5-3. 結果 및 考察5-3-1. 장경각 내의 미세환경조건경판이 보존된 장경각 내의 환경은 공중미생물 발아 및 생장에 중요한 요소가 된다. 1차 조사시의 수다라장 서편서고와 동편서고, 그리고 법보전의 서편서고와 동편서고에서 시표 채취시의 실내 온도와 습도는 기록되어 있으나 서사간고와 동사간고에는 온도계와 습도계가 없어 측정하지 못하였다. 또한 2차 조사시의 경우는 수다라장의 서편서고만 측정이 가능하였다.
* 괄호 안은 2차 조사시의 측정치임. 5-3-2. 장경각 건물 내의 진균의 분포5-3-2-1. 장경각 내 공중진균의 분포경판이 보존된 장경각 내의 공중곰팡이가 조건만 알맞으면 경판을 손상시킬 수 있는지 또는 이들 곰팡이는 어떠한 종류가 있는지를 파악하고자 장경각 내에서 낙하된 곰팡이를 조사하였다. 장경각 내에서 1차 조사시에 사용한 PDA 평판배지에 1시간동안 낙하된 곰팡이류의 분포는 다음 <표 1>에서 보여주는 바와 같다.1994. 9. 10 (1차 조사)
서고 실내의 공중균중 가장 많이 분포된 종은 Cadosporium sp. 1으로 10개의 평판배지 상에는 1130개의 콜로니로 가장 많았고, Penicillium sp. 1이 95개, Isolate 2(Basidiolycetes)가 52개, Mucor sp. 1이 26개, Alteranria alternata가 18개 등의 순서로 분포되어 있었다. 그 외에 Isolate 1이 13개의 콜로니를 나타내었고 Penicillium variabile, Cuvularia lunata, Trichoderma viride, Aspergillus sp. 1등이 분포하고 있었다. 장경각 내에 분포하고 있는 곰팡이를 관람객이 많이 모이는 시간에 제 2차로 조사한 결과는 <표2>에서 보여주는 바와 같다. 1994. 10. 1 (2차 조사)
장경각 실내의 공중분포 진균을 2차 조사에서 조사하기 위한 평판배지 수는 7개이며, 조사된 장소가 1차 조사의 경우와는 다르게 수다라장의 서편서고에 A1, A2, A3, A4, A5 그리고 동사간고에 D1, D2 에서 조사 하였다. 2차 조사시에는 관광객의 출입이 심하여 공중균의 분포도 1 차 조사의 경우와 다르게 나타났다. 서고내에서 가장 많이 분포된 진균은 Mucor sp. 1이 246개로 가장 많았고, Penicillium sp. 1이 97개 그리고 Cladosporium sp.1이 70개로 다른 종의 진균보다 현저히 높게 나타났다. 5-3-3. 장경각 내 공중진균의 분리 및 동정장경각서고 내에서 분포된 1차 조사시에 14개 분리주의 진균을 PDA평판배지에서 분리하였으며, 이 중 동정된 진균은 Penicillium variavile, Alternaria alternata, Cuvularia lunata, Trichoderma viride 등 4종이며, 속명만 동정된 것은 Cladosporium sp. 1, Mucor sp. 1, Mucor sp. 2, Penicillium sp. 1, Aspergillus sp. 1 등으로 5개의 분리주이다.2 차 조사시에 분리된 진균은 <표1>에서 보여주는 바와 같이 동정된 진균은 Alternaria alternata, Aspergillus niger 두 종이며, Cladosporium sp. 1, Mucor sp. 1, Mucor sp. 2, Mucor sp. 3, Mucor sp. 4, Penicillium sp. 1, Penicillium sp.2, Aspergillus sp. 1으로 속명만 동정된 분리주는 8개이다. 따라서 장경각 실내에서 1차와 2차 조사에서 분리되어 동정된 사상균의 균주 목록은 다음과 같다.
