[논문]친환경 유기농자재에 사용 가능한 첨가제 및 추출제 평가

이우미; 윤성지; 안윤주

doi:10.3839/jabc.2013.012

[국내논문] 친환경 유기농자재에 사용 가능한 첨가제 및 추출제 평가
Assessing Adjuvants and Extractants Applicable to Environment-friendly Organic Agro-materials 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.56 no.2, 2013년, pp.69 - 78

이우미 (Department of Environmental Science, Konkuk University) , 윤성지 (Department of Environmental Science, Konkuk University) , 안윤주 (Department of Environmental Science, Konkuk University)

초록
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본 연구는 국내외에서 친환경유기농자재로 허용하고 있는 보조제 및 추출제 종류 및 세부사용조건을 분석 및 평가하여 허용조건을 제안하였다. Potassium hydroxide와 발효 ethyl alcohol은 국제적으로 친환경유기농자재의 추출제로서 허용되고 있고, 미국 환경청 (US EPA)에서 규정하고 있는 inert ingredient list 4에 해당하는 물질은 작물생산 보조제로서 사용되고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study reviewed the adjuvants or extractants used in environment-friendly organic agro-materials used in a range of advanced countries or institutes. We observed that potassium hydroxide and fermented ethyl alcohol are generally acceptable extractants, and the inert ingredient list 4 of United S...

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AI 본문요약
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문제 정의

그러나 국내에서는 보조제 및 추출제에 대한 사용조건이 명확하지 않으므로 유기농업의 정의를 벗어나지 않는 범위 내에서 수립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 허용하고 있는 보조제 및 추출제를 조사하여 세부사용조건을 분석 및 평가하여 허용조건을 제안하였다.
한편 병해충관리 자재 중 제충국 추출물, 데리스 추출물, 쿠아시아 추출물, 라이아니아 추출물, 님 추출물의 경우 이 자재를 허용하고 있는 국가 모두 추출제에 대한 언급은 없었다. 이들 추출물은 대부분 제품으로 생산되어 판매되고 있는 제품이므로 추출의 효율성을 연구한 논문으로부터 추출제를 조사하였다. 유통제품의 경우 대다수 solvent extract라고 표기 되어있으나 어떤 종류의 용매를 사용하였는지는 제시하고 있지 않다.
본 연구에서는 유기농자재의 보조제 및 추출제 사용에 있어 외국의 사례를 종합적으로 평가하여 다음과 같이 제안하였다. 국내에서는 미국환경청의 inert ingredient list 3 중 식품첨가물로 지정된 물질을 보조제로 허용하고 있으나 이는 독성이 확인되지 않은 물질로 유기농업에 사용하는 것은 적합하지 않다.

가설 설정

R62: Possible risk of impaired fertility.

제안 방법

추출물 관리현황 및 독성영향분석은 국제기관인 CAC (CAC, 2010), IFORM (IFORM, 2012)과 국가별로는 미국(OMRI, 2011), 캐나다(SCC, 2011), 유럽위원회(EC, 2007), 영국(DEFRA, 2006), 호주(NASAA, 2012), 일본(MAFF, 2012)의 유기농자재 목록에서 선별하여 각 세부조건을 비교하였다. 한편 병해충관리자재 중 제충국, 데리스, 쿠아시아, 라이아니아, 님 추출물의 경우 이 자재를 허용하고 있는 모든 국가에서 추출제에 대한 언급이 없어 관련논문을 수집하여 조사하였다. 조사한 추출제는 독성, 생물축적성, 잔류성을 평가하였다.
한편 병해충관리자재 중 제충국, 데리스, 쿠아시아, 라이아니아, 님 추출물의 경우 이 자재를 허용하고 있는 모든 국가에서 추출제에 대한 언급이 없어 관련논문을 수집하여 조사하였다. 조사한 추출제는 독성, 생물축적성, 잔류성을 평가하였다. 발암등급은 International Agency for Research on Cancer (IARC)와 미국환경청의 Integrated Risk Information System (IRIS)에서 조사하였다.
한편 식물추출물 관련 논문에서 사용하고 있는 용매는 acetone (Ande과 Olowojolu, 1999; Wenjie 등, 2009), chloroform (Wenjie 등, 2009), ethyl alcohol (Ande과 Olowojolu, 1999; Toma 등, 2003; Sae-Yun 등, 2006; Liauw 등, 2008; Sae-Yun, 2009; Wenjie 등, 2009; Kim 등, 2010; Ban 등, 2010), ethyl acetate (Wenjie 등, 2009), nhexane (Gouvźa 등, 2010), methyl alcohol (Ajaiyeoba 등, 1999; Ande 과 Olowojolu, 1999; Sae-Yun, 2009; Wenjie 등, 2009; Jeon 등, 2010), dichloromethane (Toma 등, 2003), petroleum ether (Sae-Yun, 2009; Wenjie 등, 2009)으로 조사되었다. 추출제는 대부분 유기합성용매이므로 이에 대한 독성영향, 잔류성, 생물축적성을 조사하였다(Table 2). 조사대상 물질은 외국에서 허용하고 있는 ethyl alcohol, 합성물질인 potassium hydroxide와 sodium hydroxide, 그리고 논문검색을 통해 조사된 식물추출물 제조시 사용가능성 있는 7가지 유기용매(acetone, chloroform, ethyl acetate, n-hexane, methyl alcohol, dichloromethane, petroleum ether) 등 총 10개 물질이다.

