화산재 무엇인가?

비옥한 토양을 만들어 주는 화산재

 

 

 

 

 
▶ 자연비료, 화분제조, 배양토, 머그팩, 시멘트 혼용재, 건축재료, 화학공업, 소료, 전료공업, 살충제, 비료, 연마업, 일용화공, 미용재료, 킬레이트 미네랄 추출, 아고, 화장품원료, 석유화공, 보온격열재료, 땅을 비옥하게 해주는 화산재

화산재의 다른 말은
화산회[
火山灰: huǒ shān huī=V후에이: 중국(中國)], volcanic ash[영어(英語)], 응회암[凝灰巖], 화산재 등으로 부른다.

위에 3장의 사진은 알래스카에 거주하고 있는 봉황 회원이 알래스카 화산재의 사진을 보내온 사진


1, 두산동아백과사전

[
화산재(ash: 火山災)

화산 활동으로 인한 충격이나 화산 가스의 침식 등으로 부서진 상태로 방출되는 암편들을 화산쇄설물이라 하며, 이 중 화산에서 분출된 용암의 부스러기 가운데 크기가 0.25~4mm 정도의 작은 알갱이들의 퇴적물을 화산재라 한다.

화산재를 비롯한 화산쇄설물은 현무암질 화산보다는 주로 폭발적 분출형태를 갖는 유문암질 화산에서 더 많이 분출한다.

유독한 이산화탄소(CO2)와 염소(Cl2) 등이 포함된 수증기(H2O)로 이루어진 화산 가스와 화산재는 상공으로 올라가 기류를 타고 전 세계로 퍼지며 햇빛을 가림으로써 지구 전체의 기후에 한동안 변화를 가져온다.

그 예로 1883년 인도네시아의 자바섬 서쪽의 크라카타우 섬에서 화산이 시커먼 연기와 화산재를 뿜기 시작했는데, 이 화산재는 50km 상공의 성층권까지 도달한 후 지구 주위를 둘러싸서 지구의 온도를 0.5℃ 떨어뜨렸으며, 기후가 정상으로 돌아오는데 약 5년이 걸렸다. 또한 A.D. 79년 이탈리아 베스비오 화산이 대폭발하여 다량의 화산재를 분출하여 폼페이 도시를 매몰시켰다.

화산 분출은 사람의 생명과 재산에 피해를 입히고, 자연환경에 급격한 변화를 일으켜 생태계에 심각한 타격을 주기도 하지만 장기적으로 보면 인간과 생태계에 유익함을 주기도 한다. 화산재에는 식물의 성장에 필요한 성분이 다량으로 포함되어 있어 오랜 시간이 지난 후에 식물이 자라기에 좋은 기름진 토양으로 변한다.
]

2, 과학용어사전

[
화산재(火山災: ash)

화산 분출물(화산 쇄설물)의 한 가지.

마그마가 발포하여 생기는 가느다란 파편이다. 나무나 종이 등을 태워서 생기는 재와는 성분이나 성질이 다르다.

화산으로부터 분출된 것 가운데 지름 2mm 이하 크기의 것을 화산재라고 한다. 물질로서는 화산 유리, 광물 결정, 오래된 암석의 파편 등이다. 화산재가 퇴적하여 굳은 암석(퇴적암)을 응회암(凝灰巖)이라고 한다.
]  


3, 토목용어사전


[
화산재(puzzolana: 火山災)

화산의 분화에 의해 용암이 강하게 분출되어 재 모양으로 되어서 내린 것, 혹은 이것이 퇴적한 것,

또는 용암의 풍화 분해한 것 등을 분쇄한 것으로 시멘트 혼용재.
]

4, 인터넷 네이버 검색 자료


[화산재의 성분 및 용도

화산재는 칼륨, 나트륨, 인, 등 기타 기본적인 원소들이 풍부하게 함유된 훌륭한 자연비료입니다.  비록 인류가 화산활동에 의한 재해에 초점을 맞추어 왔지만, 화산들은 인류에게 해로움보다는 유익한 점이 더 많았습니다.

어떤 면에서 화산은 장기간에 걸친 농업활동으로 지력이 고갈된 토양을 지구가 직접적으로 회복시킬 수 있는 유일한 방법이기도 하구요. 용암과 화산재의 성분은 이들을 분출시킨 물질, 즉 마그마의 성분과 관련이 깊습니다. 예를 들어 마그마의 성분이 현무암질인 마그마가 폭발하여 화산재와 용암을 발생시키면 이들은 현무암질 성분을 가집니다. 유문암질 마그마가 폭발한다면 이들은 유문암질이 되겠지요. 이처럼 비옥한 토양을 만들기 위해 화산재는 자연비료로 쓰일 수 있습니다.

