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연재 기사

판타스틱! 2009 첨단 농업 쇼(2)

어린이과학동아 2009.10.15 20호



Part 2 기능을 디자인하다
필요한 성분을 쏙~!




이제 많이 먹는 것보다‘잘’먹는 게 중요한 시대! 농작물마다 나에게 필요한 특별한 기능을 넣는다면 그야말로 ‘먹는 게 보약’이겠죠?

그래서 과학자들은 농작물에서 특별한 기능을 하는 성분을 찾아 내고 없던 기능 성분을 추가하기 위해 연구 중이에요. 그건 생명공학 기술이 있기에 가능하죠. 식물이 성장해서 꽃을 피우고 열매를 맺는 과정에는 유전자가 관여하고 있어요.

이 유전자와 유전자가 만들어 내는 단백질이나 대사물질을 활용해서 우리가 필요한 소재를 생산할 수 있죠. 예를 들어 우리 몸에 꼭 필요한 비타민 C는 밀감이나 고추에는 많이 들어 있지만 쌀에는 없어요. 하지만 고추에서 비타민 C를 만드는 유전자를 찾아 벼에 넣는다면, 비타민 C가 들어 있는 쌀을 생산할 수 있답니다.

또한 생명공학 기술은 혹독한 환경에서도 잘 자라는 농작물을 개발하는 데에도 활용되고 있어요. 식물은 본래 병해충이나 가뭄 등의 외부 환경을 견디는 데 필요한 물질을 만들어 내요. 예를 들어 해충을 물리치는 유전자를 벼와 옥수수 같은 작물에 도입하면 병해충에도 끄떡없는 농작물을 개발할 수 있죠.

우리나라의 농촌진흥청에서도 벼에 많은 피해를 주고 있는 혹명나방에 견딜 수 있는 벼를 개발해서 시험 재배하고 있답니다. 과학자들은 이처럼 어떤 성분이 우리의 건강을 지켜 주고, 더 튼튼하게 자라게 하는지를 밝혀서 좋은 성분이 많이 들어간 기능성 농작물을 개발하기 위해 노력하고 있어요.


"미래에는 우리가 먹는 농작물이 인체에 어떤 영향을 주는지 더 자세하게 알 수 있을 거예요. 이를 바탕으로 성별과 나이, 체형 등 사람들의 다양한 조건에 맞는 맞춤형 농작물이 개발될 예정이랍니다."

조강진
(농촌진흥청 기능성식품과)



특별 공개 레시피
아토피야 물러가라~


농촌진흥청의 연구 결과 검은콩과 자두, 민들레에는 아토피 증상을 덜어 주는 성분이 들어 있다는 게 밝혀졌어요. 그 효과는 집에서도 간단하게 체험해 볼 수 있답니다.

먼저 말린 자두 2개, 검은콩 한주먹(5~10g), 말린 민들레 전초(꽃, 잎과 줄기, 뿌리) 2~3개(10~15g), 유근피(느릅나무 껍질) 5g, 삼백초 30g을 준비하세요. 그리고 모든 재료를 주전자에 넣고 적당량의 물을 부은 다음 끓여 먹으면 아토피에 도움이 될 거예요.



똥덩어리 하나도 버릴 게 없어요!

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{BIMG_l12}농업이라고 하면 먹는 것부터 떠올리는 분들은 특히 여기를 주목해 주세요~. 최근에는 다양한 방법으로 농작물이나 농업의 부산물이 유용하게 쓰이고 있답니다. 유전공학을 이용해서 의약품과 산업용 소재를 만드는 분자농업도 그 중 하나예요. 분자농업이란, 식물의 세포를 변형시켜 의료용 단백질을 생산하는 농업을 말해요. 식물에서 생산된 의료용 단백질은 백신을 만들거나 *혈전 용해제와 같은 치료용 약품으로 쓸 수 있어요.

