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2024-11-22 (금)

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[퓨처 Eyes(56)] 전기 농업, 식량 위기 극복할 미래 농업의 혁신

햇빛 없이도 식물을 키운다? 마치 공상과학 영화에서나 나올 법한 이야기지만, 현실이 될 날이 머지않았다. 광합성은 지구 생명체의 근원이지만 에너지 효율은 겨우 1%에 불과하다. 이 비효율을 극복하고 미래 식량 위기를 해결할 혁신적인 기술이 바로 '전기 농업(electro-agriculture)'이다. 최근 생명공학 학술지 줄(Joule)에 발표된 논문에서 생명공학자들은 전기 농업이라는 새로운 식량 생산 패러다임을 선보였다. 태양 에너지를 이용해 CO₂를 식물의 먹이로 바꾸는 이 기술은, 햇빛에 의존하는 광합성을 대체하며 농업에 필요한 토지는 94%로 감소해 농업의 미래를 뒤흔들 잠재력을 지녔다. 광합성을 대체하는 전기 농업 캘리포니아 리버사이드 대학교의 생물공학자 로버트 진커슨(Robert Jinkerson) 교수와 워싱턴대학교 세인트루이스 캠퍼스의 전기화학자인 펑 지아오(Feng Jiao) 교수는 새로운 전기 농업 기술을 통해 농작물이 빛이 없는 환경에서도 자랄 수 있는 가능성을 제안했다. 농업의 혁신을 가져올 수 있다고 확신하는 진커슨은 "더 이상 햇빛을 필요로 하지 않는다면, 우리는 농업을 환경으로부터 완전히 분리해 통제된 실내 환경에서 식량을 재배할 수 있다"고 강조한다. 이는 농업이 더 이상 기후나 조건에 영향을 받지 않고 언제 어디서든 필요한 식량을 생산할 수 있음을 의미한다. 전기 농업은 단순히 빛을 대체하는 것 이상의 의미를 갖는다. 진커슨 교수의 연구팀은 태양광 패널을 통해 태양 에너지를 흡수하고, 이 에너지를 CO₂와 물 사이의 화학 반응에 활용해 아세트산염을 생성한다. 이 아세트산염은 식물이 에너지와 탄소 공급원으로 사용하게 된다. 진커슨 교수는 "우리는 식물의 발아 과정에서 사용되는 대사 경로를 다시 활성화시켜, 식물이 광합성 없이 아세트산염만으로도 자랄 수 있도록 연구하고 있다"고 덧붙였다. 현재 토마토와 상추를 대상으로 실험 중이며, 향후 고구마나 곡물 등 주요 작물로도 확장할 계획이다. 이 기술이 상용화될 경우, 전통 농업에서 발생하는 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있다. 펑 자오 교수는 "현재 약 4%의 에너지 효율을 달성했으며, 이는 기존 광합성의 4배 수준이다. 이 방식이 더 효율적이기 때문에 식량 생산에 따른 CO₂ 배출량을 크게 감소시킬 수 있을 것"이라고 전망했다. 이는 농업의 환경적 부담을 대폭 줄일 뿐만 아니라, 식량 생산의 새로운 장을 열 수 있음을 의미한다. 빛 없도 농사를 지을 수 있는 전기 농업은 우주에서의 까다로운 식량 생산 문제도 해결할 수 있다. 기존 농업은 심각한 삼림 벌채로 이어지는 경우가 많은 데, 이는 생물다양성 손실과 기후 변화의 주요 원인이 되도 한다. 전기 농업은 작물 생산에 필요한 토지의 양을 대폭 줄임으로써 토지 개간에 따른 생태적 피해의 일부를 회복시킬 수 있다. 아울러 수로를 오염시키고 수생태계에 영향을 미칠 수 있는 비료와 살충제에 대한 의존도를 낮추므로 지속 가능한 식량 생산에 대한 유망한 대안을 제시한다. 