천연 유기유황이 함유된 친환경미나리

[올레길]

 천연 유기유황이 함유된 친환경미나리

[출처] 천연 유기유황이 함유된 친환경 미나리

1. 현황과 문제점

○		미나리는 산형과 미나리속에 속하는 다년생 초본으로 동남아지역으로부터 한국, 중국, 시베리아 등의 일부 온대 북부 지역까지 널리 분포되어 있다. 미나리는 해독과 이뇨작용이 있어 비만을 치료하거나 기침과 가래를 가라앉히기도 하고 한방에서는 해열, 이뇨 효능이 있어 황달, 수종, 유행성 이하선염, 소변 불리, 고혈압 등을 치료하는데 달여서 복용되었고 중국에서는 음주 후 숙독을 제하는 곳에 사용하기도 하였다.
○		유황의 주성분인 황(sulfur)은 노란색의 결정체로, 원소 주기율표 제 6B족에 속하는 산소족 원소이다. 그 존재는 오래 전부터 알려져 왔으며, 전통적으로는 황을 태워 그 연기를 쐬어서 소독하는 방법으로 사용되었고, 이 후 황은 중국 고의서를 비롯하여 동의보감에서 의약으로도 널리 사용되어 왔다. 특히, 생물계에서도 그 개체를 이루는 중요한 구성원소이며, 단백질 속에 많이 함유되어 있다. 또한 황은 피부조직, 손톱, 머리털 등에 들어있을 뿐 아니라 동물들의 물질대사 과정에서 매우 중요한 역할을 한다.
○		황은 동서양을 막론하고 치료제 약물로 이용되어 왔으며, 각종 피부질환 치료 또는 정장제로 사용되어 왔다. 우리 몸의 단백질 구조를 유지하고 면역글로블린 생산 촉진과 정상적인 면역시스템을 유지하고 화학반응의 촉매역할과 몸속의 독소 제거, 염증, 알레르기, 관절염에 효과적이며 황 함유 아미노산인 메치오닌, 시스테인, 타우린 형성 등에도 많은 기능을 가지고 있다.
○		유황은 영양가가 높고 가능한 필수 인자로 사용되고 있는데, 이러한 유황은 정상적인 음식 요소로서 체내에서 여러가지 기능을 한다. 즉, 생존과정을 보호하고 유지시키는 많은 효소의 활성에 필수적이다. 또한, 유황은 인체에 필요한 만큼의 양이 흡수되면 나머지 잔량은 피부 또는 요도를 통해 배설된다. 더구나 피부를 통한 배출은 미용상 효과를 위해 가치가 있는 것으로 보고되고 있다.
○		현대사회에서 발생하는 공해독은 각종 암과 난치병을 유발시키는 제일의 원인이 되고 있으며, 유황은 이러한 공해독과 관련하여 해독작용의 역할을 하고 있다. 특히, 중금속 배출 단백질인 메탈로티오네인에는 여러 군데에 시스테인 유황아미노산이 포함되어 있는데, 이 시스테인을 이루고 있는 일부 원소인 ‘-SH'이 여러 중금속과 이온결합 하는 특성이 있으며, 따라서 메틸로티오네인 단백질은 중금속과 잘 결합하여 몸 안의 중금속의 독성을 중화시키는 한편, 독성이 혈액이나 뼈에 침투되지 않도록 배설하는 기능이 있다.
○		유황은 피부병 치료제로서 주로 사용되어 왔으며, 유황성분은 피부조직의 케라틴 기능을 향상시켜주어 피부에 누적된 유해물질을 신속히 정화, 해독시켜주는 기능을 갖는다. 유황은 특히 당뇨병 치료제의 주요성분으로서 유황화합물이 사용되고 있으며, 이러한 유황은 몸속의 인슐린 호르몬 작용에 있어서 기능의 활성화를 가져와 당뇨병을 다스리는데 긴요하게 사용되고 있다.
○		생물학적으로 중요한 기능을 갖는 유황은 인간의 체내에서 그 몸무게의 0.1%에 해당하는 만큼의 양이 존재하고 있으며, 항상 이를 유지시켜야 한다. 따라서 좋은 건강 상태를 유지하기 위해서는 황의 기초공급원으로서의 메틸설포닐메탄을 하루에 체중 1kg 당 0.5∼1mg 정도 섭취하는 것이 바람직하다. 유황은 수용성을 띠고 있어 인간의 체내에 저장하지 못하고, 필요한 양을 소비한 후, 체외로 배설하기 때문에 인위적으로 일정량을 공급하여야만 최적의 건강상태를 유지할 수 있다.
○		소나무나 해조류(특히 녹조류)에서 추출해낸 천연유기유황은 살균력이 있어 각종 병해와 벌레를 예방할 수 있는 것으로 보고되고 있다. 또한 천연유기유황 속에 포함되어 있는 영양성분들(황(S), 칼슘(Ca), 인(P), 소금(Nacl), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu), 몰리브렌(Mo), 셀레늄(Se))은 식물의 생육을 개선시키며 엽채류의 질김을 방지하여 상품가치를 올리는 것으로 보고되었다.
○		본 개발과제를 통하여 인체에 유용한 유황을 고농도로 함유하는 미나리 개발 및 생산을 통하여 농가의 소득 증대와 고품질 농산물 생산에 도전하고자 한다. 또한 유기유황이 미나리의 생육 및 병해관리, 또한 미나리의 품질향상에 미치는 영향도 규명하고자 한다.