<화산재의 사용 용도>


1) 화분제조: 초경량 세라믹 소재

2) 배양토: 고열 처리한 원예용 배양토로써 동서양란, 분재, 관음죽에 사용한다. 특히 동양란 재배에 최고이며, 세립은 분재재배에 좋다.

3) 머드팩: 피부 필수미량 원소의 작용으로 피부 단백질을 보호 하고, 자연스러운 생합성을 유도함으로써 피부에 윤기와 탄력을 부여하며 신진대사를 활성화 한다.
]

5, 중국위키백과사전(
自由的百科全书)

[화산회(
火山灰)

img1.jpg
[화산재의 광학현미경 사진]


[화산재의 전자현미경 사진]

img1.jpg

[화산재의 구름]

火山灰样本火山灰是火山喷发物之一;粒径在2毫米以下的碎石和礦物質粒子,像灰尘;颜色深灰、浅灰、白和黄。

火山灰由于非常细小,可以被风吹扬到离火山喷发区很远的地方,甚至上千公里以外,并且在喷發结束后经过很长时间才沉积下来;火山灰经过压实固节后形成火山凝灰岩,如果经过沉积作用,并和泥沙相结合,则形成火山作用和沉积作用混合成因的层凝灰岩。

在爆發性的火山運動中,固體石塊和熔浆被分解成細微的粒子而形成火山灰.
]

6, 중국후동백과사전(
互动百科)

[화산회(
火山灰)

火山爆发时,岩石或岩浆被粉碎成细小颗粒,这些细小颗粒就是火山灰,火山灰不同于烟灰,它坚硬、不溶于水,由岩石、矿物、火山玻璃碎片等组成,一般直径小于2毫米,其中极细微的火山灰称为火山尘。在火山的固态及液态喷出物中,火山灰的量最多,分布最广,它们常呈深灰、黄、白等色,堆积压紧后成为凝灰岩。

목록(目录)

1 概念
2 成分
3 反应
4 效应
5 用途
5.1 中国
5.2 国外
6 影响

1, 화산회(火山灰) - 개념(概念)


冰岛埃亚菲亚德拉冰盖冰川火山喷出的火山灰——拍摄于2010年4月14日火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。

在爆发性的火山运动中,固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。

2, 화산회(火山灰) - 성분(成分)

火山灰的成分主要是氧化硅和氧化铝; 由于喷出后即遭急冷,因此,含有一定量的玻璃体,这些玻璃体,是火山灰活性的主要来源。[1]

3, 화산회(火山灰) - 반응(反应)


浅间火山喷发情形:由于大风,火山灰甚至飘落至东京市区。浅间火山海拔2568米,是日本108座活火山中最活跃火山之一。在一些火山灰质的混合料中,存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。

而所谓火山灰反应就是指这些活性组分与氢氧化钙反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物,其中,氢氧化钙可以来源于外掺的石灰,也可以来源于水泥水化时所放出的氢氧化钙。在火山灰水泥的水化过程中,火山灰反应是火山灰混合材中的活性组分与水泥熟料水化时放出的氢氧化钙的反应。

因此,火山灰水泥的水化过程是一个二次反应过程。首先是水泥熟料的水化,放出氢氧化钙,然后再是火山灰反应。这两个反应是交替进行的,并且彼此互为条件,互相制约,而不是简单孤立的。

4, 화산회(火山灰) - 효응(效应)


粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料,所以又称之为“火山灰效应”。因粉煤灰中的化学成份含有大量活性SiO2及Al2O3,在潮湿的环境中与Ca(OH)2等碱性物质发生化学反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质,对粉煤灰制品及混凝土能起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织,提高混凝土的抗腐蚀能力。

5, 화산회(火山灰) - 용도(用途)


1) 中国


1、建筑材料:
混凝土用天然轻质骨料。如外墙板、楼板、屋面板;屋面保温层、隔热层;小型空心砌块;耐热混凝土;水泥活性混合材料;配制无熟料水泥;建筑物饰面材科;隔音保温材料。

2、化学工业:
磨粉作过滤剂、干燥剂和催化剂、石油化工中的分子筛储酶载体。

3、塑料、填料工业:
光学玻璃高级磨料、塑料抛光剂、橡胶填料、硬塑料填料、牙膏、肥皂及其他日用化工品填料。

4、其他:
杀虫剂载体、肥料控制剂。

2) 国外


1、建材:
轻质混凝土如抹灰泥、装饰板填料比普通混报土轻2%。耐火度高2%;砌块砖、建筑大板、承重构件、水工、热工、桥梁工程建筑构件;铁路道渣;水泥(以浮石为原料)。

