파이토트론에서의 피톤치드 정량 분석

: SIFT-MS 및 GC-MS 기법의 활용

최예지1*, 김수진1, 박수진1, 김건우2

(1국립산림과학원 산림휴먼서비스연구과, 2경상국립대학교 환경산림과학부)

Quantitative Analysis of Phytoncides in Phytotron:

Utilizing SIFT-MS and GC-MS Techniques

Yeji Choi1*, Soojin Kim1, Sujin Park1, Geonwoo Kim2

(1Forest Human Service Division, National Institute of Forest Science,

2Division of Environmental Forest Science, Gyeongsang National University)

요약: 본 연구는 실내 산림치유 프로그램 디자인을 위한 피톤치드 측정 기법 고도화를 위해 수행되었다. 홍릉시험림의 세 공간(파이토트론, 실내 연구실, 건물 옥상)에서 GC-MS 기법과 SIFT-MS 기법을 사용하여 각 장소의 피톤치드 정량 분석을 수행하였다. 전통적 피톤치드 검출 기법인 GC-MS는 현장 측정에 많은 시간과 인력이 소요되지만, SIFT-MS 기법은 실시간 무인 측정이 가능하다. 파이토트론과 실내의 경우 스트로브잣나무 3년생 묘목 52그루를 배치하였다. 연구 결과, 파이토트론(38.1 µg/m3), 실내(21.6 µg/m3), 실외(0.6 µg/m3)의 순서로 높은 농도의 피톤치드가 검출되었으며, 파이토트론에서 다른 공간에 비해 일 중 가장 안정적인 피톤치드 발산 추이를 확인하였다. 한편 피톤치드 측정 기법의 비교분석 결과, 두 기법은 유사한 NVOC 구성 비율(전체 대비 Pinene 약 70%, Myrcene 약 15%) 및 피톤치드 발산 특징(일주기, 평균 농도 등)을 보였으며, SIFT-MS 기법(14종)이 GC-MS 기법(11종)에 비하여 보다 다양한 NVOC 물질을 검출하였다. 또, 두 기법 간 피톤치드 측정값에 통계적으로 유의미한 차이가 없음을 확인하였으며, 이는 SIFT-MS 기법이 GC-MS 기법의 효율적인 대안이 될 수 있음을 의미한다. SIFT-MS 기법의 도입은 피톤치드 연구의 효율성과 정확성을 향상시킬 수 있을 것이며, 본 연구 결과는 통제된 환경에서의 피톤치드 측정과 발산 특성을 이해하는 데 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

Abstract: This study aimed to improve phytoncide measurement techniques for designing indoor forest healing programs. Phytoncides were analyzed in three areas at the Hongneung Experimental Forest (phytotron, indoor laboratory, and rooftop) using GC-MS and SIFT-MS techniques. Fifty-two 3-year-old Pinus strobus L. seedlings were placed in the phytotron and indoor spaces. Results showed the highest phytoncide concentrations in the phytotron (38.1 µg/m3), followed by indoors (21.6 µg/m3) and outdoors (0.6 µg/m3), with the most stable emissions in the phytotron. Both GC-MS and SIFT-MS methods showed similar NVOC composition ratios (about 70% Pinene and 15% Myrcene) and emission characteristics. SIFT-MS detected more NVOC substances (14 types) compared to GC-MS (11 types) and showed no significant difference in measurement values, suggesting SIFT-MS as an efficient alternative. Adopting SIFT-MS is expected to enhance the efficiency and accuracy of phytoncide research in both controlled and natural environments.

Keywords: Forest healing; Forest therapy; Phytoncide; NVOC; Phytotron; GC-MS; SIFT-MS