2. 기술개발의 필요성

○		유기유황과 달리 무기질 유황(광물성 유황)을 식물에 기비로 사용할 경우 비료로써 많은 효과는 있으나 식물에 엽면살포할 경우 약해 가능성이 높다. 또한 무기질 유황을 바로 섭취하면 인체에 위험할 수 있으며 피부에 접촉될 경우 강한 열독성으로 질환을 일으킬 수 있다. 유황함유 엽채류 생산을 위해서는 기비는 물론 엽면살포가 병행되어야 하며, 이 경우 무기질 유황은 적용하기에 어려운 것으로 사료된다.
○		천연유기유황은 FDA에서 식품으로 승인을 받아 천연식이유황이라 불리며 건강식품으로 생산돼 판매될 정도로 안전한 물질이다. 또한 돼지 사료내 유기유황을 첨가할 경우 사료섭취량, 명도, 관능검사에서 육색, 근내 지방도 및 견고성에 좋은 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 그러나 미나리와 같은 채소류에 천연유기유황을 인위적으로 공급하여 기능을 개선시킨 연구는 이루어지지 않고 있다.
○		황은 동서양을 막론하고 치료제 약물로 이용되어 왔으며, 각종 피부질환 치료 또는 정장제로 사용되어 왔다. 우리 몸의 단백질 구조를 유지하고 면역글로블린 생산 촉진과 정상적인 면역시스템을 유지하고 화학반응의 촉매역할과 몸속의 독소 제거, 염증, 알레르기, 관절염에 효과적이며 황 함유 아미노산인 메치오닌, 시스테인, 타우린 형성 등에도 많은 기능을 가지고 있다.

3. 연구개발의 목적과 범위

○		유기유황이 고농도로 함유된 친환경 미나리 생산기술 개발 확보
○		유기유황의 미나리 조직 내 흡수기술 확보
○		작물재배 포장현장 조건에서 유기유황 미나리 생산기술 확보
○		유기유황의 미나리 품질 및 재배환경에 미치는 영향 규명
○		고기능성 미나리 농민 생산으로 농가경쟁력 개선 및 농가수입 향상

