KR100687299B1 - 휘산된 에센셜 오일의 처리에 의한 저장병해 방제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병의 방제 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장과일에 대해 휘산된 에센셜 오일을 처리하는 것을 특징으로 하는 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병 방제 방법에 관한 것이다. 에센셜 오일은 종류에 따라 병원균 특이적인 항균활성을 갖고 있으므로, 이런 특성을 이용한다면 다양한 병원균에 대한 선택적인 방제가 가능하다,

본 발명에 의한 휘산된 에센셜 오일의 처리에 의하면 약해가 없으면서도, 인체에 무해한 천연 유래의 에센셜 오일을 매우 낮은 농도로 사용하여 과일 저장 시 가장 문제가 되는 잿빛곰팡이병 및 털곰팡이병을 효과적으로 방제할 수 있다.

에센셜 오일, 잿빛곰팡이병균, 털곰팡이병균, 약해, 방제, 휘산, 저장병, 과일

Description

휘산된 에센셜 오일의 처리에 의한 저장병해 방제 방법{Method for Storage Disease Control by Volatilized Essential Oil}

도 1은 여러 가지 에센셜 오일의 구조를 보여주는 화학식.

도 2는 각종 에센셜 오일의 농도별 잿빛곰팡이병균에 대한 항균활성을 보여주는 그래프.

도 3은 에센셜 오일에 의해 잿빛 곰팡이병균 균사의 세포질이 유출되는 것을 보여주는 현미경 사진.

도 4는 다양한 농도의 에센셜 오일을 함유한 PDA 배지에서 잿빛 곰팡이병균 균사의 생장억제율을 나타내는 그래프.

도 5는 딸기 과육에 미치는 에센셜 오일의 약해 유무를 보여주는 사진.

도 6은 휘산에 의한 에센셜 오일의 항균활성을 검증하기 위한 실험 사진.

도 7은 휘산에 의한 에센셜 오일의 근거리 항균활성을 보여주는 그래프.

도 8은 휘산에 의한 에센셜 오일의 원거리 항균활성을 보여주는 그래프.

도 9는 휘산에 의한 에센셜 오일의 거리별 항균활성을 보여주는 그래프.

도 10은 휘산에 의한 딸기의 저장병해 방제를 위한 실험을 보여주는 사진.

도 11은 휘산에 의한 딸기의 저장병해 방제 효과를 보여주는 사진.

본 발명은 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병의 방제 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에센셜 오일을 사용하여 딸기와 같은 과일 저장 시 잿빛곰팡이 또는 털곰팡이를 방제하는 방법에 관한 것이다.

에센셜 오일은 식물의 표피나 엽육 조직에서 분화된 세포 외 특정공간에 저장되어 있는 끓는 온도가 낮은 기름성 물질이며 공기 중에 쉽게 휘산되어 인간의 후각을 통해 인지 될 수 있는 저 분자량의 액상 혼합체로(Evans, Pharmacognogy 14th Edition. WB Saunders company Ltd, 1998; 송 등, 한국국제농업개발학회지. 11(1), 107-125, 1998) 주로 냉침법(maceration), 온침법(digestion), 냉흡수법(enfleurage), 용매추출(solvent extraction), 초임계 유체추출(supercritical fluid extraction : SFE), 프로라솔(Florasols) 등의 방법으로 추출된다(정 등, 한국작물학회지 48(S), 41-48, 2003).

