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유용 미생물군(EM: Effective Micro-organisms) 이해

 

친환경농업과 자연농업 | 여포 친환경농업 2008.08.04 11:22

 

유용 미생물군(EM)이란 무엇인가 ?

EM이란 Effective Micro-organisms의 약자로서 유용 미생물군이란 뜻이다.

여기서 유용하다는 것은 항산화 물질을 생성하는 소생형이라는 의미이다.

자연계에는 원래 쓸모 없는 것이 없으므로 유용에 대한 정의를 내리기는 매우 힘들다.

인간에게의 유용 여부를 하나의 척도로 보아도 미생물의 종류에 따라서는 때론 유용하다가도 때론 유용하지 않은 것도 존재하기 때문이다. 또한 미생물은 그 종류와 수가 천문학적이다. 이를테면 토양 1g 속에는 수천만에서 수억의 미생물이 공존하고 있다. 따라서 그 전부를 파악하는 것은 불가능하다. 이런 점에서 미생물에 대한 연구를 하면 할수록 미생물을 이해하기가 어려워진다.

 

일반적으로 유용 미생물군에는 효모균, 유산균, 방선균, 광합성 세균 등 인류가 오래 전부터 식품의 발효 등에 이용해 왔던 미생물들을 포함하고 있다. 이러한 미생물들은 항산화 작용을 하거나 또는 항산화 물질을 생성하며, 이를 통해 서로 공생하며 부패를 억제한다.

 

유용 미생물들 가운데 사상균, 효모균, 방선균, 유산균 등은 유기물을 분해하는 역할을 하고

광합성 세균은 태양에너지를 사용하여 유기물의 분해시 발생하는 탄산가스(CO2), 질소 등을 섭취

하여 당류, 아미노산, 비타민 등을 만들어 내는 매우 유익한 미생물이다. 또한 유용 미생물은 발효과정에서 항산화 물질, 유기산(유산), 미네랄 및 각종 효소(아밀라제, 리파아제, 단백질분해효소 등)를 만들어 낸다.

따라서 유용 미생물이 정착되면 항산화 물질이 풍부하게 되어 산화된 조건에서만 활동하는 유해한 미생물은 점차 자취를 감추게 될 뿐만 아니라 유용과 유해 미생물의 중간에서 활동하는 수많은 중간형 미생물들이 유용 미생물들과 연동하게 되어 유용 미생물들의 활동과 그 효과는 대단히 커진다.

 

유용 미생물들이 주위 환경에 정착되었을 경우의 효과는 간단히 세 가지로 요약할 수 있다.

첫째, 악취를 없앤다.(좋은 공기)

둘째, 물을 깨끗이 한다.(좋은 물)

셋째, 철과 식품 등의 산화를 방지한다.(좋은 환경과 먹거리)

 

