바이오인

곽상수 책임연구원

한국생명공학연구원 식물시스템공학연구센터

  

우리는 기후위기시대에 살면서 코로나19 팬데믹으로 더욱 힘든 생활을 하고 있다. 코로나 팬데믹을 교훈으로 삼아 더 무서운 기후 팬데믹과 식량 팬데믹도 미리 준비해야 한다. 유엔 식량농업기구(FAO)는 현재 세계인구 78억명 가운데 만성적인 식량과 영양부족으로 고통받고 있는 사람이 8억명 이상이 넘는다고 보고했다. FAO는 2050년이 되면 세계인구는 97억명이 될 것이며 지금 추세대로 에너지와 식량을 사용하면 2050년에는 지금에 비해 에너지는 3~5배, 식량은 1.7배가 필요하다고 전망하고 있다. 여기에 기상재앙이 닥치면 식량은 치명적이 될 수 있다.

  

문제는 우리나라이다. 국가 곡물자급률 21%는 식량안보를 크게 위협하는 수준이다. 우리의 인구 고령화속도는 OECD 국가 가운데 가장 빠르다. 우리나라 온실가스 배출량은 세계 7위이며 1인당 배출량은 세계 4위이다. 필자는 기후위기시대 식량과 영양안보를 위한 대안으로 고구마 생명공학에서 찾고 있다.

    

 

우리나라 재배환경에서 고구마는 전분(탄수화물)작물 가운데 식량과 영양안보를 위해 장점이 많다. 첫째, 단위면적당 전분을 가장 많이 생산하여 인구부양 능력이 가장 높다. 둘째, 건조지역 등 척박한 토양에도 비교적 잘 자라며 홍수, 태풍 등 자연재해에도 강하다. 셋째, 화학농약과 화학비료를 적게 요구하는 친환경작물이다. 넷째, 비타민C 등 항산화물질, 식이섬유, 칼륨 등이 풍부하여 노화방지, 질병과 변비예방, 당뇨조절 등의 효능으로 최고의 건강식품으로 평가되고 있다. 이러한 이유로 미국 공익과학단체(CSPI)는 2007년 몸에 좋은 건강식품 10가지 가운데 첫 번째로 고구마를 선정했다. 고구마의 잎과 줄기도 기능성 건강채소와 사료로 이용할 있다.  

  

식량이 부족했던 1965년 우리나라 쌀과 고구마 생산량은 각각 350만톤과 300만톤으로 고구마가 식량안보에 크게 기여했다. 현재 고구마 생산량은 약 30만톤으로 크게 줄었다. 흥미롭게도 30년 전 같은 면적에 벼농사 재배농가는 고구마 재배농가에 비해 소득이 약 4배 많았으나, 현재는 고구마 재배농가가 벼 재배농가보다 반대로 소득이 4배 많다. 고구마는 기후위기시대 국가 식량안보 뿐만 아니라 고령화 식품뿐만 아니라 농가소득 증대에도 기여할 수 있다.  

  

열대기원의 고구마는 추위에 약하지만 서리가 내리지 않는 기간이 120일 이상이면 고위도지역일수록 병충해 피해가 거의 없고 가을철 밤낮의 온도차가 심해 따뜻한 저위도지역보다 수확량이 더 많다. 남한보다는 북한, 북한보다는 중국 연변지역, 내몽고지역에서 수확량이 높다. 필자 연구팀은 중국 내몽고 사막화지역, 카자흐스탄 남부지역에서도 고구마가 잘 자라는 것으로 확인했다. 

  

북한의 여러 가지 농업현실을 고려할 때, 고구마가 최고의 식량과 영양원이 될 수 있다. 자존심이 강한 북한의 지도자는 선진국에서 주식으로 하는 옥수수, 감자 등을 식량자원으로 선정해 식량난을 해결하려고 했으나 실패했다. 북한이 고구마를 적극적으로 심었다면 식량문제뿐만 아니라 영양문제에도 큰 도움이 되었을 것이다. 북학은 현재 약 40만톤의 고구마를 생산하고 있다. 북한의 벌거벗은 임야에 조림할 때도 나무 사이에 고구마를 심으면 장마철 토양유실도 최소화하고 식량을 확보할 수 있다. 