에센셜 오일은 고대로부터 음식의 부패를 막기 위한 향신료로 사용되었다는 기록이 많이 남아 있다. 이것은 오래 전부터 에센셜 오일의 광범위한 항균활성효과가 인지되어 활용되었다는 것을 말해준다(Kim et al., J. Agric. Food Chem. 43, 2839-2845, 1995; Packiyasothy and Kyle, Food Mirobiol. 62, 139-148, 2002; Alzoreky and Nakahara, J. Food Microbiol. 80, 223-230, 2002). 1977년에 에센셜 오일과 그 유도체들의 항균활성실험을 통해 에센셜 오일과 그 유도체 중 60% 정도는 균류를 억제하고, 30% 정도는 세균을 억제한다고 밝혀진 이후(Chaurasia and Vyas, J. Res. India Med. Yoga Homeopath. 1977, 24-26, 1977) 각종 문헌에서 terpenes이나 terpenoids가 세균, 균류, 바이러스, 원생동물에 강력한 항균활성을 가지며, 특정 해충 및 특정 식물병원균에 대해 살충, 항균활성을 갖는다는 사실도 알려졌다. 한편 Ultee 등(Applied and Environmental Microbiology. 68(4), 1561-1568, 2002)은 식중독 병원균인 Bacillus cereus에 에센셜 오일을 처리하여 항균활성 기작을 밝혀냈으며, thymol 처리에 의해 Aspergillus parasiticus의 aflatoxin 생성이 억제됨이 보고되었다. 최근 에센셜 오일의 폭넓은 항균작용과 관련하여 Nostro 등은 에센셜 오일이 약제 내성의 유무에 상관없이 모든 포도상구균에 강력한 항균활성을 나타낸다고 밝혀냈다(FEMS microbiology letters 230, 191-195, 2004). 또한 부패하기 쉬운 식품의 보존성을 늘리기 위해 에센셜 오일을 이용하고, 적용범위를 넓히기 위한 시도가 여러 나라에서 이루어지고 있다.

이와 같이 뛰어난 항균활성을 인정받아 오래 전부터 식품 보존제로서 사용된 에센셜 오일은 친환경 농산물을 선호하는 소비자의 요구와 친환경적인 농약의 개발이라는 시대적 소명아래 식물병 방제분야에서도 점진적으로 연구가 이루어지고 있다. 그러나 방제 시 나타나는 약해로 인하여 농업 현장에서 에센셜 오일을 직접 적용한 사례는 거의 없다. 즉, Arras 등(J. Food Protection 2001 64(7) 1025-1029)은 데시케이터 중 오렌지 과일에서 푸른곰팡이병균에 대한 cavacrol의 휘산에 의한 방제 효과를 보고하였다. 상압에서는 3~10%의 미미한 방제효과만이 나타났으나, 0.5기압에서 90~97%의 높은 포자 치사율을 나타내었다. 그러나, 실험에 사용한 가장 낮은 농도(75ppm)에서조차 과일에 약해를 나타내어 실제 농업 현장에서는 적용이 어려웠다.

그동안 뛰어난 항균활성을 인정받고도 농업분야에서 활용되지 못한 에센셜 오일을 실질적으로 농업 분야에 효과적으로 적용할 수 있다면 화학농약의 오·남용으로 인한 생태계 파괴, 잔류 독성 문제, 각종 저항성 균주의 출현 등의 문제를 해결할 수 있을 것이다. 특히 수확기 이후 식용직전에 발생하는 저장병균 방제 문제의 해결을 위해서는 더욱 큰 기대를 갖게 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에센셜 오일을 사용하여 약해를 미치지 않도록 하면서, 딸기와 같은 과일의 저장 시 인체나 농산물에 해가 없이 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병을 방제하는 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 저장과일에 대해 휘산된 에센셜 오일을 처리하는 것을 특징으로 하는 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병 방제 방법에 관한 것이다.

휘산은 실온에서 액체가 기체로 변하여 날아 흩어짐을 나타내는 용어이다. 즉 본 발명에서 에센셜 오일의 휘산이라 함은 열을 가하지 않은 상태에서 에센셜 오일이 기화되는 현상을 의미한다.