동정한 균주 중 대표적인 두가지 균주 특징은 아래와 같다. Penicillium variabile; Czapek 배지 상에서의 condial area는 하얀색이다. 밝고 노란색을 띠고, 직경은 1-2mm 정도이고 콜로니의 색은 다양하다. 그 뒷면은 노란색에서 orange brown을 띠고 greenish color를 띠기도 한다. MEA배지 상에서의 marginal area는 편평하고 얇다. marginal area나 submarginal area에는 yellow encrusted mycelium이 있다. 그 뒷면은 흐린 orange나 orange-brown을 띤다. PDA 배지 상에서의 콜로니는 넓게 퍼져 자라고 흐린 yellow-green에서 gray-green을 띠고, 그 뒷면은 yellowish orange에서 흐린 brown을 띤다. Penicilli는 비대칭이고 5-7의 metulae의 single verticil을 가지고 있다. 길이는 7.5-10 m에서 12-14 m로 다양하다. sterigmata는 위로 갈수록 뾰족하고 10-12 m이다. Conidia는 타원형이고 표면이 매끈하거나 매우 울퉁불퉁하고 대개 5.0 x 3.7 m이다 Aspergillus niger ; Czapek 배지 상에서의 콜로니는 흰색이나 노란색의 basal mycelium으로 되어 있고 conidial structure는 직립해 있고 성숙했을 때에는 많은 sporulation이 있다. Conidial area는 대개 검은색이다. 뒷면은 색이 없거나 엷은 노란색을 띤다. NEA배지 상에서의 콜로니는 넓게 퍼져 자라고 흰색이나 엷은 노란색의 basal mycelium으로 되어 있다. 여기에는 conidial area에 검은색에서 brownish black의 conidial structure가 있다. 뒷면은 색이 없거나 엷은 노란색을 띤다. PDA배지 상에서의 콜로니는 빨리 자라고 basal mycelium은 흰색이나 엷은 노란색이다. Conidial area는 처음에는 흰색이고 점점 carbonaceous black에서 brownish black을 띤다. 뒷면은 색이 없거나 노란색을 띤다. Conidial head는 크고 검은색이며, 처음에는 둥글다가 점점 방사형이 된다. Conidiophore는 길이가 다양하고 12-16 m이며, 색이 없고 매끈하고 두꺼운 벽을 가지고 있다. Phialide는 둘로 되어 있어서 처음 것은 길이가 다양하지만 두 번째 것은 34-52 m이다. Conidia globose는 표면이 거칠고 3-4.5 m이다. 5-3-4. 섬유소 분해균의 분리장경각 실내에 분포하는 곰팜이류 중에서 섬유소 분해균은 경판을 훼손시킬 우려가 있는 지를 검토하기 위하여 조사하였다. 또한 이들 종류에는 어떠한 종류들이 있는 지를 파악하였다. 일반적으로 1차 조사의 경우와 2차 조사의 결과는 <표4>, <표5>에서 보여주는 바와 같다. 장경각 내 공기 중에 분포하는 섬유소분해 곰팡이류 중 1차 조사의 경우는 Penicilliym sp.가 가장 많이 분리되었고 Mucor sp. 1이 39개, 그외에 Cladosporium sp. 1, Aspergillus sp.1 등이 분리되었다.그러나 2차 조사에서 분리된 섬유소분해 사상균에는 Trichoderma sp. 1이 174, Mucor sp. 1이 39, 그 외에 Chladosporium sp. 1, Aspergillus sp. 1, Penicillium sp. 1 등이 분리 되었다. 1차 조사보다 2차 조사에서 섬유소분해균도 보다 많이 분리된 점으로 보아 관람객의 출입이 많았던 환경에서는 섬유소분해균도 많이 분포한 것으로 사료된다. 1994. 9. 10. (1차 조사)
<표5> 장경각 실내에 분포하는 섬유소분해균의 분리 1994. 10. 1. (2차 조사)
5-3-5. 분리진균의 경판 복질 분해능 검정경판의 목재는 몇가지 종류라고 보고된 바 있으나 이 연구도 금번 동시에 실시하고 있으므로 아직 확실한 결과는 알 수 없으나, 일반적으로 나무의 목질부의 성분은 섬유소, hemicellulose, xylan, lignin 등의 다당류로 구성되어 있다. 따라서 장경각 실내에 분포된 곰팡이들이 이들 성분을 어느정도 분해할 수 있는 지를 파악하는 것은 이들 진균들이 조건만 알맞으면 언제라도 경판을 파괴할 수 있기 때문이다. 그러므로 본 실험에서는 실내에 분포하고 있는 곰팡이들을 분리하여 이들 분리주들이 Carboxymethylcellulose(CMC), xylan, lignin을 어느 정도 분해하는 지를 조사하였으며 그 결과는 <표6>에서 보여주는 바와 같다.