2、研磨业:
玻璃及眼镜研磨料,软金属及塑料抛光剂,显像管及荧光屏抛光剂,电镀前抛光金属(银、铜,家具、乐器)、清洗和摩擦木质、金属表面、石料。

3、填料:
金属餐具擦洗剂,电路板清洗研磨料、肥皂、工作服洗涤用去污粉。

4、日用化工:
美容材料、牙膏、机用肥皂和化妆用品填料。

5、石油化工:
分子筛、橡胶、沥青、造纸、油漆等的填料,过滤剂、杀虫剂载体,陶瓷彩釉、珐琅配料。代替轻质碳酸钙作塑料充填料。

6、保温隔热材料:
以浮石为主要原料,经高温熔化制成矿棉及其制品,用于天花板的隔音。[2]

6, 화산회(火山灰) - 영향(影响)


冰岛火山喷发后的烟尘火山爆发时炽热的火山灰随气流快速的上升,将对飞行安全造成威胁。大规模的火山喷发所产生的火山灰可在平流层长期驻留,从而对地球气候产生严重影响。火山灰也会对人、畜德呼吸系统产生不良影响。

火山灰的下落也会给人们带来伤害,1991年皮纳图博火山喷发时,台风和雨使又湿又重的火山灰降落到人口稠密的地区,约200人死在压塌的屋顶下。

2010年4月16日,据台湾《联合报》报道,由于冰岛火山爆发产生的大量火山灰已在欧洲上空弥漫,台湾多家航空公司赴欧洲航班宣布取消或滞后起飞。在冰岛火山大规模喷发之后,英国民航机场全部关闭。进出挪威、瑞典、芬兰、丹麦等受火山灰云影响国家的数千架航班也被迫取消。

据悉,内燃机通过吸入空气工作,进而产生能量。火山灰能够钻入飞机发动机的零部件,导致各种各样的破坏。就像在沙暴中驾驶汽车一样,发动机的内部零件会被阻塞。此外,火山灰中的微小颗粒也会阻塞皮托管这个空速传感器。尘埃会堵塞这些设备进而产生错误的读数。飞机会因此失速,飞行员可能无法获知当时的速度。[3]

相关文献万方数据期刊论文粉煤灰火山灰反应性及其反应动力学 - 硅酸盐学报 - 200432 ( 7 )
万方数据期刊论文固硫灰渣的微观结构与火山灰反应特性 - 硅酸盐学报 - 200634 ( 12 )
万方数据期刊论文鄂尔多斯盆地延长组火山灰沉积物岩石地球化学特征 - 地球科学-中国地质大学学报 - 201136 ( 1 ).
]

7,

알래스카에
우뚝 솟아있는 미국의 최고봉 "멕켄리산(Mt. Mckiniey: 6,194m)"이 자리잡고 있다. 디날리 국립공원(Denali National Park)은 북미 대륙의 최고봉인 맥킨리산(Mt. Mckiniey)을 주봉으로 하는 알래스카 산맥 내의 국립공원이다. 이 공원은 연중 개방되어 있으나 실제로 들어갈 수 있는 시기는 5월 20일경부터 9월 10일경이다. 이 지대는 자연이 그대로 잘 보존되어왔다. 그리고 공원내에는 캐리부, 회색곰, 흑곰, 무스 등 130여종의 야생동물이 서식하고 있다. 수목은 삼림 한계선인 해발 1천m 이상으로는 자랄수가 없어 편평한 초원과 같다.

알래스카에 거주하고 있는 봉황 회원의 말에 의하면
<알래스카 만년설 속에 같혀 있는 회색 화산재는 분말을 입에 넣으면 바로 물이 되어 버려 녹아버린다>라고 이야기 함으로 알래스카에 화산이 폭발할 때 수천킬로미터의 상공에 이르러 즉 성층권에까지 다달아 녹으면서 수백나노의 입자가 떨어짐으로써 그 화산재 속에는 우리 인체에 필요한 각종 미네랄이 어마어마하게 들어 있을 것으로 추정하고 있다.

약사모 회원 가운데 '정우영' 회원은 특별하게 광물 박사로서 노하우를 갖고 있는데, 어떠한 돌멩이나 광물질들 속에 들어있는 인체가 섭취할 수 없는 무기질로 되어 있는데 그러한 돌들을 1,600도 이상의 고온에서 녹인다면 인체에 유익한 '유기미네랄'들을 추출할 수 있는 노하우를 갖고 계시며 세계 최초로 '킬레이트 추출 공법 기술'을 보유하고 있어 앞으로 인류의 각종 질병과 공해를 해결하는 문제, 원전에서 새어 나오는 방사능 오염물질 등을 제거하는데 큰 역할을 할 것으로 믿어 의심치 않는다.  

