유리아미노산, 펩타이드결합아미노산 비교
유리된 아미노산 (Free Amino Acids)
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단분자 상태라서 자유롭게 잎이나 뿌리를 통해 흡수 가능하고 즉시 대사작용에 활용가능한 아미노산입니다.
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장점
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식물의 잎이나 뿌리를 통해 빠르게 흡수되고, 흡수되자마자 효과를 발휘합니다.
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과습, 가뭄, 고온, 저온 등의 환경 스트레스를 견디게 하고, 신진대사 작용에 참여합니다.
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참고
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펩타이드 결합 상태의 아미노산보다는 훨씬 비쌉니다.
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유리 아미노산은 요소수에 녹인 상태로 유통하기 때문에 항상 액상 제품으로 판매됩니다. 비료 포대에 들어있는 고체 제품이라면 유리 아미노산이 아니라 펩타이드 결합 아미노산입니다.
(물이 아닌 요소수에 녹여 유통하는 이유는 너무 장황하여 생략. )
펩타이드 결합 아미노산
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단백질을 화학 가수분해하여 아미노산을 생성하면 대부분 펩타이드 결합으로 길게 연결된 아미노산이 생성되고, 유리아미노산의 생성 비율은 아주 적습니다.
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아미노산 2~3개가 펩타이드 결합으로 이어진 짧은 사슬 구조도 있고, 아미노산 수십개가 펩타이드 결합으로 이어진 긴 사슬 구조도 있는데 다양한게 뒤섞여 있습니다.
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아미노산이 서로 사슬처럼 이어지지 않고 1개씩 따로 돌아다니는 유리된 아미노산은 일부만 생성됩니다.
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특징
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아미노산 2~3개 정도가 연결돼 사슬이 아주 짧은 펩타이드는 잎에서 흡수 속도가 느리기는 하지만 어쨌든 흡수가 되기는 합니다. 흡수됐어도 즉시 활용하지는 못하고, 식물 체내에서 펩타이드 결합을 깨뜨린 후 이용될수 있는데, 깨뜨리는 과정에서 식물이 힘든 노동을 하느라 시간도 걸리고 에너지를 소모합니다.
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사슬이 긴 펩타이드는 잎에서 아예 흡수하지 못합니다.
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펩타이드 결합된 아미노산의 효용성
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펩타이드 결합 아미노산은 엽면시비보다는 토양관주 하는 것이 좋습니다.
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흙에는 토양미생물이 생성한 펩티다아제(펩타이드 분해 효소)가 존재하기 때문에 느리기는 하지만 긴 사슬을 서서히 깨뜨린 후 흡수할 수 있습니다.
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유리아미노산에 비해 워낙 저렴하기 때문에 흙 속에 주기적으로 투입하면 장기적으로는 도움이 됩니다. 다만 펩타이드 결합이 깨질 때까지는 흙 속에 오래 머물기 때문에 자주 투입하면 안되고, 가끔 한번씩 투입하는게 좋습니다.
L형 아미노산, D형 아미노산
L형과 D형 차이와 효과
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L형과 D형의 차이
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아미노산 분자는 거울에 비친 것처럼 모양은 같지만 배열된 방향이 다른 L형 아미노산과 D형 아미노산 두가지로 존재합니다. L형은 Levorotatory, D형은 Dextrorotatory의 약자로 왼쪽으로 회전한다, 오른쪽으로 회전한다는 라틴어에서 유래한 단어입니다. 빛의 굴절 방향이 서로 다릅니다.
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식물에서의 효과
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L형 아미노산 : 식물이 단백질을 만들고 광합성, 뿌리 생장, 스트레스 완화 등 여러 과정에서 즉시 사용할 수 있습니다. 식물, 동물, 미생물의 체내에 있는 아미노산은 모두 L형입니다.
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D형 아미노산 : 동물과 식물이 D형 아미노산을 흡수해도 체내에서 활용하지 못하고 방출됩니다. L형과 D형은 마주보는 모양은 같지만 왼손 장갑을 오른손에 낄수 없는 것처럼 동물과 식물에게는 불필요한 물질입니다. 일부 D형 물질은 의료용으로 사용됩니다.
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결론적으로 식물 영양제로는 L형 유리 아미노산을 쓰는 게 훨씬 효과적입니다.