딸기와 같은 과실의 저장 시 가장 빈번하게 발병하는 잿빛 곰팡이병과 털 곰팡이병의 방제를 위하여 항균활성이 있는 것으로 알려진 에센셜 오일인 carvacrol, thymol, eugenol, safrole, methyl eugenol 및 cymene의 잿빛 곰팡이병균에 대한 항균활성을 검정하였다. 이 가운데 thymol, eugenol, methyl eugenol은 잿빛곰팡이병균의 균사 선단부 및 균사 곳곳에 큰 손상을 입혀 세포질을 유출시켰으며 항균활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 상기와 같이 에센셜 오일의 항균활성 기작은 세포막 손상에 의한 것으로 확인됨에 따라 기존에 알려진 약제 내성을 갖는 잿빛곰팡이병균에 대해서도 항균활성을 가지며, 또한, 계속적인 사용에 의해서도 약제 내성을 유발하지 않을 것으로 기재된다.

상기 에센셜 오일을 과일의 저장 시 방제를 위해 사용할 수 있는 지 확인하기 위하여 딸기를 대상으로 분무에 의한 처리 시 항균 활성을 검정하였다. 분무에 의한 처리 시 in vitro에서 항균활성이 높았던 thymol이나 eugenol은 오히려 잿빛 곰팡이병의 발생율을 높였으며, 분무 시 에센셜 오일의 농도가 높을 수록 그 효과가 큰 것으로 보아 에센셜 오일의 약해에 기인함을 추정할 수 있었다.

딸기의 저장에서 약해 유무를 판단한 결과, 항균 활성이 비교적 낮았던 methyl eugenol을 제외한 에센셜 오일에서 약해가 일어나 딸기 과육의 변색 및 탈 색, 당질의 용탈이 관찰되었다. 따라서 항균활성이 높은 에센셜 오일을 과실의 저장병해 방제에 사용하기 위해서는 효과적인 처리 방법의 개발이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

에센셜 오일의 분무에 의한 방제 방법이 약해를 유발하는 것으로 판명됨에 따라, 직접적인 접촉 농도를 크게 낮출 수 있는 휘산 방법에 의한 방제의 경우 약해를 낮출 수 있을 것으로 추정하고 휘산에 의해 향균효과를 얻을 수 있는 지 확인하였다.

일반적으로 에센셜 오일의 항균활성은 접촉에 의한 독성(contact toxic)으로 알려져 있으나 직접적인 접촉이 아닌 휘산에 의해 보다 강력한 항균활성효과를 얻을 수 있다는 것을 본 실험을 통하여 확인할 수 있었다. 휘산에 의한 에센셜 오일의 항균 활성은 예상할 수 있었던 바와 마찬가지로 거리에 크게 비례하는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명에 의한 휘산 처리 시 에센셜 오일이 한 장소에 고농도로 집적되거나, 휘산 효과가 미치지 않는 것을 방지하기 위하여 공기 순환 장치를 사용하여 저장할 과일을 휘산처리하는 공간의 내부공기를 계속적으로 순환시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 휘산 처리할 에센셜 오일을 격리된 공간에서 휘산시켜 과일이 들어있는 공간에 유입시키고, 과일이 들어있는 공간의 내부 공기를 추가의 공기 순환 장치를 사용하여 순환시키는 것이 좋다. 공기 순환 장치는 팬이나 환풍기와 같이 공기를 효과적으로 순환시킬 수 있는 것이라면 어느 것이나 무방하 며 순환 장치의 설치 개수는 공간과 장치의 종류 등을 고려하여 적절하게 선택할 수 있음은 당업자에게는 당연하다.

