KR20240063768A - 산양삼의 기후스마트 환경 이식을 통한 후처리 방법 및 상기 방법으로 후처리한 산양삼 - Google Patents

산양삼의 기후스마트 환경 이식을 통한 후처리 방법 및 상기 방법으로 후처리한 산양삼 Download PDF

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Abstract

일반적으로 산양삼은 파종부터 수확까지 최소 6년이상의 긴 재배기간이 필요하지만, 본원 발명은 3년근 이상의 산양삼을 기후스마트 시설환경으로 이식하여 짧은 기간 내에 농약이나 비료 등의 추가적인 투입재 없이 친환경으로 산양삼의 생육속도를 높일 수 있는 후처리 방법으로 기존 시장의 산양삼과 인삼이 가지는 단점들을 극복할 수 있는 방안이다. 처리 시설환경은 산에서 재배되는 산양삼이 자라는 과정에서 발생하는 다양한 환경적 스트레스 요인들의 영향을 최소화한 환경을 제공한다. 후처리 산양삼은 함유성분이 산양삼과의 유사성이 높고 단기간 증량이 150%에서 250%에 달하는 것으로 나타났다. 동시에 후처리된 산양삼은 일반적인 6년근 이상의 산양삼과 단위 무게당 진세노사이드의 함량뿐만 아니라 유사한 경도, 향, 맛을 내는 것으로 평가된다.

Description

산양삼의 기후스마트 환경 이식을 통한 후처리 방법 및 상기 방법으로 후처리한 산양삼{A METHOD OF POST-TREATING WILD GINSENG THROUGH TRANSPLANTING TO CLIMATE-SMART ENVIRONMENT, AND GINSENG PRODUCED BY THE METHOD}
본원은 산에서 재배된 산양삼을 스마트팜 환경으로 이식하여 후처리하는 방법 및 상기 방법으로 처리한 산양삼에 관한 발명이다.
인삼은 6년근이 시장의 주거래 상품으로 한국담배인삼공사의 정관장이 대표 제품이다. 인삼은 6년간 밭에서 재배되어야 하므로 생존률이 낮아지는 3년 이후 많은 농약이 투입되어 친환경적인 재배가 어려우며, 또한 인삼은 산양삼과 달리 잎과 줄기를 먹을 수 없도록 정부에서 법적으로 규제하고 있다. 하지만, 산양삼은 두릅나무과 인삼속의 식물로 유전적으로는 인삼과 동일하지만, 인삼과 달리 「산지관리법」 에 따라 산지에서 차광막 등 인공시설을 설치하지 아니하고 농약을 사용없이 최대한 자연에 가깝게 생산된 삼으로 인삼과 차별화된다. 산양삼은 면역증강 및 원기 회복 등의 효과가 과학적으로 입증되어 있으며(Kim, 2009), 특히 효능 면에서 재배 인삼에 비해 효과가 더 높은 것으로 알려져 있다. 일례로 산양삼은 재배 인삼에 비해 단위 무게당 진세노사이드의 함량이 더 높다고 보고된 바 있으며, 이 외로도 항암효과 등 약리효과가 인삼에 비해 더 높음이 보고된 바 있다(문혜경, 2015).
최근, 한국 사회가 고령화시대에 접어들고 코로나와 같은 전염성 질병에 대한 면역력을 포함한 건강에 대한 관심이 높아져 산양삼에 대한 인지도와 수요는 향상되고 있지만, 현재 재배와 공급 차원에서는 아직 인삼에 비해 미흡한 부분이 많다. 산양삼 재배농가의 경우 안정적인 산양삼 재배에 큰 어려움을 겪고 있으며 이는 산에서 자연적으로 자라게 하는 것을 원칙으로 하는 산양삼의 특성상 유실 및 절도에 따른 손실이 크기 때문으로 보인다(산림청, 2020). 이러한 불안정한 생산성으로 인해 산양삼의 시장가격은 높고 일반인들은 산양삼의 품질을 판단하기가 어려운 실정이다.
산양삼과 관련된 특허로는 등록번호 제10-1690648호, 등록번호 제10-1411338호, 등록번호 제10-1237009호 등 산양삼의 최적 재배조건을 연구한 선행기술이 존재하지만, 산양삼은 관련 법률에 따라 자연 조건에서 재배되어야 하기 때문에 인공적인 시설로의 이식을 통한 후처리 방법에 관한 연구는 찾아보기 어렵다.
