밀폐된 공간 속에서 대나무를 가열하면 대나무는 열분해하여 매캐한 연기와 대나무숯이남는다. 이것을 대나무의 탄화 현상이라 한다. 이때 연기는 열분해에 의해 대나무가방출하는 가스와 여러 가지 성분을 함유한 수증기가 함께 섞여 있는 것으로 이 수증기를채취하면 수용성의 액체와 유성의 액상의 것으로 분리된다. 이것을 조죽초액 (粗竹酢液,crude bamboo vinegar)이라한다. 이 액에는 죽초액과 죽타르를 포함하고 알콜·케톤·알데히드류가 용해되어 있다. 이러한 조죽초액을 얼마 동안 정치하여 두면 대부분의 타르는 침전 하지만 일부분은 아직 죽초액 중에 용해하고 있어 증류작용에 의하지 않고서는 분리할 수가 없다. 전자의 타르를 용해타르라 하고 후자를 침전 또는 침강타르라 한다. 조죽초액의 성분량을 보면 80~90%가 수분이고 10~20%가 산류·알콜류·기타의 성분으로 되어 있다. 조죽초액으로부터 증류법에 의하여 용해타르를 분리한 것을 정제죽초액 또는 증류죽초액이라하며 현재 가장 중요한 생성물이다.
pH는 3.0으로 변함이 없으나 산의 농도는 약 7%로 높아 백탄 목초액에 가깝다. 그로 인해 감농약 농법에서 사용하는 경우는 목초액의 수배로 희석할 필요가 있다. 또, 시간이 경과하면 점차 화학반응을 일으켜 타르분을 형성하기 쉽다. 예컨대, 포름알데히드류가 페놀성분과 화합하여 수지가 되어 용기의 표층에 뜨거나 아래층에 침전된다. 이들 화합물(타르분)을 제거하더라도 남은 성분이 또 화합한다. 증류 정제한 죽초액에도 미량의 타르분이 들어 있는 것은 이 때문이다.
타르분에는 크레오소트와 같은 유용한 물질도 들어 있지만 크레졸과 같은 유해물질도 녹아들어 있으므로 기본적으로는 타르분과 수지분이 제거된 것을 골라 사용하는 것이 중요하다. 자가제의 죽초액은 채취 후 적어도 1개월, 가능하다면 수개월에서 1년 정도 경과 후 타르분을 충분히 분리시켜, 가운데층의 호박색을 띤 투명한 액만을 사용하는 것이 좋다. 이 액을 면포 등을 사용하여 여과하거나 대나무숯을 섞어 잔류하고 있는 미량의 타르분을 흡착시키면 품질은 한층 안정된다. 죽초액의 주성분은 초산이며「죽초액」이라고 하는 명칭도 이 초산에 연유한 것이다. 단, 성분 구성이 복잡하고 전체의 80~90%를 차지하는 수분을 제외 하면 가장 많은 것이 초산으로 약 3.7%, 그 외 미량성분도 포함시키면 약 2백수십 종류 이상의 화합물이 녹아들어 있다.
수분을 제외한 주요 성분은 초산, 프로피온산, 개미산 등의 유기산류, 메탄올, 프로판올, 에탄올 등의 알콜류, 에틸구아야콜, 구아야콜, 크레졸 등의 페놀류, 길초산 에스테르 등의 중성물질, 그 외 카르보닐 화합물 염기성분 등으로 구성되어 있다.
이들 성분 속에는 살충·살균작용이 있는 것, 흙 속의 유용 미생물의 먹이가 되어 그 증식을 돕는 것, 식물의 뿌리나 줄기의 생장을 촉진하거나 농작물의 증수에 중요한 것, 야채나 과실의 모양이나 풍미를 좋게 하는 식물 호르몬적인 작용을 하는 것, 토양의 소독이나 병해충의 방제에 유효한 성분이 함유되어 있다.
예컨대, 초산을 비롯한 유기산류는 여러 가지 물질을 녹여 내는 작용을 하며, 알콜류 케톤류 알테히드류 등은 동물이나 식물 등의 조직 내로의 침투성과 흡수성을 좋게 하는 작용을 한다. 죽초액에서는 이들 성분이 복합적으로 작용함으로써 개개 성분에서는 볼 수 없는 종합적 효과를 기대할 수 있다.