전기 자극을 통한 수확량 증대 전기 농업의 또 다른 중요한 연구는 전기를 이용해 농작물의 성장을 촉진하는 방법이다. 이 기술은 19세기 말에서 20세기 초에 잠시 유행했던 '전기 재배(electroculture)'의 현대적 버전으로 볼 수 있다. 당시에는 전기를 식물에 직접 적용해 수확량을 늘리거나 해충을 제거하려는 시도가 있었으나, 명확한 과학적 근거 없이 실패한 사례들이 많았다. 하지만 오늘날 연구자들은 더 정교한 방법으로 전기를 농업에 적용하고 있다. 미국 앨라배마주의 오크우드 대학교 생화학자인 알렉산더 볼코프(Alexander Volkov) 교수는 저온 플라즈마(Cold Plasma)를 이용해 씨앗을 자극하는 연구를 진행 중이다. 이 연구에서는 식물의 수확량이 20~75% 증가한 결과를 얻었으며, 감자의 경우 수확량이 40%까지 늘어났다. 볼코프 교수는 "우리는 씨앗을 플라즈마로 1분 미만 처리했을 때, 수확량이 눈에 띄게 증가하는 것을 확인했다. 양배추 수확량도 75% 증가했으며, 맛도 더 달았다"라고 밝혔다. 씨앗의 플라즈마 처리는 농업 분야에 떠오르는 기술로, ㅊ플라즈마를 이용해 씨앗의 발아율을 높이고 생장을 촉진하는 기술이다. 플라즈마는 고체, 액체, 기체 상태 다음의 제4의 물질로, 이온, 전자, 중성 입자 등으로 구성된 이온화된 기체이다. 플라즈마는 씨앗 껍질의 표면을 변화시켜 물 흡수율을 높이고, 발아에 필요한 효소 활성을 증가시켜 발아율을 향상시킨다. 또한 플라즈마는 씨앗 내부의 생화학적 반응을 촉진해 뿌리와 씨앗의 생장을 촉진한다. 게다가 플라즈마는 씨앗 표면의 박테리아, 곰팡이 등 병원균을 살균해 씨앗의 건강을 증진시킨다. 저온 플라즈마는 단순히 씨앗의 수확량을 증가시키는 것뿐만 아니라 씨앗이 발아할 때 환경 스트레스를 덜 받게 만들어 준다. 셰튼홀 대학교의 호세 로페즈(Jose Lopez) 교수는 "씨앗이 처음 발아할 때는 외부 환경의 스트레스에 매우 취약하다. 플라즈마는 씨앗의 껍질을 미세하게 구멍을 내어. 씨앗이 물과 양분을 더 쉽게 흡수할 수 있도록 돋븐다"고 설명했다. 그 결과 플라즈마로 처리된 씨앗은 처리되지 않은 씨앗보다 훨씬 더 빠르게 자란다. 전기 농업의 미래 전기 농업을 도입한다면 자연 서식지의 점진적인 복원이 용이해지고, 생물 다양성이 향상되며 탄소 발자국을 줄일 수 있다. 이처럼 엄청난 잠재력에도 불구하고, 전기 농업은 여전히 해결해야 할 과제가 남아 있다. 핵심 문제로는 태양열 화학 반응기의 초기 설치 비용과 유지 관리, 그리고 대규모 실내 농업시설을 지원하는 데 필요한 인프라를 꼽을 수 있다. 또한 아세트산을 주요 에너지 원으로 사용할 때 식물 생리학에 미치는 장기적인 영향을 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요하다. 진커슨은 "식물의 경우, 식물이 이런 방식으로 성장하도록 진화하지 않았기 때문에 아세트산염을 탄소원으로 활용하도록 하는 연구 개발 단계에 있다"고 말했다. 그는 "하지만 버섯과 효모, 해조류는 현재 이런 방식으로 재배할 수 있으므로 이러한 응용 분야가 먼저 상용화되고 식물은 나중에 상용화될 것으로 생각한다"고 덧붙였다. 전기 농업이 성공한다면 식량 생산 자체에 혁명을 일으킬 수 있는 환경 친화적이고 공간 효율적인 방법이 될 수 있다.
