호호바
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1. 개요
호호바는 소노란 사막 등 북아메리카 사막 지역에 자생하는 관목으로, 1~2m 높이로 자라며 왁스 성분의 잎과 녹황색 꽃을 피운다. 암수딴그루 식물이며, 씨앗에서는 액체 왁스 형태의 호호바 오일을 얻을 수 있다. 호호바 오일은 피부와 머리카락 관리, 화장품, 산업용 윤활유 등 다양한 용도로 사용되며, 고래 기름 대체재로도 활용된다. 재배는 비교적 까다로우나, 건조한 환경에서도 잘 자라며 사막화 방지에도 기여한다.
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| 호호바 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 학명 | Simmondsia chinensis |
| 학명 명명자 | (Link) C. K. Schneid. |
| 이명 | Brocchia dichotoma Mauri Buxus californica (Nutt.) Baill. Buxus chinensis Link Celastrus obtusatus C.Presl Simmondsia californica Nutt. Simmondsia pabulosa Kellogg |
| 영어 이름 | Jojoba |
| 과 | 시몬드시아과 |
| 속 | 시몬드시아속 |
2. 식물학적 특징
이 식물은 소노란 사막,[3] 콜로라도 사막, 바하 캘리포니아 사막, 그리고 반도 산맥과 샌 자신토 산맥의 캘리포니아 찰파랄 및 숲 서식지에 자생하는 관목이다. 미국 남부의 캘리포니아주, 애리조나주, 유타주, 그리고 멕시코의 바하 캘리포니아주에서 발견된다.
호호바는 북아메리카 고유종이며, 북위 25°와 31° 사이, 서경 109°와 117° 사이의 넓은 지역에 분포한다.[3]
2. 1. 형태
일반적으로 1m에서 2m 높이로 자라며 넓고 빽빽한 수관을 형성하지만, 3m까지 자란 식물도 보고되었다.[3] 잎은 마주나며, 타원형이고, 길이는 2cm에서 4cm, 폭은 1.5cm에서 3cm이며, 두껍고 왁스 성분이며, 회녹색을 띤다.[4] 호호바는 상록수이지만 심한 가뭄에 대응하여 잎을 떨어뜨리기도 한다.[2]꽃은 작고 녹황색이며, 5~6개의 꽃받침을 가지고 있으며 꽃잎은 없다. 이 식물은 일반적으로 3월에서 5월 사이에 개화한다.[4] 상록 활엽수 관목으로, 수고는 2m에서 4m 정도이다. 줄기는 곧게 서서 잘 분지하며, 때로는 수풀처럼 되기도 하며, 나무의 폭은 직경 2m 정도가 된다. 사막에서의 생활에 적응하여 긴 주근은 지하 10m에서 물을 끌어올린다. 잎은 타원형으로 길이 4cm 정도, 회색을 띤 녹색이며 수분 손실을 막기 위해 왁스로 덮여 있으며, 가죽질로 광택이 있다. 잎자루에는 마디가 있으며, 정오 무렵의 강렬한 햇볕 아래에서는 잎을 수직으로 세움으로써 온도 상승을 억제하여 광합성 효율을 높인다. 그렇기 때문에 호호바 나무 아래에는 그늘이 거의 생기지 않는다.
봄에 피는 꽃은 암수딴그루이며, 수술 또는 암술만 있고 꽃잎이 없다. 수직으로 세워진 잎의 배치는 주변에 바람의 소용돌이를 만들어, 수나무에 무리지어 피는 노란색 꽃가루를 암나무의 잎겨드랑이에 피는 황록색 꽃에 전달하는 역할도 한다. 암나무는 꽃이 진 후 도토리와 같은 모양과 크기의 열매가 열리고, 금갈색으로 익는다. 열매 안에는 종자가 들어 있으며, 종자 무게의 절반은 액체 상태가 된 왁스에서 유래하는 금색 식물성 오일이 차지한다. 영양 번식이 어렵고, 실생으로 번식하지만, 생육이 느리고, 파종 후 수년이 지나야 암수를 알 수 있다.
호호바는 각종 동물에게 연중 은신처와 식량을 제공하지만, 호호바 열매와 왁스를 소화할 수 있는 동물은 베일리스 주머니쥐(''Chaetodipus baileyi'')라는 쥐의 일종뿐이다. 다른 동물에게는 가벼운 설사 작용으로 인해 종자 산포와 시비에 도움이 된다.