오끼나와 류쿠대학의 히가 데루오(比嘉熙照) 교수의 연구에 의하면 자연계에는 소생형과 붕괴형의 두 가지 방향성이 있다. 자연계가 소생의 방향으로 나아가면 모든 것이 생동감이 있고 건전한 상태를 유지하게 되지만 반대로 붕괴의 방향으로 나아가면 부패, 오염 그리고 병충해가 발생하거나 무너져 가게 된다. 그리고 이러한 방향성을 좌우하는 것이 생명의 가장 작은 단위인 미생물이다. 인간이 어떤 미생물의 독소에 의해 해를 입게 되면 병이 되어 붕괴의 방향으로 향한다. 그런데 그 미생물과 길항적인 미생물의 분비물을 주면 오히려 병이 호전되어 소생의 방향으로 되돌아온다. 또 어떤 미생물은 혐기의 조건 아래서 유기물을 부패시키지만 또 다른 미생물은 역으로 발효시키기도 한다. 부패는 악취를 내면서 유해한 물질을 생성하지만 발효는 좋은 향을 내면서 유용한 물질을 생성한다. 발효를 일으키는 미생물의 밀도가 높아지면 토양을 비롯하여 공기 또는 인간의 체내에 있는 모든 미생물도 소생의 방향으로 연동한다. 이러한 발효계 미생물들을 유용 미생물군(EM)이라고 부르기로 한 것이다. 유용 미생물은 저분자의 항산화 물질 즉, 물질을 산화시키지 않는 힘을 갖는 물질을 생성하는 것이 특성이며 공통점이다. 항산화 상태가 높아지면 유해한 미생물의 독소가 소멸할 뿐만 아니라 유해한 미생물들조차도 유용 미생물에 연동하여 유용한 역할을 하게 된다.   미생물을 다루는 데에 있어서 또 한 가지 중요한 점은 ‘왜 유용 미생물군(EM)인가?’하는 점이다. 이것은 단지 미생물의 단․복수의 차이가 아니라 EM에 있어서는 대단히 중요한 의미를 가지고 있다. 지금까지 미생물에 대한 연구는 단종의 미생물을 중심으로 이루어져왔다. 콜레라균, 결핵균, 이질균 등 유해한 미생물이나 유해 미생물의 병원성을 억제하는 미생물에 대해서도 단종으로 연구되어 왔다. 학문적인 견지에서 미생물은 단종이지 않으면 다룰 수 없다는 생각이 보편화되어 있었다. 이러한 풍토에서 다양한 종류의 미생물을 함께 묶어 연구한다는 것은 미생물학에서는 상식 밖의 일이었다. 그런데 EM은 소생형의 미생물을 집단으로 다루는 발상의 전환에 의해서 탄생한 것이다.   EM은 군(群) 즉, 다양한 미생물 집단이기 때문에 농업에서나 환경을 보전하는데 있어서 대단히 폭넓고 뛰어난 효과를 발휘하고 있다. 다양한 항산화 물질을 생성하는 상태가 되면 적은 종류의 미생물로도 효과를 볼 수도 있지만 생물 정보의 안전도를 고려한다면 미생물의 종류가 많을수록 좋다. 또한 EM의 특징은 호기성 미생물과 혐기성 미생물, 분해균과 합성균 등이 공존하고 있다는 점이다. 이것은 종래의 미생물학적 발상에서는 있을 수 없는 일이다. 산소가 없으면 살 수 없는 미생물과 산소가 있으면 살 수 없는 미생물이 어떻게 공존할 수 있는가, 그 이유는 앞서 말한 항산화 물질이 존재하는 상황에서는 서로에게 필요한 먹이를 제공할 수 있기 때문에 공존이 가능한 것이다. 분해균과 합성균도 마찬가지이다. 결론적으로 EM은 미생물의 생태계를 회복시켜주는 매우 중요한 미생물들이다. 동시에 소생형으로 회복된 미생물 생태계 그 자체가 바로 EM이기도 하다. [ 참고 ] 보통 널리 사용되고 있는 EM제품이라 하면, 처음으로 EM의 개념을 정립한 오끼나와 류쿠대학의 히가 테루오 교수의 지도를 받고 생산되고 있는 액상의 미생물 제재를 가리킨다. 이 제품은 1L의 용기에 넣어져 있어서 가정에서 자주 뚜껑을 열고 닫아야 하는 경우(30회 이상)에는 변질될 수 있으므로 작은 용기(약 100㎖의 크기)에 나누어서 따뜻한 곳(15～40℃)에 두고 사용하되 특수한 경우를 제외하고 원액을 그대로 사용하는 것보다는 쌀뜨물이나 쌀겨 등으로 활성화하여 사용하는 것이 좋다. EM액제나 EM발효액은 pH가 3.5～4.0정도이며 EM발효액으로 다시 새로운 발효액을 만들 수 있으나 유용 미생물들이 조금씩 탈락하여 그 효력이 떨어진다. 유용 미생물군(EM)의 탄생 - ‘여러 미생물의 배합에 발견이 있었다.’ 