상기 휘산 처리할 에센셜 오일은 하기 실시예에서는 종이에 흡착시켜 휘산시켰으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 즉, 에센셜 오일 자체를 휘산이 용이하도록 밑면이 넓은 용기에 담아 사용할 수도 있고, 별도의 에센셜 오일을 흡착할 수 있는 패드에 흡착하여 사용할 수도 있으며 여러 가지 방식을 혼용하여 사용할 수도 있다. 특히, 에센셜 오일 또는 에센셜 오일의 희석액에 흡착 패드를 담궈 패드의 일부를 노출시켜 놓으면, 에센셜 오일이 저농도로 지속적으로 휘산될 수 있는 장점이 있다. 또한, 에센셜 오일을 한 곳의 장소에서만 휘산시키는 것보다는 처리 공간의 여러 곳에 산재시켜 과일에 골고루 처리될 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 에센셜 오일의 휘산 처리 시 에센셜 오일의 사용량은 처리할 과일이 들어있는 공간의 크기나 과일의 종류와 양, 온도, 처리 시간에 따라 변화하는 것은 당연하다. 휘산 처리 시에도 저장 시와 마찬가지로 온도가 너무 낮으면, 과일의 결빙이 생기고, 온도가 높으면 신선도가 낮아지므로 2~10℃에서 처리하는 것이 바람직하다. 휘산 처리에 의해 에센셜 오일이 골고루 처리되기 위해서는 과일이 중첩되지 않도록 적절하게 분포시켜야 하며, 에센셜 오일 2~10㎎/휘산 처리공간㎥의 양을 사용하는 것이 바람직하다. 에센셜 오일이 공간에 비해 너무 많이 사용되면, 약해를 유발할 수 있으며 공간에 비해 양이 너무 적은 경우에는 충분한 방제효과를 얻을 수 없다.

상기 휘산된 에센셜 오일에 의한 저장과일의 병해 방제 시 에센셜 오일의 휘 산 처리는 처리 공간과 저장 공간을 분리하여 사용할 수도 있고, 동일 공간내에서 처리할 수도 있다. 처리 공간과 저장공간이 분리 된 경우에는 처리공간에 저장과일을 넣고 5분~30분간 동안 처리한 후 저장공간으로 옮겨 저장하는 것이 바람직하다. 상기 휘산 처리는 저장 직전 1회에만 처리를 할 수도 있고, 저장 기간 중 7~10일 간격으로 처리할 수도 있다. 이 경우, 휘산 처리를 위해서는 과일을 저장공간으로부터 이동하여야 하는 문제점이 있다.

위의 문제점을 해소하기 위해서는 저장공간과 처리공간을 동일 공간으로 사용할 수 있다. 저장공간과 처리공간이 동일한 경우, 저장 직전이나 저장 중 주기적인 간격으로 휘산된 에센셜 오일을 처리할 수 있을 뿐 아니라, 지속적으로 낮은 농도의 휘산된 에센셜 오일을 처리할 수도 있다.

본 발명에 의하면 에센셜 오일은 종류에 따라 병원균 특이적인 항균활성을 갖고 있는 것으로 보여지며, 이런 특성을 이용한다면 다양한 병원균에 대한 선택적인 방제가 가능하다. 곰팡이는 저장되는 계절 등의 조건에 따라 많이 번식하는 종류가 다르므로 병해 우려가 클 것으로 예상되는 곰팡이의 방제효과가 큰 에센셜 오일을 선별하여 휘산 처리할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 eugenol은 잿빛 곰팡이병에, thymol은 털 곰팡이병에 대한 방제효과가 뛰어난 것으로 밝혀졌으나, 물론 이에 한정되는 것은 아니다. 두 가지 이상의 곰팡이에 대한 방제 효과가 있는 에센셜 오일을 함께 휘산 처리하여 동시에 방제하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 나타나 있지 않지만 푸른 곰팡이에 특이적인 에센셜 오일을 사용하여 휘산처리하면, 저장 과일에 가장 광범위한 병해의 하나인 푸른 곰 팡이병에 대해서도 효과적으로 방제할 수 있음은 당업자에게는 당연하다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 : 에센셜 오일의 항균활성 검증

1) 에센셜 오일의 종류에 따른 항균활성 비교

항균활성을 갖는 것으로 알려진 carvacrol, thymol, eugenol, safrole, methyl eugenol 및 cymene을 Aldrich사 또는 Sigma사로 부터 구입하여 항균활성을 비교하였다. 각 에센셜 오일의 구조는 도 1에 도시하였다.