등록번호 제10-1690648호 등록번호 제10-1411338호 등록번호 제10-1237009호
본원에서 해결하고자 하는 과제는 산양삼의 효능과 관련된 구성성분과 단위무게당 성분함량 등의 장점을 극대화하면서도 기존 산양삼 재배방식의 단점을 보완하는 산양삼의 후처리 방안으로 산양삼 제품의 산업화를 포함한다. 이를 위해 산에서 수확한 산양삼의 진세노사이드 함량을 증대시키면서 동시에 산양삼이 가지는 고유한 진세노사이드 구성을 가질 수 있도록 하는 방법이 포함된다. 후처리과정에서 처리기간 동안 품질은 향상되면서 장기간 저장되는 효과도 있다.
위 과제는 예시에 불과하며 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위의 과제가 추가로 존재할 수 있다.
본원은 산양삼을 후처리하는 방법에 있어서, 산양삼을 재배하는 단계 및 상기 재배한 산양삼을 처리환경에서 후처리하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
또한 본원은 상기 후처리하는 방법에 따라 후처리된 산양삼을 제공한다.
본 발명은 기존 산양삼의 단점인 생존률 감소가 발생하는 3~4년 이후의 산양삼을 동면 시기에 수확후 기후 스마트 환경으로 이식하여 토양 재배환경에서 단기간(6개월이내) 내에 후처리 하여 생육활성화를 유도하여 총 진세노함량을 극대화 하면서 산양삼 고유의 맛, 향, 경도에 대한 고유형질을 유지할 수 있도록 한다.
본원 발명에 따라 처리된 산양삼은 평창지역 재배농가 전문가들의 관능시험을 통해 기존 산양삼과 유사한 경도, 향, 맛을 내는 것으로 평가되었고, 함유성분의 분석결과 산양삼과의 유사성이 높고 인삼과 차별화된 고부가가치 제품으로서의 품질 확보를 검증하였다.
위 효과는 예시에 불과하며 통상의 기술자가 이해할 수 있는 범위의 추가적인 효과가 존재할 수 있다.
도 1은 산양삼 식재용 화분 견본 사진이다.
도 2은 모바일 앱을 통해 기록된 환경조건 변화의 예시도이다.
도 3은 차광막이 설치된 산양삼 처리시설 사진이다.
도 4는 처리환경 조성을 위한 알루미늄 프레임의 평면도(좌)와 등각투영도(우)이다.
도 5는 서울대학교 내의 처리시설과 산양삼 사진이다.
도 6은 광량에 따른 광합성 능력을 나타낸 도면이다.(y축: Fv/Fm)
도 7은 광량에 따른 지상부 발달의 차이를 나타낸 도면으로, (A)는 광조건과 암조건 개체의 지상부 중 3개의 입자루를, (B)는 3개의 입자루 중 장엽에 해당하는 가운데 입자루의 잎(Scale bar=5cm)을 나타낸 도면이다.
도 8은 광량에 따른 지하부 발달의 상관관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 지상부 발달과 지하부 발달의 상관관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 산양삼 기후스마트 시설환경 이식 이후 이식 당시의 무게와 처리기간에 따른 생육량을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우 뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서 사용하는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용하는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는 "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "처리환경"이란 '산지관리법 제2조제1호'에서 정의하고 있는 산지와는 다른 곳으로서, 삼의 처리가 이루어지는 환경을 인위적으로 조절할 수 있는 장소를 포함하는 개념이다. 예를 들어, 처리환경은 스마트팜일 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않는다.
본원 명세서 전체에서, "스마트팜"이란 자동화 기술과 정보통신 기술을 농업에 접목해, 최적의 생육 환경을 제공함으로써 농산물의 생산성과 품질을 향상시키는 농장을 의미한다. 즉 이는 인공적, 인위적으로 환경을 조절하는 실내환경의 일종으로 시설처리환경을 포함한다.