*혈전 용해제 : 혈관에 혈액이 굳어 있는 덩어리를 녹이는 물질.

또 예로부터 누에는 비단을 뽑아 내는 유용한 작물로 명성을 떨쳐 왔지만, 이제는 누에 성분의 과학적인 효과가 밝혀지면서 더욱 다양한 용도로 활용되고 있어요. 누에고치가 뽑아 낸 비단실에서 우리 몸에 이로운 단백질 성분을 추출하면 아주 유용하게 쓸 수 있지요.

특히 피부를 촉촉하게 하는 효과가 있어 화장품과 치약, 염모제를 만드는 데 쓰여요. 심지어 가축의 비료로 버려졌던 누에똥에는 칼슘, 엽록소, 비타민 등이 농축되어 있어 아토피 증상을 덜어 주는 효과가 있다는 게 밝혀졌어요. 이 밖에도 누에에서 추출한 단백질로 인공뼈를 만드는 연구까지, 누에의 활약은 그야말로 무궁무진하답니다.

읍~! 이제 코를 막아 주세요. 이 시커먼 구정물 역시 첨단 과학으로 재탄생을…, 켁켁~! 처음에는 냄새가 좀 심하지만요. 바로 소와 돼지의 똥, 오줌를 모아 연료로 쓰려는 거랍니다.

가축을 키우면서 나오는 분뇨는 농업 폐수로 환경에 심각한 영향을 주고 있어요. 그 동안에는 주로 바다에 버려 왔지만 2012년부터는 이것도 엄격히 금지될 예정이에요. 그러니 모든 농업 폐수를 어떻게든 깨끗하게 처리해야 하는 상황이지요. 그래서 생각해 낸 반짝이는 아이디어가 바로 미생물 연료 전지랍니다.

미생물 연료 전지가 처음 나오게 된 건 미항공우주국에서 우주인들의 배설물을 처리하기 위해서였어요. 이후 다른 분야에도 활용하기 시작하면서 농업 폐수와 생활 하수 등을 처리하는 데 응용된 거죠. 아직 수소 연료 전지와 같이 큰 에너지를 내는 건 아니지만, 처치 곤란한 똥덩어리를 모아서 유용하게 쓸 수 있다는 점이 가장 큰 매력이에요. 처리 비용이 훨씬 줄어드는 건 물론이고요.

Part 3 환경을 디자인하다
건강도 환경도, 유기농으로 튼튼!


‘칙, 치익~.’ 갑자기 왜 농약을 뿌리냐고요? 걱정 마세요~. 이건 계란노른자로 만든 유기농 살충제니까요. 유기농업은 화학비료나 농약 대신 자연에서 얻을 수 있는 유기물과 광물, 미생물을 이용하는 방법이에요. 생태계를 건강하게 유지하면서 사람도 영양가 높은 농산물을 얻을 수 있죠.

유기농 연구가 활발하게 시작된 건 농약에 포함된 환경 호르몬이 인체에 나쁜 영향을 준다는 사실이 알려지면서부터였어요. 1995년에는 프랑스의 자크 오제 박사팀이 환경 호르몬의 영향으로 남성의 정자 수가 20년 만에 절반으로 줄어들었다는 연구 결과를 발표하기도 했지요. 실제로 67종에 이르는 환경호르몬 중에 농약에 들어 있는 성분이 41종이나 되고요. 이 때부터 유기농업이 안전한 농산물을 키우는 방법으로 떠올랐답니다.

자~, 지금부터 누구나 만들 수 있는 손쉬운 유기농 살충제를 소개할게요. 계란 노른자와 식용유를 섞어서 뿌리기만 하면 된답니다. 간단한 방법이지만 그 효과는 놀라워요!