1차 조사와 2차 조사를 통하여 CMC, Xylan, lignin을 잘 분해하는 곰팡이는 Trichoderma viride,Aspergillus niger, Aspergillus sp. 1, Penicillium sp. 1, Penicillium variabile, Cuvularia lunata, Alternaria alternara, Isolate 5(yellow), Isolate 2(Basidiomycetes) 등으로 나타났다. Kowalik와 Sadurska(1973)는 이집트의 파피러스 나무 섬유로 만든 문화재를 부식하는 미생물 분포를 조사한 결과 Alternaria geophila Emericellopsis minima, Fusarium lactis, Helminthosporium sativum, Chaetomuum sp., Streptomyces sp. 등이 분리 되었으며 이들의 섬유소 분해능을 시험한 바 Chaetomium sp.와 Emericellopsis sp.가 가장 강하게 섬유소를 분해하였다. 그러나 본 실험에서 분리된 섬유소 분해균은 에집트에서 분리된 섬유소 분해균의 종류와 대단히 다르게 나타났다. 이 결과는 이집트의 기후가 고온다습하여 기후나 지리적으로 대단히 상이하므로 진균의 분포도 상이함은 당연한 것으로 사료된다. 이상의 CMC, xylan, lignin에 대한 분해능이 우수한 분리 균주들은 경판을 훼손할 수 있는 가능성이 큰 것으로 사료된다. 5-3-6. 경판 부착들의 영향팔만대장경을 연구하는 사학자들은 탁본할 때 풀을 사용해야만 효과적인 탁본을 할 수 있으므로 오랜동안 경판 탁본시 풀을 사용해 왔다. 그러므로 경판에 전분이 부착되어 건조한 상태로 존재 할 것으로 추정하여 이들 풀을 이용하여 생장할 수 있는 진균의 유무를 확인하기 위하여 전분 (starch)의 이용능을 조사하였다. 그 결과는 역시 <표6>에서 보여주는 바와 같다.전분을 이용할 수 있는 진균들에는 amylase가 있음을 확인할 수 있었으며, 이들 진균은 Aspergillus sp. 1, Aspergillus niger, Trichoderma viride, Penicillum variabile, Cuvularia lunata, Clasdopdrium sp. 1, Mucor sp. 4 등으로 나타났다. 5-3-7. 관람객에 의한 공중균 분포의 영향장경각서고의 수다라장 내에 관광객이 비교적 적었던 1994년 9월 10일에 1차 조사를 하였으며, 가장 관광객이 많았던 1994년 10월 1일 2차 조사를 실시하였다. 1994년 9월 10일 1차 조사 시에는 한시간동안의 관광객 수가 10-20명 이었으며, 1994년 10월 1일 2차 조사시에는 40-50명의 관광객이 있었던 것으로 두 경우를 비교 고찰하였다. 본 실험은 수다라장의 서편서고에 한하여 5개의 plate만을 비교 조사하였으며 그 결과는 <표7>에서 보여주는 바와 같다.