2. 2. 생식
호호바는 자웅이주 식물로, 양성반전은 매우 드물다.[2] 야생에서는 수컷과 암컷의 비율이 5:1로 나타난다.[5] 암컷 식물은 수컷 식물에 의해 수분된 꽃에서 씨앗을 생산한다. 호호바 잎은 공기역학적 모양을 가지고 있어 나선형 효과를 생성하여 바람에 의해 옮겨진 수컷 꽃의 꽃가루를 암컷 꽃으로 가져온다. 수컷 꽃은 꿀벌에게 매력적이고 꽃가루의 원천이지만, 호호바는 암컷 꽃이 수분 매개자에게 매력적이지 않기 때문에 풍매화이다.[6] 북반구에서는 2월과 3월에 수분이 이루어지며, 남반구에서는 8월과 9월에 수분이 이루어진다.
봄에 피는 꽃은 암수딴그루이며, 수술 또는 암술만 있고 꽃잎이 없다. 수직으로 세워진 잎의 배치는 주변에 바람의 소용돌이를 만들어, 수나무에 무리지어 피는 노란색 꽃가루를 암나무의 잎겨드랑이에 피는 황록색 꽃에 전달하는 역할도 한다. 암나무는 꽃이 진 후 도토리와 같은 모양과 크기의 열매가 열리고, 금갈색으로 익는다. 열매는 도토리 모양의 타원형으로, 세 개의 각진 캡슐이며, 1cm~2cm 길이이며, 기저부는 꽃받침에 의해 부분적으로 둘러싸여 있다. 성숙한 씨앗은 진한 갈색의 단단한 타원형이며 약 54%의 오일(액체 왁스)을 함유하고 있다. 평균 크기의 관목은 1kg의 꽃가루를 생산하며, 알레르기를 일으키는 사람은 거의 없다.[2] 열매 안에는 종자가 들어 있으며, 종자 무게의 절반은 액체 상태가 된 왁스에서 유래하는 금색 식물성 오일이 차지한다. 영양 번식이 어렵고, 실생으로 번식하지만, 생육이 느리고, 파종 후 수년이 지나야 암수를 알 수 있다.
2. 3. 유전학
2020년에 호호바의 유전체 서열이 분석되었으며, 26개의 염색체로 구성된 887-Mb 크기로 보고되었고, 23,490개의 단백질 코딩 유전자를 가지고 있는 것으로 예측되었다.[7] 호호바의 체세포는 사배체이며, 염색체 수는 2''n'' = 4''x'' = 52개이다.[8]3. 분포 및 생태
호호바는 소노란 사막,[3] 콜로라도 사막, 바하 캘리포니아 사막, 그리고 반도 산맥과 샌 자신토 산맥의 캘리포니아 찰파랄 및 숲 서식지에 자생하는 관목이다. 미국 남부의 캘리포니아주, 애리조나주, 유타주, 그리고 멕시코의 바하 캘리포니아주에서 발견된다.
북아메리카 고유종으로, 북위 25°와 31° 사이, 서경 109°와 117° 사이의 약 260000km2 면적에 분포한다.[3]
3. 1. 생태적 역할
호호바 잎은 사슴, 자벨리나, 큰뿔양 등 많은 동물들에게 연중 식량을 제공한다. 씨앗은 다람쥐, 토끼, 다른 설치류, 더 큰 새들이 먹는다.베일리의 주머니쥐만이 호호바 씨앗 안의 왁스를 소화할 수 있다. 많은 양의 호호바 씨앗 가루는 많은 포유류에게 독성이 있는데, 이는 시몬딘 때문인 것으로 밝혀졌다. 시몬딘은 배고픔을 억제한다. 소화되지 않는 왁스는 인간에게 변비약으로 작용한다.
호호바는 각종 동물에게 연중 은신처와 식량을 제공하지만, 호호바 열매와 왁스를 소화할 수 있는 동물은 베일리스 주머니쥐(`Chaetodipus baileyi`)라는 쥐의 일종뿐이다. 다른 동물에게는 가벼운 설사 작용으로 인해 종자 산포와 시비에 도움이 된다.