오끼나와 류쿠대학의 히가 테루오 교수가 유용 미생물군, 즉 EM의 착상을 얻은 것은 1968년경의 일이다. 당시 교토대학 농학부의 고바야시 교수가 광합성세균의 연구 결과 광합성미생물이 농업에 상당히 유효하다고 하는 설을 발표했다. 현장에서는 상당한 평가를 얻었지만 학자들 사이에서는 그다지 좋은 반응이 없었다. 그때 마침 큐우슈우의 감귤이 큰비로 맛이 떨어지자 원숭이도 먹지 않을 뿐만 아니라 원숭이에게 주면 되던진다고 할 정도로 심한 상태였다. 어떻게든 감귤의 품질을 좋게 하지 않으면 안 되는 상황이었다. 큐우슈우 대학에서 그 무렵 감귤에 대한 연구를 하고 있던 히가 테루오 교수는 감귤의 품질에 플러스가 되는 온갖 재료를 모아서 시험해 보았다. 호르몬, 미량요소, 유기비료, 미생물 등 각각 일정한 효과는 있었으나 그 중에서 고바야시 교수의 광합성세균만은 다른 결과가 나왔다. 예를 들면 당도는 같아도 맛이 달랐다. 맛이 좋았다. 또 방치해 둘 경우 화학비료라면 금방 썩는데 그것은 썩지 않았다. 비타민C도 많았다. 숫자상으로는 두드러진 차이는 없는데 먹어보면 역력한 차이가 있었다. 그때 히가 테루오 교수는 미생물의 가능성을 재인식하게 되었다. 그 결과 일본에서 시판되고 있는 여러 가지 미생물을 모으기 시작했다. 솔직히 말해서 그 무렵의 히가 테루오 교수는 화학비료와 농약의 신봉자로 유기농업이라든가 자연농법에는 아주 냉담한 태도를 취하고 있었다. 어린 시절부터 농업에 종사하여 손이 많이 가는 퇴비 만들기를 신물이 날 만큼 체험했었기 때문에 이었다. 히가 테루오 교수는 큐유슈우 대학에서 고향인 오끼나와의 류큐대학으로 돌아와 대학에 봉직하는 한편 감귤 재배를 고향에 정착시켰는데 당시 감귤재배는 농약을 대량으로 사용하는 방법이었기 때문에 일요일마다 실습을 하는 감귤농원에 가는 것만으로 몸 상태가 이상해지기 시작했다. 알레르기 체질이 되었고 늘 나른했다. 그러나 농약의 안전성을 의심하지 않았던 터라 원인은 딴 데 있다고 생각했다. 그러나 해가 가면서 자각증상이 점점 심해져서 ‘어쩌면 이건 농약이 원인일 것이다.’라고 생각하게 되었다. 그렇다고 해서 구체적으로 뭔가를 한 것은 아니고 단지 농약에 어렴풋이 의심을 품기 시작한 것에 지나지 않았다. 그 후 기회가 있어서 히가 테루오 교수는 중동에서 사막의 야채재배를 지도하는 일에 종사했다. 이때 농약으로도 억제할 수 없는 강력한 병에 걸린 수박 모종을 뽑아서 주방 폐수가 흐르는 도량에 담가두었더니 그것이 기운을 찾아 새로운 뿌리도 내리고 열매까지 맺힌 사례를 확인했다. 그것을 보고 ‘화학물질에 지나치게 의존하는 것은 좋지 않다. 미생물과 같은 것을 써서 생물을 다루지 않으면 안된다.’는 것을 절실히 느꼈다. 그래서 귀국 후 지금까지 부차적 과제였던 미생물을 본격적으로 다루기 시작했다. 결과는 참담한 것이었다. 어떤 때는 잘되다가도 다음에는 실패했다. 어느 농작물에는 좋은데 다른 농작물에는 나빴다. 미생물의 종류는 천문학적 숫자이므로 도저히 전부 해볼 수가 없었다. 예상을 해서 선택한다고 해도 대부분 도박과 다름없었다. 1977년 가을부터 햇수로 5년, 성과다운 성과를 얻지 못했다. ‘이제 그만둘까?’ 하고 몇 번이나 생각했던 그때가 1981년 가을이었다. 예상 밖의 일이 일어났다. 미생물의 연구에서는 전염을 방지하기 위해 그 처리를 말끔히 하지 않으면 안되는 것이 상식이다. 다시 말하면 사용한 것은 반드시 살균해서 버리는 것이 원칙인데 히가 테루오 교수가 취급해 오던 미생물은 인간이 입에 넣어도 지장이 없을 만한 것뿐이었으므로 양동이에 그대로 넣어둔 채 있었다. 어느 날 그 양동이의 내용물을 버리는 게 아까워 시험구역 밖에 뿌리고 더러는 부근 풀숲에도 뿌렸다. 1주일쯤 지났는데 그 풀숲만이 현격한 차로 번성하고 있었다. “여기에 무엇을 뿌렸니?”하고 학생에게 물었더니 “아니오, 여기는 선생님밖에 손대지 않았습니다.”