한편, 대나무에는 셀룰로오스 성분 이외 리그닌이라고 하는 성분이 30% 이상 들어 있다. 이 리그닌이 열분해하면 페놀이라고 하는 성분을 생성한다. 따라서, 죽초액에도 리그닌이 열분해하여 생성된 페놀성분이 녹아들어 있다. 페놀에는 구아야콜, 크레졸 등의 약효성분도 들어 있으나 벤즈피렌, 디벤즈안스라센, 메틸코란스렌등의 발암성 물질과 크레졸, 포름알데히드, 개미산, 메탄올 등의 유해물질도 극미량이지만 함유되어 있다. 죽초액이 식용으로 허가되지 않는 것은 이러한 이유에 의한 것이며 약사법 등의 규제법 대상이 되는 이유이기도 하다.
숯가마의 연기는 탄화의 과정에서 그 성분에도 상당히 차이가 관찰되며, 탄화의 초기에 나오는 백색의 연기에는 개미산, 초산 등의 유기산과 포름알데히드 등 분자가 작은 성분을 많이 함유하고 있다. 탄화의 마지막을 나타내는 청색의 연기에는 리그닌의 분해성분인 페놀성분이 많다.
최근, 적포도주 붐으로 주점의 매상이 평상시에 비해 급상승하고 있는데, 이것은 세계적인 규모에서의 건강 지향의 고조에 편승한 포도주 메이커의 판매 전략의 승리라고 생각된다. 적포도주의 건강 효과에 대해서는 적포도주에 함유되어 있는 폴리페놀 성분이 혈액의 흐름을 원활하게 하여 동맥경화나 뇌혈관 질환을 예방하는 한편, 활성산소가 체내에 쌓이는 것을 막아 주는 항산화작용이 있기 때문인 것으로 알려져 있다. 폴리페놀의「폴리(Poly-)」에는「많다」라는 의미가 있으며, 죽초액에 함유되어 있는 페놀성분의 집합체로 당연 죽초액에도 같은 항산화작용을 기대할 수 있다.
일본의 키시모토박사는 죽초액의 항산화성, 항균성에 관한 실험 결과를 다음과 같이 발표 하고 있다. 「죽초액에는 항산화성, 항균성이 있으며, 특유의 향미(Flavor)가 있으므로 각종 식품 가공에 사용되고 있다. 죽초액에는 대표적인 식품방부제, 부틸히드록시톨루엔(BHT)과 동일한 항균성이 있으므로 어류의 선도유지 등에 사용되고 있다. 훈연의 항산화성에 대해서는 폴란드의 티르그나교수가 많은 보고를 내고 있는데, 그 항산화성은 페놀성분에 기초한 것으로 이들 성분이 녹아 있는 죽초액에도 강력한 항산화성이 있다」.
체내의 활성산소를 제거하는 물질을「스캐벤저(Scavenger)」라고 부르고 있다. 이 말에는 문자 그대로「소제하는 사람」이라는 의미가 있는데, 체내에서 만들어지는 효소「SOD(수퍼옥사이드 다이무라제)」가 그 대표적인 것으로, 같은 작용을 하는 식품을 일반적으로「SOD형 식품」이라 부르고 있다. SOD는 체내에서 생성되는 항산화성 물질로서 활성산소가 증가하면 그것에 대응하여 수시로 필요량을 체내에서 만드는 역할을 하도록 한다. 그러나 과로, 흡연, 스트레스, 과식 등으로 인해 그 활동이 둔화되면 활성산소는 쉽게 쌓이게 된다. 또한 고령자 일수록 체내 SOD를 만드는 활동 능력이 쇠퇴되기 때문에 활성산소의 해를 입기가 쉽다.