본원 명세서 전체에서, "후처리"란 산양삼을 특정 영역으로 이식한 후 여러 조건을 인위적으로 조절하면서, 품질 향상과 생육을 통한 중량 증대를 실현하는 처리 및 저장 단계를 포함하는 용어이다. 예를 들어, 산양삼을 스마트팜으로 이식하여 저면 관수, 스프레이 관수, 기온 조절, 조도 조절을 통해 삼을 시설기반으로 처리하는 모든 과정을 포함할 수 있다. 본원 후처리 방법에 따라 생산된 삼은 관련 법에서 정의하는 산양삼과 차별화하여, 이를 이하에서 '후처리 산양삼'으로 칭하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
산양삼은, 국립산림과학원에서 배포하는 '산양삼 친환경 재배 매뉴얼'(전권석, 엄유리, 김기윤, 허정훈. 산양삼 친환경 재배 매뉴얼. 국립산림과학원, 2020)에 따르면, 산지에서 파종하거나 산지에서 양묘한 종묘를 이식하여 농약 및 화학비료를 사용하지 않고 최대한 자연에 가깝게 키우는 삼으로 정의된다. 또한 관련 법률에 따르면 산양삼은 산지관리법 제2조제1호의 산지에서 재배하고, 이 법 제18조의4에 따른 품질검사에 합격한 오갈피나무과(科) 인삼속(人蔘屬) 식물로 정의된다(임엄 및 산촌 진흥촉진에 관한 법률 제2조제3의3호).
즉, 산양삼은 임업 및 산촌 진흥촉진에 관한 법률에 의하여 관리되고 있는 특별관리 임산물로서, 산지에서 재배되어야하며, 차광막 등 인공적 , 인위적 시설을 설치하지 아니하고 재배, 생산되는 삼을 의미한다.
산양삼은 인삼에 비해 단위 무게당 진세노사이드의 함량이 더 높다고 알려져 있으며, 또한 인삼과 차별화된 성분들이 포함되어 있다는 연구결과가 다수 보고되었다. 그러나 산양삼은 인삼에 비해 단위 무게 당 진세노사이드 함량이 높긴 하지만 실제 상품의 무게가 작아 해당 진세노사이드 성분들의 절대적인 함량이 낮다는 문제점이 있다. 또한 최근 산양삼 수요의 증가에도 불구하고 수확률이 낮아 안정적인 공급이 어려워 산양삼의 가격대가 매우 높게 형성되는 추세이다.
실제로, 산양삼 재배인증은 3년근 이상부터 가능함에도 불구하고, 7년근 이상의 산양삼이 시중에서 주로 거래되고 있다. 그러나 7년근 산양삼 의 생존률은 파종을 기준으로 30%에도 미치지 못하기 때문에 공급이 수요를 따라가지 못하고 있는 실정이다. 만약 파종을 기준으로 생존률이 50%가 넘는 3년근 이상의 산양삼을, 7년근 이상의 산양삼과 동일하거나 그 이상의 성분 함량을 포함하도록 하는 후처리가 가능하다면 3년근 이상, 바람직하게는 3년근 내지 4년근의 높은 생산성을 바탕으로 고수익의 상업화로 이어질 수 있을 것이다.
이에 본 발명자들은 위 법률에서 정의하는 기존 산양삼의 재배방식으로 재배한 이후 3년근 이상의 산양삼을 실내 처리환경으로 이식한 이후 고품질 고함량으로 후처리하는 방법을 고안하였다. 이러한 '후처리 산양삼'은 95% 이상의 높은 이식 성공율을 보이며 진세노사이드 등의 성분이 기존 산양삼 성분 구성과 비교하여 동일 또는 그 이상으로 함유되어 있으므로 상업화에 유리할 것으로 전망된다.
구체적으로, 본 출원인은 3년 이상 산에서 자란 산양삼을 실내 처리환경의 토양에 이식한 이후 온도, 습도, 조도 등을 처리 기간별로 조절하여 후처리가 산양삼의 생육과 품질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다.
산양삼은 반음지 식물로 알려져 있지만 실제 실험 결과에서 생육 초기 저온환경에는 자연광 상태의 광량이 생육에 도움을 줄 수 있다는 것과, 지나친 직사광선 조건을 제외하면 충분한 광량 처리기간 동안 생육에 도움이 될 수 있다는 것을 확인하였다(아래 실시예 2 참조).
