옻 가공품활용 친환경농산물 생산에 관한 기초연구 - 3.옻에 함유된 물질 및 친환경농업에 적용 가능성

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[3] 옻에 함유된 물질 및 친환경농업에 적용 가능성

1. 옻에 함유된 구성물질 및 성분 조사

1)옻에 함유된 물질의 분포부위

물질명	껍질	나무(목질부)	기능
우루시올	○		옻의 주성분, 독성, 항암효과
폴리페놀화합물	○		항산홥물질
케르세틴	○		노화방지
플라보노이드	○		항균, 항암, 항바이러스, 항알레르기 및 항염증 활성이있고, 생체 내 산화작용을 억제
피세틴		○	암세포확산 증식억제
푸스틴		○	퇴생성 신경질환의 예방 또는 치료
설푸레틴	○	○	숙취해소
부테인	○		유방암 증식억제
타닌		○	위를 보호

2) 옻의 자생지별 주요성분

자생지	성분명	특성
한국, 중국, 일본	우루시올	옻의 주성분으로 옻을 오르게하고 유효성을 가짐
타이완과 베트남	라콜
태국과 미얀마	팃시올

3) 한국, 중국, 일본 옻나무의 구성

성분명	구성비(%)
	수액 또는 생칠	정제칠
우루시올 고무질 질소을 함유한 화합물 물	59.5 7.1 2.6 30.38	84.4 8.9 3.5 3.2

주)정제칠 : 수분을 적당히 제거한 칠

4) 산지별 생옻의 성분 구성표(%)

구분	우루시올	함질소물	고무질	수분
한국산(원주)	72.83	2.14	5.01	20.02
일본산	66.20	5.00	5.30	23.50
중국산	56.84	1.70	6.72	34.74
베트남산	52.5(락콜)	2.0	13.0	32.5
미얀마산	51.07(치치올)	2.34	0.94	26.8

2. 최근 연구논문의 자료 분석

최근 연구논문의 발표 내용을 요약하면 농업 쪽에는 국한 되어 있고 산업용과 식용 그리고 약용, 의료용으로 연구하여 발표되고 있는데 이번에 옥천에서 농업에 관한 연구를 시작으로 연구에 대한 변화를 주고 있다.

자연 농업과 관련되어 많은 선도농가들이 관심을 가지게 되었고 이에 대한 구체적인 사례들을 참고로 농업에 활용될 생물농약도 도전해 봄도 가능하다.

1) 약용식물인 Coptis chinensis Franch(황련 : 중국, 일본, 인도, 네팔, 한국 등지에서 자생 또는 재배되는 다년생 초본)의 추출물로부터 포자발아 억제물질의 분리 및 동정과 그 효과 실험 연구결과 생리활성물질의 포자발아 억제 상승효과 확인

2) 우르시올와 카다놀을 이용한 항균성 폴리우레탄 폼의 합성에 관한 연구에서 항균 기능이 있는 것으로 알려진 우르시올과 카다놀을 폴리우레탄 제조시 첨가하여 항균 기능을 갖는 폴리우레탄 폼을 제조하였다. 이 항균 첨가물이 MDI 와 화학반응하여 폴리우레탄 합성에 참여한다는 것을 FT-IR을 사용하여 확인하였다. 우루시올과 카다놀을 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 물성 변화는 없었으며 우루시올과 카다놀로 각각 공중합된 폴리우레탄폼의 열적 안정성이 항균물질 미처리된 폼보다 향상된 것을 TGA를 이용하여 확인 할 수 있었다. 또한 대장균을 균주로 이용하여 항균테스트를 실시한 결과 균 감소율이 99%까지 나타났으며 이러한 항균성이 지속적임을 확인함.

3) 산림청 임목육종 연구소 (나천수 박사팀)

산림청 임목육종연구소의 나천수 박사팀이 옻수액이 우루시올를 분석해 항암효과가 뛰어난 MU2성분을 추출하는데 성공했다.