순도가 좋은 죽초액을 만들기 위해서는 조죽초액의 증류·정제법이 중요한 결정 요인이 된다. 조죽초액의 정제에는 크게 2종류의 방법이 있다. 정제법에서 가장 간단한 방법이「정치법」으로 조죽초액을 내산성의 폴리용기(농업용) 또는 법랑제 용기에서 정치 저장한다. 산에 약한 철제용기는 피하며, 같은 폴리용기라도 일반제품에는 성형 가공 시에 가소제로써 첨가되어 있는 환경 호르몬의 일종인 프탈산 화합물이 죽초액 속에 용출될 염려가 있으므로, 그것을 방지할 수 있는 농업용 폴리용기를 사용한다. 조죽초액을 정치하여 두면 그 속에 함유되어 있는 불안정 성분이 산화 중합을 일으켜 침전하거나 미립자 모양의 검은 오탁물질이 용기의 내면에 부착한다. 정치 기간은 최저 3개월, 가능하면 6개월에서 1년간 그대로 두어 충분히 분리시킨다. 상층부의 경타르분(10~15%), 하층부의 타르분(20~30%)을 남기고,
중간층의 투명액「죽초액」을 타르분이 섞이지 않도록 퍼낸다. 정제 후에도 더러움이 발생하는 것은 불안정 성분이 잔류하고 있기 때문으로, 이 때는 반복해서 정제한다. 정제 후의 경유성분은 면포 등으로 여과하여 묽게 하면 소취재로써 사용할 수 있다. 앞에서 설명한 죽초액은 매우 많은 성분을 지니고 있으며 그 중에는 산화되기 쉬운 것, 중합하기 쉬운 것, 변색하기 쉬운 것 등이 포함되어 있기 때문에 변질되기 쉽다. 숯가마의 연기를 공기 냉각하여 얻은 소위 조죽초액을 방치하면 시일이 경과함에 따라 처음에는 엷은 적색의 투명했던 액체가 점차 짙은 색이 되고 용기의 기벽에 검은 타르가 부착하며 용액 내에는 검은 소립자가 떠다니게 된다. 이것은 죽초액의 성분이 산화 중합하기 때문이다. 또, 산화중합이 일어나기 이전에도 죽초액에는 유성의 죽타르 성분이 혼입되어 부유 혹은 침전하고 있는 일도 있으므로 정제가 필요하다. 여러 가지 성분으로 이루어 진 죽초액은 다종다양한 효능을 지니고 있으나 그 가운데 특정 성분군을 끄집어내어 이용하기 위해서는 분획조작이 필요하다.
죽초액을 증류하면 용해타르(dissolved tar)가 제거되어 황색 또는 맥주색의 증류죽초액 (distilled pyroligneous liquor)으로 된다. 이 때 소량의 황산을 가해 증류하면 용해타르 및 페놀류와 알데히드류와의 축합에 의해 생성된 수지와 고온에 의해 중축합된 물질이 완전히 제거된다.
죽초액의 품질 기준에 대해서는 목초액의 경우와 비교해서 아직 연구 실적이 빈약하고, 과학적 데이터도 적으므로, 현재로는 목초액에 기준한 품질 관리가 이루어지고 있다. 시판의 목초액은 숯굽기 초기에 나오는「백색연기」로부터 채취된 것에 한정되며, pH는 3.0전후, 비중은 보메도(섭씨 60℃의 물의 비중을 10으로 한 액체의 비중의 단위)로 2~3의 것이 가장 적합한 것으로 되어 있다. 백색연기는 대나무의 주성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스가 열분해될 때 나오는 자극취가 강한 연기이며, 이 때 연기의 온도를 굴뚝입구에서 측정하면 대략 80~150℃이다. 탄화가 끝날 때까지 채취를 계속하면 타르분의 혼입량이 많아진다. 그리하여, 최근에는 배연구에 온도 감지기를 부착하여 채취 적기를 버저(buzzer)로 알려주거나, 채취 작업을 자동적으로 억제할 수 있는 장치도 이용되고 있다.
국립산림과학원 목초액 규격에서도 채취시 연기 온도는 80~150℃로써, 백색연기에서 채취한 목초액을「표준 목초액」으로 정하여, 품질 보증과 사용 시의 트러블을 방지하고 있다.
이것은 죽초액에도 적용할 수 있는 것이다.
