이런 저런 버섯 이야기: 야생버섯의 신비(170)

 

사진 1: 자연산 느타리

1. 암소 없이 우유를 만든다

우리는 귀리 우유와 두유에 익숙하다. 이제 식품 제조 기술은 대체 우유를 한 단계 더 발전시키고 있다. 캘리포니아에 기반을 둔 퍼펙트 데이(Perfect Day)라는 회사는 균류를 사용하여 우유의 단백질과 "분자적으로 동일한" 유제품 단백질을 만든다고 한다. 이 단백질은 치즈와 요구르트와 같은 유제품을 만드는 데 사용할 수 있다.

퍼펙트데이는 우유 안에 있는 유장(乳漿) 단백질을 합성하기 위해 유전암호를 지정하는 유전자를 조합해 균류 안에 이입하였다. 균류가 발효 탱크에서 자라면 유장(乳漿) 단백질을 생성하는데 이 단백질을 여과하여 건조한 다음 미국과 홍콩에서 이미 판매하고 있는 치즈, 아이스크림 등의 제품에 사용한다.

비록 이 퍼펙트데이 단백질에는 유당, 호르몬 또는 콜레스테롤이 포함되어 있지 않지만, 유제품 알레르기가 있는 사람에게는 적합하지 않다. 그러나 이 제품 제조 과정에 동물이 관여되어 있지 않기 때문에 "채식주의자 친화"("vegan-friendly“) 제품이다.

암소 없이 진행되는 새로운 우유 생산은 더 효율적이고 기존 우유 제품 생산 보다 97% 더 적은 온실가스를 배출하기 때문에 환경보호에도 더 좋다고 한다.
 
참고 자료
* Rebecca Cairns, This startup is creating 'real' dairy, without cows, CNN Business, Updated 10:14 AM ET, Thu August 12, 2021
https://www.cnn.com/2021/08/12/business/perfect-day-dairy-protein-hnk-intl-spc/index.html

 
2. 산불 뒤 독극물 제거에 버섯 이용

미국 캘리포니아 최악의 산불 시즌 이후 연구자들은 버섯을 이용하여 오염된 토양과 물에서 독극물을 제거하기 위한 연구를 진행하고 있다. 생태 복원에 전념하는 비영리 단체인 CoRenewal 소속 과학자와 자원봉사자들은 북부 캘리포니아의 고위험 수로를 따라 화재 지역에서 실험을 수행하고 있다.

불에 타거나 녹은 플라스틱, 금속, 전자 제품 및 건축 자재는 독성이 있는 재를 남겼고 이 재는 하천 속으로 씻겨 들어갔다. 예를 들어, 2017년 Tubbs Fire와 2018년 Camp Fire 이후 몇 달 동안 당국은 그 지역 식수에서 발암 물질인 유독성 벤젠을 발견하였다. 연구원들은 벤젠 수준을 각각 40,000ppb와 2,217ppb으로 기록하였다. 단지 26ppb 수준에 단기 노출되어도 위험한 것으로 간주한다.

2020년 산불 시즌 이후, CoRenewal은 버섯이 이러한 독소를 걸러내고 분해할 방법을 연구하고 있다. 이를 mycoremediation이라고 부르는데 버섯으로 지구를 다시 살리기라는 뜻이다. 먼저 연구팀은 느타리버섯 종균을 접종한 나뭇가지를 엮어 만든 욋가지(wattles)나 짚을 엮어 튜브를 만든 다음 수로 둑에 놓는다. 욋가지는 둑의 침식을 막고 그 안에 돋은 느타리버섯은 독소를 흡수하고 생분해한다는 생각이다. 연구원들은 기준 데이터를 수집하기 위해 느타리버섯 종균을 접종하지 않은 대조군 욋가지와 접종된 욋가지를 비교할 것이다.

버섯은 복잡한 화학 물질을 탄소, 산소 및 수소와 같은 더 작고 무독성인 분자로 분해하는 것이다. 버섯은 또한 중금속을 흡수할 수 있다. 그러나 중금속은 더 이상 분해할 수 없기 때문에 중금속을 흡수한 버섯은 유독성 폐기물 처리 시설에서 처리해야 하며, 대부분 소각한 다음 재로 처리하고 있다.

