이 논문은 영농환경 개선을 위한 인삼재배사(일명 해가림 시설물) 디자인 표준화를 위한 연구이다. 연구배경의 핵심은 현 WTO 농산물 개방 체제하에서 한국의 세계적 농특산물인 고려인삼의 생산과 품질 가치를 더욱 확고히 하고 인삼 종주국으로서 위상에 걸맞는 현대식 인삼재배 시설을 최초로 도입하기 위한 기초연구를 제안함에 있다. 디자인 개념으로서는, 현재 목재 볏짚 비닐 등 일회성 또는 비표준화된 재료를 사용하므로서 매년 반복 재설치 작업 및 환경오염이 되고 있는 우리나라 인삼경작사의 노동 및 자원 낭비적 요소를 개선하고자 하였다. 구체적 개선 요소로서는 첫째, 양산체제에 의한 형태 및 구조의 표준화. 둘째, 반영구적 재료 표준화를 위한 수지 등 신소재 도입, 위 두 가지 내용을 한국적 이미지를 바탕으로 형상화 하고자 하였다. 디자인 결과로서, 인삼재배사의 기준 단위모델을 디자인하여 재배면적의 크기 형상에 따라 가변적으로 연결 조립하여 사용할 수 있도록 배려하였다.
아직까지 많이 알려지지 않은 마이크로버블을 사용하여 우리나라 대표 작물인 인삼재배에 적용하였다. 고년근에 적용하여 결과를 확인하기 위해서는 비용과 시간 소요가 많아 종묘삼을 활용하여 생리적 변화를 측정하고 분석하였다. 최근 뿌리 작물에 기능성이 있다는 산소수 일반 재배농가에서 사용해보았지만 그 결과가 미미하고 오히려 해를 입는 경우도 생기게 되었다. 다른 작물의 선행결과와 본 연구결과를 볼 때 마이크로 버블을 사용한 인삼재배는 파급효과 있을 것으로 사료된다. 중화제 및 약제를 활용하여 만든 산소수와는 다른 개념으로 마이크로 버블은 공급 장치를 통해 우리가 이용하는 공기를 아주 작은 버블로 압축하여 인삼에 제공함으로써 저해 없이 특이성 성장을 이끌어 내었다. 연구결과로부터 설정된 종묘삼의 생장 특성 및 세분화별 적정범위 및 적정치를 결과와 비교하면, 그동안 이루어졌던 관행농법에서 사용되는 일반수와 마이크로 버블(Micro bubble)수를 사용하여 재배한 결과는 10%에서 15%의 인삼생장을 나타내었다. 이후로 마이크로 버블수를 생산할 때 시간별 용존 산소량을 측정하여 마이크로 발생장치의 최적 시간을 설정하고 최적화 설정을 위해서는 관계시간과 에너지 효율 및 토양의 영양환경에 대한 변화에 대해서도 더욱 많은 연구가 필요하고 사료되며, 더불어 생체 및 중량이 증가된 만큼 인삼의 주요 성분인 진세노사이드의 증감에 대한 분석 등 추가 연구가 활발하게 이루어져야 할 것이다.
고려인삼(Panax Ginseng C. A. Meyer)은 오갈피나무과(Araliaceae) 인삼속(Panax)에 속하며 4-6년 동안 그늘진 곳에서 재배되는 다년생 초본식물이다. 인삼은 현재 우리나라뿐만 아니라 중국, 일본, 미국, 캐나다, 소련 등지에서 재배되고 있으나 우리나라 인삼은 "고려인삼"이라는 별칭으로 유통되고 있다. 이것은 고려인삼이 다른 인삼보다 월등히 품질이 우수하기 때문으로 판단하고 있다(고 등,1994). 인삼제품중 원형을 유지하는 건조제품으로는 홍삼, 백삼, 태극삼 등이 있으며 그동안 홍삼류는 국가 전매사업 대상으로서 한국담배인삼공사에서 조제, 가공 판매를 하였으나 1998년부터는 일반인도 취급이 가능하게 되었다. 홍삼은 원료수삼을 약 9$0^{\circ}C$ 이상의 증기로 증삼하기 때문에 이 과정에서 매우 유용한 약용 물질이 생성되는 것으로 알려져 있어 백삼보다 가공비는 높으나 가격이 매우 높기 때문에 일반 인삼가공업자들이 홍삼제조를 선호하고 있다 또한 동남아나 중국 등지에서 고려 홍삼을 선호하기 때문에 더욱 그러한 경향이 나타나고 있다. (중략)고 있다. (중략)
인삼은 우리나라를 대표하는 약용작물로 남한뿐만 아니라 북한에서도 매우 중요하게 취급되고 있다. 그러나 북한에 대한 정보 접근이 어렵기 때문에 실제 북한에서 인삼의 재배, 연구와 개발 동향, 관련 산업 현황에 대해서는 잘 알려지지 않고 있다. 본 논문에서는 비록 제한적이긴 하나 구할 수 있는 서지 자료를 통해 북한에서의 인삼 산업 현황과 연구 동향을 파악하고자 하였다. 북한약전에는 인삼이 "고려인삼"으로 수재되어 있으며 '개성지방에서 재배한 6년생 인삼의 뿌리'로 정의하고 있다. 또한 북한약전에는 22종의 인삼제제가 수재되어 있다. 북한에서는 필수약품(2002) 중 건위소화약, 지사약, 보약 등 10개 약품에 인삼이 들어가고, 그 외에도 다양한 건강보조식품과 화장품, 치약 등이 개발되어 유통·판매되고 있다. 2014년 이후 북한에서 인삼 산업과 연구가 전반적으로 활발해지고 있다. 이때 개성의 인삼재배지역을 대폭 확장하고 설비를 보수하였다. 2016년, 개성고려인삼가공공장을 무균화, 현대화, 무진화된 설비로 정비하여 가동 중이라고 한다. 2017년 이후 품질관리 연구에 관심을 돌려 2019년 품질관리규정과 인증제를 도입하기에 이르렀다. 1990년대에 인삼 제품개발 연구가 많았고 2000년부터 인삼의 약리작용 및 치료·임상연구에 대한 연구가 보고되었다. 또한, 수확량을 높이기 위한 인삼재배와 인삼가공업 관련 연구가 중시되고 있다. 인삼은 우리나라를 대표하는 약용작물이라는 점, 남과 북이 모두 중요시하고 있다는 점, 남과 북이 상호 협력하면 큰 시너지 효과를 얻을 수 있다는 점에서 남북 교류협력에 있어서 매우 적합한 소재이다.