*cfu ( colony forming units) 같은 장소에서 동일한 시간동안에 분포된 진균은 2차 조사의 결과에서는 171개의 콜로니를 분리하였으나 1차 조사시는 130개의 클로니를 분리할 수 있었다. 결과적으로 관람객이 많이 모이는 경우는 공중균의 분포도 현저하게 증가함을 알 수 있었다. 따라서 일반적으로 공중분포 곰팡이가 많을수록 경판 훼손 가능한 진균의 분포도 많아지는 경향을 위 결과를 얻을 수 있었으며, 이 사실로 보아 관람객이 많이 모일수록 경판을 훼손할 수 있는 곰팡이가 많이 분포하는 것이다. 특이할만한 사실은 동사간고는 공기의 유통이 원할치 못하며 습도가 높아 곰팡이가 경판에 널리 서식하고 있었다. 그러므로 공중균의 분포도 <표1>과 <표2>에서 보여주는 바와 같이 다양하지 못하고 몇가지 균주만이 분포된 것으로 사료된다. 5-3-8. 경판부식 미생물의 분리 및 생장 특성5-3-8-1. 경판부식 진균의 분리동사간고는 남북에만 문이 있고 동서로는 긴 벽으로 막혀 있으므로 햇빛을 받을 수 없을 뿐만 아니라 공기의 유통이 원할하지 못하며 습도가 높아 여름철에는 특히 경판에 곰팡이가 많이 부착하여 있었다.경판의 곰팡이가 가장 많이 서식하고 있는 동사간고 내에서 경판을 부식시키고 있는 오염 진균을 직접 분리하였다. 그 결과 1994년 9월 10일 1차 조사시에는 Penicilium sp. 2 그리고 Alternaria alternata가 분리되었으며, 1994년 10월 1일 2차 조사시에는 Penicilium sp.1와 Penicilium sp. 2 그리고 Trichoderma viride가 분리되었다. 본 실험 이전에 여름의 장마철에 분리된 경판부식 진균으로는 Isolate 1(basidiomycetes)과 Alternaria alternata으로 분리 동정하였다. 5-3-8-2. 경판훼손 곰팡이의 목재분해능 검정분리된 경판부식 진균들의 목재 분해능과 전분 분해능을 조사하기 위하여 CMC, Xylan, Lignin, Starch 등에 대한 분해능을 검정한 결과는 <표8>과 같다.
분해균 중 Penicillium sp. 1은 CMC, xylan, lignin을 모두 잘 분해하였으며, Penicillium sp. 2와 Trichoderma viride는 CMC , xylan, lignin을 우수하게 분해하였다. Alternaria alternata와 Isolate 1 (Basidiomycetes)은 CMC , xylan, lignin에 대한 분해능이 미약하였다. 그러므로 이들 strain들이 경판을 훼손하고 있음을 확인할 수 있었으며 이들에 대한 생장조건 및 생리적 특성을 현재 규명중에 있다. Starch를 기질로 사용한 이유는 낙본 시에 풀을 사용하였으므로 경판에 풀이 남아있을 경우, 이것을 사용하여 생장하는 진균을 분리함을 목적으로 하였다. 그러나 strach를 분해하는 것은 별도로 분리하지 않았으나 Penicillium sp. 1과 Penicillium sp. 2 그리고 Trichoderma viride는 목재성분과 함께 strach도 잘 분해함을 알 수 있었다. 이들에 관한 연구도 별도로 이루어져야 할 것이다. 따라서 경판의 부식에 관여하고 있는 진균들은 Penicillium sp. 1. Penicillium sp. 2, Alternaria alternata, Trichoderma viride, Isolate 1(Basidiomycetes)등으로 밝혀졌다. Wang (1980) 등은 18종류의 목재를 재료로 하여 미생물에 의한 부식을 연구한 바 백색부후군(white - rot fungus)인 Coriolus versicolor가 대단히 빠른 속도로 목재를 부식하였으며, 그 다음으로 갈색부후균인(brown - rot fungus) Laetiporus sulphureus 가 목재를 훼손하였다고 보고하였다. 