4. 역사 및 문화
아메리카 원주민들은 호호바를 다양한 용도로 사용했다. 원주민들은 호호바 씨앗을 가열하여 부드럽게 만든 후, 절구와 유봉을 사용하여 연고나 버터 같은 물질을 만들었다. 이 물질은 피부와 머리카락을 치료하고 가꾸는 데 사용되었으며, 소노란 사막의 오오담족은 화상 치료에도 사용했다.[2] 아메리카 원주민들은 동물 가죽을 부드럽게 하고 보존하는 데 호호바 연고를 사용했으며, 임산부들은 출산을 돕는다고 믿어 호호바 씨앗을 먹었다. 사냥꾼과 습격자들은 배고픔을 면하기 위해 섭취하기도 했다. 세리은 비상시에만 호호바 씨앗을 먹었다.[2]
4. 1. 아메리카 원주민의 이용
아메리카 원주민들은 처음으로 호호바를 사용했다. 18세기 초 예수회 선교사들은 바하칼리포르니아 반도에서 원주민들이 호호바 씨앗을 가열하여 부드럽게 만드는 것을 관찰했다. 그들은 이후 절구와 유봉을 사용하여 연고 또는 버터 같은 물질을 만들었다. 이 물질은 피부와 머리카락을 치료하고 컨디셔닝하는 데 사용되었다.[2] 소노란 사막의 오오담족은 호호바 씨앗 페이스트로 만든 항산화제 연고로 화상을 치료했다.아메리카 원주민들은 또한 이 연고를 사용하여 동물 가죽을 부드럽게 하고 보존했다. 임산부들은 출산을 돕는다고 믿었기 때문에 호호바 씨앗을 먹었다. 사냥꾼과 습격자들은 배고픔을 면하기 위해 길에서 호호바를 먹었다.
세리는 그들의 영역에 있는 거의 모든 식용 식물을 활용하지만, 씨앗을 진짜 음식으로 여기지 않으며 과거에는 비상시에만 먹었다.[2]
4. 2. 유럽으로의 전래
아치볼드 멘지스는 밴쿠버 탐험대의 식물학자로, 1793년 11월 캘리포니아주 산타바바라에 도착했다. 그는 샌디에고 미션의 신부로부터 호호바 열매와 식물을 받았다. 이 호호바 열매와 식물은 영국으로 돌아가는 항해에서 살아남았고, 런던 근처의 큐 왕립 식물원에 심어졌다.5. 이용
호호바 잎은 사슴, 자벨리나, 큰뿔양, 가축 등 많은 동물들의 먹이가 된다. 씨앗은 다람쥐, 토끼, 설치류, 큰 새들이 먹는다.
베일리의 주머니쥐만이 호호바 씨앗 속 왁스를 소화할 수 있다. 다량의 호호바 씨앗 가루는 시몬딘 성분 때문에 많은 포유류에게 독성이 있으며, 배고픔을 억제한다. 소화되지 않는 왁스는 인간에게 변비약으로 작용한다.
호호바 오일은 인체 피지와 유사하여 화장품 산업에서 높은 가치를 인정받고, 유통기한이 길어 스킨케어 제품의 내구성이 뛰어난 성분이다. 의학적으로는 두통, 인후 염증 완화, 상처 치료에 사용되며, 항염증, 항균, 항진균, 살충 특성을 가진다.[10] 오일 추출 후 남은 가루는 가축 사료로, 호호바 잎은 항산화 플라보노이드를 함유하여 천식, 염증, 암 치료 가능성이 연구되고 있다.[10]
5. 1. 호호바 오일
호호바는 씨앗 속의 액체 왁스(일반적으로 호호바 오일이라고 불림) 때문에 재배된다.[12] 이 오일은 매우 긴 (C36–C46) 직쇄 왁스 에스터이며 트라이글리세라이드가 아니라는 점에서 희귀하며, 전통적인 식물성 오일보다 고래 기름과 더 유사하다.호호바는 암수딴그루이기 때문에 심을 때 수나무와 암나무를 구별할 수 없다. 따라서 수년 후 꽃이 피는 것을 기다려 성별을 확인하고, 종자를 맺지 않는 수나무는 수분에 필요한 만큼만 남기고 솎아내기를 해야 한다.
5. 1. 1. 화장품 및 의약품
호호바 오일은 인체 피지와 유사하여 화장품 산업에서 매우 높은 가치를 인정받고 있다. 호호바 오일을 꾸준히 사용하면 피부의 유분 생성을 조절하는 데 도움이 된다고 여겨진다. 또한 다른 천연 오일보다 유통기한이 길어 스킨케어 제품의 내구성이 뛰어난 성분이다. 의학적으로 호호바 오일은 두통, 인후 염증을 완화하고 상처를 치료할 수 있으며, 항염증, 항균, 항진균, 살충 특성을 가지고 있다.[10]
호호바 오일은 종자를 짜서 얻으며, 옛날부터 피부와 머리카락 관리에 사용되어 왔다. 머리카락과 피부의 건조를 방지하고 윤기를 부여하는 작용이 있다고 여겨지며, 마사지 오일이나 정유용 캐리어 오일, 가죽 보호 오일, 샴푸·화장 비누의 원료로 사용된다.