옻나무가 열처리해 얻은 화칠에서 추출한 MU2는 항암효과가 탁월할 뿐 아니라 옻의 알레르기 현상과는 무관한 안전한 복합물질로 기존의 항암제인 테트라플라틴 보다 동물의 혈액암세포, 인체 폐암세포와 위암세포의 생장을 억제하는 효과가 훨씬 우수하다고 발표함. MU2는 항산화기능과 숙취해소 기능, 각종세균과 박테이라 같은 미생물을 죽이며 벌레를 막아준다는 것은 잘 알려진 효능이다.

이 효능은 인체에서 기생충을 죽이고 각종 세균을 막아 염증을 없애주는 효과를 나타낸다.

4) 상지대 산림과학과 송병민 교수팀

옻나무는 일반적으로 군집재배보다는 휴경지, 밭두둑 같은 휴반이나 하천제방 또는 산록부위에 잘 자라는 식물로 다른 작물에 비하여 노동력이 크게 소요되지 않아 농가의 부업적 경영에 알맞은 작목이라 할 수 있다. 옻나무는 식재 후 7~9년 정도면 옻을 채취할 수 있으며 그 후부터는 맹아갱신방법으로 7~8년을 주기로 계속 4~5회 정도 생산 할 수 있다.

1990년대의 우리나라 옻 생산량은 연평균 2,000kg 정도인데 이중 원주지역에서 생산되는 옻의 1,000kg을 상회하여 원주가 우리나라의 옻 생산에는 절대적인 위치를 점유하고 있었으나 1990년대 중반부터 원주지역의 옻 생산량이 급격히 감소되었다.

옻 채취 작업은 보통 6월에서 10월까지 이루어지고 있는데 십여년 전까지만 해도 20~30명에 이르던 옻 채취자들이 점점 감소하여 최근에는 4~5명 정도에 불과한 실정이다. 물론 옻 채취자가 급격하게 감소한 이유는 옻의 수요 감소와 일본으로의 수출중단에 따른 판로문제가 가장 큰 것으로 나타났다.

[원주지역의 옻 생사량 실태]

연도	1994	1995	1998	2000	2002	2004
생산량(kg)	1,125	242	919	383	168	164

원주산 옻은 1993년까지 전체생산량의 70% 이상이 일본으로 수출되어 왔으나 중국산 옻이 대량으로 일본으로 수출됨에 따라 가격경쟁력에 있어서 열세인 한국산 옻의 수출이 현저하게 줄어들었다.

일반적으로 국내산 옻은 정제되지 않은 생칠로 판매되는데 옻의 생산비용이 높아지면서 가격이 비싸 옻칠공예가나 국내가구업자들응 주로 일본산 정제칠을 수입하여 사용하고 있다. 일본에서도 원주산 옻의 품질은 우수한 것으로 인정하고 있으나 현재의 일본은 품질은 열등하지만 가격이 싼 중국산 옻을 구입하여 정제 가공하여 판매하는 것을 선호하고 있다.

3. 옻나무의 구성 성분이 인간에 미치는 효과와 식물적용검토

1) 천연물에 들어있는 대표적 기능성 효능 물질의 비교

종류	물질채취부위	인간에서의 기능	식물에서의 기능	옻에 들어 있는 성분
엽록소	잎	항암, 세포재생	광합성, 에너지 생성	○
플라보노이드	잎	항산화, 소염, 진통 등	항산화	○
폴리페놀	잎, 뿌리	항산화, 혈류개선 등	항산화	○
향	잎, 뿌리	항균, 진정, 흥분	항균, 동물유인
색소	잎, 꽃	항산화, 항암, 혈류개선	항산화, 동물유인
알카로이드	표피	신경마비 또는 흥분	자기방어
사포닌	잎, 뿌리	항암 등 다양한 약리	항진균
베타글루칸	세포	면역증강 등	세포벽 구성