PDA 배지 상에 4㎝거리를 두고 한쪽에는 잿빛 곰팡이병균의 agar plug를 접종하고, 한편으로는 carvacrol, thymol, eugenol, methyl eugenol, safrole, cymene을 methanol로 희석하여 50, 250, 500, 750, 1㎎씩 함유되도록 각각의 paper disc에 흡수시켰다. 상기 paper disc를 실온에서 15분간 방치하여 methanol를 모두 증발시킨 후 agar plug의 맞은편 배지 위에 치상하였다. 22℃ 항온기에서 상기 배지를 3일간 배양하고 무처리구와 균사 생장률을 비교 측정하여 각 에센셜 오일의 농도별 항균활성 효과를 평가하고 그 결과를 도 2에 도시하였다.

도 2에서 볼 수 있듯이 carvacrol과 thymol은 750㎍/disc의 농도에서 60%이상, methyl eugenol과 eugenol은 50% 이상의 균사생육억제 효과가 있었고 농도가 높아질수록 항균활성이 높았다. Safrole도 농도가 높아질수록 항균활성이 높아지는 경향이 있지만 carvacrol과 thymol에 비하여 상대적으로 낮았다. 한편 특이하게도 cymene은 농도가 높아질수록 항균활성효과가 낮아졌다. 따라서 동일 농도일 때 휘산에 의한 항균활성효과가 뛰어난 carvacrol, thymol, eugenol, methyl eugenol이 잿빛곰팡이병 방제제로써 이용 가능함을 확인하였다.

2) 항균활성 특성

에센셜 오일들의 항균활성 특성을 관찰하기 위하여 상기 1)의 실험에서 clear zone이 나타난 부분에 methylene blue를 떨어뜨리고, methylene blue가 흡수되는 양상을 현미경을 통해 관찰하였다(도 3). 도 3에서 확인할 수 있듯이 항균활성을 보이는 에센셜 오일 처리구에서 균사 선단부 및 균사에 균열이 생기며 이러한 부위를 통하여 세포질이 유출되는 현상이 관찰되었고 세포질이 유출된 부분의 균사는 비어있었다.

3) 에센셜 오일 함유 배지의 잿빛곰팡이 병균 생육억제

상기 1)에서 균사생육 억제율이 높았던 carvacrol, thymol, eugenol, methyl eugenol과 tween 20을 각각 6:4의 중량비로 혼합하여 에센셜 오일이 배지와 잘 섞이도록 하였다. 상기 혼합물을 에센셜 오일이 10, 50, 100ppm의 농도가 되도록 PDA 배지에 첨가하고 고압멸균하여 에센셜 오일 함유 PDA 배지를 제조하였다. 상기 배지에 잿빛 곰팡이병균의 균사 선단부 5mm를 접종하여 22℃에서 4일간 배양한 후 무처리구와의 균사생장률을 비교하여 균사생장 저해율을 검정하여 도 4에 도시하였다. Carvacrol, thymol, eugenol은 10ppm에서도 31%이상 균사의 생장을 억제 하였으며 50ppm이상의 농도에서 carvacrol과 thymol은 81%이상, eugenol은 65%이상 균사의 생육을 억제하였다. methyl eugenol은 10ppm의 농도에서 16%, 100ppm에서는 43%의 생육억제 효과를 보여 carvacrol, thymol, eugenol에 비하여 그 효과가 비교적 낮음을 알 수 있었다.