라는 것이었다. 그때 번뜩 깨달았다. “배합의 묘다!” 미생물의 연구에서는 모두 한 종씩 단독으로 취급하는 것이 상식이다. 복수로 한데 취급하는 것은 생각지도 못한다. 서로가 적수관계이고 그리고 복수인 경우 인과관계가 명확하지 않기 때문이다. 그런데 그렇지는 않은 것 같았다. 적인지 동지인지 모르겠지만 효과가 있다면 좋은 게 아닐까 하여 생각을 바꾸어 쉴새없이 좋을 듯한 배합을 해보았다. 큰 나무의 뿌리에서, 고목나무, 잘 만들어진 퇴비, 된장, 간장 등에서 어쨌든 좋을 것 같은 균을 닥치는 대로 모조리 모아서 시험관 안에서 혼합하여 색이 변하거나 악취가 나면 버렸다. 그렇지 않은 것은 실제로 시험해 보았다. 이런 것을 반복하고 있는 동안 여러 가지를 알게 되었다. 역시 부패균이라 불리는 미생물은 식물에도 좋지 않다. 유용 발효균은 대체로 좋은 결과를 낸다. 어떤 배합물은 몇 십 종류의 미생물을 섞어도 된다. 그러나 어떤 균을 하나라도 넣으면 순식간에 큰 싸움이 시작되거나 눈 깜짝하는 사이에 썩기도 한다. 셀 수 없을 정도의 시도와 실수를 반복하는 과정에서 ‘이 집단이라면 작물이 잘 자라고 병에도 걸리지 않는다. 수확량도 늘고 맛도 좋아진다.’고 하는 배합물이 완성됐다. 이것이 유용 미생물군, 즉 EM인 것이다.   여러 미생물들의 공존은 가능한가 ? EM은 5과 10속 80여 종의 미생물을 배양한 액체로 된 것인데 그 중에는 호기성 미생물과 혐기성 미생물이 공존하고 있다. 즉, 산소가 없으면 살 수 없는 미생물과 산소를 아주 싫어하는 미생물이 공존하고 있는 점이 EM의 특징이다. 미생물을 취급하는 세계에는 지금까지 하나의 고정관념이 있다. 그것은 미생물을 특정한 종류끼리 분리해서 취급하는 것이다. ‘저 미생물과 이 미생물을 한데 모은다면?’ 하는 시험은 거의 행해지지 않았다. 그렇게 하면 미생물끼리 싸우게 되어 있다고 생각했기 때문이다. 따라서 종래의 미생물학에서는 이와 같은 고차 공존배양은 불가능하다고 알려져 왔다. 그렇기 때문에 EM에 의문을 품는 사람에게는 반드시 이 문제가 따라 붙는다. 그러나 현실적으로 호기성미생물과 혐기성미생물의 공존은 가능하다. 다음의 설명은 비교적 전문적이기는 하지만 이 사실을 이해하고 나면 EM으로 어떻게 환경문제 해결이 가능해지는가 하는 것이 분명해진다. 땅 속에 사는 미생물의 일종으로 광합성세균과 아조토박터가 있다. 둘 다 질소고정이라는 귀중한 능력을 지니고 있는데 이 양자는 사는 조건이 정반대이다. 광합성세균은 산소를 싫어하는 혐기성인데 흙 속에서 생식하는 질소고정균인 아조토박터는 산소를 좋아하는 호기성이다. 그야말로 물과 기름과 같은 관계이기 때문에 지금까지 공존이라는 것은 생각할 수도 없었다. 그런데 땅 속에서는 엄연히 공존하고 있는 것이다. 이것은 참으로 놀랄 만한 발견이었다. 어떻게 공존이 가능한가? 그 하나의 이유는 서로가 먹이를 교환할 수 있다는 점이다. 아조토박터가 유기물을 먹이로 삼아 번식하고 배설물을 내놓는다. 그 배설물을 광합성세균이 즐겨 먹는다. 그 광합성세균이 만들어내는 유기물이 다시 아조토박터의 먹이가 된다. 이러한 순환에 의해 양자가 공존하는 조건이 성립된다. 최대의 난관은 호기성과 혐기성을 어떻게 공존시키는가에 있다. 아조토박터는 산소를 이용하여 번식하는데 지나치게 번식하면 산소가 부족한 상태에 놓인다. 이른바 산소 결핍상태인데 이 혐기성 조건을 광합성세균이 이용하는 것이다. 실제로 이 모양을 현미경으로 포착한 영상을 비디오로 촬영해서 확인하고 있다. 즉, 광합성세균과 아조토박터가 서로 먹이를 교환하며 한 지붕 밑에서 동거할 수 있는 조건을 만들어내고 있기 때문에 공존공영이 가능해지는 것이다. 이것으로 혐기성 미생물과 호기성 미생물의 공존 가능성이 확실해 졌으며 이와 같은 현상이 다른 미생물에게도 있을 수 있다고 하는 생각은 자연스러운 것이다. 1g의 흙 속에는 수 십 억 개의 미생물이 존재한다. 