죽초액은 여러 종류의 성분을 함유하며 각각의 성분이 다양한 역할을 지니고 있기 때문에 그 용도도 광범위하게 미치고 있다. 죽초액을 농축 정제한 용액은 특유의 훈향(燻香)을 지녀 훈액(燻液)이라 불리우며 생선 비린내의 탈취와 어육(魚肉)의 햄, 소세지에 대한 훈향의 부향(付香)과 보존을 목적으로 이용되며 선호되고 있다.
훈액에 의한 훈제식품 제조법은 액훈법으로 발전하였다. 죽초액에 함유된 모든 성분이 훈액으로서 양호한 효과를 부여하는 것은 아니고 그 가운데 반대로 작용하는 성분도 함유되어 있으므로 사용에 있어서는 목적으로 하는 훈제품에 적합한 훈액의 정제가 필요하다. 3, 4-벤즈피렌, 1, 2, 5, 6-디벤즈안트라센과 같은 발암성 물질의 제거 등 인체의 안정성에 대해서는 충분히 고려하지 않으면 안된다.
죽초액을 토양에 산포(散布)하거나 혹은 야채, 화초 등의 식물에 직접 산포함으로서 성장이 더욱 촉진되며 증수(增收)로 이어진 다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 합성농약의 잔류독성이 문제시되고 있는 오늘날 천연 유기물에서 생성되는 죽초액의 식물성장 조절작용은 주목을 끌고 있다. 죽초액, 정제 죽초액 또는 죽초액에서 분리한 성분 등을 그대로 혹은 대나무숯가루에 합침시켜 차, 화초, 야채, 수도, 과수, 수목 등에 사용하여 생육, 품질, 수량 등의 면에서 좋은 결과를 얻은 예를 많이 볼 수 있다.
죽초액이 식물에 대해 성장 촉진제인 점은 확실하지만 식물에 따라서는 반대로 성장저해 작용의 역할을 하는 경우도 있다.따라서 죽초액은 식물에 대해 성장촉진작용과 성장저해작용이 상반하는 2가지 역할을 한다는 것을 이미 알려져 있는 개개 성분의 성질로 충분히 이해할 수 있다. 즉 실제로 죽초액을 식물성장 조절제로 사용할 경우에는 사용 목적을 명확히하여 대상 식물에 알맞는 죽초액을 정제하여 사용하는 것이 매우 중요하다. 죽초액은 특유의 강한 냄새를 지닌 액체인데 이 액에는 생물이 관여하여 발생하는 악취에 대한 탈취효과가 있음은 예로부터 잘 알려져 있다. 죽초액의 탈취작용은 액 자체의 물리흡착, 중화, 분해, 마스킹 등 몇몇 작용이 복합적으로 관여한다고 생각되나 사용량이 적정치 못하면반대로 죽초액 자체가 지닌 강한 냄새에 의해 역효과를 낼 위험성이 있으므로 신중히 취급하지 않으면 안 된다. 또 죽초액은 항곰팡이, 항균, 항산화성을 지니고 있어 식품공업의이용, 가축사료첨가제, 비료배합제, 잡초방제제, 토양소독제 등 폭 넓은 이용법이 모색되고 있다.
죽초액은 많은 성분을 가지고 있으며 각각의 성분이 다양한 작용을 하므로 죽초액의 용도도 다방면에 걸쳐 있다. 그러나, 이용에 있어서는 다성분계의 죽초액으로부터 단일 성분을 분리해서 이용한다는 것은 기술적으로도 경제적으로도 무리가 있으므로 복합성분계로 사용되는 것이 보통이다. 그로 인해 발생되는 재현성의 문제 등이 있다.
죽초액은 화장실, 분뇨처리, 가축사나 어시장 등 생선식품류가 부패하여 내놓는 악취의 탈취용으로 이용되며, 편백, 적송 등의 종자를 뿌리기 전에 죽초액을 토양에 산포해 두면 입고 병을 방지할 수 있는 등 토양 소독용으로 사용된다. 죽초액에 철을 넣어 만드는 목초산철은 흑색염료의 매염제(媒染劑)가 되며 흑색도료가 된다. 그 외에도 액체 훈제품의 제조나 죽초액의 항곰팡이, 항균, 항산화성을 이용한 식품공업에서의 용도, 비료의 제조, 잡초 방제용, 식물성장 촉진용, 해충 기피제용, 가축사료 첨가제용 등 아주 폭넓은 용도를 지니고 있다.