              

 

고구마는 건조한 사막화지역, 고 염분지역, 오염지역에서도 다른 작물보다 수확량이 높다. 고구마가 척박한 토양에서도 잘 자라고 최고의 건강식품이 이유는 고구마에 함유되어 있는 비타민C, 베타카로틴, 토코페롤 등 다양한 종류의 항산화물질 덕분이다. 척박한 스트레스 환경에서 사람과 식물은 체내 고마운 산소가 독성의 활성(유해)산소로 바뀌어 노화를 촉진하거나 각종 질병을 유발하여 생로병사에 영향을 준다. 미국 농무성은 2008년 바이오에탄올을 만들 수 있는 각종 전분작물을 재배한 결과, 고구마가 단위면적당 탄수화물을 가장 많이 생산했다(옥수수의 2.3배). 나아가 고구마가 식량수급에 영향이 적은 척박한 토양에서 가장 적합한 바이오에너지작물로 평가했다.  

  

미국 항공우주국(NASA)은 고구마를 우주식품으로 오래전에 선정한 바 있다. 물을 적게 필요로 하고 모든 부위를 이용할 수 있고 고구마는 식량자원뿐만 아니라 노화방지와 질병예방에 도움이 되기 때문에 장기간 우주비행을 위한 적합한 우주기지 재배식물로 연구되고 있다. 

  

필자 연구팀은 생명공학기술을 이용하여 척박한 토양에서도 잘 자라고 사람과 가축에게 기능이 좋은 항산화물질을 월등히 많이 함유하는 고구마를 개발하고 있다. 고구마에서 분리한 오렌지유전자(IbOr)를 다른 품종에서 많이 만들게 한 고구마는 노화와 질병예방에 도움이 되는 카로티노이드 함량이 수십 배 증가되면서 47℃ 고온, 가뭄 등에 강했다. 또한 고구마 FAD8유전자를 많이 만드는 고구마는 저온저장성과 오메가3 지방산 함량을 증가시켰다.  

  

 

고구마는 껍질 채 생으로 먹거나 삶아서 먹는 것이 가장 좋다. 당화지수(GI)가 55로 낮은 고구마는 현미와 마찬가지로 식이섬유가 많아서 체내에서 전분이 천천히 당으로 전환되기 때문에 갑작스런 혈당상승을 막아 준다. 군고구마는 열량뿐 아니라 당화지수를 75전후로 높혀 당뇨환자와 비만환자에게 좋지 않다. 고구마에 많이 함유되어 있는 칼륨(K)은 염분을 배출시키는 효과가 있어 혈압조절에도 도움이 된다. 그러나 신장이 나쁜 사람은 칼륨을 흡수하지 못해 부작용을 초래할 수 있어 고구마를 먹지 않아야 한다. 

  

필자가 추천하는 먹는 방법은 삶은 고구마를 껍질 채 우유와 함께 갈아 먹는 방법이다. 우유는 고구마에 부족한 단백질이 풍부하여 고구마와 우유가 만나면 완전식품이 될 수 있고, 어린이와 노인도 쉽게 먹을 수 있다. 생고구마와 삶은 고구마를 그냥 먹을 때는 소화효소가 풍부한 발효식품(김치 등)이나 소화를 돕는 펙틴이 많은 사과를 껍질 채 같이 먹으면 속이 더부룩하지 않고 좋다. 고구마를 다른 잡곡과 함께 고구마밥을 해 먹으면 영양에 좋다. 아무리 몸에 좋은 고구마를 한꺼번에 너무 많이 먹으면 탄수화물 과다섭취로 건강에 좋지 않다. 특히 고구마로 만든 전분과 당면은 고구마의 유용성분(항산화물질, 식이섬유 등)이 제거된 것이므로 한꺼번에 많이 먹지 않는 것이 좋다.

  

 

고구마는 기후위기시대 늘어나는 세계인구와 고령화에 대응하는 식량과 영양안보에 최고의 건강식품으로 각광받고 있다. 첨단 생명공학기술로 다른 작물이 재배하기 어려운 척박한 토양에 잘 자라고 유용성분이 대폭 강화된 고구마품종을 개발하여 대량으로 재배하면 건강한 식량자원뿐만 아니라 고부가가치 바이오소재를 생산할 수 있을 것이다. 농지가 부족한 우리에게 글로벌 척박한 토양은 기회의 땅이고 블루오션을 개척할 수 있어 해외농업에 관심을 가질 필요가 있다. 세계 3대 투자가이고 오토바이와 승용차로 전 세계를 2번이나 여행한 ‘짐 로저스’는 농업은 21세기 최고의 신산업임을 강조했다. 정부와 국민은 국가안보차원에서 식량자원과 건강식품 확보를 위해 농업에 큰 관심을 가져야 할 것이다.