그 속에는 혐기성 미생물도 섞여 있는데 광합성세균과 아조토박터와 같은 관계를 보유하고 있는 미생물도 많이 있다.   유용 미생물군(EM)의 핵심 미생물 좁은 의미의 EM이란 항산화 물질을 생성하는 유용 미생물군으로서 광합성 세균, 효모 균, 유산균, 방선균, 사상균 등을 모아 놓은 제품화된 것(EM액제)을 말한다. 이것은 오끼나와 류쿠대학의 히가 데루오 교수가 발견한 것으로서 국내에서도 몇 몇 공장에서 생산 판매되고 있다. 일반인들은 이 제품화된 EM을 사용하여 농사를 짓는 것을 EM농법이라고 생각하기 때문에 오해하기가 쉽다. 넓은 의미의 EM은 훨씬 복잡하고 정밀한 이론과 데이터를 가진 새로운 과학적 지식이다. 즉, 유용 미생물들을 모아 놓은 농사용 보조제가 아니라 ‘생태계의 복원’이라는 차원 높은 개념인 것이다. EM의 핵심이 되는 몇 몇 미생물들의 역할을 살펴보면 다음과 같다.   광합성 세균 약 35억 년 전 지구에 최초로 등장한 생물이 광합성세균, 현재 지구상에 존재하는 생물 가운데 가장 장노격인 존재이다. 식어가던 마그마에서 발산된 수소와 이산화탄소 등을 기질(먹이)로 하여, 빛(태양)에너지를 이용, 광합성을 하면서 산소와 여러 가지 유기화합물을 생성, 오늘의 지구를 창조한 공로자로 추정하고 있다. 광합성 세균은 다음에서 보듯 환원력이 강한 상태에서는 유기물(아미노산 등)을 생성하고 산화력이 강한 상태에서는 유기물의 저분자화를 통해 항산화 물질을 만들어 내는 생태계의 핵심적 미생물이다. 일반적으로 광합성 세균은 환원력이 강한 상태에서 존재하는 경우가 많기 때문에 부패균에 눌려서 자기 능력을 발휘하기가 어렵다. 그러나 유용 미생물과 함께 존재할 수 있으면 그 능력을 잘 발휘한다. 지금은 지구의 산소과다로 깊은 바다나 벼논 등에서 발견되며 호기성, 혐기성 미생물 모두에게 도움을 준다. <광합성세균의 작용> 환원가스상태(H2, NH4, CH₄… 태초의 지구대기) 진화 ↑ 광합성 세균 환원력이 강한 상태→전기적 에너지→유기물 생성(동화작용) 산화력이 강한 상태→저분자화(항산화 물질 생성) ∴ ORP(산화환원전위)가 적절하게 된다   효모균 효모는 발효(醱酵)의 모체(母體)란 뜻으로 양조, 제빵에 필수적인 것이다. 17세기 루벤후크가 발견하여 세상을 놀라게 한 미생물이다. 꽃의 꿀, 과일의 표면 등 당분이 많은 곳에 붙어 있으며, 미생물 분류상 곰팡이의 일종으로 인간생활에 필수불가결한 미생물이다. 지구 초기부터 환경 적응력이 뛰어나 극저온에서부터 극고온 상태에 이르기까지 존재해왔으며 광합성 세균 다음으로 안정된 것으로 알려진 미생물이다. 효모균은 유전적 변형이 전혀 없고 각종 생리 활성 물질(비타민, 지베렐린 등)을 생성한다. 효모균은 발효을 살려서 작물의 뿌리에서 나오는 분비물, 광합성세균이 만들어 내는 아미노산과 당류, 토양 속의 유기물을 재료로 하여 작물에 유효한 물질을 생합성 한다. 특히 효모균이 만들어내는 호르몬 등의 생리활성물질은 뿌리와 세포의 분열을 활성화한다. 또한 다른 유용 미생물(유산균, 방선균)을 증식하기 위해 필요한 기질을 만들어 낸다.   유산균 최근에 등장한 미생물로서 역사적으로는 징기스칸 당시 우유 발효에 이용되었다고 한다. 우리나라에서는 김치, 액젓 발효시 이용되어온 낯익은 미생물이다. 유산균은 발효와 정균작용을 한다. 유산균은 광합성세균, 효모균으로 받은 당류 등을 기질로 하여 유산을 만들어 낸다. 또한 혐기상태에서는 단백질을 아미노산까지 분해한다. 유산에는 강한 정균력이 있으며 특히 유해한 미생물의 번식과 유기물의 급격한 부패분해를 억제한다. 또 유산균은 리그닌이나 셀룰로오스 등의 난분해성 유기물을 가용화하는 동시에 미분해 유기물이 일으키는 갖가지 폐해를 없게 하고 유기물을 발효 분해시키는 중요한 활동을 한다. 또한 연작장해의 원인인 후사륨의 증식을 억제하는 활동이 있다. 그리고 유산균이 배출하 는 유산은 유산음료와 야쿠르트 등에 옛날부터 활용되어 왔다.   