대장균에 대한 죽초액 원액과 10배 희석액의 세균감소율은 99.5%로 고농도에서항균력이 매우 우수하였다. 100배 또는 1,000배로 희석하여 사용할 경우에는 항균력이 급격히 저하하였으나 2.5배의 균 증식을 나타낸 무처리의 경우와 달리 세균의번식은 더 이상 확대되지 않았다.
죽초액에는 초산, 개미산 등의 산류와 페놀, 크레졸, 구아야콜 등의 페놀류가 다량 존재한다. 일반적으로 초산은 암모니아나 유황화합물 등 알칼리성의 냄새 성분을 중화하며 페놀류는 강한 훈취를 지니고 있어 마스킹이라 불리는 화학적 작용으로 악취가 없는 물질로 변화 시켜 소취능력을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 특히, 분뇨와 같이 악취원으로 생각되는 성분이 다수인 경우는 단일성분으로 모든 악취를 없애는 것은 불가능하며, 오히려 많은 성분의 혼합체인 죽초액 쪽이 소취재로서 뛰어난 효과를 발휘할 것으로 기대된다.
정제한 죽초액을 공시재료로 암모니아가스에 대한 탈취효과를 조사하였다. 원액과 10배 희석액은 초기 30분에 암모니아가스가 90% 이상이 제거되었으며 120분 경과 시에는 암모니아가 대부분 제거되어 암모니아에 대한 탈취효과가 탁월함을 알 수 있었다. 100배 희석액에서도 120분 경과 시 약 90%가 제거되었으며, 특히 1,000배 희석액과 같이 극히 낮은 농도에서도 암모니아가 80% 제거되어 암모니아 탈취제로서의 개발이 크게 기대되었다.
죽타르
죽초액의 특징의 하나는 타르분이 적고, 그로 인해 목초액에 비해 투명도가 높고 냄새도 소프트하며 부드러운 것이다. 타르분이 많으면 그 만큼 유효성분의 비율이 적어지고, 흙이나 작물에 유해한 영향을 미치기 쉬우므로 농업용으로는 적당하지 않다. 예컨대, 짙은 농도로 작물에 엽면 산포하면 잎 표면에 유상의 타르분이 남아 잎을 상하게 한다. 무밭에 산포하면 무의 흰 뿌리에 점점이 검은 타르가 달라붙거나 무의 목 부분이 검어지는 일도 있다. 또, 토양 중에 타르분이 잔류하여 토양입자를 점결(粘結)하여 통기성과 투수성을 방해할 우려도 있다. 죽초액은 산성의 성분을 많이 함유하고 있어 목초액 보다 산도가 높다. 타르분을 집주위에 산포하여 두면 지네, 괄태충, 쥐 등을 달려들지 않게 하는 기피효과가 있다. 죽타르는 유출액을 정치했을 때 침전하는 침전타르와 죽초액 중에 용해되어 있는 용해타르, 표면에 뜨면서 얇은 피막을 형성하는 표면타르(경질유), 이렇게 3가지가 있으며 서로 성질 및 성분이 다르다. 침전타르는 흑갈색의 용액으로서 비중 1.08정도이고, 용해타르는 죽초액을 재건류했을 때에 용기 내에 잔류하는 부분으로 침전타르와 친화성을 가지고 있고, 죽초액의 알데히드·페놀류 등이 중합 또는 축합되어 진 것으로 보고 있다. 표면타르는 황색 또는 등황색을 띠고 비중은 1 이하이다. 위의 3종류의 타르 총생산량은 원료 죽재에 대하여 함수재를 건류했을 때에는 대략 9~14%이고, 그렇지 않을 때는 약 5~7%이다.
용해타르는 경유분이 적고 수지상의 물질이 함유되어 있어 피치가 많으며, 쉽게 굳어 버리고 부서지기 쉬우므로 그대로 연료로 사용하거나 침전타르에 혼합한다. 침전타르는 그대로 연료로 사용하기도 하고, 증류하여 수분, 200℃ 이하의 경유(light oil), 200~360℃의 중유(heavy oil), 피치 등으로 분액하기도 한다.