대상 데이터

보조제 관리현황은 미국환경청(United State Environmental Protection Agency, US EPA)에서 분류하고 있는 inert ingredient list (NOSB, 2010)와 캐나다의 표준규격위원회(Standard council of Canada)의 유기농산물 허용물질 목록(SCC, 2011) 및 해충관리규제청(Pest Management Regulatory Agency, PMRA)의 formulants list (HC, 2010)를 조사하였다. 추출물 관리현황 및 독성영향분석은 국제기관인 CAC (CAC, 2010), IFORM (IFORM, 2012)과 국가별로는 미국(OMRI, 2011), 캐나다(SCC, 2011), 유럽위원회(EC, 2007), 영국(DEFRA, 2006), 호주(NASAA, 2012), 일본(MAFF, 2012)의 유기농자재 목록에서 선별하여 각 세부조건을 비교하였다. 한편 병해충관리자재 중 제충국, 데리스, 쿠아시아, 라이아니아, 님 추출물의 경우 이 자재를 허용하고 있는 모든 국가에서 추출제에 대한 언급이 없어 관련논문을 수집하여 조사하였다.
발암등급은 International Agency for Research on Cancer (IARC)와 미국환경청의 Integrated Risk Information System (IRIS)에서 조사하였다. 또한 위해 수준을 분류한 Risk Phrases (R-phrase)는 유럽위원회의 Institute for Health and Consumer Protection (IHCP)에서 운영하는 European chemical Substances Information System (ESIS)의 생물축적성 및 생태독성영향자료는 미국환경청의 EPI Suite v4.10로부터 수집하였고 토양 잔류성은 미국환경청의 Persistence Bioaccumulation Toxicity (PBT) profiler를 이용하였다. 잔류성, 생물축적성, 독성은 PBT profiler의 기준을 이용하여 평가하였다.
추출제는 대부분 유기합성용매이므로 이에 대한 독성영향, 잔류성, 생물축적성을 조사하였다(Table 2). 조사대상 물질은 외국에서 허용하고 있는 ethyl alcohol, 합성물질인 potassium hydroxide와 sodium hydroxide, 그리고 논문검색을 통해 조사된 식물추출물 제조시 사용가능성 있는 7가지 유기용매(acetone, chloroform, ethyl acetate, n-hexane, methyl alcohol, dichloromethane, petroleum ether) 등 총 10개 물질이다. ESIS의 R-phrase와 IARC 그리고 IRIS의 발암등급을 조사한 결과, chloroform과 dichloromethane 인체 발암물질로 확인되었으며, 토양내 반감기가 75일로 잔류성이 있는 것으로 확인되었다.

이론/모형

조사한 추출제는 독성, 생물축적성, 잔류성을 평가하였다. 발암등급은 International Agency for Research on Cancer (IARC)와 미국환경청의 Integrated Risk Information System (IRIS)에서 조사하였다. 또한 위해 수준을 분류한 Risk Phrases (R-phrase)는 유럽위원회의 Institute for Health and Consumer Protection (IHCP)에서 운영하는 European chemical Substances Information System (ESIS)의 생물축적성 및 생태독성영향자료는 미국환경청의 EPI Suite v4.
10로부터 수집하였고 토양 잔류성은 미국환경청의 Persistence Bioaccumulation Toxicity (PBT) profiler를 이용하였다. 잔류성, 생물축적성, 독성은 PBT profiler의 기준을 이용하여 평가하였다. PBT profiler의 기준은 물질의 반감기(t1/2)가 60일 이상, Biological Concentration Factor (BCF)가 1000 이상, 어류 만성독성이 10 mg/L 이하일 때 잔류성, 생물축적성, 독성이 있다고 평가한다.