산양삼 후처리를 위한 관수 시스템은 산양삼 이식 직후 뇌두의 손상을 피하기 위해 1차 저면 관수를 2주간 이상 실시하고 충분한 발아(5cm 이상) 이후 스프레이 등의 방식을 통해 토양 침식 없는 직접 관수가 가능한 것을 확인하였다. 반드시 직접 관수를 시행할 필요는 없으며 지속적인 저면관수 처리도 가능하다.
또한 4월 이후 시설환경을 외부환기 등을 통하여 산양삼 후처리에 필요한 환경조절 비용을 절감할 수 있으며, 실제로 후처리 산양삼은 관수(수분공급)와 광량 조절, 조도 조절 외에 추가적인 어떠한 투입재도 사용하지 않은 상태로 후처리를 위한 관리가 가능하다.
'후처리 산양삼'은 처리환경으로 이식한 이후 평균 60일에 170%, 150일에 250% 내지 260% 정도의 성장률(중량 기준)을 나타내었으며, 처리기간 5개월 경과 후에는 작게는 일반 산양삼 5년근 이상에서 크게는 일반 산양삼 7년근 이상의 무게와 크기에 달했다.
본원에 따른 후처리 방법은 (1) 산양삼을 이식하는 단계 (2) 이식한 산양삼을 실내의 특정 영역에서 단기간 후처리하는 단계를 포함한다.
후처리는 구체적으로 (a) 이식 단계(산양삼을 상토에 산양삼 크기를 고려하여 이식), (b) 처리 단계별로 이식한 산양삼에 물을 공급하는 단계 (c) 처리환경의 온도를 조절하는 단계 (d) 처리환경의 조도를 조절 단계를 포함할 수 있다.
산양삼 후처리를 위하여 후처리 기간동안 광량과 온도가 적정 범위에서 관리될 수 있는 공간으로 산양삼을 이식하여 관리한다. 광량은 저온의 경우 최대광량 허용범위가 증가될 수 있으며, 관수는 적정한 함수량을 유지할 수 있도록 시행한다. 처리환경의 온도는 이식 이후 기온이 0도 이상으로 유지될 수 있도록 관리하고 광량은 기온이 30도가 넘는 여름철 고온환경에서는 광량이 최대 200 PPFD(μmol/m2/s) 를 넘지 않도록 관리한다. 광량이 높은 경우 냉방이나 차광을 통해 광피해가 없도록 관리해야 하기 때문에 처리환경의 기본 일사량이 적은 것이 유리하다. 특히, 토양의 온도가 21도를 넘지 않도록 세심하게 관리하고, 필요시 추가적으로 관수 해야한다
광량은 산양삼 후처리 방법에 있어 매우 중요한 생육 조건이다. 산양삼의 생육적온은 20∼25도로, 고온에 비교적으로 약한 작물이다. 기온이 15도일 경우, 광포화점이 30,000 lux로 높아져 강한 일사에도 생존하지만 기온이 30℃ 이상이 되면 광포화점 이 5,000 lux 이하로 낮아져 고온에 약한 특성을 보인다. 또한 고온은 산양삼 생육에 치명적인 생육장애를 유발한다. 고온장해 발생 시 산양삼의 광합성이 중단되고 호흡이 증가하여 산양삼의 근비대(Muscle hypertrophy)가 억제되거나, 근비중(Specific gravity)이 저하된다.
실시예 1. 산양삼 후처리 시설처리환경 조건분석
(1) 실험재료 및 처리방법
본 실험에 사용된 산양삼은 평창산양삼협회를 통해 인증된 3년근 이상의 묘삼을 구입하여 무게가 1 g 미만인 개체군을 포함하여 중량 측정 후 선별 과정을 거쳐 이식하였다. 화분은 2 L 페트병을 높이 20 cm 이상으로 자르고 배수를 위한 물 빠짐 구멍을 내어 재활용하였다. 후처리를 위한 토양은 펄라이트가 함유된 인삼전용상토를 활용하였다.
묘삼은 수직으로 세워서 산양삼이 빛을 고르게 받을 수 있도록 하나 혹은 두뿌리를 하나의 화분에 이식하였다. 두 뿌리를 하나의 화분에 이식하는 경우 생장 속도를 고려하여 1 g 미만 개체군과 1g 이상 개체군을 각각 한 개씩 하나의 화분에 이식했다.
산양삼 이식작업은 강원도 평창군에 위치한 서울대학교 평창캠퍼스 103동 중정 실내에 위치한 시설에 2022년 4 월 20일에 진행되었다.