Ⅱ. 기술개발 수행내용

1. 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 기초시비 재료의 영향력

가. 기초시비용 이탄이 미나리 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

기초시비용으로 사용할 이탄이 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 미나리 재배포장을 약 100평씩 구분하였다. 그리고 각 처리구별로 이탄만을 0, 50, 100, 200, 400kg으로 달리하여 첨가한 후 포장을 준비하였다. 이 경우 기초시비용으로 미생물은 투입하지 않은 상태이며, 미나리 수확 1개월전 1주일 간격으로 3회, 0.5% 유기유황 희석액을 1회 100평당 200ℓ씩 살포한 후 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다.
그림 1, 2는 미나리 유기유황 흡수율 개선에 사용된 기초시비용 재료인 이탄과 미생물, 그리고 엽면시비용 재료인 아미노산 액비이다. 그림 3, 4는 미나리 유기유황 흡수율 개선에 사용된 엽면시비용 재료인 벤토나이트와 목초액 모습이다. 그리고 그림 5, 6은 시험용 미나리 재배포장의 토양소독을 수행한 현장의 모습이다.

나. 기초시비용 미생물이 미나리 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

기초시비용으로 사용할 미생물이 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 미생물의 투입량을 미나리 재배포장 100평당 미생물배양액을 0, 5, 10, 20, 50리터로 달리하여 포장을 준비하였다. 이 경우 기초시비용으로 이탄을 100평당 100kg으로 동일하게 투입한 상태이다. 미나리 수확 1개월전 1주일 간격으로 3회 0.5% 유기유황 희석액을 1회 100평당 200ℓ씩 살포한 후 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다. 그림 7, 8은 미나리 유기유황 흡수율 개선을 위해서 기초시비용 이탄 및 미생물을 혼합하는 모습과 이를 시험용 재배포장에 투입하는 모습이다.

그림 1. 미나리 유기유황 흡수율 개선에 사용된 기초시비용 이탄

그림 2. 미나리 유기유황 흡수율 개선에 사용된 기초시비용 미생물과 엽면시비용 아미노산 액비

그림 3. 미나리 유기유황 흡수율 개선에 사용된 엽면시비용 벤토나이트

그림 4. 미나리 유기유황 흡수율 개선에 사용된 엽면시비용 목초액

그림 5. 시험용 미나리 재배포장의 토양소독 모습

그림 6. 시험용 미나리 재배포장의 토양소독 후 준비작업

그림 7. 미나리 유기유황 흡수율 개선을 위해서 기초시비용 이탄 및 미생물을 혼합하는 모습

그림 8. 미나리 유기유황 흡수율 개선을 위해서 기초시비용 이탄 및 미생물을 재배포장에 투입하는 모습

2. 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 엽면시비 재료의 영향력

가. 유기유황의 농도가 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

엽면시비용 유기유황의 농도가 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 유기유황의 살포액 농도를 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 5.0%로 달리하여 미나리에 처리하였다. 이 경우 기초시비용으로 100평당 이탄은 100kg, 미생물은 20리터로 동일하게 투입한 상태이며, 미나리 수확 1개월전 1주일 간격으로 3회 각각 농도의 유기유황 희석액을 1회 100평당 200ℓ씩 살포한 후 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다.
그림 9는 미나리 파종 후 새싹이 나고 자라는 모습이며, 그림 10는 정식 30일 후 정상적으로 성장한 미나리 모습이다. 그림 11은 유기유황을 미나리에 엽면시비하는 모습이며, 그림 12는 유기유황을 함유한 미나리를 수확 및 세척한 모습이다. 그림 13는 본 개발과제에 사용된 천연유기유황(MSM)이며, 그림 14는 유기유황 미나리 함유량 분석을 위해서 사용한 분석장비(GC-MASS)이다. 분석은 주로 영남대학교 약학대학 생명공학연구실에서 수행하였다.

나. 벤토나이트가 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

엽면시비용 벤토나이트의 농도가 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 유기유황 살포액 내 벤토나이트 농도를 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 5.0%로 달리하여 미나리에 처리하였다. 이 경우 기초시비용으로 100평당 이탄은 100kg, 미생물은 20리터로 동일하게 투입한 상태이며, 유기유황의 농도는 1.0%로 첨가하여 제조하였다. 미나리 수확 1개월전 1주일 간격으로 3회 각각 농도의 유기유황 및 벤토나이트 희석액을 1회 100평당 200ℓ씩 살포한 후 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다.