과학자들이 산불 뒤 대청소와 정리하는 가운데 버섯을 이용한 지구를 다시 살리기(mycoremediation) 방법을 사용한 것은 이번이 처음이 아니다. 2017년 Tubbs, Nuns 및 Pocket 화재 이후, 소노마 카운티 전역에 56마일 이상의 외가지를 배치했고 대부분 버섯이 접종되었다. 그리고 2018년 캠프파이어에 이어 산불로 재산을 잃은 버섯 농부인 치타 추디(Cheetah Tchudi)는 이웃들에게 무료로 mycoremediation 서비스를 제공하기 위해 비영리 단체 Butte Remediation을 설립하였다. 했습니다. Tchudi는 현재 CoRenewal과 함께 일하고 있다.

버섯을 이용한 지구 다시 살리기 방법(Mycoremediation)은 다른 응용 프로그램에서도 성공적인 것으로 입증되었다. 2019년에 Lands Council은 지역 버섯과 박테리아를 사용하여 워싱턴 스포캔 강의 폴리염화비페닐(PCB) 수치를 46% 감소시켰다 . 과학자들은 버섯이 방사선을 흡수했다고 믿고 있는 우크라이나 체르노빌 원전 붕괴 현장에서도 버섯이 발견하였다.

버섯을 이용한 지구 다시 살리기 방법은 아직 초기 단계에 있지만 그 효과가 입증되고 있는 만큼 앞으로 언젠가 연방 비상 관리국(Federal Emergency Management Agency) 및 환경 보호국(Environmental Protection Agency)과 같은 정부 기관에서 채택되기를 희망하고 있다.

참고 자료:
Ecologists Use Mushrooms to Detoxify Soil and Water After Wildfires
https://foodtank.com/news/2021/04/mushrooms-detoxify-after-wildfires/
 

사진 2: 기계충버섯

3. 버섯이 기후위기 문제를 해결한다

균류에 전념하는 세계 최초의 비정부 기구(NGO)인 균류 재단(Fungi Foundation)은 기후 변화를 완화하고 생물 다양성을 높이는 데 균류가 할 수 있는 역할에 대한 인식을 높이고자 애쓰고 있다. 균류학자이자 균류재단의 설립자인 Giuliana Furci는 점점 더 많은 사람이 지속 가능한 농업의 필요성에 대해 이야기하고 있지만 균류의 역할에 대해서는 흔히 논의에서 빠져 있다고 믿고 있다.

토양 건강에 대한 관심이 요즘 대세이지만 토양 안의 균류에 관해서는 관심도 없다. 균류가 없으면 토양도 없다고 말하는 것이 옳을 것이다. 식물과 균류의 상호 의존성은 수백만 년에 걸쳐 진화해 왔다. 버섯이 자라도록 먹이를 주고 토양의 독소를 정화하는 복잡한 뿌리 시스템인 균사체는 유기물을 분해하고 식물에 물과 영양분이 풍부한 토양을 제공한다. 그 밖에도 균뿌리 네트워크는 식물 탄소의 최대 70%를 격리하고 이를 무기한으로 보유하는 역할을 한다. 버섯은 산림 시스템에서 가장 많은 양의 탄소를 격리하는 한대(寒帶) 산림의 유기체로 입증되었다.

식물의 90%는 균류(버섯)와 상호 유익한 관계를 맺고 있다. 그리고 Nature의 연구에 따르면 균류(버섯) 생물다양성(biodiversity)은 식물 생물다양성, 생태계 변동성 및 생산성을 결정한다. 따라서 균류의 보호는 지구의 건강을 유지하는 데 필수적이다.

균류(버섯)의 균사체는 또한 버섯으로 지구 다시 살리기(mycoremediation)라는 프로세스를 통해 환경의 오염을 정화하는 재활용제로 사용할 수 있다. 연구에 따르면 균사체는 플라스틱, 원유를 분해하고 방사성 오염 물질과 중금속을 흡수할 수 있다.

우리는 균류의 유용성에 대하여 좀 더 깊이 이해하고 균류(버섯)가 생태계에서 담당하는 중요한 역할을 소중하게 여겨야 할 줄로 믿는다.