그람양성의 방선균 방선균은 광합성세균이 만들어내는 아미노산 등을 받아서 항균물질을 만들어 내므로 의학상으로도 중요하다. 그 항균물질은 병원균을 억제한다든지 유해한 곰팡이나 세균류가 증식하는데 필요한 물질(키틴질)을 선취하여 증식을 억제하게 되어 다른 유용 미생물을 위해 살기 좋은 환경을 만든다. 방선균은 광합성세균과 공존하기 때문에 방선균 단독보다도 광합성세균과 혼재하는 상황을 만들면 정균작용은 배가된다. 방선균은 아조터박터와 VA균근균의 활동을 조장하는 역할도 한다.   누룩곰팡이 곰팡이라면 부패, 변질을 연상하지만 유용 미생물 중 곰팡이는 알코올 발효에 사용되는 아스페르길루스속이 중심이 되어 있다. 이 그룹은 이미 기술한 다른 미생물과도 공존하여 특히 토양 속의 에스텔 생성에 효과적이다. 알코올의 생성력이 강하기 때문에 구더기나 그 밖의 유해곤충의 발생을 방지하는 힘이 있으며 악취의 분리에도 효과가 확인되고 있다.   항산화란 무엇인가 ? 산소는 두 가지 얼굴을 지니고 있다. 우선 산소는 우리 인간에게 없어서는 안 될 필수 불가결한 물질이다. 인간을 포함한 모든 동물은 몸 밖에서 영양분을 섭취하고 그것을 산소로 연계시켜 에너지를 얻는다. 만약 산소가 없다면 인간은 물론 지구상의 거의 모든 생물이 멸종하고 말 것이다. 산소는 이렇게 모든 생물에게 에너지 원천으로 작용한다. 이런 의미에서 볼 때 산소는 우리에게 매우 유익한 반면 활성 산소로 변화되어 질병을 일으키고 노화를 촉진시키며 끝내는 생명까지 앗아가기도 한다. 공기 중에서 산소가 일으키는 다음의 작용들을 보면 산소가 얼마나 나쁜 역할을 하는지 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 쇠에 녹이 슨다 고무가 탄력을 잃는다. 버터나 식용유가 변한다. 껍질을 벗겨놓은 사과가 변색한다. 그렇다면 인간에게 절대적으로 필요한 산소가 독으로 작용하는 이유는 무엇인가 ? 이것을 이해하려면 우선 지구에서 제일 먼저 생명체의 형태로 생겨났던 미생물에 관해 살펴볼 필요가 있다. 지구상에 최초로 생겨난 미생물은 처음에는 산소 없이도 살 수 있었다. 오히려 산소가 있으면 곤란한 생명 시스템이라 할 수 있다. 그런데 언제부터인가 태양광선을 이용해 에너지를 만드는 마름(水草)이 번식하기 시작했고, 이 수초는 노폐물로 산소를 토해내기 시작했다. 인간이 산소를 들이마시고 탄산가스를 토해내는 것과 정반대 현상이다. 이렇게 마름이 산소를 점점 토해내자 산소가 없이도 잘 자라던 미생물은 산소 독의 해를 입어 모두 멸종하게 된 것으로 추정된다. 그 후에 산소를 이용하는 미생물이 나타나기 시작했다. 산소가 있는 곳에서 살 수 있는 미생물을 호기성 미생물이라 하는데, 산소로 구성된 대기권이 지구를 에워싸게 되면서 이 같은 호기성 미생물이 지천에 퍼지게 되었다. 한편 산소가 있으면 살지 못하는 미생물을 혐기성 미생물이라 하는데 이런 미생물은 거의 사라지고 공기가 닿지 않는 깊은 땅 속이나 바다 혹은 인간의 내장 속에서 근근히 생명을 유지하게 되었다. 우리 인간의 체내에는 산소를 꺼리는 혐기성 미생물의 흔적이 아직도 남아있다. 우리 인간의 내장 속에 아직도 살아 남아있는 유산균 등과 세포핵이 바로 그것이다. 세포핵 주변에는 에너지 발전소 역할을 하는 미토콘드리아라는 부분이 있는데 이 미토콘드리아의 활력이 떨어지면 세포의 핵과 산소가 닿게 된다. 이것을 현미경으로 관찰해 보면 핵은 산소와 부딪치는 순간 바로 죽어버린다. 이 현상에서 잘 알 수 있듯이, 산소는 인간이 살아가는 에너지를 만드는 데는 절대적으로 필요한 존재지만 동시에 독으로 작용하는 부정적인 존재이기도 하다. 식품을 공기 중에 두면 점점 상하게 되는 것이 그 증거 가운데 하나이다. 고기나 생선은 산소에 닿으면 10초 단위로 상태가 나빠진다. 이것이 산화라는 현상이다. 산화한 음식을 먹는다는 것은 체내에 산화물을 집어넣는 다는 것을 의미한다. 