용암분출과 화산재는 지구가 태양의 강력한 자외선을 통해서 우리 인체에 필요한 미네랄들이 창세기에 나오는 노아의 홍수전 지구위에 대기권에 존재했었던 물덮개의 보호막 파괴로 인해 모두가 사라져 버린 반면 지구 깊숙한 깊은 속에서 분출하는 용암속에는 그러한 자외선의 작용을 전혀 받지 않음으로 인해 유익한 미네랄들이 고스란히 간직하고 있으며 특히 알래스카쪽의 6,000미터 이상의 높이와 만년설 속에 갇혀 있는 화산재는 만년설이 태양의 자외선의 피해를 전혀 받지 않고 마치 이불같이 덮어줌으로써 상당한 미네랄이 고스란히 농축되어 있을 것으로 사료됨으로 앞으로 인류의 질병 치료를 위해 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있다.


킬레이트 미네랄과 관련하여
<리돈 솔루션> 에서는 다음과 같은 사실을 알려주고 있다.

[
킬레이트(Chelate)

1. 킬레이트(Chelate)란?

킬레이트란 단어는 집게발로 물건을 꽉 잡을 수 있는 형상을 화학결합에 인용한 단어이다.


미네랄은 철, 구리, 아연, 망간 등 2가의 양이온을 가진 금속이며 광물의 일종으로 광석에서 추출하므로 광물질 또는 무기물이라고도 한다. 우리가 사료에 첨가하는 미네랄도 광석에서 추출된 것으로 이를 무기태 미네랄이라고 한다. 그러나 동식물의 체내에서는 미네랄이 이와 다른 형태로 존재하는데 무기태 미네랄을 동식물이 섭취하여 체내에서 유기물과 킬레이트 결합을 한 것으로서 이를 킬레이트태 미네랄이라고 한다.

Chelate는 그리스어의 chel에서 유래한 말로써 이는 영어의 claw(발톱)을 뜻하며 새가 먹이를 발톱으로 꽉 움켜쥐는 것같이 미네랄이 아미노산 등 유기물의 ligand에 의해 발톱으로 꽉 잡히듯 결합한다는 의미이다. Chelation은 새로운 개념이 아니라 자연상태에서 생물체의 미네랄 흡수 및 대사를 원활히 수행하기 위한 생명의 기본활동으로 미네랄은 동식물체 내에서 킬레이트 형태로 결합되어 존재하는데 혈색소와 철분, 엽록소와 마그네슘이 그 좋은 예이다.

철분은 엽록소 내에서 4개의 질소와 킬레이트 되어 있다. 만약 철분이 이와 같이 킬레이트 되어 있지 않다면 산소와 결합하여 산화철이 되어 생명이 중지될 것이다.


킬레이트를 영양학적으로 정의한다면 '2가의 광물질이 한 개 이상의 아미노산과 공유결합 및 이온결합을 통하여 이형환상물(heterocyclic ring)을 형성하는 것'으로 정의한다.

Chelate의 영양학적 효과는 chelate 상태의 광물질은 산화태나 인산태보다 생물체내에 존재하는 상태의 광물질과 유사하여 흡수 이용율이 높고 결과적으로 가축의 생산성을 향상시키는 것이다.

미네랄의 형태에 따른 체내에서의 흡수 이용율을 보면 표 1과 같다.


Control

Amino acid chelate

Carbonate

Sulfate

Oxide

Cu

Trace

33

12

8

11

Mg

7

94

77

36

23

Fe

23

298

82

78

61

Zn

14

191

87

84

66

[ 표 1 ] Cu, Mg, Fe, Zn의 무기태 및 chelates 흡수율 비교

아미노산과 킬레이트된 미네랄은 자연상태에서 존재하는 각종 형태의 미네랄보다 3∼4배의 높은 흡수 이용율을 보여주고 있는 것이다. 이와 같이 킬레이트태 미네랄의 흡수 이용율이 높은 이유는 소화 흡수기전이 틀리기 때문인데 가축이 무기태 미네랄을 섭취했을 때는 이온화된 급속이온과 장점막에 존재하는 integral protein이 킬레이트 결합을 하였다가 이들이 다시 분리되고 Carrier protein과 킬레이트 결합되는 복잡한 이온흡수과정을 거쳐야 하는 반면 킬레이트 미네랄은 이러한 복잡한 과정을 거치지 않고 아미노산과 dipeptide가 흡수되는 경로를 다라 장점막 세포로 곧바로 흡수되는 활성흡수 방법으로 흡수가 되기 때문이다.

또한 무기태 미네랄은 위 내에서 이온형태로 분리 될 때 2가의 양이온을 띄게 되는데 장내에 존재하는 음이온을 띄는 인산, oxalic acid, phytic acid, 섬유소 등과 결합하여 불소화 물질이 되므로서 흡수 이용율이 현저히 낮아지게 되는 것이다.