참고 자료:
* How Fungi Can Help Solve the Climate Crisis
https://foodtank.com/news/2021/06/how-fungi-can-help-solve-the-climate-crisis/ 
 

사진3: 팽이버섯

4. 버섯으로 가죽을 만든다

버섯으로 만든 가죽은 지속이 가능한 패션의 열쇠가 될 수 있다. 전 세계 기업들이 새로운 유형의 친환경 비건(vegan 철저한 채식주의자) 가죽을 제공하기 시작하였다. 버섯으로 만들었고 일부는 서(西)호주에서 생산되고 있다.

가죽은 가장 상징적인 의류 소재 가운데 하나이다. 로마 제국의 갑옷으로부터 파리 패션 위크의 화려한 가죽에 이르기까지 무두질한 가죽과의 관계는 수천 년 전으로 거슬러 올라간다

그러나 가죽은 인류 역사를 통틀어 강력한 위치를 차지하고 있기 때문에 많은 폐기물을 초래한다. 호주에서만 매년 2백만 톤의 가죽, 직물 및 고무 폐기물을 만들고 있다. 또 가죽을 생산하려면 가축을 방목하고 온실가스를 생산하는 땅이 필요하다. 또한 동물 가죽을 가죽으로 바꾸려면 100가지가 넘는 화학물질이 필요하다. 따라서 가죽이 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 제조업체는 가죽 대체품을 찾고 있다.

합성 가죽은 1940년대부터 사용되었지만, 대부분은 플라스틱으로 만들어져 환경에 좋지 않다. 하지만 새로운 가죽 대체품이 곧 출시될 예정인데 버섯으로 만든 가죽이라 많은 관심을 불러일으키고 있다.
 
환경 개선을 위한 버섯

Fremantle 생명공학 회사인 Life Cykel은 2015년부터 버섯의 새로운 용도를 찾고 있다. 의약품에서 버섯 꿀에 이르기까지 이 회사는 항상 버섯에 대한 새로운 응용 프로그램을 찾고 있다. 수석 과학자 Thomas Loussier와 그의 팀은 버섯 가죽을 생산하는 자체 방법을 개발하고 있다. 토마스는 버섯의 힘을 세상에 알리는 자칭 "버섯 선교사"이다.

버섯 가죽은 버섯의 지하 뿌리 구조 (균사체라고 하는 숲의 땅속에서 찾을 수 있는 흰색 필라멘트)로 만든다. 사과나무에 비유해서 말하면 균사체는 사과나무이고 버섯은 그 열매인 사과와 같다. 균사체는 환경에서 큰 역할을 담당한다. 그것은 토양 바이오 매스의 30%를 차지하며 암석으로부터 영양분을 분해해 내고 식물의 유기 물질을 분해한다.
 
패션 미래의 성장

Thomas는 균사체의 고유한 물리적 특성으로 인해 디자이너에게 다양한 선택이 가능하다고 믿는다. 균사체의 흥미로운 점은 하나의 세포벽 두께인데 이는 매우 강하고 흥미로운 기계적 특성을 가지고 있다는 것을 뜻한다. 그 강한 힘은 땅속에서 발견되는 극한 조건에 대한 적응에서 비롯한 것이다. 수백만 년에 걸쳐 진화했고 여러 멸종 사태로부터 살아남은 결과이다.

균사체 대신 버섯의 갓을 사용하여 버섯 가죽을 만드는 다른 방법도 있다. 또한 홍차 버섯(kombucha)과 마찬가지로 영양 수조(nutrient bath) 안에서 열과 빛을 사용하여 필요한 모양으로 자라게 할 수도 있다.

버섯 가죽을 생산하는 데 필요한 에너지와 공간도 훨씬 적다. 몇 개의 선적 컨테이너 또는 도시의 "shroom room"에서 재배할 수 있다. .Life Cykel의 공정은 버섯을 재배하기 위한 배지로 사탕수수 폐기물을 사용함으로써 친환경적이기도 하다. 기존 가죽보다 내구성은 떨어지지만, 제품은 더 부드럽고 통기성이 뛰어나며 방수기능도 있다고 한다.