이것은 녹을 체내에 집어넣는 것과 같으며 따라서 그 인체 역시 그만큼 산화가 촉진된다. 이 같은 산화를 억제하는 물질을 항산화 물질이라 하는데 비타민C, 비타민A , 그리고 비타민E 등이 이 같은 작용을 한다. EM에는 직접, 간접적으로 항산화 물질을 생성한다. 자연계의 모든 것은 최종적으로는 산화하고 붕괴한다고 하는 대원칙이 있다. 인간도 예외 일 수는 없으며 유전자가 녹슬어 기능이 저하하면 병이 되고 또 유전자가 녹슬어 활동을 못 하게 되면 수명을 다하는 것이다. 따라서 자연계에서 발생하는 나쁜 것은 모두 과잉 산화현상이라고 할 수 있다. EM이 생성하는 항산화 물질과 그에 수반하여 발진되는 항산화 물질은 생명의 유무를 불문하고 자연계의 산화와 붕괴를 방지하는 작용이 있다. 앞에서 얘기했지만 산소는 생체 내에서 탄수화물 등을 산화시켜 에너지를 만들어내기도 하지만 동시에 생체성분도 산화시키기도 한다. 생체성분과 반응해 산화시키는 작용을 하는 활성산소와 프리라디칼(free radical)이 과잉되면 생체의 기능과 구조가 파괴되어 여러 가지 생리적인 기능장해가 일어나게 된다. 활성산소란 고반응성 산소종(ROS;reactive oxygen species)을 줄여서 부르는 이름으로 다양한 과산화물이 여기에 포함된다. 활성산소의 대표적 물질은‘초과산화물’(O2-; super- oxide)이라고 부르는 라디칼 형태의 불안정한 것으로 산소보다 산화력이 더 큰 화학종이다. 산화력이 큰 과산화수소(H2O2), 히드록시기(OH), 알킬 과산화물, 할로겐 화합물 등이 모두 활성 산소로 분류된다. 초과산화물은 생체 내에서 철이나 구리 등 유리 이온과 반응하거나 일산화 질소와 반응해서 반응성이 훨씬 큰 라디칼을 만들어내기도 한다. 이렇게 만들어진 과산화수소나 히드록시기는 초과산화물보다도 반응성이 커서 인체에 직접적인 피해를 준다. 지금까지 알려진 바로는 동맥경화, 악성 종양, 관절염 등의 퇴행성 질병이나 인체의 노화도 활성 산소와 깊은 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 인체는 이러한 문제에 대한 준비를 갖추고 있다. 인체 내에서는 초과산화물 불균등화 효소, 카탈라아제, 글루타치온 등의 효소에 의해 활성산소가 제거될 뿐만 아니라 식품을 통해 흡수되는 비타민C․E 등도 활성 산소를 제거하는데 큰 역할을 한다. 그런데 이러한 효소는 인간이 나이가 들어가거나 환경이 나빠져(특히 화학비료, 농약 사용 등) 감에 따라 점차 줄어들어 체내의 면역력이 저하됨으로써 인간은 병약해지고 노쇠해져 가게 된다. 항산화란 활성산소(O2-, H2O2, OH 등)의 산화활동을 억제하거나 제거하는 것을 말한다. 이러한 성질을 많이 가진 물질을 항산화 물질이라 한다. 우리 주변에는 항산화력이 있는 식물들이 많은데, 예를 들면 쑥, 녹차, 허브, 고추, 마늘, 파와 같은 향신료나 인삼, 감초, 천궁과 같은 한약재 뿐만 아니라 새 순, 꽃 잎 등에도 많이 들어 있다. 또한 최근에는 각종 비타민제나 항산화 물질이 첨가된 식품 등이 개발되어 시판되고 있는 실정이다. 포유류가 호흡한 산소의 약 3～10%가 독성이 강한 활성산소나 프리라디칼로 변환된다고 한다. 현재의 환경 오염 물질과 각 종의 독성 물질은 이러한 프리라디칼의 발생을 촉진하는 특성이 있다. 따라서 활성산소와 프리라디칼의 발생을 억제하는 것이 생명을 건강하게 유지하기 위한 불가결의 조건이다. 이러한 개념은 고등 동식물 계뿐만 아니라 미생물의 세계에서도 매우 중요하다. 왜냐하면 미생물의 집단도 하나의 생명체이기 때문이다. 모든 생물들은 과잉의 활성산소와 프리라디칼을 제거하기 위한 항산화 방어계를 갖추고 있다. 이러한 항산화 방어계의 기능에 의해 활성산소의 생성은 억제되고 산화스트레스에 대한 내성을 갖게 되어 스스로의 건강을 지키게 된다. 이러한 항산화 방어계가 잘 작동하지 않을 때 각종의 장해와 병이 발생하게 된다. 