2) 옻에 들어있는 기능성 물질의 비교

성분명	구성물질과 작용	인간에서의 주기능	식물적용 검토
우루시올 (urushiol)	페놀유도체의 하나로, 옻의 주성분, 옻이 피부를 헐게 하는 것은 우루시올의 작용이다.	암세포 증식억제	살균, 살충
플라보노이드 (flavonoid)	식품에 널리 분포하는 항색 계통의 색소로 항균, 항암, 항바이러스, 항알레르기 및 항염증 활성이 있고, 생체 내 산화작용을 억제한다.	기관분화 유도작용 항산화, 소염, 진통 혈관형성 억제작용, 숙취해소, 간 보호작용	살균, 생육증진
타닌 (tannin)	식품에 널리 분포하는 황색계통의 색소로 항균, 항암, 항바이러스, 항알레르기 및 항염증 활성이 있고, 생체 내 산화작용을 억제한다.	항산화, 항암, 항균	살균
아세트산 (acetic acid)	살균능력이 있어 대장균이나 포도상구군과 같이 식중독을 일으키는 세균을 죽임으로써 음식의 부패가 직행되는 것을 막아준다.	살균, 살충	살균, 살충

3) 제품 형태별 적용가능성

구분	인간에 적용되는 약용	농산물(축산물 포함) 적용
분말(건칠)	혈액촉진, 위산과다, 생리통, 어혈제거, 편도선염, 구충제	살균, 살충 및 방충
진액	소화촉진, 어혈과 냉증 풀어줌, 피를 맑게 균 억제	살균, 항균, 방충, 기피제
	근육과 골격의 재생력 증강	생육증진

4. 친환경농업에 사용가능한 식물추출물의 범위

친환경농업에 사용이 가능한 기준은 친환경농업육성법에 근거를 두고 있다. 우리 옥천의 옻을 정제 또는 가공한 제품으로 친환경 농자재의 사용은 저농약농산물, 무농약농산물, 유기농산물 및 무항생제축산물, 유기축산에 사용이 가능하도록 정해진 법의 테두리 안에서 가공이 가능하고 효과를 입증하여 친환경농자재로 공급이 가능하도록 개발을 할 수 있을 것으로 판단된다.

친환경농업육성법에 제시하는 사용기준은 아래의 내용과 같다.

(친환경농업육성법 시행규칙 제7조관련 친환경농자재의 사용기준)

1) 유기농산물

가. 농림산물

(1) 토양개량과 작물생육을 위하여 사용이 가능한 자재

- 목초액 : 산림자원의 조성 및 관리의 법률에 따라 고시된 규격 및 품질등에 적합조건

- 그 밖의 자재 : 식물에 영양을 공급하거나 토양의 성질에 변화를 주기위해 공급하는 물질에 한하여 천연물질 또는 천연물질에서 유래하고, 화학적 공정을 거치거나 화학적으로 합성물질이 첨가되지 아니할 것.

(2) 병충해 관리를 위하여 사용이 가능한 자재

가. 식물과 동물

- 천연식물에서 추출한 제제, 천연약초, 한약제 및 목초액 : 목초액은 산림자원의 조성 및 관리의 법률에 따라 고시된 규격 및 품질 등에 적합조건

나. 축산물

(1) 유기배합사료 제조용 자재중 단미사료

- 섬류질류로서 목초, 산야초, 나뭇잎, 곡류정선부산물, 임산가공부산물, 볏짚, 보리짚, 그밖의 농산물고간류, 풋베기사료작물, 옥수수대, 사탕수수박, 사탕무우박, 감귤박 및 발효사료 : 유기농산물 인증기준에 맞게 생산된 것, 다만, 야생의 것은 잔류농약이 검출되지 아니할 것

- 기타 국제식품규격위원회에서 유기축산물 생산용 사료로 사용이 허용된 물질이나 국립농산물 품질관리원장이 정하는 물질.

