KR100595670B1 - 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액 제조방법, 이로부터 제조된양액 및 그 양액을 이용한 기능성 과일·채소의 생산 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 양액 제조방법, 이로부터 제조된 양액 및 그 양액을 이용한 게르마늄 및 셀레늄 함유 기능성 과일·채소의 생산 방법에 관한 것으로, 베타형 게르마늄 디옥사이드(GeO2)를 1080℃±0.5에서 4-6시간동안 소결하여 수용성 α-GeO2를 제조한 다음, 양액에 상기 수용성 α-GeO2 900-1100ppm 및 셀렌산(H2SeO3) 8-12ppm가 용해되도록 첨가, 혼합하는 것으로 이루어진 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액 제조방법이 제공된다. 또한, 상기 방법으로 제조된 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액, 및 상기 양액을 이용하여 암면재배방식을 통해 과일 및/또는 채소를 재배하는 것으로 이루어진, 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 기능성 과일·채소의 생산 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 여러 가지 질병과 건강문제에 대해 효용가치가 높은 물질인 게르마늄 및 셀레늄 성분이 다량 함유된 기능성 과일·채소를 얻을 수 있다.
게르마늄, 셀레늄, 양액, 과일, 채소
Description
도 1은 본 발명에 따른 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 기능성 과일·채소의 생산 과정을 나타낸 것이다.
본 발명은 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 기능성 과일·채소의 생산 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 게르마늄 및 셀레늄 성분을 식물재배용 양액에 용해시키고 이를 식물의 영양분으로 공급함으로써 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 기능성 과일·채소를 생산하는 방법에 관한 것이다.
식물에는 각 식물마다 고유한 성분과 다양한 미네랄 성분을 함유하고 있다. 특히 식물에 함유되어 있는 게르마늄과 셀레늄 성분은 여러 가지 질병과 건강과 관련하여 효용가치가 높은 물질이다.
특히 게르마늄(Ge)은 건강에 대한 관심이 고조되면서 새롭게 조명되고 있는데, 수용성 합성 게르마늄인 (Ge-CH2-CH2-COOH)2O3의 구조는 임상결과 다량의 산소를 인체의 미세혈관까지 공급함으로써 순환계 등의 이물질, 노폐물, 독소 등을 산화분해시킴과 동시에 대소변을 통하여 또는 피부로 동반배출시키는 작용을 한다. 특히 항암의 효과도 있는 것으로 알려져 있다. 무기형태인 GeO2는 피부에 접촉함으로써 두통, 관절통, 요통, 좌골신경통, 생리통에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
이와 같은 효과와 성능을 갖고 있는 게르마늄을 동물의 사육이나 식물을 재배하는 방법에 적용하여 제품의 질을 향상시키고 수확량을 증대시키는 다양한 방법이 등장하고 있는데, 예를 들면 게르마늄을 함유한 콩나물 엑기스의 제조방법, 게르마늄을 함유한 가축이나 알의 생산방법, 건강 및 미용음료의 제조방법등 광범위한 분야에 걸쳐 다종 다양한 방법으로 응용되고 있다.
상기한 게르마늄을 함유한 콩나물 엑기스의 제조방법에 있어서는 게르마늄을 함유한 수용액에 콩을 푹 담근다음 비닐하우스에서 태양광선을 통한 온실재배를 통하여 콩나물의 새싹을 키운 다음 농축하여 게르마늄이 함유된 콩나물 엑기스를 제조하고 있으며, 게르마늄을 함유한 가축이나 알의 생산방법에 있어서는 가축의 먹이가 되는 식용식물을 게르마늄을 함유한 수용액중에서 경작 재배하여 식용식물내에 게르마늄을 공급하게 하고 결국 이 식물을 섭취하는 가축의 품질을 개선함과 동 시에 이 가축이 생산하는 알속에 게르마늄성분을 함유시켜 양질의 영양란을 얻을 수 있는 방법이나, 얻어지는 제품의 품질이 만족할만한 수준이 못되고 작업이 번거러우며 게르마늄이 투여되지 않은 일반 제품에 비하여 가격이 월등하게 높아 판매에 있어 부진을 면치 못하였다.
한편, 최근 들어 인공합성 게르마늄 용액을 통상의 과일 또는 채소류에 주사하여 유기 게르마늄 함유 과실 또는 채소를 가공하는 방법이 개발되었으나, 상기 방법은 화학물질로 가공되어 그 효능이 천연의 것에 비해 미약하다는 결점이 있다. 유기 게르마늄은 식물이 외부로부터 흡취하여 함유하고 있는 상태의 것이 가장 인체에 적합한 것으로 알려져 있다. 또한 상기 인공합성 게르마늄은 약제 또는 건강식품에 투여하여 사용되므로 일상 식생활을 통하여 쉽게 섭취할 수 없고 필요한 양의 섭취에 꾸준한 인내와 노력이 요구된다는 결점이 있다.