- 포커스온
2024-10-31
[먹을까? 말까?(68)] 염증 완화에 효과적인 냉동 채소 8가지

건강에 대한 관심이 증대되면서, 면역 반응의 핵심 요소인 염증 관리의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 급성 염증은 신체 방어 기전의 일환으로 자연스러운 현상이지만, 만성 염증은 심혈관 질환, 당뇨병, 암 등 각종 질병의 발병 위험을 높이는 '침묵의 살인자'로 작용할 수 있다. 만성 염증 예방을 위해서는 균형 잡힌 식단과 건강한 생활 습관 유지가 필수적이며, 특히 채소 섭취 증진이 권장된다. 신선한 채소는 물론, 손질의 번거로움 없이 간편하게 섭취 가능한 냉동 채소 또한 영양학적으로 우수한 선택이다. 냉동 채소는 신선도 유지 기술 발달로 영양소 파괴가 최소화되었으며, 장기간 보관이 용이하여 계절에 관계없이 필요한 영양소를 공급받을 수 있다는 장점이 있다. 바쁜 현대인들에게 냉동 채소는 건강 관리의 효율성을 높이는 훌륭한 도구다. 영양 전문가들이 추천하는 염증 완화에 효과적인 8가지 냉동 채소를 소개한다. 그린 빈(Green Bean) 우리나라에서는 '껍질콩'으로도 불리는 그린 빈은 팥이나 콩처럼 꼬투리안에 열매가 맺히는 식물로, 덜 익은 꼬투리째 수확해서 껍질을 벗기지 않고 먹는 채소다. 아삭한 식감과 담백한 맛으로 볶음, 무침, 샐러드 등 다양한 요리에 활용된다. 비타민, 무기질, 섬유질이 풍부해 영영가가 높은 채소로 알려져 있다. 특히 그린 빈은 비타민 C와 플라보노이드, 카로티노이드, 폴리페놀 등 항산화 및 항염증 성분이 풍부하다. 고구마 고구마는 비타민 A와 비타민 C가 풍부하며 장내 유익균의 먹이가 되는 저항성 전분을 함유해 장 건강과 면역력 증진에 도움을 준다. 탄수화물은 고구마의 주요 에너지원으로, 복합 탄수화물로 구성되어 혈당을 천천히 올려주고 포만감을 오래 유지시켜 준다. 또한 식이섬유가 풍부해 변비 예방, 콜레스테롤 수치 조절, 장내 유익균 증식, 혈당 조절 등에 도움을 준다. 고구마에는 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유가 모두 풍부하게 함유되어 있다. 고구마의 노란색이나 주황색을 띠게 하는 베타카로틴이 풍부해 시력 보호 면역력 강화, 피부 건강 등에 도움을 준다. 브로콜리 & 콜리플라워 브로콜리와 콜리플라워는 모두 십자화과 채소에 속하며, 영양 성분이 뛰어난 건강 식품이다. 둘 다 비타민과 무기질, 섬유질, 항산화제가 풍부하게 함유되어 있다. 콜리플라워 100g에는 하루 권장량을 충족하는 비타민C가 들어 있다. 또한 항염증 성분인 설포라판이 풍부하여 심혈관 질환 및 당뇨병 예방에 효과적이다. 그밖에 혈액응고와 뼈 건강에 중요한 비타민 K, 세포 분열과 성장에 필요한 엽산, 혈압 조절과 심장 건강에 도움을 주는 칼륨 등이 들어 있다. 브로콜리는 콜리플라워보다 비타민 A, 비타민 B군, 비타민 K, 칼슘, 철분 함량이 더 높다. 반면 콜리플라워는 브로콜리보다 콜린, 섬유질 함량이 더 높다. 또 브로콜리는 루테인과 지아잔틴이 풍부하고, 콜리플라워는 프로토카테추산, 쿠마르산, 바닐산 등의 항산화 성분이 더 풍부하다. 피망 & 양파 피망과 양파에는 비타민 A와 비타민 C, 퀘르세틴이 풍부하여 만성 질환 예방에 도움을 준다. 특히 양파는 채소 중 퀘르세틴 함량이 가장 높다. 녹색 피망에는 비타민 C, 비타민 K, 엽산이 풍부하다. 빨간색 피망에는 비타민C와 베타카로틴, 리코펜 함량이 높다. 노란색 피망에는 비타민 C와 칼륨 함량이 높다. 냉동 피망은 볶음, 수프, 전 등에 활용할 수 있다. 케일·시금치 등 잎채소 케을은 '수퍼푸드'라고 불릴만큼 영양소가 풍부한 녹색 잎채소다. 비타민과 무기질, 항산화제가 풍부하게 함유되어 있다. 특히 비타민 K, 비타민 C, 베타카로틴, 루테인, 칼슘 등이 풍부하여 뼈 건강, 면역력 강화, 시력 보호, 항암 효과 등에 탁월한 효능을 보인다. 