심장의 수축력을 세게하고, 근육의 흥분성을 억제하며, 신경의 자극에 대한 감수성을 진정시키며 이밖에 효소의 부활작용에 관여한다.
7. 철분 (Fe)
철은 체내에 약 3g 함유되어 있으며 이의 2/3는 hemoglobin의 구성요소로서 중요한 역할을 한다. 나머지는 근육내의 myoglobin에 존재하고 ferritin과 hemosiderin으로 간, 골수, 비장에 저장되며 소량은 철효소에 존재한다. 근육에 존재하며 철을 포함하는 cytochrome, oxidase, catalase, peroxidase 등의 효소는 세포내에서 탄수화물, 지방, 단백질의 산화환원작용에 관계되는 효소이다. 철은 산소운반 및 산화환원반응을 촉매하는 생리작용에 관여하는 필수 무기원소 중의 하나이다. 그외에 β-carotene을 비타민 A로 전화시키는 일, purine의 합성, collagen 합성, 항체 생성, 간에서의 해독작용에 철은 촉매작용을 한다.
8. 식이섬유소
식이섬유는 주로 식물의 세포벽에 존재하며 인체 소화기관내에서 분비되는 효소로 분해되지 않는 비전분다당류(non-starch polysaccharid, NSP)와 리그닌(lignin)의 집합체라고 정의된다(Trowell 1976). 이 식이섬유 다당류는 셀룰로오스(cellulose), 헤미셀룰로오스(hemicellulose), 펙틴(pectin), 식물성 점질류(mucilage), 그리고 검류(gums)를 포함한다. 식이섬유는 용해성에 따라 물에 녹는 물질과 물에 녹지 않는 두 가지로 분류된다. 즉 총식이섬유(Total dietary fiber, TDF)란 용해성 식이섬유(Soluble dietary fiber, SDF)와 불용성 식이섬유(Insoluble dietary fiber, IDF)의 집합체라고 할 수 있다. 최근 변비, 비만증, 당뇨병, 고혈압, 대장암등의 발병은 식이섬유의 섭취와 관련이 있다고 보고된 바 있으며 특히 수용성 식이섬유는 체내 혈중 콜레스테롤을 저하시키는 효과가 있는 것으로 잘 알려져 있다.
보리의 식이섬유 함량은 메보리의 평균 TDF가 14.78%로 찰보리의 16.1%에 비하여 낮았으며 평균 SDF는 메보리는 5.36%, 찰보리는 6.93% 정도로 1%의 유의차를 보여준 것으로 보고되었다(Newman and Newman 1991). 한편 국내산 보리의 품종별 식이섬유 함량을 조사한 결과(Lee 1999) 총 식이섬유 함량은 15∼28%의 분포를 나타냈으며 수용성 식이섬유 함량은 4.7∼8.1% 분포를 보여 불용성 식이섬유 함량(10.6∼19.7%)에 비해 훨씬 낮았다. 수용성 식이섬유는 겉보리보다 쌀보리에서 다소 높았고 찰성 쌀보리가 메성 쌀보리보다 수용성 식이섬유의 함량이 더 높았다. 보리는 도정중에 주로 껍질이 제거됨에 따른 불용성 식이섬유의 감소로 총식이섬유 함량이 현저하게 줄며(표 2), 도정 후에는 겉보리와 쌀보리 정맥간에 총식이섬유 함량이 비슷하게 나타난다.
표 2. 보리의 수용성, 불용성 및 총 식이섬유 함량%(이영택, 1999)
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수용성 식이섬유 |
불용성 식이섬유 |
총 식이섬유 |
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원맥
정맥 |
6.62
5.39 |
13.24
4.26 |
20.86
9.65 |
보리의 대표적인 식이섬유인 β-glucan은 곡류의 배유 및 호분층 세포벽에 다당류로서 존재하며 그중 보리와 귀리의 알곡에 가장 많이 함유(Fincher와 Stone. 1986)되어 있다. 보리의 배유 세포벽은 주로 β-glucan (∼70%)과 arabinoxylan(∼20%)으로 구성되어 있으며(Fincher 1975) 세포벽의 나머지 부분은 셀룰로오스, glucomannans, 단백질, 페놀성 구성물(phenolic constituents)등이 차지하고 있다(Åman과 Graham 1987b).
국내산 보리 원맥의 총 β-glucan 함량은 3.3∼5.6% 범위였으며 65∼70% 정맥수율로 도정하여 껍질 및 강층을 제거한 정맥의 β-glucan 함량은 3.5∼7.1%로 증가하였다(Lee 1996). 보리원맥의 수용성 β-glucan 함량은 1.4∼3.3%의 분포였으며 총 β-glucan에 대한 수용성 β-glucan의 백분율로 나타낸 용해성은 43∼61% 범위로 총량의 약 반가량이 수용성인 것으로 나타났다. 보리정맥에 있어서는 총 β-glucan과 불용성 β-glucan 함량은 증가한 반면 수용성 β-glucan은 약간 감소하는 경향을 보여 용해성이 35∼55%로 원맥보다 다소 낮았다(표 3).
표 3. 보리의 수용성, 불용성 및 총 β-glucans 함량%(이영택, 1999)
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수용성 β-glucan |
불용성 β-glucan |
총β-glucan |
용해도(%) |
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원맥
정맥 |
2.43
2.45 |
2.02
2.68 |
4.45
5.13 |
54.6
47.8 |
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