한의학연, 감 꼭지 효모로 탄저병 친환경 방제 가능성 확인

[한의신문] 한국한의학연구원(원장 고성규)이 버려지던 감 꼭지에서 감 탄저병을 억제하는 효모균을 발견하고, 항균 작용 원리를 규명했다. 

감잎 유효성분의 계절별 변화도 분석해 친환경 방제와 한약자원 활용을 위한 연구 성과를 확보했다.

한국한의학연구원 한약자원연구센터 한약자원응용연구실 강영민 박사 연구팀은 감꼭지에서 분리한 효모균 ‘메치니코비아 퍼시모네시스 KIOM_G15050’의 감 탄저병 억제 기전을 분석했다고 밝혔다.

감 탄저병은 콜레토트리쿰(Colletotrichum) 속 곰팡이에 의해 감 열매와 잎, 가지에 검은 반점이 생기는 병해다. 

심하면 열매가 떨어져 농가에 피해를 준다. 

이를 방제하기 위해 농가에서는 연간 10회 이상 화학 농약을 살포해 왔으며, 농약 잔류와 약제 내성 문제가 제기돼 왔다.

연구팀은 효모균이 감 탄저병 곰팡이의 생장을 억제하는 원리를 다각도로 분석했다. 

그 결과 효모균이 곰팡이 생장에 필요한 철 성분을 먼저 흡수해 생장을 제한하고, 세포벽 분해 효소를 생성하는 한편 표면에 막을 형성해 곰팡이가 정착할 공간을 선점하는 것으로 나타났다.

또한 효모균이 직접 접촉하지 않아도 휘발성 화합물을 통해 탄저병 곰팡이의 생장을 최대 65% 억제하는 것으로 확인됐다.

실제 감 열매에 상처를 낸 뒤 병원균과 효모균을 함께 처리한 결과, 7일 후 병반 크기는 무처리 대조군의 0.78㎝에 대비해 또는 비교해 0.44㎝로 절반 가까이 감소했다. 

발병률도 100%에서 70%로 낮아졌다. 연구팀은 이러한 결과를 바탕으로 효모균을 활용한 친환경 생물농약 개발 가능성을 확인하고 관련 방제 기술에 대한 특허 2건을 출원했다.

이와 함께 연구팀은 감잎에 함유된 플라보노이드와 탄닌의 계절별 함량 변화도 규명했다. 

해당 연구 결과는 식품공학 분야 국제학술지 ‘어플라이드 바이오로지컬 케미스트리(Applied Biological Chemistry, IF 4.2)’에 게재됐다.

감잎은 차와 화장품 원료로 활용되며 비타민 C와 항산화 성분인 플라보노이드, 탄닌 등을 함유하고 있다. 

그러나 계절과 재배환경에 따라 성분 함량이 달라져 균일한 품질을 유지하기 어렵다는 한계가 있었다.

연구팀이 감 4개 품종의 잎을 계절별로 분석한 결과, 플라보노이드 관련 성분은 5월, 중합형 탄닌(PTC)은 10월, 비중합형 탄닌(비PTC)은 4월에 각각 가장 높은 함량을 보였다. 

반면 기온과 강수량, 습도가 모두 높은 8월에는 플라보노이드와 탄닌 함량이 가장 낮았다. 연구팀은 고온다습한 환경이 해당 성분의 축적에 영향을 미치는 것으로 분석했다.

강영민 박사는 “이번 연구는 감 탄저병을 친환경적으로 방제할 수 있는 미생물 소재의 작용 원리를 규명하고 관련 특허를 확보했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 현장 적용 시험과 감잎 원료 표준화 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.

이어 “향후 한약재의 유통·보관 과정에서도 기존 훈증 및 화학적 처리를 대체할 수 있는 친환경 보존제로 활용될 가능성이 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 한국한의학연구원 기본사업의 지원을 받아 수행됐다.

한편, 강영민 박사가 교신저자로 연구를 총괄하고 UST 아리라누르 하니파들리(Ariranur Haniffadli) 박사과정생이 제1저자로 참여한 이번 연구 결과는 생명공학 및 응용미생물학 분야 국제학술지 ‘어플라이드 마이크로바이올로지 앤 바이오테크놀로지(Applied Microbiology and Biotechnology, IF 4.7)’에 게재됐다.