실시예 2 : 에센셜 오일의 분사에 의한 항균활성 검정

1) 에센셜 오일의 고농도 직접 분사

고농도 에센셜 오일의 직접적인 딸기 잿빛곰팡이병 방제 효과를 검정하기 위해 딸기(cv. 사찌노까)를 70% ethanol로 표면소독한 후 멸균수로 3회 씻어서 준비하였다. 잿빛 곰팡이병균의 포자를 6×10⁴spores/㎖의 농도로 20㎕를 딸기 화탁에 접종하였다. carvacrol, thymol, eugenol 또는 methyl eugenol을 5,000 또는 10,000ppm의 농도로 각각 멸균수에 섞어 용액을 제조한 후 살포하기 직전에 격렬히 흔들어서 분무기를 이용하여 상기 방법에 의해 준비된 딸기에 충분히 도포되도록 분무한 후 과량의 조성물은 털어내어 제거하였다. 상기의 딸기를 tray에 4개씩 넣고 뚜껑을 덮어 22℃ 항온기에서 4일간 방치한 후 딸기의 잿빛곰팡이병 이병률과 방제가를 조사하여 표 1에 나타내었다. 이병률과 방제가는 각각 하기 방법에 의해 계산하였다.

이병률 = 딸기 과실 1개에서 병에 걸린 면적(%)

방제가 = [1-(처리구의 이병률/무처리구의 이병률)]*100(%)

표 2에서 carvacrol과 thymol 처리구는 특이하게도 배지상에서의 분석결과와는 달리 대조구에 비하여 100~400% 이상의 병이 진전되었으며, eugenol과 methyl eugenol 처리구는 무처리구에 비하여 병 억제 효과가 있는 것도 있었지만 처리구간의 유의성이 매우 낮게 나와 결과에 대한 신뢰성이 낮았다. 이러한 결과는 고농도의 에센셜 오일을 처리하였을 경우 병방제 효과보다는 병진전 효과 또는 약해가 일어날 가능성이 있음을 말해준다.

2) 에센셜 오일의 저농도 직접분사

carvacrol, thymol, eugenol 또는 methyl eugenol 용액을 100 또는 200ppm의 농도로 제조한 것을 제외하고는 1)과 동일한 방법에 의해 에센셜 오일을 잿빛 곰팡이병균의 포자가 접종된 딸기에 분무하였다. 딸기에 에센셜 오일을 분무 처리한 후 tray에 넣고 뚜껑을 덮어 22℃ 항온기에서 4일간 둔 후 딸기의 잿빛곰팡이병에 대한 이병률을 조사하여 표 2에 도시하였다.

저농도로 에센셜 오일을 물에 희석하여 직접 처리하였을 경우 carvacrol은 고농도 처리구에 비하여 병억제 현상이 발생하였지만 여전히 병도 진전시켰는데 특히 100ppm과 200ppm 간에 효과의 차이가 매우 심하였으며 thymol의 경우 딸기 과실 표면에 약해를 일으키는 것 같았다. Eugenol 처리구는 농도가 낮아졌을 경우 병이 더욱 진전되었으며, methyl eugenol 처리구는 농도가 낮아짐에 따라 병방제 효과가 월등히 좋아졌다.

실시예 3 : 약해검정

in vitro에서 낮은 농도에서도 강력한 항균활성을 나타내었던 에센셜 오일들을 딸기에 직접 적용하였을 때 오히려 병진전 효과가 나타났고, 실험 처리구간의 편차가 컸다. 이러한 현상은 에센셜 오일의 약해가 물에 섞이지 않는 특성으로 인해 표출된 것으로 추정되어 에센셜 오일의 약해 유무를 검정하였다.

Carvacrol, thymol 또는 methyl eugenol을 ethanol에 녹인 뒤 100, 50, 10㎎/filter paper의 농도가 되도록 각각 filter paper(90㎜, Toyo, Japan)에 흡수시킨 다음 상온에서 ethanol을 완전히 증발시킨 다음, 600㎖들이 플라스틱 용기에 상처가 없는 딸기 과실(cv. Akihime) 4개씩과 함께 넣고 밀봉하였다. 20℃ 항온기에서 10일동안 외관을 관찰하고 그 사진을 도 5에 개시하였다.