아미노산 판매 실태
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공업용 또는 농업용으로 사용되는 아미노산은 닭의 깃털(케라틴), 가축의 가죽(콜라겐), 가축의 혈분(헤모글로빈)을 화학 가수분해하여 생산합니다. 반면 의료용으로 사용되는 아미노산은 원료는 같지만 효소 반응을 통해 생산합니다.
화학 가수분해 → L형과 D형 혼합물 생성
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화학 가수분해는 고온, 고압 하에서 강산(예 : 염산)으로 단백질을 분해하는 방식입니다.
가축 부산물에 원래는 L형 아미노산만 함유하고 있는데, 강산으로 가수분해하는 과정에서 L형의 절반이 D형으로 바뀌면서 1:1 혼합물이 되는데, 이것을 라세믹化된다고 합니다.
즉 가축부산물을 화학가수분해하면 L형과 D형 아미노산이 1:1 비율로 섞인 라세믹 혼합물이 생성됩니다.
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D형 아미노산은 활성이 없어 동물 사료, 식물 영양제 어느 쪽에서도 효과가 없습니다.
그럼에도 대부분 화학 가수분해가 이용되는 이유는 생산 비용이 매우 싸기 때문입니다.
효소 가수분해 → L형만 생성
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단백질 분해효소인 프로테아제(Protease)가 단백질의 사슬을 잘라 L형 아미노산이 생성됩니다. 이 과정에 몇십 시간이 걸립니다. 분해가 완료되면 효소 비활성화 공정을 거치고, 여과 정제 공정을 거칩니다.
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원래 가축 부산물에는 L형 단백질만 있었는데, 효소 가수분해를 하면 순수한 L형 아미노산만 생산되기 때문에 동물 사료나 식물 영양제로는 효소 가수분해가 훨씬 좋은 방법입니다.
유통 상황
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효소 가수분해는 화학 가수분해에 비해 생산원가 자체가 훨씬 비쌉니다. L형 아미노산이 고가품이기 때문에 저가의 L형과 D형 혼합물에 비해 유통 물량도 미미해 물류 원가도 많이 소요됩니다. 고가품이기 때문에 회전율이 극히 낮아 유통 단계마다 재고 부담도 큽니다. 이래저래 L형 아미노산은 비쌀 수 밖에 없습니다.
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시중에서는 유리아미노산보다는 펩타이드 결합 아미노산이 압도적으로 많이 팔리고, 유리아미노산 중에서는 순수한 L형보다는 L형과 D형의 혼합물이 압도적으로 많이 팔립니다. L형 유리아미노산이 왜 비싼지, 어떤 차이가 있는지 농민에게 설명하기가 힘들어 싼것만 팔리기 때문입니다.
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효소 가수분해로 L형 아미노산만 생산하는 것이 국내 기술로 어렵지는 않지만, 우리나라는 농업 생산 규모가 워낙 작고, 고령 농민이 많아서 L형 아미노산으로 규모의 경제를 이루는게 불가능하기 때문에 L형 아미노산은 농업이 강한 유럽에서 수입하고 있습니다.
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유럽에서는 EU 통합 이후 농업에서 생태 지속 가능 정책에 따라 막대한 농업보조금을 쏟아부으면서 국가별로 분업화가 진행됐습니다. 연구개발, 농기계 생산, 비료 영양제 생산, 실제 경작 등으로 국가별 분업이 진행됐는데, 그 과정에서 식물 영양제 제조 강국으로 독일, 스페인, 이탈리아가 부상했습니다.
L형 유리아미노산 식별
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L형 아미노산을 편광 측정기에 넣으면 빛이 왼쪽으로 굴절되고, D형을 넣으면 빛이 오른쪽으로 굴절됩니다. L형과 D형이 1:1로 섞여 있으면 서로 상쇄되어 빛이 직진합니다. 빛이 굴절되는 각도를 측정하는 방법으로 농촌진흥청에서 L형과 D형의 혼합비율까지 즉석에서 확인 가능하기 때문에 제품에 허위표기를 할수 없습니다.
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제품 포장에 유리아미노산이라고 명확하게 표기하지 못하는 제품은 값이 싼 펩타이드 결합 아미노산으로 볼수 있습니다. 또 유리아미노산이라고 적혀 있어도 L형이라는 표시를 못하는 제품은 L형과 D형이 1:1로 혼합된 라세믹 혼합물이라고 볼 수 있습니다.