성능/효과

조사대상 물질의 만성 어독성 값을 기준으로 비교시 petroleum ether > n-hexane > dichloromethane = chloroform > ethyl alcohol > acetone > methyl alcohol > sodium hydroxide > potassium hydroxide 순으로 생태독성 높은 것으로 확인되었으며, PBT profiler의 기준으로 평가 시 n-hexane과 petroleum ether는 생태독성이 있는 물질로 분류되었다.
조사대상 물질은 외국에서 허용하고 있는 ethyl alcohol, 합성물질인 potassium hydroxide와 sodium hydroxide, 그리고 논문검색을 통해 조사된 식물추출물 제조시 사용가능성 있는 7가지 유기용매(acetone, chloroform, ethyl acetate, n-hexane, methyl alcohol, dichloromethane, petroleum ether) 등 총 10개 물질이다. ESIS의 R-phrase와 IARC 그리고 IRIS의 발암등급을 조사한 결과, chloroform과 dichloromethane 인체 발암물질로 확인되었으며, 토양내 반감기가 75일로 잔류성이 있는 것으로 확인되었다. Ethyl alcohol의 경우 주류로 섭취시 1등급 발암물질로 분류되어 있다.
병해충관리자재에 속한 일부 추출물(제충국, 데리스, 쿠아시아, 라이아니아, 님)의 경우 논문고찰을 통하여 사용되는 추출제를 평가하였으나 유기농업에 취지에 적합하지 않은 합성물질을 사용하고 있었다. Ethyl alcohol의 경우 우리나라 CAC, IFORM에서 유기농자재로 허용하고 있고 캐나다의 경우 식물성 살충제 추출 시 허용하고 있으므로 위의 식물추출물 추출 시 발효와 같이 자연적으로 생성될 수 있는 ethyl alcohol을 이용하는 것이 적합할 것으로 판단된다.

후속연구

한편, 국내 법규 내에서는 추출과정에 있어 불가피하게 유기용매 사용시 잔류하지 않도록 규정하고 있으나 국제적으로 potassium hydroxide와 sodium hydroxide를 제외한 합성물질에 의한 추출을 제한하고 있으므로 합성물질에 의한 추출을 제한할 필요가 있다. 또한, potassium hydroxide와 sodium hydroxide의 경우 제한적 사용(추출에 필요한 최소한의 양을 사용)에 한해 허용하고 있으나 sodium hydroxide의 경우 Na⁺에 의해 염류장해가 야기될 수 있다는 측면에서 potassium hydroxide 사용을 권장하는 것이 바람직하고, 불가피하게 sodium hydroxide를 사용해야 하는 경우 그 필요성을 입증하도록 하는 것이 적절할 것이다. 병해충관리자재에 속한 일부 추출물(제충국, 데리스, 쿠아시아, 라이아니아, 님)의 경우 논문고찰을 통하여 사용되는 추출제를 평가하였으나 유기농업에 취지에 적합하지 않은 합성물질을 사용하고 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	친환경 유기농업에서는 무엇을 전면 금지하는가?	13>’을 마련하였다. 친환경 유기농업에서는 농작물재배 시 화학비료 및 유기합성농약 사용을 전면 금지하고, 이를 대체하여 사용할 수 있는 토양개량 및 작물 생육제와 병해충방지 자재를 공시하고 있다. 유기농자재는 그 목적에 따라 크게 주자재와 부자재로 구분할 수 있는데 주자재의 경우 토양개량, 작물생육 또는 병해충방지를 위해 사용되는 자재가 포함되며 부자재는 주성분의 효과를 극대화하고 물리적 성질이 서로 다른 성분의 혼합 또는 농약의 이화학적 성질을 향상시키기 위해 첨가되는 물질을 의미한다.
	유기농업이란 무엇인가?	환경 및 건강에 대한 관심이 커짐에 따라 유기농작물에 대한 수요가 증가하고 있다. 유기농업은 인간과 환경에 해가 되지 않는 기술을 이용한 작물생산 방법으로 생물다양성, 생물학적 순환, 토양의 생물학적 활성을 포함한 농업생태계의 건강성을 향상시키려는 전반적 생산 관리체계를 의미한다(CAC, 2010). “유기(organic)”라고 표기된 제품은 유기농 인증기준에 맞춰 생산된 제품을 의미하며, 각 국가 및 유기농작물 인증기관에서는 자체적인 인증기준을 갖추고 있다.
	우리나라의 유기농작물 생산과 관련한 자체적인 인증기준에는 무엇이 있는가?	국제적인 유기농협회인 세계유기농업운동연맹(International Federation of Organic Agriculture Movements (IFORM) (IFORM, 2012)을 비롯하여 국제식품규격협회(Codex Alimentarius Commission (CAC) (CAC, 2010), 그리고 주요 국가별로는 미국(NOSB, 2010; OMRI, 2011), 캐나다(HC, 2010; SSC, 2011), 호주(NASAA, 2012), 일본(MAFF, 2012), 유럽위원회(EC, 2007), 영국(DEFRA, 2006) 등이 유기농작물 생산을 위한 가이드라인 또는 허용물질목록을 갖추고 있다. 우리나라의 경우 유기농작물 생산과 관련하여 1997년 ‘친환경농업육성법’을 제정하고 ‘친환경농업육성법 시행규칙 별표 3 인증기준<개정 2011. 10. 13>’을 마련하였다. 친환경 유기농업에서는 농작물재배 시 화학비료 및 유기합성농약 사용을 전면 금지하고, 이를 대체하여 사용할 수 있는 토양개량 및 작물 생육제와 병해충방지 자재를 공시하고 있다.