생육에 필요한 광조건은 자연광을 이용하였고, 균일한 급수를 위해 저면관수 방식으로 물 받침대에 각 식물체 당 약 2L(1900ml 내지 2100ml) 씩 급수하였다(도 1 참조).
(2) 산양삼 이식
산에서 재배한 3년근 이상의 산양삼을 최대한 수직을 유지하여 스마트팜 처리환경 내 화분의 토양에 이식하였다. 이식된 화분의 규격은 이식되는 산양삼의 크기를 고려하여 구멍 폭은 삼 직경의 3배 내지 5배, 깊이는 삼 길이의 2배 내지 3배를 유지할 수 있어야 한다. 뇌두의 보호를 위해 3cm 내지 5cm 로 상토를 덮어주고, 구멍 폭이 삼 직경의 3배 미만일 경우 이식된 산양삼을 구멍에 수직으로 넣는 작업을 수행하기가 어려울 수 있고, 5배 초과일 경우 이식된 산양삼이 제대로 수직으로 고정되지 않을 수 있다. 구멍 깊이가 삼 길이의 2배 미만일 경우 상토에 너무 가까워 빛의 영향을 과도하게 받을 수 있고, 3배 초과일 경우 삼이 너무 깊이 이식되어 제대로 자랄 수 없는 경우가 발생한다.
(3) 기상 데이터 수집
산양삼의 후처리 기간 동안 처리환경의 내부조건(온도, 습도, 조도)을 IoT 온습도·조도 센서로 측정하여 데이터 처리하였다. 측정 기기는 지그비 (ZigBee) IoT 장비를 채택하였으며, 시설 내부에 부착하여 사용하였다. 측정 기기는 시간 단위로 환경을 측정하며, 측정한 환경조건은 게이트웨이를 통해 모바일 애플리케이션에 저장된다. 본 명세서에서 측정된 온도, 습도 및 광량 데이터는 일출, 정오, 일몰 시간대 (6:00, 12:00, 20:00)를 기준으로 정리하여 기재하였다.
또한, 처리환경은 외부와 연결되어 있어 외부 환경 조건의 데이터를 실험장소와 가장 가까운 지점의 데이터 (지점명: 정선군, 좌표(WGS84): 위도-37.38148, 경도-128.64589, 해발고도: 308 m)를 이용하여 수집하였다. 측정한 환경조건은 게이트웨이를 통해 모바일 애플리케이션에 저장시간 단위로 환경조건을 수집하여 시계열 데이터를 구축하였다(도 2 참조).
(4) 처리환경 조절인자 제어
1) 산양삼 관수
일주일에 한 번 토양 함수량을 고려하여 각각의 개체군 조건에 맞도록 1900ml 내지 2100ml를 저면 관수 방식으로 수분을 공급하였다. 이식한 산양삼이 5cm 이상 충분히 발아한 후, 저면관수가 아닌 직접관수를 실시해도 토양침식이 일어나지 않는 것을 확인하였다. 이에 일정 기간 후부터는 저면 관수와 스프레이 관수를 선택적으로 실시하고 생육상태를 관찰하였다.
3) 처리환경 온도조절
이식된 산양삼의 생육을 고려하여 외부 온도 변화와 연계하여 조절하고 실내 평균온도가 여름철에도 25도가 넘지 않도록 관리하였다.
4) 처리환경 조도조절
자연광을 대조군으로 차광망을 이용하여 일조량을 제어하면서 비교하였다. 자연광의 차광재료는 P.E(polyethylene) 차광망을 이용하였으며, 해가림 구조는 상부처리공간의 하부에 따로 설치하였다(도 3, 도 4, 도 5 참조). 산양삼의 생육을 고려하여 차광 등을 통해 산양삼이 노출되는 빛의 조도를 5,000 lux 이내로 조절하였다.
(5) 엽록소 형광반응 측정
측정엽록소 형광반응을 측정하기 위해 정상적으로 생육한 개체를 선별하였다. 측정 대상 잎은 완전히 전개한 겹잎 중 초생옆을 이용하였으며 개체당 2반복으로 조사 하였다. 엽록소 형광반응을 측정하기 전 30분 동안 충분한 암순응을 진행하였으며 Handy-Pea fluorimeter (Hansatech사)를 이용하여 엽록소 형광반응을 측정하였 다. 측정된 값은 Handy PEA 소프트웨어 버전 1.31을 사용하여 Fv/Fm값을 계산하였다.