무기태 mineral

아미노산 chelate mineral

흡수

형태

○ 이온흡수

○ 활성흡수, 확산작용

흡수

방법

○ 금속이온이 장점막의 intergral protein과 결합

○ pH 변화에 의해 intergral protein에서 분리되어 protein(운반단백질)과 chelation

○ 점막세포의 기저부로 이동

○ 무기태와 같은 이온화 과정을 거치지 않고 위장을 통과 bypass하여 dipeptide가 흡수 되는 것과 같은 방법으로 밀수(smuggle)되듯이 점막 세포로 흡수

흡수

장소

○ pH가 낮아 용해성을 유지할 수 있는 십이지장 부위

○ 십이지장의 이온흡수 장소를 지나서 소장에서 최대로 흡수

○ 세포막을 통과하여 혈장으로 흡수

흡수

작용

○ 장내 pH나 phosphate, oxalic acid, phytic acid, 섬유소 등에 흡수 저해

○ 음이온 물질과 결합하여 흡수 불가능한 물질로 변형

○ 장내 pH나 기타 방해물질의 영향을 적게 받으며

○ 이온으로 분리되지 않고 신속히 흡수(Ashmead
등, 1985, Ashmead와 Zunino 1993)

[ 표 2 ] Chelate mineral의 흡수기전

2. Chelate의 조건 및 기본원리

요즘 국내 사료업계에서는 여러 가지 형태의 유기태 미네랄이 수입되고 있으며 국내에서 개발된 것들도 수종이 시판되고 있다. 그러나 안타까운 것은 어느 제품이 가장 효율성이 높은 것인지 정말 효과가 있는 것인지 농가는 물론 사료회상의

R&D 직원까지도 정확한 이해가 부족한 실정이다. 그 이유는 킬레이트 미네랄의 효율성을 측정하는 과학적인 방법이 아직까지 개발되어 있지 않다는 사실에 있는 것 같다. 중요한 사실은 얼마나 킬레이트가 되어 있는가 하는 문제로 현재까지 개발된 X-ray diffraction이나 NMR 방법으로도 정확한 측정이 불가능하다는 것이다. 따라서 현재로서는 정확한 사양시험을 통한 가축의 생산성 향상정도에 따라서 제품의 진위를 판단하는 것이 가장 좋은 방법이라고 하겠다.


세계에서 킬레이트 미네랄 분야에 최고 권위자이며 이 분야의 세계적인 회사인 Albion의 창업자인 Ashmead 박사는 다양한 종류의 chelate가 있으나 흡수이용율이 높고 가축의 생산성을 향상시키기 위해서는 다음 조건에 부합해야 한다고 하였다.(Ashmead, 1982)

1) 광물질은 아미노산과 chelate를 만들 것
2) 체내에서 이용율을 높이기 위해서는 체내에서 일어나는 것과 비슷한 산, 염기, 효소를 이용하여 chelation 할 것
3) 장점막세포를 통과하기 위해서는 chelate 분자량이 1000∼1500 이하일 것
4) 생체내에서 만들어지는 chelate와 같게 만들 것
5) 제조된 chelate는 pH 변화에 대해 완충능력이 있으며 안정성이 유지될 것 등이다.

이와 같은 조건에 의하면 아미노산 아닌 초산이나 해조류와 결합된 제품들은 효율성이 높다고 할 수 없으며 단백질을 가수분해하여 제조된 메탈 프로티네이트(Metal Proteinate) 종류도 좋은 제품이라고 하기는 힘들 것이다. 왜냐하면 메탈 프로티네이트는 단백질을 가수분해 하는 과정에서 펩톤, 펩타이드 형태의 큰 덩어리로 분해되기 때문에 분자량이 수천, 수만에 달하므로 장점막을 통과할 수 없기 때문이다.

실제로 이러한 제품들은 1900년대 초반부터 1980년대까지 연구 실험되었고 많은 학자들의 가축 사양 시험 결과 큰 효과를 보지 못하였다. 이에 반해 1980년대 후반부터 1990년대에 개발된 아미노산 킬레이트 미네랄은 과거의 제품과 차별화 된 획기적인 사양시험결과를 보여 줌으로서 세계 시장에서 각광을 받기에 이르렀던 것이다.

한편 아미노산 킬레이트 제품이 높은 소화효율과 흡수율을 각기 위해서는 다음과 같은 킬레이션의 기본 원리를 충족시켜야만 한다.