도 5에서 A는 각 에센셜 오일 처리 후 4일째, B는 10일째의 사진이다. 도 5에서 확인할 수 있듯이 methyl eugenol을 제외한 carvacrol 또는 thymol 처리구는 처리 4일 후부터 딸기 과육의 변색이 나타났으며, 10일 후에는 과육의 완전한 탈색 및 당질과 같은 성분의 용탈이 일어났다. 그러나 특이하게도 methyl eugenol 처리구는 변색이나 당질과 같은 성분의 용탈이 전혀 일어나지 않아 외관상 약해가 전혀 없음을 확인하였다.

본 실시예의 결과로 실시예 2의 에센셜 오일의 분무 시 나타나는 잿빛곰팡이병의 이병률의 증가는 에센셜 오일의 약해와 관련이 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 에센셜 오일을 방제에 사용하기 위해서는 효과적인 방제 방법의 개발이 필요하다.

실시예 4 : 휘산에 의한 항균활성 검정

1) 근접거리에서의 농도별 휘산 효과

에센셜 오일의 휘산에 의한 항균효과를 검정하기 위하여 carvacrol, thymol, eugenol, methyl eugenol을 methanol로 희석하여 50, 250, 500, 750, 1㎎이 함유되도록 paper disc에 흡수시킨 뒤 실온 상태에서 15분간 방치하여 methanol를 모두 증발시켰다. PDA 배지 중앙에 잿빛 곰팡이병균의 agar plug를 접종하고 잿빛곰팡이 병균이 배지에 활착하도록 10시간 22℃ 항온기에서 배양하였다. Petri dish 뚜껑을 뒤집어서 바닥에 내려놓고 에센셜 오일이 흡수된 각각의 paper disc를 중앙에 배치한 후, 도 6과 같이 잿빛곰팡이 병균이 접종된 배지를 paper disc와 수직 5㎜, 수평 0㎜의 위치가 되도록 배치하고 거꾸로 뒤집어 밀봉하였다. 상기 배지를 22℃ 항온기에서 3일간 배양한 뒤 균사생장률을 측정하여 각 에센셜 오일의 농도에 따른 휘산 항균활성을 검정하여 도 7에 도시하였다.

도 7에 도시된 바와 같이 휘산에 의한 항균 효과는 500㎍/disc에서 carvacrol, thymol은 100%, eugenol은 78.6%, methyl eugenol은 36.7%의 균사생육억제효과가 있었다. 이처럼 carvacrol과 thymol의 휘산에 의한 항균 효과는 매우 뛰어나 에센셜 오일이 함유된 배지에서보다 더 강력하였다. methyl eugenol은 농도가 증가함에 따라 휘산항균활성이 증가하지만 그 폭은 상당히 낮았다.

일반적으로 에센셜 오일의 항균활성은 접촉에 의한 독성(contact toxic)으로 알려져 있으나 직접적인 접촉이 아닌 휘산에 의해 보다 강력한 항균활성효과를 얻을 수 있다는 것을 본 실험을 통하여 확인할 수 있었다.

2) 원거리에서의 농도별 휘산 효과

에센셀 오일이 흡수된 paper disc와 배지의 잿빛곰팡이 병균이 접종된 부분이 수직 5㎜, 수평 8㎝의 위치가 되도록 배치한 것을 제외하고는 1)과 동일한 방법에 의해 근접거리에서의 에센셜 오일의 휘산에 의한 항균활성을 검정하여 도 8에 도시하였다. 도 8에 도시된 바와 같이 원거리 휘산에 의한 항균 효과는 1)의 근접거리에서 확인되었던 강력한 휘산 항균활성 효과에 비해 현저하게 약해짐을 알 수 있었다. 즉, 500㎍/disc의 농도에서 carvacrol은 15.0%, thymol은 16.7%의 항균활성을 보여 근접거리에 비해 약 85% 정도 항균활성 효과가 감소되었으며, 근거리에서도 항균활성이 약했던 methyl eugenol은 1.7%의 균생육억제효과가 나타나 그 효과가 미미하였다.