실시예 2. 최적의 광조건 확인
(1) 차광에 따른 산양삼의 광합성 효율(Fv/Fm) 변화
식물에 있어 빛은 광합성을 위한 에너지원으로서 필수적인 요소이나 과다한 빛은 광합성작용에 손상을 미칠 수 있다 (Aro et al., 1993; Chown, 1994; Long et al., 1994). 산양삼은 그늘에서 생장하며 고온에 약한 반음지 식물로 약광을 이용하여 광합성을 하므로 과다한 빛에 의한 손상은 광화학반응계의 저해를 일으킬 수 있다. 또한 인삼의 경우 잎의 엽록소 함량은 광량이 증가할수록 감소한다고 보고된 바 있다 (Lee, 2007).
광조건은 이식된 산양삼 생육에 영향을 주는 주요 재배인자로 광조건이 생육에 미치는 영향을 확인하기 위하여 차광막을 이용하여 자연광을 차단한 조건과 자연광 조건에서 15일간 산양삼을 재배하였다. Fv/Fm 값은 식물의 잎이 광합성을 수행할 수 있는 광화학 반응의 최대 양자수율을 의미하며 식물의 광합성 활성에 대한 지표로 사용된다(정병철, 2002).
산양삼 잎의 엽록소 형광 반응을 측정하여 Fv/Fm 비를 나타내었다(도 6 참조). 엽록소 형광 반응은 각기 다른 광량 조건에서 생육 되기 시작(이식 후 45일 후)한 산양삼을 1일 차부터 15일간 측정하였는데 모든 조건에서 전체적으로 Fv/Fm 값이 감소하는 경향을 보였다. 하지만 각 조건 사이의 Fv/Fm 값은 유의미한 차이를 보이지 않았다.
(2) 차광에 따른 지상부 성장의 차이
자연광이 있는 조건과 차광조건에서 자란 개체군을 한 줄기에서 가장 큰 잎의 크기를 비교하였다. 각 조건에서 물을 관수한 잎의 크기를 비교했을 때, 차광조건에 비해 광조건의 잎이 더 큰 것이 확인이 되었다 (도 7, A 참조).
(3) 광량과 지하부 발달의 상관관계
무게가 1g 이상인 3년이상 산양삼 묘근을 이식 2개월 후, 각 조건에서 산양삼의 평균 무게를 비교하여 도 8에 정리했다. 자연광 조건에서 생육된 산양삼과 빛이 차단된 조건에서 생육한 산양삼의 무게를 비교(관수방법과 급수량 동일)한 결과 빛이 차단된 조건에서 생육된 산양삼 무게의 평균이 약 2g으로 자연광에서 생장한 산양삼의 무게보다 약 70% 이상 적은 것으로 확인되었다. 이를 통해 광량과 산양삼 무게는 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. (도 8, 도 9 참조)
(4) 후처리 산양삼의 지상부 발달이 지하부 발달에 끼치는 영향
지상부 (잎 + 줄기)와 지하부 (뇌두 + 주근 + 세근)의 생중량을 측정하였을 때, 가장 크게 성장한 개체는 지하부의 무게가 1.7 g에서 3.38 g으로 증가하였고, 성장하지 못한 개체는 이식 전 1.87 g에서 1.982 g으로 거의 자라지 못하였다. 이를 바탕 으로 40개의 산양삼 개체에서 3g 이상 지하부 무게를 기준으로 두 개체군을 나누고, 지상부와 지하부의 무게 비율을 보았다. 3g 이상의 개체군, 즉, 더 빠르게 성장한 개체군은 지하부, 지상부의 평균 무게는 각각 3.59g, 3.01g으로 지상부 대비 지하부의 비율이 1.23 으로 지상부보다 지하부의 발달이 더 빨랐다(도 9 참조). 지하부 무게 3g 이하의 느리게 성장한 개체군은 지하부, 지상부의 평균 무게 각각 2.136 g, 2.13 g으로 지상부와 지하부의 비율이 1.03으로 지상부와 지하부의 발달이 유사한 것을 알 수 있다.