참고 자료:
* Thomas Crow, Mushroom leather could be the key to sustainable fashion, Particle, 2019년 4월 26일 자
https://phys.org/news/2019-04-mushroom-leather-key-sustainable-fashion.html
 

사진 4: 턱받이포도버섯(독청버섯아재비)

5. 지속 가능성과 균류의 역할

"지속가능성"(sustainability)이라는 말은 개인 가정으로부터 지구라는 별 자체에 이르기까지 인간사 모든 영역에서 광범위하게 사용되고 있다. 특별히 유엔의 지구정상회의가 지구자원에 대한 무분별한 착취와 인구 증가로 인한 지구의 위기에 대처하기 위하여 자원과 환경의 지속가능한발전(sustainable development)을 추진하기 위한 프로그램을 개발하고 있다. 특히 세계 인구가 2050년에 최대 90억 명에 이를 것으로 예상되기 때문에 제한된 면적을 사용하여 생산한 식량을 가지고 증가하는 인구를 다 먹여 살려 하는 일이 가장 어려운 상황에 놓여있다.

실제로 이 "지속가능성"이라는 명사형 용어는 최근에 와서 주목받고 등장한 것이다. 본래 이 말은 여러 명사에 붙어서 많이 사용되던 "지속가능한"(sustainable)이라는 형용사형 용어였다. 이를테면 "지속가능한발전"이라는 말은 비교적 오래 친숙하게 들어오던 말이었지만, 최근에 와서는 "지속가능한 농업"이라든가 "지속가능한 에너지"라는 말을 비롯하여 심지어 "지속가능한 경영", "지속가능한 관광"이라는 말은 물론 광범위하게 "지속가능한 삶"이라는 말에 이르기까지 거의 날마다 접할 수 있는 말이 되었다.

이렇게 "지속가능한"이라는 말 배후에 함축된 개념과 사상에 점 점 더 익숙하게 되었다. 그뿐만 아니라 우리 인간이 지구와 그 안에 사는 모든 동식물은 물론 모든 생물, 무생물과 맺는 관계에 대하여 새로운 방식으로 이해하게 되었고, 모든 녹색운동의 기초원리가 되고 있다.

비료, 살충제, 제초제의 과도한 사용으로 말미암아 토양의 비옥도 상태를 악화시킬 뿐만 아니라 많은 환경문제를 야기하여 최근의 연구는 화학물질 투입에 대한 대안이 될 수 있는 접근 방식을 조사하는 데 초점을 맞추고 있다. 이와 관련하여 이미 오래전부터 우리 “자닮”에서는 강조 실천해 오고 있는 사실인데 서양 사회에서도 토양 비옥도를 개선하기 위해 미생물이 탐구되고 있다. 토양 비옥도에 기여하고 작물 생산을 향상시키며 작물을 해충과 질병으로부터 보호하는 토착 토양 미생물의 역할을 중요하게 여겨 강조하고 있다. 작물 생장 촉진 박테리아 (PGPR), 곰팡이, 토양 내 남세균, 식물계 작물 생산과 같은 유익한 미생물을 접종함으로써 지속 가능성을 향해 한 걸음 더 나아가게 될 것이다.

균류는 진핵(眞核生物 eukaryotes)생물로서 유익하거나 병원성일 가능성이 있는 여러 단세포 또는 다세포 종으로 구성된다. 지난 수십 년 동안 균류는 다양한 목적을 위해 단독으로 또는 박테리아 종과 함께 접종하여 사용되었다. 지속 가능한 농업에 사용하기 위해 이용되는 다양한 종류의 균류가 있는데 사상균(filamentous), 내생균(endophytic), 수지상균근균(AMF) 등이 그것이다.
사상균은 토양의 유기물 분해를 돕고 토양 응집력을 향상시킨다. 내생균은 식물의 생명에 해를 끼치지 않고 식물 부위를 감염시킴으로써 식물과 상호 관계를 맺고 살아간다. 이 내생균과 작물의 연관성은 금속, 질병, 가뭄, 열 등을 포함한 스트레스에 대한 내성 능력뿐만 아니라 영양소 획득을 개선하여 식물 성장을 증강해준다.