참고문헌 (22)

Ajaiyeoba EO, Abalogu UI, Krebs HC, and Oduola AMJ (1999) In vivo antimalarial activities of Quassia amara and Quassia undulata plant extracts in mice. J Ethnopharmacol 67, 321-5.

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Ande AT and Olowojolu BI (1999) Biocidal efficacy of the extracts from various neem parts against the mealy bugs, Rastrococcus invadens. Biosci Res Comm 11, 47-51.
Ban D, Sladonja B, Lukic M, Lukic L, Lusetic V, Ganic KK et al. (2010) Comparison of pyrethrins extraction methods efficiencies. Afr J Biotechnol 9, 2702-8.
CAC (Codex Alimentarius Commission) (2010) Guidellines for the production, processing, labeling and marketing of organically produced foods, pp. 19-23, Italy.
DEFRA (Department for Environment Food and Rural Affairs) (2006) Compendium of UK organic standards, pp. 57-65, UK.
EC (European Communities) (2007) Organic production of agricultural products and indications referring thereto on agricultural products and foodstuffs, EEC No 2092/91, EU.
Gouvza SM, Carvalho GA, Picanco MC, Morais EGF, Benevenute JS, and Moreira MD (2010) Lethal and Behavioral Effects of Amazonian Plant Extracts on Leaf-Cutting Ant (Hymenoptera: Formicidae) Workers. Sociobiology 56, 1-13.
HC (Health Canada) (2010) PMRA list of formulants, Canada.
IFORM (International Federation of Organic Agriculture Movements) (2012) The IFORM NORMS for organic production and processing, pp. 73-6, Germany.
Jeon JH, Lee CH, and Lee HS (2010) Standardization of Acaricidal Bioassays for Developing Natural Acaricides against Three Mite Species (Arachnida: Acari). J Korean Soc Appl Biol Chem 53, 810-5.

원문보기 상세보기
Kim DI, Kim SG, Ko SJ, Kang, BR, Choi DS et al. (2010) Toxicology Study of Plant Extract made by Chrysanthemum Cinerariaefolium and Melia Azedarach against Natural Enemies and Plutella Xylostella on Chinese Cabbag. Korean J Organic Agriculture 18, 559-71.
Liauw MY, Natan FA, Widiyanti P, Ikasari D, Indraswati N and Soetaredjo FE (2008) Extraction of neem oil (Azadirachta indica A. Juss) using nhexane and ethanol: studies of oil quality, kinetic and thermodynamic. ARPN J Eng Appl Sci 3, 49-53.
MAFF (Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries in Japan) (2012) Japanese agricultural standard for organic processed foods, Japan.
NASAA (National Association for Sustainable Agriculture Australia Limited) (2012) NASAA organic standard, Australia.
NOSB (National Organic Standards Board) (2010) Guidance Recommendation on inerts in pesticides allowed for use in organic production, United States.
OMRI (Organic Materials Review Institute) (2011) Generic materials list, United States.
Sae-Yun A, Ovatlarnporn C, Itharat A, and Wiwattanapatapee R (2006) Extraction of rotenone from Derris elliptica and Derris malaccensis by pressurized liquid extraction compared with maceration. J Chromatogr A 1125, 172-6.

상세보기
Sae-Yun A (2009) Extraction and formulation development of Derris elliptica for insect pest control. Ph.D. Thesis, Prince of Songkla University, Thailand.
SSC (Standard Council of Canada) (2011) Organic production systems permitted substances lists, pp. 2-13, Canada.
Toma W, Gracioso JS, Hiruma-Lima CA, Andrade FDP, Vilegas W, and Souza Brito ARM (2003) Evaluation of the analgesic and antiedematogenic activities of Quassia amara bark extract. J Ethnopharmacol 85, 19-23.

상세보기
US GOP (Government printing office) (2012) Electronic Code of Federal Regulations; Title 7 agriculture-Part 205 national organic program, United States.
Wenjie J, Yuchun F, Chunji G, Yunhui W, and Jie P (2009) Extraction and purification of deguelin from Derris trifoliata Lour root. Int J Agric Biol Eng 2, 98-103.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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