한편 Arai (1974) 는 이미 사찰의 소나무 목질부에 Merulius lacrymans와 스기나무 목재에는 Tryomyces palusstris 등의 담자균류 등이 나무를 훼손한다고 보고하였다. 또한 Fuse(1976)와 Arai(1974)는 목재의 표면에 부착하여 목재를 변색시키는 곰팡이는 Alternaria, Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Clasdoporium, Chaetumium, Tricoderma, Mucor, Rhizopus 등이 있다고 보고하였다. 그러므로 목재를 가장 심하게 손상시키는 균류는 백색부후균이고, 그 다음이 갈색부후균인데 이들은 모두 담자균류이며, 목재를 백색시키는 곰팡이는 대부분이 불완적균들이고 그 외에 솜곰팡이류와 자낭균류가 있으나 이들은 담자균류보다는 심하게 목질부의 내부까지는 손상을 심하게 주지 않는 것으로 알려졌다. 본 연구에서 동사간고 내에서 경판을 훼손하고 있는 곰팡이는 주로 불완전균류로서 목재를 변색하는 종류들로 밝혀졌으며 한 종류의 분리주만이 담자균류였으나 CMC나 xylan, lignin 분해능이 강하지 않은 것으로 보아 심하게 경판을 훼손하지 않은 것으로 사료되지만 보다 정확한 훼손상태를 파악하기 위하여 경판 내부를 촬영하여 균사의 침입유무까지 조사해야 알 수 있을 것으로 사료된다. 5-3-8-3. 경판훼손 곰팡이의 생장특성 조사경판이 부식되어 있는 상태에서 분리된 5종의 진균에 대하여 목재의 성분인 CMC, xylan, lignin등의 분해능을 이미 앞에서 검정하였다. 5종의 진균 중 목재 분해능이 우수한 Penicillium sp. 1과 Penicillium sp. 2 그리고 Trichoderma viride의 3균주에 관해서만 생장특성을 규명하는 실험을 실시하고 있다. 액체배지인 최소배지에 CMC, xylan, lignin을 첨가한 3개의 배양액에서 생장하는 조건을 규명 하고자 pH, 온도, 배양시간 등에 대한 실험을 실시하고 있다. 또한 목재 분해특성을 상세히 조사하기 위하여 이들이 분비하는 CMCase, xylanse 및 ligninase의 효소학적 성질도 규명하고자 한다.5-4. 要約1. 장경각 내의 분리된 진균은 Cladosporium sp, Penicillium variabile, Alternaria alternata, Cuvularia lunata, Penicillium sp, Mucor sp, Aspergillus sp, Trichoderma viride, Aspergillus niger 등으로 구성되어 있었다.2. 분리된 진균의 분포는 1차 조사에서 10개의 PDA 평판배지와 2차 조사시 7개의 평판배지를 사용하여 조사하였고, 공중진균의 분포는 다음과 같다. Cladosporium sp. 1, Penicillium sp. 1, Alternaria alternata 등의 순서로 분포되어 있었으며, 1차 조사에서는 14 분리주가, 2차 조사에서는 13 분리주가 분포되어 있었다. 3. 해인사 팔만대장경이 보존되어 있는 장경각 내의 공중진균의 분포는 1시간당 관람객이 적었던 1차 조사 (조사시간 1시간당 10-15명)의 경우는 4089 cfu / m2 으로 보아, 인간의 출입이 많을수록 경판부식이 가능한 곰팡이가 많이 분포함을 알 수 있었다. 4. 중진균 중에서 CMC 분해균주만을 분리한 바 Cladosporium sp., Penicillium sp., Mucor sp., Aspergillus sp., Trichoderma viride 등으로 분리되었다. 5. 장경각 실내에서 분리된 진균들의 경판목재 분해능을 CMC, xylan, lignin을 이용하여 검정한 결과 Penicillium variabile, Alternaria alternata, Cuvularia lunata, Penicillium sp. 1, Mucor sp. 1, Trichoderma viride, Aspergillus niger, Isolate 1(Basidiomycetes) 등으로 확인되었다. 