케일 등 잎채소는 폴리페놀이 풍부해 혈관 겅강 개선과 항염 효과를 제공한다. 냉동 잎 채소는 해동 시에도 식감과 맛이 유지된다. 완두콩 완두콩은 탄수화물, 단백질, 식이섬유, 비타민 B, 비타민 C, 무기질, 엽산, 철분, 아연 등 다양한 영양소가 골고루 함유되어 있다. 수용성 섬유질이 풍부하여 장내 염증 감소 및 장 건강 증진에 기여하며, 심장 건강에 좋은 식물성 단백질 공급원이다. 완두콩은 콩 중에서도 단백질 함량이 높은 편이다. 비타민 B1은 탄수화물 대사, 에너지 생성, 신경 기능 유지에 플요한 영양소다. 비타민 B2는 세포 성장, 시력 보호, 피부 건강 유지 등에 관여한다. 비타민 B6는 단백질 및 아니노산 대사, 뇌 기능, 적혈구 생성 등에 관여하는 영양소다. 아연은 민역력 강화와 성장 발달, 상처 치유, 세포 분열 등에 관여하는 중요한 무기질이다. 냉동 채소 활용법 다양한 냉동 채소는 수프나 볶음 요리, 스테이크 등에 가니쉬(고명)로 쓰거나 스무디 등으로 활용할 수 있다. 냉동 채소를 수프에 넣어 섬유질과 항산화 성분을 보충할 수 있다. 냉동 채소를 해동하지 않고 바로 구워 바삭한 식감을 즐길 수 있다. 아울러 오믈렛, 스크램블 에그 등에 냉동 채소를 넣어 간편하고 건강한 식사를 만들 수 있다. 그밖에 냉동 케일, 시금치 등을 스무디에 넣어 영양을 더할 수 있다. 냉동 채소는 신선한 채소와 동일한 영양을 제공하면서도 경제적이고 편리하게 섭취할 수 있는 좋은 선택이다. 그린 빈, 고구마, 잎채소, 완두콩, 브로콜리 & 콜리플라워, 피망 & 양파 등 다양한 냉동 채소를 활용하여 건강하고 균형 잡힌 식단을 유지하는 데 도움을 받을 수 있다.
- 생활경제
2024-10-08
한국 6월 소비자물가, 3개월 연속 2%대 상승세 유지⋯과일·석유류 급등세

한국의 6월 소비자물가는 3개월 연속으로 2%대 상승세를 기록하며 비교적 안정적인 추세를 유지했다. 하지만 사과, 배를 비롯한 과일 가격은 급격히 상승하고 석유류, 외식 등 일부 품목의 가격 역시 불안정한 모습을 보였다. 통계청이 2일 발표한 6월 소비자물가동향에 따르면, 지난달 소비자물가지수는 113.84(2020년=100)를 기록하여 지난해 같은 달 대비 2.4% 증가했다. 이는 지난해 7월(2.4%) 이후 11개월 만에 가장 낮은 상승률이다. 소비자물가 상승률은 올해 1월 2.8%에서 2~3월에는 3.1%까지 높아졌다가 지난 4월(2.9%)부터 다시 2%대로 하락세를 보였다. 품목별로는 농·축·수산물이 1년 전 대비 6.5% 상승했다. 수산물(0.5%)과 축산물(-0.8%)은 안정적인 추세를 유지했지만, 농산물 가격이 13.3% 급등하면서 전체 농·축·수산물 가격 상승률을 끌어올렸다. 과일 가격은 사과(63.1%)와 배(139.6%)를 중심으로 급격히 상승하는 추세가 이어졌다. 토마토(18.0%), 고구마(17.9%) 등 다른 품목들도 가격 상승이 두드러졌다. 특히 김 가격은 28.6% 상승하며 1987년 12월(34.6%) 이후 가장 높은 상승률을 기록했다. 석유류 가격도 전월(3.1%) 대비 4.3% 상승하며 오름세 폭이 확대됐다. 2022년 12월 6.3% 증가 이후 18개월 만에 최고 상승률을 기록했다. 공미숙 통계청 경제동향통계심의관은 이에 대해 "작년에 국제유가가 낮았던 기저효과의 영향"이라고 설명했다. 외식 가격은 원재료비와 인건비 상승 등의 영향으로 작년 대비 3.0% 증가했습니다. 반면 가공식품의 상승률은 1.2%로 전월(2.0%) 대비 둔화되었으며, 2021년 2월(1.2%) 이후 40개월 만에 가장 낮은 상승률을 보였다. 6월 소비자물가동향에 따르면, 물가 상승률ㄹ은 전월 대비 다소 둔화되었지만 농산물, 외식, 석유류 등 일부 품목의 가격 급등세는 여전한 것으로 나타났다. 물가 상승 기여도를 살펴보면, 농산물은 0.4%p(포인트)로 가장 큰 영향을 미쳤고, 외식을 포함한 개인 서비스는 0.93%p, 석유류는 0.16%p의 인플레이션 요인으로 작용했다. 