끈적끈적한 점조성의 흑색 유상물인 죽타르를 상압에서 180℃ 이하, 180~230℃, 230℃ 이상의 3가지 프랙션(fraction)으로 분획하면 180℃ 이하의 분획물에는 수분 이외 죽초액의 성분이 다수 함유되어 있다. 180~230℃의 분획물에는 크레졸류, 구아이아콜 등의 크레오소트 유분이 들어 있다. 이 분획물의 일부도 죽초액 중에 녹아들어 있음을 죽초액의 항에서 언급하였다. 230℃ 이상의 부분은 증류잔사로서 소위 피치(pitch) 부분이다.
여기서, 침강타르 성분의 2, 3가지 예를 살펴보면, 망그로브재, 삼나무오가라이트, 볏짚, 섬조릿대의 침강타르를 나타낸 것이다. 각각의 타르는 180℃ 이하의 저비점부, 180~230℃의 고비점부 및 피치의 3가지로 분획되어 있다. 목재인 망그로브, 삼나무 2종은 피치가 타르의 약 절반을 차지하고 있으나, 화본과 식물인 볏짚, 섬조릿대의 타르 중에는 피치가 극히 적고, 저비점부의 비율이 극히 많다.
고비점부를 더욱 상법(常法)에 따라 강산류, 페놀류, 중성물질로 분배하면 볏짚, 섬조릿대에서는 페놀류의 함유율이 극히 적다. 삼나무오가라이트에서는 12%의 페놀을 함유하고 있는데, 이것은 오히려 예외적인 경우이고 죽재탄화물의 타르에 함유된 페놀분은 2~5%인 것이 보통이다.
타르 중의 저분자로써 가장 이용 가치가 있고 유효한 것은 페놀류이다. 전기 4종의 타르의 고비점부의 페놀 획분의 성분에서 볏짚은 페놀 획분의 41%의 페놀을 가지고 있으며, 다른 3종은 5~6%의 페놀을 지니고 있음에 불과하다. 망그로브나 삼나무오가라이트에서는 구아야콜, 크레오졸, 크레졸류의 함유율이 높아 화분과 식물과는 타르 중에 함유된 페놀류의 성분조성이 크게 다르다는 것을 시사하였다.
죽타르 중에서도 가장 부가가치가 높고 유효한 성분은 의약품으로 사용되고 있는 페놀류 이다. 특히 구아야콜, 크레졸, 크레오졸류의 함유율이 높은 죽타르에서는 크레오소트유가 정제되어 의약품의 중요한 원료로 이용되고 있다. 그 외 방부용 도료, 활판잉크, 렌즈의 연마제나 트럭, 항공기 등의 타이어 첨가제로서도 이용되고 있다. 최근에는 죽타르의 페놀수지접착제로의 이용 가능성이 보고되고 있다.
죽가스
죽재를 탄화하면 가열로 인해 먼저 죽재 중에 함유되어 있는 수분 증발이 끝나고 다시 가열을 계속하면 죽재를 구성하고 있는 탄소·수소·산소 등의 원소가 친화성에 따라서 각종의 불응축성가스를 형성한다. 이때 처음은 죽재 중에 산소의 함량이 비교적 많으므로 160~190℃의 사이에는 이산화탄소가 가장 많이 형성되어 소량의 일산화탄소를 포함하는 가스로 발생한다.
온도의 상승에 따라 산소가 감소되므로 이산화탄소의 형성이 줄어들고 일산화탄소의 함량이 증가되며, 다시 소량의 포화탄화수소인 메탄(CH4)을 포함하게 된다. 이어서 고온이 되면 수소가스의 발생이 적어지고 불포화의 탄화수소를 포함하게 된다. 또한 죽재 중에는 질소를 포함하기 때문에 이것이 수소와 화합해서 암모니아가스를 형성하고 이것이 알킬기로 치환되어 아민류를 생성하게 된다. 죽가스의 비중은 통상 공기보다 약간 무겁다. 이러한 가스는 5~8.9MJ/㎥ 범위의 낮은 연소열량을 지니므로 연소에 의해 스팀발생 및 탄화과정의 재료가열이나 건조에 이용된다. 연료로 이용하기 위해서는 정제-냉각시스템에 통과시켜 열분해 기름증기와 대나무숯 미립자를 제거하여 깨끗하게 만들어야만 한다.