따라서 항산화 방어계의 능력을 어떻게 높이는가가 건강 유지의 중요한 관건이다. 항산화력을 증가시키기 위해 지금까지는 스트레스를 주는 방법과 유전자 도입에 대한 연구가 진행되어 왔다. 생물은 스트레스를 받으면 항산화 방어계의 능력이 어느 정도 향상된다. 하지만 스트레스의 강도 조절과 생육에의 부정적 영향, 생체 내의 산화물 축적 등이 문제가 되고 있다. 유전자의 도입은 과다한 비용과 생리적 균형의 붕괴가 문제가 되고 있고, 바람직하지 않는 결과가 발생할 가능성이 있다는 지적이 제기되고 있다. EM에서 제안하는 항산화 물질을 이용하는 방법은 새로운 발상이다. 기존의 연구는 항산화 물질을 사용하면 항산화력이 증가할 가능성은 낮고 저농도의 활성산소에 의한 산화스트레스를 가하는 것이 항산화력을 증가시킨다는 점에 기울어져 왔다. 그러나 EM에 의해 만들어지는 항산화 물질은 다른 항산화 물질과는 달리 촉매작용이 매우 강하기 때문에 생물의 항산화력을 높이는 효과가 뛰어나다. 또한 생육의 촉진뿐만 아니라 산화스트레스에도 오히려 잘 견디게 하는 성질도 가지고 있다. 지금까지 연구되어온 항산화 물질은 산화물의 제거 과정에서 그 자신이 산화되기 쉽고 또 산화되면 프리라디칼이 되는 위험성을 갖고 있다. EM이 생성하는 항산화 물질은 산화물의 제거 과정에서 쉽게 산화되지 않을 뿐만 아니라 인위적인 가열 등에 의해서도 쉽게 파괴되지 않는 특성을 갖고 있다. 그렇기 때문에 응용 가능성이 많다. 이러한 특징은 EM이 미생물군인 것처럼 항산화 물질도 다양하기 때문에 오는 특성으로 보여진다. EM은 유리금속을 제거하여 산화를 막는 항산화력이 뛰어난 미생물들이다. EM을 토양에 정착할 수 있도록 투여하면 토양 속에 항산화력이 증가하여 활성산소가 억제될 뿐만 아니라 독(활성산소)을 지닌 나쁜 균은 활성산소에 대한 저항 시스템의 붕괴로 죽거나 독성이 없는 균으로 바뀌어 토양은 발효 합성이 가능한 옥토가 된다. 또한 백탁이나 녹조 현상이 심한 바다, 하천, 연못 등에 EM을 투여하면, 환원 상태에서 소수성 지방 등에 의해 중금속 이온이나 유기물이 물에 녹아들면서 물이 탁해지던 현상이 EM의 항산화 작 용에 의해 중단되고 다시 맑아지게 된다. EM은 시중에서 시판되고 있는 미생물제재만을 의미하는 것이 아니다. EM은 광합성 세균을 중심으로 한 유용 미생물들이 정착함으로써 항산화 작용이 강화되어 미생물들이 서로 공생하며 부패를 억제하는 미생물 생태계를 의미한다. 이러한 미생물 생태계를 복원하는 것이 유기농업의 실천이며 환경 보전의 길잡이이다. 그럴 때 자연은 소생의 방향으로 나아갈 수 있다.   유용 미생물군(EM)의 이용실태와 동정 세계의 각 국의 EM의 이용실태를 보면 아시아, 아프리카, 유럽, 미주 등 91개국에서 농업분야를 비롯하여 축산, 환경, 의료분야에까지 이용이 확산되고 있다. 아시아권(일본, 러시아, 중국, 태국, 인도, 이스라엘, 싱가포르와 남․북한 등 32개국), 아프리카(남아프리카공화국, 이집트, 카메룬, 앙고라 등 19개국), 아메리카(미국, 캐나다, 아르헨티나, 브라질, 멕시코 등 20개국), 유럽(영국, 이탈리아, 네덜란드, 스위스, 독일, 프랑스, 벨기에 등 16개국), 오세아니아(호주, 뉴질랜드, 피지 3개국) 총 91개국이 EM을 사용하고 있다. 안전성 검사는 일본(北里연구소)을 비롯하여 여러 나라에서 시행되었고, 미생물의 동정도 국내외에서 시행된 바 있다. 동정결과 종(Species)의 거의 모두가 한국 유전자은행(KCTC)이 부여한 번호와 일치하는 것이다. 미생물학자로서 EM에 비판적이던 세계유기농업회의의 차기회장인 미국의 린다박사는 EM에 대한 실험 및 조사를 끝내고 1999년부터 세계유기농업회의에서 EM이용을 적극 권장하고 있다.

출처 : Welcome EM World, Ever Miracle!

글쓴이 : 행복한 사람 원글보기

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