(2) 유기배합사료 제조용 자재중 보조사료

- 천연항산화제 : 천연의 것 및 천연에서 유래된 것으로서 다른 화학물질이 첨가되지 아니한 것. 다만, 배합사료의 1%미만 사용되고 화학물질의 함유량이 보조사료 내 10% 이내인 경우네는 사용가능

- 항곰팡이제 : 천연의 것 및 천연에서 유래된 것으로서 다른 화학물질이 첨가되지 아니한 것, 다만, 배합사료에 1%미만 사용되고 화학물질의 함유량이 보조사료 내 10% 이내인 경우에는 사용가능

- 추출제(유카추출쿨, 타우마린, 목초추출물, 해초추출물 및 고실추출물) : 천연의 것 및 천연에서 유래된 것으로서 다른 화학물질이 첨가되지 아니한 것, 다만, 배합사료에 1% 미만 사용되고 화학물질의 함유량이 보조사료 내 10% 이내인 경우에는 사용가능

- 기타 : 제식품규격위원회에서 유기축산물 생산용 사료로 사용이 허용된 물질이나 국립농산물품질관리원장이 정하는 물질

2) 무농약농산물, 무항생제축산물

가. 무농약농산물의 병해충 관리를 위하여 사용이 가능한 자재는

- 천연식물에서 추출한 제제, 천연약초, 한약제 및 목초액 : 목초액은 산림자원의 조성 및 관리의 법률에 따라 고시된 규격 및 품질 등에 적합조건

나. 무항생제축산물에 일반사료를 사용할 수 있다. 다만, 항생제 및 별표 3제5호 마목(3)의 물질은 제외한다.

- 합성항균제, 성장촉진제 및 호르몬제등의 동물의약품봐 반추가축에게 포유동유에서 유래된 사료(우유 및 유제품은 제외)는 어떠한 경우에도 첨가해서는 아니된다.

3) 친환경농업에서 사용되고 있는 식물농약과 그 적용범위

가) 생물농약

(가) 개념

천적곤충, 천적미생물, 길항미생물 등을 이용하여 화학농약과 같은 형태로 살포 또는 방사하여 병해충 및 잡초를 방제하는 약제로 생물을 소재로 한 농약으로서 화학농약에 대응하는 농약이다.

(나) 생물농약의 종류

가. 천적곤충제 : 곤충, 어류 등 소동물을 이용하여 충과 잡초를 방제하는 방법

나. 천적미생물제 : 세균제제, 사상균제제, 바이러스제제가 있다. 또 담배의 흰비단병균과 길항적으로 작용하고, 조건에 따라서 균핵을 살멸하는 작용을 하는 것도 있으므로 병해방제제로서도 이용

다. 세균제제 : 세균을 이용하여 해충을 방제하기 위한 생물농약. Bacillus thuringiensis가 가장 잘 알려져 있으며 BT제라고도 하여 한국에서도 흰불나방방제약제로 등록되어 사용되고 있다.

이 밖에도 여러 가지가 알려져 있는데 최근 화학농약의 독성 및 잔류성으로 문제가 대두됨에 따라 안정성농약으로 각광을 받고 있으며, 화학농약과의 혼용이 가능하고 혼용에 따라 효력이 증가되는 것이 인정되고 있다.

나)식물농약

(가) 개념

화학농약을 사용한 것처럼 병해충을 100% 퇴치하려는게 목적이 아니라 자연과 환경을 함께 공생하여 경제허용기준에 맞추어 방제가 가능하며 효과를 발휘하려면 적절한 환경과 조건이 어는 정도 맞아야하고 방제효과 지속일수가 7~14일 정도 밖에는 안되는 약점에 비해 비료가 되는 유리한 점도 있다는 것이다.

(나) 식물성자재

현재 식물성자재로는 외국에서 수입하여 그대로 판매 또는 재포장을 통한 2차 가공판매의 형식에 이루어지고 있으며 국내의 야생초 및 농산물들은 대부분 경험에 의한 것과 예로 전채 내려오는 것들을 자연농법에 관심이 있는 자연농법주의자들이 선도하여 급속히 확산되는 추세에 있고 우리 옻도 요즈음 식용과 약용, 치료용, 친환경 도료 등으로 많은 관심과 연구가 진행되고 있으며, 향후 친환경농업용으로 개발이 된다면 다음에 조사된 식물들과 경쟁시 수입대체 효과와 우리옥천 특구의 질 좋은 옻은 지역의 가치향상과 소득증대에 기대가 크다.