지속 가능한 농업에서 수지상균근균(AMF) 이용은 토양 안에 더 널리 분포하면서 미생물 바이오매스 및 식물의 토양 영양소 순환 과정에 대한 상당한 기여로 인해 증가하고 있다. 수지상균근균을 이용함으로써 인, 구리, 아연 및 성장 촉진 물질과 같은 영양소 섭취를 향상시킬 수 있다.

턱받이포도버섯)독청버섯아재비)

지속 가능한 농업을 위해 이용되는 균류의 역할은 다음과 같다.
◾바이오 비료로 균류 사용
◾생물 살충제로 균류 사용
◾중금속 오염 장소 개선을 위해 균류 사용
 
1. 바이오 비료로 균류 사용

생물 비료는 식물, 토양 및 종자에 적용하여 식물 성장에 필요한 필수 영양소를 공급하는 살아있는 미생물을 포함하는 제제를 말한다. 생물비료는 토양의 비옥도를 구축하고 궁극적으로 식물 성장을 촉진하는 환경친화적이고 비용 효율적인 기술이라고 보고 있다.

최근에는 바이오 비료로 효모를 적용하는 것은 인간과 우리 환경에 대한 안전성으로 말미암아 많은 관심을 받고 있다. 양조 산업의 부산물인 바이오 비료로서 양조효모 (Saccharomyces cerevisiae)가 널리 사용되어 토마토와 사탕수수 뿌리와 새싹에 질소(N)와 인(P)의 가용성이 증가하였다.
 
2. 생물 살충제로 균류 사용

식물 질병으로 말미암아 전 세계적으로 식물 생산성이 20%에서 40% 감소한 것으로 보고되었다. 따라서 해충과 질병에 대항하여 작물의 잠재력을 높이기 위한 노력이 절실하다. 살충제의 사용은 항상 우리 주변에 위험한 영향을 미치기 때문에 균류 같은 생물학적 투입물을 사용하는 것이 새로운 접근 방식이다.

3. 중금속 오염 장소 개선을 위해 균류 사용

한계치를 초과하는 중금속 오염은 환경 문제이며 많은 사람의 관심을 받고 있다. 중금속으로 오염된 전 세계 5억 헥타르의 토지를 덮고 있는 5백만 개의 토양 오염 장소가 있다. 급속한 산업화, 과도한 화학 물질 사용, 높은 인구 증가로 인해 중금속이 토양 시스템 안에 내장되어 있고 이러한 토양에서 자라는 작물이 흡수하여 식품 속으로 들어가게 된다.

이렇게 오염된 장소의 개선을 위해 물리적, 화학적 및 생물학적 다양한 접근 방식을 사용하고 있다. 물리 화학적 접근 방식의 사용은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 사용과 관련하여 많은 제한이 있기 때문에 생물학적 접근 방식을 더 선호하고 또 안전하다. 더 넓은 범위의 적응성으로 인해 균류는 주요 저장고 역할을 한다. 지속 가능성과 양질의 식품 생산을 달성하기 위해 균류 군집이 토양 치료에 어떻게 사용되는지 알기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 다양한 종류의 버섯들, 즉 기계충버섯 (Irpex lacteus), 느타리버섯(Pleurotus ostreatus) 및 P. 느타리속 P. chrysosporium 이 중금속 분해 가능성에 대해 조사되었다.

결론

최근에는 이러한 목적을 달성하기 위해 농업 생산량을 늘리기 위한 친환경적이고 비용 효율적인 접근 방식을 고안해야 한다. 균류 군집은 영양소의 가용화 및 식물 호르몬과 같은 다양한 물질의 생산을 통한 성장 촉진 역할로 인해 개발 및 탐색 되고 있다... 위의 논의를 고려하여 과거에 많은 연구가 수행되었고 앞으로도 우리의 최우선 목표인 '지속 가능성'을 달성하기 위해 수행될 것이다.

참고 자료
Sustainability “An Evoking Concern”-Role Of Fungi, August 26, 2020
https://www.technologytimes.pk/2020/08/26/sustainability-an-evoking-concern-role-of-fungi/
 
 

최종수(야생버섯애호가) 기자, 다른기사보기기사등록일시 : 2022.05.29 01:36

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