죽회(대나무숯회분)
대나무숯은 미네랄(회분) 함유량도 활성탄보다 훨씬 풍부하여 미생물이 한층 착생하기 쉽다. 통상 400℃ 이상의 온도에서 구운 대나무숯은 알칼리성(pH 7~8)을 나타내기 때문에 산성을 좋아하는 미생물(호기성균)에게는 착생하기 곤란하다고 여겨지거나, 대나무숯은 무기질이기 때문에 미생물의 먹이가 되는 유기물이 결핍되어 있다고 알려져 있으나 실제로 실험해 보면 그렇지 않고 미생물은 잘 달라붙고 특히 유기물의 분해를 잘하는 방선균이 잘 착생한다. 이러한 대나무숯의 바이오리액터(Bioreactor, 미생물 반응기)로써의 기능이 대나무숯의 신용도를 개발함에 있어서 많은 가능성을 낳아 당면의 중요한 연구 테마가 되고 있음에는 변함이 없다.
유기물을 연소시키면 재(灰)가 남는다. 즉, 재란 유기물(탄소 원소를 결합의 손으로써 여기에 산소 수소 질소 등이 연결되어 있는 화합물)이 타고남은 다음 남는 무기물 주체의 타는 가스로 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 인(P), 철(Fe), 유황(S) 등이 그 주요 원소이다. 숯의 회분은 750℃로 설정된 회화로에서 연소시켜 그 잔존량을 측정한다. 일반적인 수목을 탄재로 한 경우는 숯의 회분은 통상 2~3%이지만 대나무나 조릿대를 탄재로 하면 그 보다 큰 수치를 나타낸다. 화학적인 성질로는 양질의 회분(미네랄, Mineral), 특히 규산, 칼륨의 함유량이 많은 것이 대나무숯의 특징이다. 대나무숯의 회분은 대나무의 화학 성분이 탄화될 때 열분해 되어, 산화물 또는 탄산염으로써 조직 중에 분포하고 있다. 대나무의 회분(미네랄)에는 가용성의 것과 불용성의 것이 있다. 탄화하면 회분은 무기성대나무의 회분(미네랄)에는 가용성의 것과 불용성의 것이 있다. 탄화하면 회분은 무기성분으로 되며 산화물이나 탄산염이 되어 물에 녹기 쉽게 된다. 바로 물에 녹는 성분과 점차로 물에 녹는 성분이 있다. 그리하여 숯을 가루모양으로 내어 식물의 뿌리 부근에 시용하면 식물에게는 귀중한 미네랄의 보급원이 된다.
대나무의 규산과 칼륨은 특히 표피 부분에 집중하고 있다. 이로 인해 고온에서 탄화하면 이들 성분이 표면에 용출되어 클링커(용액이 유리상으로 굳어지는 현상, Clinker)를 형성하여 매우 단단하며 은색을 발하는 은빛 고경질 대나무숯이 얻어진다. 대나무의 재(미네랄)는 대나무의 화학성분 또는 결정으로써 대나무의 각부에 분포하고 있는데, 뿌리, 줄기(지하경 포함), 잎에서 그 양에 변화가 관찰되며 동일한 줄기에서도 표피 부분에 많고 내부에는 적다. 또, 대나무의 재에는 규소와 칼륨이 많이 함유되어 있는 것이 특징이며, 특히 왕대의 재에는 규소분이 22.9%나 함유되어 있다. 대나무숯에 함유되어 있는 규산은 농업 관계자들 사이에서는 흙의 원천이라 불리고 있을 정도의 소중한 물질로서 농작물의 육성, 지력을 증강함에 있어서 필수 불가결한 존재이다. 이와 같이 규산을 다량 함유하는 대나무숯을 분말상으로 사용하면, 극히 양질의 토양개량재, 유기비료 첨가재가 된다.