산삼과 인삼의 세포주를 확립하고, 배양을 통하여 세포성장 및 탄소원 소모 경향과 이들이 생산하는 생리활성물질의(ginsenoside) 생성 특성을 비교 분석하였다. 세포주는 직접 산삼(KM2, KM3, KM5의 뿌리) 및 재배인삼(포천, 홍천, 영주, 무주와 금산에서 재배된 시료)으로부터 callus를 유도하고 장기간 배양하여 확립하였다. 산삼과 재배인삼 세포배양 결과 나타난 특성을 비교해 보면, specific growth rate($\mu$, day-1)는 각각 0.067과 0.035로서 산삼유래의 KM5 세포가 약 2배 정도 빨랐고, 반면에 ginsenoside 생성속도는 각각 0.53과 2.53 mg/L day로 재배인삼 세포에서 약 5배 더 높게 나타났다. 그런데 sugar consumption rate는 각각 1.51과 1.54 g/L any로 비슷한 수준으로 나타났는데, 이러한 결과들을 고찰해 볼 때, 기초 세포배양 조건에서는 KM5 보다 재배인삼인 KE세포에서 ginsenoside 생합성 대사가 더욱 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다.
본 연구는 안정적 인삼재배를 위하여 여러 가지 녹비작물을 이용하여 인삼 예정지를 관리한 후 인삼생육과 진세노사이드 함량 등을 조사한 결과 다음과 같다. 인삼예정지 토양에 녹비작물을 재배하면 미생물상이 다양해지고, 유기물 함량과 Total-N 함량은 증가되며, 염류가 감소되는 경향을 보였다. 녹비의 생산량은 호밀이 가장 많았고, 녹비작물을 재배한 후 2년생 인삼의 지상부와 지하부의 생육은 유의적으로 증가하였으며 특히 호밀재배구가 가장 좋았다. 또한 인삼의 지상부 황증과 지하부의 적변 발생량은 호밀재배구가 가장 적었으며 진세노사이드 함량은 가장 높았다. 따라서 인삼재배지의 토양관리는 호밀을 재배하여 예정지를 관리하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
품질이 좋은 인삼의 생산을 위한 재배지포장의 토양 및 영양관리를 위한 기초자료를 얻기 위하여, 인삼재배지토양의 화학성과 인삼근 중의 전당, 환원당, 유리당류, ginsenoside 및 saponin들의 상관관계를 조사하여, 인삼근의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 토양 중 $NO_3-N$함량은 인삼근 중의 전당 및 환원당의 함량과 고도의 부의 상관이 인정되었다. 토양 중 유기물함량은 인삼근 중의 당류와 ginsenoside계 성분들의 함량과 정의 상관이 인정되었으나, 토양 중 유효인산 및 치환성 양이온들의 함량은 부의 상관이 인정되었다.
인삼배양세포로부터 항산화 물질 고함유 세포주를 선발하기 위하여 인삼육성계통별로 배양기 내에서 callus를 유기하여 callus생장에 미치는 식물호르몬의 영향을 조사하였고, 페놀성 화합물 및 항산화 물질의 함량을 조사함으로써 생리활성물질 고함유 세포주를 선발하고자 하였다. callus 생장은 2mg/L의 CPA를 함유한 MS기본배지에서 가장 높았고, CPA혼합배지로부터 CPA혼합배지로 계대배양할 때 가장 \ulcorner효과적이었으며 생장률은 계대시 Ig/flask의 callus를 접종할 때 가장 효율적이었다. 생리활성물질인 페놀성 화합물의 함량은 공시계통 callus가 재배 인삼뿌리보다 높았다. 특히 계통번호20601은 페놀성 화합물의 함량과 항산화 활성에서 가장 높았으며 Callus의 생장도 매우 양호하였다. 또한 페놀성 화합물의 TLC pattern은 재배 인삼근과 비슷하였으나 함량은 재배 인삼근에 비해 표준품인 caffeic acid의 위치에 더 많은 페놀성 물질이 분포하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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