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자연 , 너는 나의 에너지~♪

벌써 쇼가 마지막으로 접어들었군요. 2009년 첨단 농업 쇼의 마지막을 장식할 작품은 바로 에너지를 아끼는 깨끗한 농업입니다. 과학자들은 온실에 드는 막대한 난방 에너지를 대신할 방법을 궁리해 왔어요. 화석 연료를 쓰기 전에 자연이 주는 햇빛과 땅의 온기를 최대한 활용하자는 거죠.

그 중 땅의 열기로 물을 데워 온실을 난방하는 방법을 지열 히트펌프 시스템이라고 해요. 땅 속의 온도는 늘 일정하기 때문에 이 에너지를 활용하면 기름을 전혀 쓰지 않으면서도 훨씬 적은 비용으로 온실을 유지할 수가 있어요. 이 기술은 점점 발전해서 최근 ‘축열실 수평형 지열펌프시스템’이라는 이름으로 맹활약하고 있어요. 경유 난방에 드는 기름값의 9분의 1 정도만으로 난방을 하고, 여름철에는 냉방할 수도 있는 똑똑한 기능을 갖추고 있어요. 이 시스템의 모든 장치는 자동으로 동작하고 컴퓨터를 통해 실시간으로 모니터할 수 있답니다.

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그 동안 전통 산업으로만 여겨졌던 농업, 이제 첨단 과학으로 디자인된 과학 예술이라고 불러도 되겠죠? 이제 쇼를 마칠 시간이에요. 하지만 너무 아쉬워하지는 마세요. 지금 이 순간에도 과학자와 농민이 펼치는 첨단 농업 쇼는 계속되고 있으니까요!



한눈에 이해가 쏙쏙
특집 용어 정리


환경 호르몬
{tIMG_l14}자연에 존재하는 화학 물질 중에서 생물에 흡수되면 호르몬이 관여하는 내분비계에 교란을 일으키는 물질을 말해요. 내분비계는 주로 성장과 생식, 영양과 관련된 신호 전달에 관여하지요. 현재 이렇게 알려진 화학 물질로는 세계야생동물보호기금(WWF)에서 규정한 67종이 유명해요. 여기에는 DDT 등 농약 41종과 음료수 캔의 코팅에 쓰이는 비스페놀 A, 쓰레기 소각장에서 발생하는 다이옥신 등이 포함되어 있어요. 호르몬이라는 단어는 몸속에서 합성된 물질을 의미하기 때문에 ‘내분비계 교란물질’이라는 명칭을 사용하도록 권장하고 있답니다.

연료전지
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연료가 산화되면서 생기는 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 전지로, 일종의 발전 장치라고 할 수 있어요. 산화, 환원 반응을 이용한 점은 화학전지와 같지만, 닫힌 공간에서 반응을 하는 화학 전지와 달리 계속 연료를 공급해 준다는 점이 달라요. 잘 알려진 것으로는 수소-산소 연료전지가 있고 최근에는 미생물을 활용한 연료전지가 활발하게 연구 중에 있답니다.

육묘
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번식용으로 이용되는 어린 모를 못자리에서 기르는 걸 육묘라고 해요. 이렇게 직접 씨앗을 심지 않고 싹을 틔워 어린 모를 키우는 이유는 여러 가지가 있어요. 벼와 양배추는 육묘할 경우에 생산량이 더 많고, 담배와 같이 어릴 때 관리가 많이 필요한 경우에는 육묘하여 재배하는 것이 더욱 효과적이랍니다.

유기농
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유기농업은 화학 비료나 합성 농약, 제초제 등 합성 화학 물질을 전혀 사용하지 않고 자연에서 나는 재료만을 쓰는 방법이에요. 퇴비와 두엄 등을 사용해서 땅이 기름지게 된다면, 자연스럽게 농작물도 병충해를 잘 견딜 만큼 튼튼해진다는 생각을 바탕으로 하지요. 자연환경을 파괴하지 않고 생태계를 보호하면서, 인간도 안전한 먹을거리를 얻을 수 있는 방법이에요.


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