셀레늄(Se)은 항암 호르몬 및 효소의 활성화 작용을 돕는 물질로 보고되고 있다. 또한 셀레늄은 인체 내에서 주로 간, 신장, 심장, 비장에 분포되어 있는 미량 원소로 체내에서 생성된 과산화수소를 분해하여 세포의 손상을 방지하는 효소의 성분으로서 강력한 항 산화제이다. 세포 내 과산화물의 농도를 낮추어 유리 라디칼의 생성을 방지하는 효소계에 작용하며, 비타민 E는 이미 생성된 유리 라디칼이 더 이상 작용하지 못하게 하므로 셀레늄을 적정량 섭취하면 체내 비타민 E의 요구를 줄일 수 있다. 적혈구가 산화되어 파손되는 것을 예방하고 간 경화증에서 간을 재생시키는 일도 도우며 노화도 지연시키고 수은의 중독도 막아준다.
따라서 식물이 원래 함유하고 있는 성분중, 이와 같이 여러 가지 질병과 건강과 관련하여 효용가치가 높은 물질인 게르마늄 및 셀레늄 성분의 함량을 높여 일상 식생활을 통하여 게르마늄 및 셀레늄을 쉽게 섭취할 수 있는 기능성 과일·채소의 재배기술이 요구된다 볼 수 있다.
본 발명의 목적은 게르마늄 및 셀레늄 성분이 다량 함유되어 일상 생활을 통하여 쉽게 섭취할 수 있는 기능성 과일·채소를 재배하는데 유용한 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 양액을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 양액을 이용한 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 기능성 과일·채소의 생산 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일견지에 의하면, 베타형 게르마늄 디옥사이드(GeO2)를 1080℃±0.5의 온도에서 4-6시간동안 소결하여 수용성 α-GeO2를 제조한 다음, 양액에 상기 수용성 α-GeO2 900-1100ppm 및 셀렌산(H2SeO3) 8-12ppm가 용해되도록 첨가, 혼합하는 것으로 이루어진 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액 제조방법이 제공된 다.
본 발명의 다른 견지에 의하면 상기 방법으로 제조된 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액이 제공된다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면 상기 양액을 이용하여 암면재배방식을 통해 과일 및/또는 채소를 재배하는 것으로 이루어진, 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 기능성 과일·채소의 생산 방법이 제공된다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
게르마늄 및 셀레늄은 무기물 형태로는 독성 및 유해성이 있기때문에 본 발명에서는 게르마늄 및 셀레늄을 유기 수용성 물질로 전환시켜 식물의 과일 착과시부터 수액 혹은 양액으로 투여하여 식물체내에서 식물성 유기 게르마늄 및 셀레늄을 생성시킴으로써 일상 식생활을 통해 쉽게 섭취할 수 있는 게르마늄 및 셀레늄 함유 기능성 과일 및/또는 채소를 생산하는 것을 특징으로 한다.
게르마늄을 양액에 용해된 형태로 준비하기위해, 베타형 게르마늄 디옥사이드(GeO2)를 1080℃±0.5에서 4-6시간동안 소결하여 수용성 α-GeO2를 제조한다.
베타형 게르마늄 디옥사이드는 물에 잘 녹지 않으나 이와 같은 조건에서 소결시 GeO2가 물에 잘 용해될 수 있는 수용성 α-GeO2 형태로 전환된다. 만일 소결시 이러한 조건을 벗어나는 경우에는 그 화학구조가 변하여 용해가 불가능하게된다.
이와 같이 제조된 수용성 α-GeO2는 양액에 900-1100ppm이 용해되도록 첨가하는 것이 바람직하며, 이때 상기 수용성 α-GeO2 의 농도가 900ppm 미만인 경우에는 식물의 게르마늄 흡수성이 저하되어 과일 또는 채소내 게르마늄 농도가 0.5ppm 이하로 저하되는 경향이 있어 바람직하지 못하며, 한편 1100ppm 초과시에는 오히려 식물에 악영향을 주어 햇빛이 강한 경우에는 잎이 고사되는 현상이 나타나는 문제가 발생할 수 있다.
셀렌산(H2SeO3)은 양액에 8-12ppm이 용해되도록 첨가하는 것이 식물의 생육에 적절한 pH인 pH 6.6-7.0을 유지시켜줄 수 있어 바람직하며, 만일 셀렌산의 농도가 8ppm미만인 경우에는 양액의 pH가 너무 높아져 식물의 생육이 잘 이루어지지않을 수 있으며, 또한 12ppm을 초과하는 경우에는 셀레늄의 독성때문에 식물의 생육에 악영향을 줄 수 있다.
본 발명의 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액을 제조하는데 사용되기에 적합한 양액은 식물의 양액재배용으로서 사용되는 어떠한 양액일 수 있다.