1) 광물질과 아미노산이 이온결합과 배위 공유결합으로 결합될 것
2) 한 개 또는 그 이상의 고리를 가진 환상물질(chelate ring)을 형성할 것
3) Chelate ring은 5각형과 6각형(5각형 구조가 가장 안정적)일 것(Ring의 숫자가 많을수록 안정적)
4) 금속이온과 친화력이 강한 아미노산(Methionine, Histidine, Cystein)과 결합할 것.

이와 같은 원리에서 본다면 이온결합과 공유결합을 통한 킬레이트 결합이 아닌 Complex 제품(킬레이트 결합이 잘 이루어지지 않는 4)항의 3개 아미노산 이외의 아미노산과 결합된(단백질 가수분해 아미노산) 제품들은 이 기본원리를 충족시킨다고 할 수 없을 것이다. [출처: 현대 양돈 6월호]

킬레이트 미네날에 대해 더 보고 싶으면
http://blog.daum.net/bionelbiz/262 에 가서 봐야 됩니다.

장에서 금속이온이 흡수되기 위해서는 기본적으로 장 단백질과 아미노산에 의해 금속이온이 킬레이트 되어야 한다.

금속은 분리된 이온으로서는 흡수나 대사가 되지 않지만 유기분자에 결합되면 흡수가 가능해진다. 킬레이션은 리간드(수용체에 결합하는 분자)라 불리는 킬레이팅 물질내에서 1개 이상의 공여원자가 배위공유결합을 통해 금속이온과 결합해 링 모양의 분자를 만드는 것이다.

미네랄은 생체내에서 소화작용에 의하여 분해되거나 이성화되지 않는 금속성 원자이다. 미네랄이 양이온으로 되려면 무기성 음이온의 도움이 필요하며, 이온으로 전환된 미네랄이온은 생성됨과 동시에 배위자에 의하여 킬레이트되어 이온의 자질이 상실되지 않도록 보호되어야 한다.

이러한 배위자 노릇을 하는 물질이 단백질의 부분분해물인 올리고펩티드이다. 미네랄 이온을 배위한 분자는 미네랄 이온과 올리고펩티드 사이에 배위공유결합을 하고 있는 상태이며 배위자 자진의 특성은 상실한 채 배위된 미네랄 이온의 기능만을 발휘할 수 있도록 하는 보조적인 활동을 하여준다.

만일 배위자가 아미노산 단분자이고 미네랄 이온이 2가일 경우는 미네랄이온 한 원자에 2분자의 아미노산이 결합하게 되므로, 이러한 화합물은 킬레이트 화합물이 아닌 단순 미네랄의 유기염에 지나지 않는다.
이와 같이 결합된 화합물은 킬레이트라 하지 않고 미네랄아니네이트 또는 미네랄디아미네이트로 표시되며, 미네랄이온의 분자외각 노출이 가능하여 주위에 있는 다른 물질과 조건에 따라 이차적인 반응을 일으킬 수 있다.

아미네이트는 미네랄의 유기산염이나 착염으로 분자내에 존재하는 미네랄은 이온상태가 아닌 완전한 화학결합이고, 배위자 부피가 적어 미네랄이온이 분자밖으로 노출되므로 미네랄과 유기산 각각의 물성을 발휘하게 된다. 특히 이들은 수용액에서 전해되므로 매체내에 다른 물질을 접촉시키면 쉽게 화학반응을 일으키게 된다.

그러나
<킬레이트 화합물>은 미네랄이온이 배위자와 단단한 정전기결합과 배위공유결합을 동시에 하고 있으며, 미네랄 이온의 노출을 완전히 차단한 상태이기 때문에 킬레이트 화합물은 아미네이트와 다르다. 따라서 체내흡수를 위한 미네랄의 배위자는 단백질이 부분 분해된 올리고 펩티드가 이상적이다. 올리고펩티드는 아미노산이 9개 이하의 분자결합상태를 의미하며 올리고펩티드중에서도 6~8개로 이루어진 펩티드가 가장 이상적이다.


킬레이트는 미네랄이온의 역가에 대응하는 수의 아미노산과 결합된 것이 아니고 펩티드사슬의 잉여 곁사슬에 존재하는 잔류카르복실기와 아민기 사이에 일어나는 특수한 결합니다.

킬레이트는 금속이온과 배위자 사이에 일어나는 결합으로 한쪽은 정전기 결합인 이온과 이온 또는 이온과 쌍극자사이에 결합이 일어나고 다른 쪽은 공유결합을 구성하고 있는 배위공유결합이다.

킬레이트 화합물은 일단 미네랄이온과 펩티드가 킬레이트되면 단분자나 2분자의 아미노산과 결합된 구조가 아닌 5분자 이상의 아미노산으로 이루어진 펩티드분자와 배위공유결합을 하고 있기 때문에 킬레이트된 미네랄이온이 분자외각으로 노출이 되지 않아 미네랄 이온과 직접적인 화학반응이 불가능하고 펩티드된 단백질의 곁사슬과 배위공유결합된 것으로 킬레이트된 미네랄이온과 펩티드 각각의 성분기능을 발휘하는 것이 아니라 킬레이트화합물 전체로서의 성질을 갖게 된다.