그림 9. 미나리 파종 후 새싹이 나고 자라는 모습

그림 10. 정식 30일 후 정상적으로 성장한 미나리

그림 11. 유기유황을 미나리에 엽면시비하는 모습

그림 12. 유기유황을 함유한 미나리를 수확 및 세척한 모습

그림 13. 본 개발과제에 사용된 천연유기유황(MSM)

그림 14. 유기유황 함유량 분석에 사용된 분석장비(GC-MASS)

다. 목초액이 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

엽면시비용 목초액의 농도가 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 유기유황 살포액 내 목초액 농도를 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 5.0%로 달리하여 미나리에 처리하였다. 이 경우 기초시비용으로 100평당 이탄은 100kg, 미생물은 20리터로 동일하게 투입한 상태이며, 유기유황의 농도는 1.0%로 첨가하여 제조하였다. 미나리 수확 1개월전 1주일 간격으로 3회 각각 농도의 유기유황 및 목초액 희석액을 1회 100평당 200ℓ씩 살포한 후 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다.

라. 아미노산 액비가 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

엽면시비용 아미노산 액비의 농도가 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 유기유황 살포액 내 아미노산 액비 농도를 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 5.0%로 달리하여 미나리에 처리하였다. 이 경우 기초시비용으로 100평당 이탄은 100kg, 미생물은 20리터로 동일하게 투입한 상태이며, 유기유황의 농도는 1.0%로 첨가하여 제조하였다. 미나리 수확 1개월전 1주일 간격으로 3회 각각 농도의 유기유황 및 아미노산 액비 희석액을 1회 100평당 200ℓ씩 살포한 후 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다.

마. 엽면시비 회수가 유기유황 흡수율에 미치는 영향력 조사

1.0% 유기유황, 0.5% 벤토나이트, 0.2% 목초액, 0.5% 아미노산 액비를 첨가한 유기유황 흡수 최적 혼합물의 엽면시비 처리 회수가 미나리의 유기유황 흡수에 미치는 영향력을 조사하기 위해서 엽면살포를 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8회로 달리하여 처리하였다. 이 경우 기초시비용으로 100평당 이탄은 100kg, 미생물은 20리터로 동일하게 투입한 상태이다. 엽면시비 시기는 모두 수확 1개월전부터 수행하였으며, 처리회수 8회인 경우는 3-4일 간격으로 엽면살포를 실시하여 수확 1개월 전에 처리 회수를 모두 수행하였다. 유기유황과 최적 첨가 혼합물 희석액은 1회 100평당 200ℓ씩 살포하였으며, 수확한 미나리를 분석하여 미나리 내부에 흡수된 유기유황의 함유량을 조사하였다.

3. 유기유황 흡수 증대 미나리의 품질특성

미나리에 유기유황을 고농도로 흡수시킨 경우 미나리의 맛, 향, 씹는 느낌, 색깔 등을 조사하였다. 이 실험을 위해서 지역 미나리 재배농가 10여명과 일반 소비자 10여명을 대상으로 유기유황을 함유시킨 본 개발과제 미나리와 기존의 고칼슘 및 고셀레늄 세미칼미나리와 비교해서 수행하였다. 이 경우 설문조사서에 의해서 유기유황 흡수 미나리의 품질특성을 조사하였다.

4. 유기유황 흡수 증대 미나리의 재배특성

미나리에 유기유황을 고농도로 흡수시켜 작물을 재배한 경우 미나리의 수확량 및 성장에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해서 약 100평 규모의 표준 면적을 대상으로 본 개발과제에서 수확한 미나리와 기존의 세미칼미나리의 수확량을 비교하였으며, 재배 과정에서의 작물성장의 특성을 조사하였다. 또한 작물 생육과정에서의 주로 발생하는 녹병, 뿌리썩음병, 갈색무늬병 등에 대한 방제효과도 조사하였다.

[출처] 천연 유기유황이 함유된 친환경미나리