개똥쑥을 심기 전, 단 40초의 오존수 처리만으로 항말라리아 치료제 핵심 성분인 ‘아르테미시닌’의 생산성을 3배 이상 높일 수 있는 기술이 개발돼 고부가가치 약용작물의 생산 효율을 높일 수 있는 길이 열렸다.

충남대학교 바이오AI융합학과·원예학과 박종석 교수 연구팀이 정식 전, 단 한 번 40초 오존수 처리만으로 개똥쑥의 생육과 항말라리아 치료제 핵심 성분인 아르테미시닌 생산성을 동시에 높이는 고효율 재배 전략을 개발했다.

이번 연구 결과는 산업작물 분야 국제학술지인 ‘인더스트리얼 크롭스 앤드 프로덕츠(Industrial Crops and Products, IF 6.2, JCR 상위 4.3%, Q1)’에 게재됐다. 이번 연구에는 김선우 박사과정생이 제1저자로, 박종석 교수가 교신저자로 참여했다.

개똥쑥에서 추출되는 아르테미시닌은 세계보건기구(WHO)가 권고하는 말라리아 치료제의 핵심 원료 성분이지만, 식물 내 함량이 낮아 생산성을 높일 수 있는 재배기술 개발이 중요한 과제로 꼽혀 왔다. 이에 따라 생산성을 높이면서도 생산 공정에 쉽게 적용할 수 있는 친환경 재배기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 오존수는 농업 분야에서 농산물 세척, 병해 관리 및 용수 위생관리 등에 활용되고 있으며, 식품 안전·가공, 수처리와 산업 세정 분야에서도 이용되고 있다. 다만 식물의 생육이나 기능성 성분 향상을 목적으로 한 활용은 아직 연구·실증 단계에 머물러 있다.

박종석 교수팀은 개똥쑥 유묘를 다양한 농도의 오존수에 40초간 식물체 전체를 침지 처리한 뒤 수경재배하고 생육과 아르테미시닌 관련 대사물질을 분석했다. 그 결과 0.5mg/L 농도의 오존수를 처리했을 때 아르테미시닌 농도는 74.1%, 개체당 생산량은 209.8% 증가해 대조구 대비 약 3.1배 향상됐다. 지상부 건물중(乾物重, 수분을 제거한 후의 무게)도 78.1% 증가해 생육과 유용성분 생산성을 동시에 높이는 효과를 확인했다.

연구팀은 이러한 효과가 저농도 오존 자극이 식물의 항산화 방어체계를 활성화하고 유용 대사물질 생성을 촉진하는 ‘호메시스(Hormesis)’ 반응에 따른 것으로 분석했다. 오존수는 처리 후 빠르게 산소로 분해돼 잔류 부담이 낮고, 정식 전 한 번만 처리하면 되는 만큼 향후 작물별 처리 조건이 표준화되면 수경재배와 수직농장 생산 공정에 비교적 간단히 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 개똥쑥 외에도 배초향, 일본겨자시금치, 적겨자·갓·케일 등 다양한 작물을 대상으로 식물체 전체 오존수 침지 또는 뿌리 처리 연구를 수행해 왔다. 이번 연구는 개똥쑥과 같은 약용작물의 생육과 유용성분 생산성을 높이는 기술을 제시하고, 나아가 다양한 고부가가치 작물의 기능성 성분 생산성 향상에도 오존수를 적용할 가능성을 보여줬다는 점에서 의미가 있다.

박종석 교수는 “정식 전 단 한 번 40초 오존수 처리만으로 개똥쑥의 생육과 아르테미시닌 생산성을 획기적으로 높일 수 있음을 확인했다”며 “수직농장과 수경재배 기반의 고부가가치 약용작물 생산 효율을 높이는 실용적인 기술로 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 스마트팜 다부처 패키지 혁신기술개발사업(421034-04)과 농촌진흥청 농업과학기술 연구개발사업(RS-2025-06582971)의 지원을 받아 수행됐다.

□ 논문 제목: Pre-transplant ozonated water soaking boosts growth and artemisinin yield in hydroponic Artemisia annua via hormesis

□ 논문 DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124025