근원물가 지수는 물가의 기조적 흐름을 보여주는 지표로, 이번에는 2% 초반대까지 상승폭이 둔화됐다. 농산물과 석유류를 제외한 근원물가 지수는 작년 동월 대비 2.0% 상승했으며, 경제협력개발기구(OECD) 방식의 식료품 및 에너지 제외 물가 근원 물가 지수는 2.2% 상승했다. 소비자들의 체감 물게에 가까운 생활 물가지수는 2.8% 올랐다. 이는 자주 구매하는 품목을 기반으로 산출된 지수다. 신선식품 지수는 '밥상 물가'와 직결되는 지표로, 작년 대비 11.7% 증가하며 높은 상승세를 이어갔다. 다만 신선어개(-1.4%)와 신선채소(-0.8%)는 감소세를 보인 반면 신선과일은 31.3% 급등했다. 공미숙 심의관은 "국제유가 변동, 유류세 일부 환원, 날씨에 따른 농산물 가격 변동 등 북확실성이 여잔한 상황"이라고 설명하며, 앞으로 물가상승 추세를 주시할 것이라고 밝혔다. 김병환 기획재정부 1차관은 2일 열린 물가관계차관회의에서 하반기 물가가 정부 전망대로 2% 초·중반대로 안정화될 것이라고 말했다. 다만 7월에는 여름철 기후 영향과 국제유가 변동성으로 인해 물가 여건의 불확실성이 확대될 가능성이 있다고 경고하며, 민생 물가 안정 노력을 지속할 것이라고 강조했다. 6월 한국 소비자물가는 비교적 안정적인 상승세를 유지하고 있지만, 일부 품목의 가격 급등세는 가계 경제에 부담을 줄 수 있다. 특히 과일, 석유류, 외식 가격 상승세가 지속될 경우 소비심리에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 정부는 이러한 상황을 주시하며 적절한 정책 대응을 마련할 필요가 있다.
- 경제
2024-07-02
고구마, 기후 변화에 강한 미래 작물로 주목

열대 작물인 고구마가 기후변화에 강한 미래 작물로 주목받고 있다. 최근 급격한 기후변화로 인해 지구의 기온이 상승하면서 특정 작물을 재배하기가 어려워지고 있다. 이에 따라 내열성과 수자원 효율성이 뛰어난 작물에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 관련하여 기후 전문매체 '예일 클라이밋 커넥션즈(YALE Climate Connections)'에 따르면, 고구마가 기후 변화 시대의 대안 식량으로 주목받고 있다. 고구마는 열대 작물로, 높은 기온과 건조한 기후에 잘 적응한다고 알려져 있다. 또한 물 소비가 적은 작물로, 기후 변화로 인한 물 부족이 심화되는 지역에서도 재배가 가능하다. 미국 미시시피 주립대학교 익스텐션(Mississippi State University Extension)의 고구마 전문가인 로린 하비(Lorin Harvey) 박사는 "고구마는 열을 더 좋아한다"라며 "열대 작물이기 때문에 더위에 잘 적응한다"고 말했다. 하비 박사는 고구마가 내열성 때문에 기후 회복력이 있는 작물로 유망하다고 설명했다. 이에 하비 박사와 다른 연구자들은 열과 수자원에 강한 새로운 다수확 품종을 육종하고 있다. 실제로, 미국 농무부는 고구마를 기후변화에 대응하기 위한 중요 작물로 선정하고 있으며, 내열성과 수자원 효율성이 뛰어난 새로운 품종을 개발하기 위한 연구를 지원하고 있다. 뿐만 아니라 고구마는 영양가도 뛰어난 식품이다. 고구마는 식이섬유와 비타민 A, C, B6 등이 풍부하며, 칼로리도 높아 영양보충에 도움이 된다. 또한, 고구마는 다양한 요리에 활용할 수 있어 소비자들의 선호도가 높다. 하비 박사는 "고구마는 캐서롤, 웨지튀김, 샐러드 등 다양한 요리에 활용할 수 있어 소비자들이 좋아한다”며 “앞으로 고구마의 수요는 더욱 증가할 것으로 예상된다"고 말했다. 이처럼 고구마는 기후변화 대응을 위한 중요 작물로 주목받고 있다. 고구마의 우수한 내열성과 수자원 효율성은 기후변화로 인한 농작물 재배의 어려움을 극복하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
- 생활경제
2023-12-29