최근에는 호호바 오일이 비만 치료에 사용될 가능성이 있다고 선전되고 있다. 그러나 호호바 오일을 의약품으로 사용하는 것은 허가되지 않았으며, 법의 허점을 이용하여 영양 보조 식품으로 판매하는 것은 가능하다.
5. 1. 2. 산업용
호호바 오일은 종자를 짜서 얻으며, 다양한 용도로 사용된다. 옛날부터 피부와 머리카락 관리에 사용되어 왔으며[10], 머리카락과 피부의 건조를 방지하고 윤기를 부여하는 작용이 있다고 여겨진다. 마사지 오일이나 정유용 캐리어 오일, 가죽 보호 오일, 샴푸·화장 비누의 원료, 그리고 공업용 유지의 원재료로서 고온용 윤활유로 사용되고 있다.[10]호호바 오일이 다른 식물성 오일과 달리 액상 왁스 에스테르가 주성분이라는 특징에서 비롯된 면이 크다. 마찬가지로 액상 왁스 에스테르인 향유고래 기름은 1970년대부터 널리 금지되어 입수가 어려워졌는데, 호호바 오일은 향유고래 기름의 대체재로 이용되기도 한다.[10]
5. 1. 3. 바이오 연료
호호바 오일은 바이오 디젤 연료로도 논의되었지만,[13][14][15] 전통적인 화석 연료와 경쟁할 규모로 재배될 수 없어, 그 사용은 개인 위생 용품으로 제한된다.[16]5. 2. 기타 이용
호호바 오일을 추출하고 남은 찌꺼기는 저렴한 가축 사료로 사용될 수 있다.[10] 호호바 잎은 항산화 플라보노이드를 함유하고 있으며, 천식, 염증, 암 치료 가능성에 대한 연구가 진행되고 있다.[10]
6. 재배
미국은 호호바 오일의 최대 생산국이며, 멕시코가 그 뒤를 잇는다. 경제적 잠재력 때문에, 이 식물은 30년 이상 여러 국가에서 재배되어 왔다. 호호바 오일 생산량은 크게 증가했으며, 특히 화장품 및 제약 산업에서 수요가 증가함에 따라 계속 성장할 것으로 예상된다.
호호바는 세계 식량 시스템에서 중요성이 없는데, 이는 주목할 만한 영양 가치가 없는 비식용 식물이기 때문이다. '벤지오니'와 '하제림'과 같은 다양한 품종이 있으며, 높은 수확량으로 알려져 있다.[9] 아르헨티나, 호주, 이스라엘, 멕시코, 페루, 미국 등 사막 및 반사막 지역에 주로 호호바 농장이 설립되었다. 현재 경제적으로 가장 가치 있는 소노란 사막의 자생 식물 중 두 번째로 가치가 높다.
호호바는 재배 요구 사항이 적어 집중적인 관리가 필요하지 않으며, 높은 염분 농도를 견딜 수 있어[25] 사막화 방지에 활용되기도 한다. 인도의 타르 사막에서는 사막화를 막는 데 사용되었다.[25]
6. 1. 재배 조건
호호바는 가볍고 거친 질감의 토양을 선호하며, 배수와 물 침투가 잘 되어야 한다. 염분과 영양분이 부족한 토양에도 잘 견디며, 토양 pH는 5~8 사이여야 한다.[17] 호호바는 프로파일 발달이 최소화된 젊고 거친 토양에서 가장 잘 자라며, 주로 산성 화성 물질에서 유래된 토양에서 경사가 3%~30% 이상인 곳에서 발견된다. 북쪽 경사면은 수분 유지력이 좋아 호호바 유년기 발달에 더 유리할 수 있다.[18]호호바는 고온을 견딜 수 있지만 서리는 식물을 손상시키거나 죽일 수 있다.[19] 최대 46°C의 여름 기온과 같은 극한 기온을 견딜 수 있지만, 추운 환경에서는 잎이 손상될 수 있다. 묘목은 더 취약하여 결빙 온도보다 3~9도 낮은 온도에서 손상되거나 죽을 수 있다.[20] 가뭄, 결빙 조건, 생물적 압력과 같은 요인은 묘목 생존에 큰 영향을 미칠 수 있다.