킬레이트 화합물의 안정성은 분자적 구조에 의하여 결정되고. 다음으로 킬레이트를 형성할 수 있는 배위자와 수화된 미네랄이온과의 반응이 평형상태를 이룰 수 있느냐 없느냐에 달려있다.

특히 미네랄의 수화는 필수조건이며 킬레이트 결합은 배위공유결합이 전제조건이기 때문이다. 여기서 중요한 것은 미네랄이온을 배위할 수 있는 배위자의 구조와 배위자인 펩티드분자에 미네랄 이온을 킬레이트 할 수 있는 곁사슬을 어느정도 가지고 있느냐에 따라 킬레이트의 가능성이 결정된다.

3개의 아미노산으로 구성된
트리펩티드일 경우는 미네랄 이온을 킬레이트 할 수 있는 곁사슬을 가지고 있다 하더라도 카르복실기와 아민기의 전체수가 3개뿐이고 전체적인 펩티드의 길이가 짧아 미네랄이온을 충분하게 포위할 수 없어 킬레이트구조를 형성할 수가 없다.

킬레이트 안정성에 영향을 주는 또 하나의 조건은 1개의 미네랄이온과 작용하고 킬레이트고리의 수에 따른다. 고리의 수가 많으면 많을수록 안정성이 증가된다.

미네랄이온을 여러방향에서 배위공유결합을 하고 있기 때문에 더욱 안정성을 갖는다. 그렇지만 킬레인트 화합물의 안정성에 치우치다 보면 분자의 부피가 커지므로 흡수는 물론이고 체내에서 이동에 무리를 일으키게 된다.소장막에서 영양분을 흡수하고 있는 융합단백질의 분자량이 24,000~28,000 밖에 되지 않기 때문에 큰 분자를 가지고 있는 물질은 흡수가 될 수 없기 때문이다.

미네랄이온과 킬레이트된 펩티드분자는 적을수록 세포막에 존재하는 융합단백질을 통하여 세포내로 흡수 될 수 있다. 그러나 펩티드 분자의 저급화도 한정이 있다.

펩티드를 구성하고 있는 아미노산의 수가 4개이하의 펩티드는 킬레이트가 불안정하여 펩티드-디-아미네이트 화합물로 되므로 직접적인 흡수에 도움이 되지 못한다.

1개나 2개, 많게는 3개의 아미노산이 결합되었다 하더라도 이들은 킬레이트 되었다 할 수 없고 아미네이트의 화합물로 보아야 한다.

킬레이트 분자의 중앙위치에 자리잡고 있는 미네랄 이온을 안정한 상태로 유지하려면 배위자, 미네랄이온의 전자구조와 크기,미네랄이온의 산화상태, 배위수와 입체적 구조조건이 적당해야 한다.

[킬레이트 미네랄(유기태 미네랄)의 역사]


킬레이트 미네랄의 역사는 1900년대 초로 거슬러 올라간다.


1. 1900년대초(초산:미네랄=2:1): 아직도 일부 사용되고 있으나 이제품은 미네랄과 초산의 결합력이 약해 가축의 위내에서 미네랄이 초산과 분리되는 단점.

2. EDTA제품:
1950년대 개발된 제품으로 초산대신에 EDTA(Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid)를 사용한 제품이나 체내흡수이용률이 낮음.

3. 해조류 제품(Algal Polysaccride): 미역이나 다시마 등 해조류를 건조분쇄하여 여기에 미네랄을 혼합시킨 제품.

4. 아미노산 복합물(Metal Amino Acid): 국내에 수입판매 되고 있으며 미네랄:아미노산=1:1 결합된 제품.

5. 아미노산 킬레이트(Metal Amino Acid Chelate): 체내흡수율을 극대화 시킨 최신제품, 미네랄:아미노산=1:2(킬레이트결합=아연:메치오닌.]

[킬레이트 미네랄

킬레이트 미네랄은 미량 광물질을 저분자 펩타이드에 결합시킨 킬레이트 미네랄제로, 저분자 펩타이트를 단일원소에 결합시켰기 때문에 분자크기가 세포막을 투과 하기에 적당하고 매우 안정 적이며 다른성분으로 인한 흡수 저하나 장해도 받지 않고 장벽을 통해 직접 흡수되므로 생체내 흡수와 생리적 이용율이 탁월 합니다.