이와 같이 제조된 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액은 식물에 투여되어 게르마늄 및 셀레늄을 함유하는 과일이나 채소를 생산하는데 사용된다. 이때 식물의 재배는 암면재배방식을 통해 재배되는 것이 바람직하다.
상기 양액의 공급은 열매가 열리기 시작한 후부터 수확시기까지 링겔씨액 방 법으로 식물에 주입하는 것이 바람직하다. 상기 양액의 공급회수는 과일, 채소의 종류에 따라 달라질 수 있으나 매일 7-15회 공급하는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 양액은 오전 12시까지 5회, 오후 4시까지는 10회, 오후 7시에 1회 정도 공급하여 총 15회 공급된다. 특히 광합성이 활발치 않은 흐린 날이나 오후에 상기 양액의 흡수력이 강하므로 오후에 공급회수를 늘리는 것이 바람직하다.
상기 양액이 식물에 투여되면 식물체내에서 무기 게르마늄 및 셀레늄이 과실의 핵산 및 단백질 성분에 결합된 유기 게르마늄 형태로 얻어지게 된다.
본 발명에 의한 방법으로 재배하기에 유용한 과일·채소로는 이에 특별히 한정하는 것은 아니나, 메론, 토마토, 물오이, 신선초 또는 파푸리카 등을 들 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.
실시예 1(양액의 제조)
베타형 게르마늄 디옥사이드(GeO2)를 전기로에서 1080℃±0.5의 온도에서 5시간동안 소결하여 수용성 α-GeO2를 제조하였다. 이 수용성 α-GeO2를 물 1리터당 4g 첨가하여 용해시키고 이를 2.76배수의 양액과 혼합하여 게르마늄 함유 양액을 제조하였다. 이때 사용된 양액은 질소 14중량%, 수용성 인산 7중량%, 수용성 가리 28중량%, 수용성 고토 0.6중량%, 수용성 망간 0.01중량%, 수용성 붕소 0.02중량% 및 잔류 물을 함유하였다.
그 다음 96% 셀렌산(H2SeO3) 0.025g을 물 1리터에 용해시키고 이를 상기 게르마늄 함유 양액과 혼합하여 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액을 제조하였다. 이렇게 제조된 양액은 게르마늄 농도 1000ppm, 셀레늄 농도 10ppm을 함유하였다.
실시예 2(게르마늄 및 셀레늄 함유 과일·채소의 재배)
메론, 물오이, 토마토, 신선초 및 파푸리카를 암면방식으로 양액재배를 하였다. 꽃을 피우고 열매를 맺는 시기부터 수확 2주전까지 상기 실시예 1에서 제조된 양액을 링겔씨액 방법으로 순환, 공급하였다. 상기 양액은 오전 12시까지 햇빛이 많을 경우에는 평균 5회, 오후 4시까지는 10회, 오후 7시에 1회 정도 공급되었다. 상기 양액은 1회에 약 1.7ml 정도 투여되었다. 신선초의 경우는 파종이식후 2개월후부터 상기 양액을 투여하였다.
각 과일이나 채소를 수확하여 그 안에 함유된 게르마늄 및 셀레늄 농도를 IR(Infra-red) 및 발색법인 페닐풀루오론 법을 이용하고 ICAP(Inductively Argon Plasma)를 통해 성분을 분석하였다.
작물내에 함유된 게르마늄 및 셀레늄의 함량 분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 작물 종류 | 게르마늄 함량(ppm) | 셀레늄 함량(ppb) |
| 메론 | 110 | 0.4 |
| 물오이 | 1200 | 0.2 |
| 토마토 | 130 | 0.6 |
| 신선초 | 560~1000 | 0.8 |
| 파푸리카 | 1000 | 0.79 |
이와 같이 본 발명에 의해 재배되는 과일은 몸에는 유익하나 대부분의 과일에는 발견되기 어려운 미네랄 성분인 게르마늄 및 셀레늄이 다량 함유되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따라 여러 가지 질병과 건강과 관련하여 효용가치가 높은 물질인 게르마늄 및 셀레늄 성분이 다량 함유된 기능성 과일·채소를 얻을 수 있어, 이러한 게르마늄 및 셀레늄 성분이 함유된 기능성 과일·채소를 일상 식생활을 통하여 쉽게 섭취할 수 있게 되어 항암효과를 가지며 성인병 예방에도 도움이 되는 등 건강 증진을 도모할 수 있다.
Claims (5)
- 베타형 게르마늄 디옥사이드(GeO2)를 1080℃±0.5에서 4-6시간동안 소결하여 수용성 α-GeO2를 제조한 다음, 양액에 상기 수용성 α-GeO2 900-1100ppm 및 셀렌산(H2SeO3) 8-12ppm가 용해되도록 첨가, 혼합하는 것으로 이루어진 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 양액은 pH 6.6-7.0을 갖는 것을 특징으로 하는 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액의 제조방법.
- 제 1항의 방법으로 제조된 게르마늄 및 셀레늄 함유 양액.
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