앞의 결과와 종합하여 정리해 보면 지하부의 발달에 일정 수준의 지상부 발달도 요구되지만, 지하부가 더 발달하기 위해서는 지상부 발달에 사용되어야 할 에너지가 지하부로 이동되어야 할 것으로 판단된다.
실시예 3. 후처리 산양삼의 수확시기 별 평균 무게 변화 관찰
한 화분에 비교적 크기가 큰 산양삼 1근(A군)과 작은 크기의 산양삼 1근(B군)으로 구분하여 이식하였다. A군과 B군은 각 220개씩 이식하였으며, 초기 평균 무게는 A군 1.58g와 B군 0.74g으로써 평균 무게 차이는 약 2.1배 정도이다. 이식 2개월 후 A군 중에서 40개를 임의로 선택하여 수확 후 지하부의 무게를 측정한 결과 평균 2.74g으로써 초기보다 2개월 동안 약 1.7배 성장하였다. 이식 5개월 후 삼을 모두 수확한 결과 A군의 평균 무게는 4.0g로써 5개월동안 약 2.5배 성장하였으며, B군의 평균 무게는 1.95g로써 약 2.6배 성장하였다(도 10 참조).
A군과 B군 각각 220개씩의 산양삼을 이식하여 후처리한 결과 후처리 과정의 손실은 A군의 경우 7개, B군의 경우 8개(2개월차 수확한 삼 제외)로 생존율은 약 96.6%로 추정되었다.
실시예 4. 후처리 산양삼의 진세노사이드 성분 분석 및 비교(인삼, 산양삼) 결과
산양삼은 유전적으로 인삼과 100% 동일하기 때문에 품질(성분의 구성과 양)은 산의 재배환경에 매우 의존적이다. 같은 지역에서 재배된 산양삼의 경우에도 임업인의 재배 방식이나 광, 온도, 습도 등 자라는 환경에 따라 크기와 성분에 큰 차이가 존재한다. 따라서, 후처리 산양삼에 대한 진세노사이드 성분을 기존의 다양한 산양삼과 인삼의 연구결과에서 보고된 결과와 비교 분석하였다(표 1 참조).
비교대상은 서울대(2020)에서 수행한 '지역상생과 연계한 산양삼 산업 발전 방안 마련 연구'의 결과로써 분석 대상은 평창에서 재배한 6년근 산양삼과 시중에서 판매하는 인삼 6년근이다. 서울대의 산양삼 산업 발전방안 연구(2020)에서 분석된 산양삼과 인삼의 단위무게당 진세노사이드 함량을 비교한 연구결과에 따르면 단위무게당 산양삼의 진세노사이드 함량이 인삼에 비하여 월등히 높았으나, 총 무게를 고려한다면 인삼 뿌리의 진세노사이드 총량이 약 2배가량 더 많은 것을 산정되었다. 또한 산양삼의 종류(지역)에 따라 품질과 크기에서도 크게 차이가 나는 것으로 나타났다.
본 발명은 3년근 이상의 산양삼을 처리시설 내부로 이식하고 후처리하는 새로운 개념의 발명이다. 후처리 산양삼, 산양삼, 인삼을 대상으로 9가지의 진세노사이드 함량을 분석한 결과, 후처리 산양삼의 단위 무게당 진세노사이드의 양은 10.458mg/g으로 나타났다. 평창에서 재배한 6년근 산양삼 3종의 경우 4.332~8.403mg/g까지 진세노사이드 함량의 범위가 넓게 나타났으며, 6년근 인삼의 진세노사이드 함량은 0.546mg/g으로 가장 낮은 것으로 분석되었다. 후처리 산양삼의 평균 무게는 약 4.0g으로 후처리 산양삼의 총 무게를 고려하는 경우 총 진세노사이드 함량은 약 41.83mg/뿌리로 추정할 수 있다.