(다) 식물성 자재의 종류와 적용

가. 제충국(Pyrethrum) : 살충제

- 국화과의 일종으로 피레스린으로 해충의 신경전달 저해작용에 의한 진딧물, 응애, 총채벌래, 나방류 유충을 방제

나. 로테논(Rotenone) : 살충제

- 콩과 식물이 데리스의 덩이줄기와 뿌리에 함유된 유효성분으로 세포 호흡저해 작용 응애, 나비목유충 방제

다. 구아시아(Quassia) : 살충제

- 소태나무과 식물의 추출액

라. 라이아니아(Ryania) : 살충제

- 열대성 관목

마. 사바딜라(Sabadilla) : 살충제

- 백합과 식물종자 추출

바. 님(Azadirachtin) : 살충제

- 동아시아 님나무에서 추출 주요해충의 생장억제와 섭식저해

사. 담배 : 살충제

- 진딧물방제 살충비누와 혼용하여 사용

아. 기타 뱀밥풀, 쇠뜨기, 매리골드, 참쑥, 인진쑥, 어성초, 울금, 오동나무, 허브류와 농산물 및 식품으로 고추, 마늘, 양파, 부추, 커피, 소테, 밀감껍질, 파

다) 광물성 자재

(가) 개념

광물성자재는 돌과 그 속에 함유된 성분으로 주로 균사억제 및 세균을 억제하는 자재로 개발이 되어 있다. 이러한 광물성 자재를 옻과 접목을 한다면 상당한 상승효과를 발휘하리라는 확신을 이번 기초자료 수집과정에서 인지하게 된 만큼 지금의 조사과정을 종합하여 좋은 결과를 도출하기 위한 기초연구가 되리라 기대한다.

(나) 광물성 자재의 종류와 적용

가. 무기물 : 황산구리, 산화칼슘, 수산화칼슘

- 살균제로 이용하며 포도주요병해, 복숭아세균성구멍병

나. 구리염 : 세균제

- 균호습저제, 탈수소저해

다. 황(유황) : 살균제

- 병원균의 호흡억제작용으로 흰가루병 방제

라. 규산엽(규산나트륨, 규산칼륨) : 균억제 작용

- 흰가루, 도열, 덩굴쪼김, 피시움(Pythium) 뿌리썩음 억제에 사용

마. 중탄산나트륨(탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨) : 포자발아 억제

- 흰가루, 잿빛곰팡이에 사용

바. 규조토 : 규조류의 퇴적물로 해충 방제용으로 사용

사. 오일(기계유 등) : 유화제와 함께 작은 곤충의 방제에 쓰이고 미소해충(응애, 진딧물, 총채벌레 등)에 살충력이 있음

(다) 살충, 기피식물의 분류

- 이러한 식물은 일반적 상식으로 알고 있는 것도 있고 우리 주위에서도 흔히 볼 수 있는 것들도 있다.

가. 기피(중간독) 식물

- 은행나무, 자귀나무, 무화과나무, 오동나무, 단풍나무, 코스모스, 쇠뜨기, 고사리, 먹구슬나무, 소태나무, 어성초, 담배, 고삼, 여귀, 감자, 미치광이풀, 애기똥풀, 창포, 복수초, 주목, 연영초, 수선화, 굴거리나무, 포인세티아, 소철, 석류, 만병초, 쐐기풀, 도라지, 분꽃, 시크라멘, 나팔꽃, 꽈리, 살구, 메실, 제충국, 박하, 쇠비름, 아주까리, 은방울 꽃

나. 맹독식룸

- 자리공, 때죽나무, 협죽도, 선산(꽃무릇), 할미꽃, 다기탈리스, 투구꽃(초오), 콜리쿰

다. 항균식물

- 매운 고추, 마늘, 양파, 녹차, 쑥, 소리쟁이