- 킬레이트미네랄의 특성과 효능


1. 높은 안정성으로 이온 결합과 배위 결합의 이중 구조로 소화기를 거치는 중에 분해가 되지 않고 소장에서 활성 흡수가 일어난다.

2. 미네랄 흡수경로가 아닌 아미노산 흡수결로 흡수되어 그이용성이 매우 높다.

3. 전기적 중성을 띠고 있어 소화기관내의 어떤 물질로 부터 방해 받지 않고 흡수 이용 된다.

4. 분자량이 400이하의 소립자로 장벽에서 바로 흡수 이용된다.

- 킬레이트미네랄의 장점


미네랄은 골격구성, 체내 삼투압조절,체액의 산과 염기의 평형상태유지,각종 효소 활성제 ,에너지 발생 작용조절 효소 구성성분,비타민 구성성분,위산 구성 성분, 호르몬구성성분 ,운반물 구성성분들의 생명유지의 필수적인 역할을 하고 있다.

이중 철의 경우는 헤모글로빈이나 싸이토크롬합성에 사용되며 적혈구의 생산,번식생리,면역계,호르몬 생산,효소체계에 관여 하는 미우 중요한 영양소다.

아연의 경우는 주요 효소의 구성 물질이며 호르몬 합성, 저장 ,분비
를 촉진하고단백질 핵산의ㅣ 합성과 대사에 관여 하며 생식기관의 발육과 기능을 가능케 하고 면역 체계를 유지 하는등 신진 대사에 없어서는 안될 중요한 여양소 이다.

구리는 혈구의 조성에 관계 효소의 성분이며 특히 성장 촉진에 없어서는 안될 매우 중요한 영양소 이다.

그래서 이들 주요 미네랄이 결핍되면 면역기능의 저하 생리기능 이상등에 처 하게된다. 그래서 미네랄 결핍은 최소화 하기위해 미네랄을 보충한다.
그러나 여기서 가장 큰 문제는 미내랄의 흡수이용이다. 식품에 첨가하는 미네랄은 대부분 무기형태의 미네랄 로흡수 이용율이 채네에 존재 하고 있는천연 미네랄에 비해 많이 떨어진다. 그렇다고 다량의 미네랄을 첨가 할수도 없다. 왜냐하면 미네랄은 소화 흡수율이 낮아 대부분이 소변 으로 배출 되기 때문이다.

반면 킬레이트 미네랄(유기태 광물질)은 생체에 존재하고 있는 미네랄과 유사한 형태로 미리 만들어 져서 섭취와 동시에 체내에서 바로 활성 흡수가 일어 나게 된다. 킬레이트미네랄의 흡수 이용율은 80~90%에 달한다.
** 관련된 뉴스 코코, 미국특허 기술로 미네랄 보충제 출시 **

모바일로 보는 머니투데이
신수영 기자 | 2007/03/09 11:41

항생제 대체 첨가제 생산회사인
코코(1,200 ▼5 -0.4%)는 프리미엄급 유기태 킬레이트 미네랄 제품인 '코코 킬레이트 Zn'과 '코코 킬레이트 콤비'를 출시한다고 9일 밝혔다.

코코는 이들 미네랄 보충제에 대해 국내와 미국의 특허(특허등록번호: US7087775)를 취득하고 양산준비를 갖춘 뒤, 지난 8일 성분등록을 완료했다고 설명했다.

회사 관계자는 "축산업계에서 기존에 사용하고 있는 무기태 미네랄(시장규모 160억원)보다 흡수율이 4배 이상 높고 생체이용률을 높일 수 있다"며 "사료 중 미네랄 사용량을 줄일 수 있어 자연순환농업을 추구하고자 하는 농가들과 토양오염을 방지하자고 하는 국가시책에도 부합되는 제품"이라고 소개했다.

코코의 미네랄 보충제는 인체과 동물 모두에 적용될 수 있으나 우선 동물용으로 용도를 한정해 출시했다. 인체용으로는 필요한 절차와 승인을 거처 출시할 예정이다.]

상기 자료는 약초연구가로서 지구상에 존재하는 천연물질의 우수성을 널리 알리고 질병으로 고통을 겪고 있는 환우들에게 희망을 주며 기능성 식품과 신약을 개발하는데 통찰력을 갖게하고 약초를 사랑하는 모든 사람에게 정보의 목적으로 공개하는 것임을 밝혀 둔다.  

(글모음/ 약초연구가 & 동아대 대체의학 외래교수 전동명)

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아래에 다양한 광물성 천연물질들도 참조해 보시기 바랍니다.

 

 

  1. 게르마늄 무엇인가?
  2. 경분 무엇인가?
  3. 구리(동) 무엇인가?
  4. 미네랄 무엇인가?
  5. 바나듐 무엇인가?
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