6. 동사간고의 경판에는 진균들이 많이 생장하고 있어 흰색의 덩어리를 이루고 있었다. 이들을 별도로 분리 동정한 결과 Penicillum sp. 1, Penicillum sp. 2, Alternaria alternata, Trichoderma viride, Isolate 1 (Basidiomycetes) 등의 5종이 분리 동정되었다. 7. 경판부식 진균들의 목재부식능 검정 결과 Penicillum sp. 1, Trichoderma viride, Penicillium sp. 2, Alternaria alternata, Isolate 1 (Basidiomycetes)의 순서로 CMC, xylan, lignin을 분해할 수 있었다. 8. 경판에 부식하는 진균 Penicillum sp. 1, Penicillum sp. 2, Trichoderma viride 의 3종류에 관하여 생장을 위한 최적 조건을 규명 중에 있다. 아울러 이들 진균의 CMCase, xylanse, ligninase의 생장조건 및 그의 효소학적 특성을 실험 중에 있다. 5-5. 向後 硏究 方向과 保存對策본 연구는 1994년 8월부터 12월 사이의 6개월도 안 되는 단기간에 수행하였으므로 시간적인 제약은 물론이거니와 연구비의 제한 때문에 철저한 조사를 할 수 없었다.금번 연구로 고려 때부터 잘 보존되어 온 팔만대장경의 보존과학을 이해하는 것은 심오한 조상들의 지혜를 파악하고 앞으로의 보존과학의 지표로 삼는데 기초가 될 것이다. 따라서, 여러 가지 분야의 측면에서 연구 검토하여 조상들의 지혜를 파악하기 위하여는 보다 장기간의 연구기간이 필요하며 소요되는 연구비도 충족되어야만 할 것이다. 현재까지의 연구는 미생물학적 측면에서도 미진한 결과에 불과한 뿐이며 앞으로 보다 충분한 연구기간과 여건이 주어진다면 공중균의 소장관계, 정량적인 분포상황을 포함함 경판부식균의 보다 철저하고 상세한 연구가 이루어져야 할 것이다. 또한 경판분해 미생물에 의한 목재부식 실험을 통하여 경판의 부식 가능성을 예측하는 실험도 병행해야 할 것이다. 특이할만한 것은 동사간고 내의 경판에만 곰팡이가 부착 훼손하고 있으므로 동사간고 내의 환경조건을 우선적으로 규명해야 할 것이다. 동사간고 내의 곰팡이의 부식 현황은 계절에 따라 심하지 않으나 장마철에만 심하게 나타나므로 그 시기의 환경조건과 진균류의 분포를 보다 철저히 파악해야 할 것이다. 아울러 동사간고와 여타 장경각 수장고 간의 환경조건의 차이를 발견하게 되면 보존과학의 가장 중요한 정보를 알게 될 것이며, 이 결과는 목재 문화재 보존에 관하여 대단히 흥미있는 것으로 사료되며, 이 기초 자료는 앞으로 문화재 보존에 관하여 대단히 흥미있는 것으로 사료되며, 문화재 보존에도 지대한 공헌을 할 것으로 기대된다. 따라서, 가장 중요한 국보인 팔만대장경 보존을 위하여 너무 속히 결론을 내리는 것 보다는 보다 장기간의 연구 결과 끝에 조상들의 훌륭한 보존과학을 이해한 다음 이를 토대로 심사숙고하여 보존대책을 세우는 것이 바람직한 방향이라고 생각된다. - 참고 문헌 -1. Arai, H. (1974). Biodeterioration in culture properties of Japan, J. Antibac. Antifung, Agents. 2(3) : 5 - 12.2. Barnett, H. L. and B. B. Hunter (1972). Illustrated genera of Imperiect Fungi, Third edition. Burgess publishong company. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||