호호바는 해수면부터 낮은 산비탈까지 다양한 고도에서 잘 자란다. 애리조나주의 소노란 사막에서는 일반적으로 600m~1300m 사이에서 발견된다. 이 고도 범위는 배수가 잘 되고 건조한 경사면 또는 와디를 따라 호호바에게 이상적인 환경을 제공하며, 이곳에서 물의 유출은 식물 성장을 지원할 수 있다.[21]
호호바는 연간 강수량이 적은 지역에 적합하며 일반적으로 연간 355mm를 초과하는 곳에서 번성한다. 그러나 호호바는 강수량이 100mm 미만에서도 자라서 생존할 수 있다. 강수량의 최적 범위는 450~500mm이며, 이는 성장에 필요한 수분을 제공한다. 그러나 씨앗이 발달하는 동안 충분한 물을 사용할 수 있어야 한다.[22] 강수량이 400mm 미만인 지역에서는 보충 관개를 통해 생산량을 극대화할 수 있다.[17] 높은 비료가 필요하지 않지만, 특히 첫 해에는 질소가 성장을 증가시킨다.[23]
6. 2. 재배 기술
호호바는 재배 요구 사항이 적어 집중적인 관리가 필요하지 않다. 잡초 문제는 심은 후 처음 2년 동안만 발생하며, 곤충 피해는 거의 없다.호호바는 연간 강수량이 적은 지역에 적합하며, 최적 강수량 범위는 450~500mm이다. 씨앗 발달 기간에는 충분한 물 공급이 필요하며, 강수량이 400mm 미만인 지역에서는 관개를 통해 생산량을 높일 수 있다.[17] 첫 해에는 질소 비료가 성장에 도움이 된다.[23]
호호바 씨앗은 동시에 성숙하지 않으므로, 일반적으로 손으로 수확한다. 농장 연령에 따라 수확량은 3.5ton/ha 정도이다.[17]
선택적 육종을 통해 왁스 함량이 높고 수확이 용이한 품종이 개발되고 있다.[2] 가지치기 기술을 통해 수확량을 늘리는 연구도 진행 중이다.[26]
호호바는 높은 염분 농도를 견딜 수 있어[25] 사막화 방지에 활용되기도 한다. 인도의 타르 사막에서는 사막화를 막는 데 사용되었다.[25]
6. 3. 품종 개량
선택적 육종을 통해 왁스 함량이 높고 수확이 용이한 콩을 더 많이 생산하는 식물이 개발되고 있다.[2]6. 4. 분자 육종
호호바는 자웅이주 식물이기 때문에, 효율적인 생산을 위해서는 암수 식물을 구별하는 것이 중요하다. 암컷만이 호호바 오일 생산에 필요한 씨앗을 맺기 때문이다. 식물의 성별은 개화 후(파종 후 3~4년)에야 육안으로 확인 가능하며, 씨앗에서 자란 식물의 약 50%는 수컷이다. 이러한 유전적 이질성은 상업적 재배에 어려움을 준다.[30] 따라서, 균일하고 수확량이 높은 유전자형을 확보하기 위해 영양 번식이 선호된다.암수 식물을 구별하기 위해 여러 분자 마커가 개발되었다.[30] Agrawal et al. (2007)은 수컷 식물에서만 나타나는 1400 bp의 염기 서열을 가진 성별 특이적 RAPD 유전자 마커 OPG-5를 확인했다.[5] Agarwal et al. (2011)은 AFLP 방법을 사용하여, 프라이머 EcoRI-GC/MseI-GCG 및 EcoRI-TAC/MseI-GCG를 통해 수컷 식물에 특이적인 약 525 bp 및 325 bp의 추가 마커를 발견했다. 또한, 프라이머 EcoRI-TAC/MseI-GCG를 사용하여 약 270 bp에서 암컷 특이적 마커를 발견했다.[28] 성별 특이적 마이크로새틀라이트 마커도 발견되었다.
지난 20년 동안 식물의 성별을 결정하는 데 도움이 되는 여러 유전자 마커가 개발되어, 암컷 식물의 보다 정확한 번식을 가능하게 하여 농부들의 위험을 줄였다.[30]
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