UPLC를 이용한 후처리 삼과 산양삼(5년근 및 6년근) 및 인삼(6년근)의 진세노사이드 성분 분석 결과
(단위: mg/g)
성분 후처리 산양삼
(3~4년근 + 후처리) 		산양삼
(5년근)		 산양삼
(6년근,평창A)		 산양삼
(6년근,평창B)		 인삼
(6년근)
Rb1 1.293±0.024 5.510±0.030 5.080±0.050 5.430±0.042 0.180±0.010
Rg1 1.195±0.121 4.440±0.280 0.800±0.005 0.950±0.007 0.167±0.001
Rg3 0.017±0.001 0.010±0.000 0.004±0.000 0.010±0.002 ND
Rd 0.218±0.017 1.000±0.160 0.058±0.027 0.006±0.001 0.016±0.001
Re 7.716±0.257 11.260±0.250 0.820±0.010 1.050±0.070 0.013±0.001
Rf 0.001±0.000 4.380±0.160 0.800±0.010 0.940±0.020 0.170±0.003
Mc1 0.002±0.000 ND ND ND ND
F2 0.011±0.001 ND 0.007±0.000 0.010±0.000 ND
CK 0.006±0.001 ND 0.008±0.000 0.0047±0.001 ND
합계(mg/g) 10.458 26.6 7.577 8.403 0.546
뿌리 중량(g) 4.0 - 2.28 2.5 61.1
진세노사이드 총 함량(mg/뿌리) 41.83 - 17.28 21.01 33.36
* ND: 분석이 안될 정도의 양
Compound K(CK)의 경우 2차 진세노사이드로 인체 흡수가 매우 뛰어난 성분이며 인삼에서는 거의 검출되지 않는다. 또한 Rg3와 같은 성분의 경우에도 후처리 산양삼과 산양삼에서는 검출되지만 인삼에서는 거의 검출되지 않는 성분이다. 후처리 산양삼에 특별히 많이 포함되어 있는 Re의 경우에는 PPT형 사포닌 중 하나이며, 항산화, 항염, 항당뇨, 항염 등의 효과가 있다. 6-Hydroxydopamine (6-OHDA)는 뉴런으로 전달되면 쉽게 산화되어 반응성 산소종(ROS)이 형성되는데, 이는 신경독성을 나타내는데 이 때 Re는 GPX4를 조절하며, 산화스트레스를 감소시켜 신경손상을 감소시키는 것으로 알려져 있다.

Claims (11)

  1. 산양삼을 후처리하는 방법에 있어서,
    산양삼을 재배하는 단계; 및
    상기 재배한 산양삼을 처리환경에서 후처리하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후처리하는 단계는 상기 재배한 산양삼을 상기 처리환경의 토양으로 이식하는 단계를 포함하는 것인, 방법
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산양삼을 이식하는 단계에서,
    상기 이식을 위한 토양 구덩이의 직경은 상기 산양삼 직경의 3배 내지 5배이고,
    상기 토양 구덩이의 깊이는 상기 산양삼 길이의 2배 내지 3배인 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산양삼은 3년근 이상인 것인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리환경은 스마트팜 또는 기후스마트 시설환경인 것인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 후처리하는 단계는
    상기 산양삼에 물을 공급하는 단계;
    상기 처리환경의 온도를 조절하는 단계; 및
    상기 처리환경의 조도를 조절하는 단계;
    를 포함하는 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산양삼에 물을 공급하는 단계는 상기 산양삼에 1900ml 내지 2100ml를 급수하는 것과 1차 저면관수 시행을 포함하며,
    상기 처리환경의 온도를 조절하는 단계는 상기 처리환경의 내부 기온을 0도 내지 25도로 관리하는 것을 포함하며,
    상기 처리환경의 조도를 조절하는 단계는 상기 산양삼이 노출되는 빛의 조도를 5,000 lux 이내로 관리하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산양삼에 물을 공급하는 단계는 저면 관수 단계 또는 스프레이 관수 단계인, 방법
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 후처리된 산양삼.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 후처리된 산양삼은 후처리되지 않은 산양삼보다 단위 무게당 진세노사이드 성분 함량이 증가된 것인, 후처리된 삼양삼.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 진세노사이드 성분은 Rb1, Rg1, Rg3, Rd, Re, Rf, Mc1, F2, CK를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 후처리된 산양삼.
KR1020230139826A 2022-11-03 2023-10-18 산양삼의 기후스마트 환경 이식을 통한 후처리 방법 및 상기 방법으로 후처리한 산양삼 KR20240063768A (ko)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101237009B1 (ko) 2010-11-23 2013-03-25 이재호 산양삼의 재배방법
KR101411338B1 (ko) 2012-06-26 2014-06-25 방명천 산양삼의 재배방법
KR101690648B1 (ko) 2015-06-24 2016-12-28 우인오 산양삼의 재배방법

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