3) 거리별 휘산 효과

거리별 휘산 항균활성효과를 검정하기 위하여 petri dish 한쪽 가장자리로부터 0, 2, 4, 6, 8㎝거리를 두고 잿빛곰팡이 병균을 접종하여 배지에 활착하도록 10시간동안 22℃ 항온기에서 배양하였다. 1)과 동일한 방법으로 에센셜 오일을 500 또는 1,000㎍흡수한 paper disc를 각각 제조하여, petri dish의 뚜껑을 뒤집어서 한쪽 가장자리에 놓았다. 잿빛곰팡이병균이 접종된 배지를 paper disc와 수직 5mm, 수평 0, 2, 4, 6, 8㎝의 거리가 되도록 배치하고 밀봉하였다. 상기 배지를 22℃ 항온기에서 3일간 배양한 뒤 균사생장률을 측정하여 도 9에 도시하였다. 도 9의 (a)는 에센셜 오일 농도가 500㎍; (b)는 1,000㎍일 때의 항균활성을 보여주는 그래프이다.

도 9에서 볼 수 있는 것과 같이 휘산에 의한 항균활성 효과는 거리가 멀어질수록 항균활성 효과가 낮아져 근거리, 원거리 휘산 항균활성검정 결과와 일치하였다. 500㎍/disc의 농도에서 carvacrol, thymol 및 eugenol은 2㎝ 거리에서 65%이상의 항균활성을 나타내었으며, 1,000㎍/disc의 농도에서는 carvacrol과 thymol이 70% 이상의 항균활성이 있었고, methyl eugenol이 40%이상의 항균활성을 보였다.

이러한 결과는 에센셜 오일의 종류에 따른 휘산률의 차이에 기인하는 것으로 생각되며 휘산이 잘 될수록 항균활성이 높을 것으로 추측할 수 있다.

실시예 5 : 에센셜 오일의 휘산에 의한 저장병해 방제

(1) 잿빛곰팡이병 방제효과

에센셜 오일의 휘산에 의한 항균활성 효과를 딸기 예냉 처리에 적용하여 저장병해 방제제로써 가능성을 검정하였다. 먼저 thymol, eugenol, methyl eugenol을 ethanol에 녹인 뒤 1 및 2㎎/kimwipe (215×210㎜, Yuhan-kimberly)의 농도로 흡수시킨 후 실온에서 15분간 방치하여 ethanol를 모두 증발시켰다. 딸기(cv. Akihime)를 구멍이 있어 공기가 순환되는 tray에 넣어 준비하였다. 도 10의 실험예에서와 같이 내부크기 10×5×50㎝ 부피의 항온기를 4℃로 맞추고 에센셜 오일이 흡수된 tissue를 항온기 내의 공기순환 fan이 있는 부분에, 상기의 딸기 tray를 항온기 밑부분에 놓고 각각 5, 10, 20, 30분간 에센셜 오일을 휘산 처리하였다. 휘산 처리가 완료된 후, tray를 꺼내 실온에 9일간 보관하면서 잿빛곰팡이병의 발생률을 측정하여 휘산에 의한 병방제 효과를 검정하였다. Ethanol이 모두 증발하지 않았을 경우의 영향을 파악하기 위하여 대조구로서 ethanol도 에센셜 오일과 같이 1 및 2㎎/kimwipe를 흡수시켜 휘산 효과를 검정하였다.

첫번째 실험 결과의 사진을 도 11에 도시하였으며, 도 11의 A는 무처리구, B는 ethanol 처리구, C는 eugenol 1㎎/10min 처리구, D는 thymol 2㎎/10min 처리구, E는 eugenol 2㎎/10min의 상온 보관 9일 후의 사진이다.

이때 무처리구의 발병률은 44.0%였다. Ethanol 처리구의 이병율도 41.7%(방제가 5.3%)로써 ethanol의 휘산은 잿빛곰팡이병 방제에 큰 효과가 없음을 확인하였다. 그러나 eugenol 2㎎/10min 및 1㎎/10min 처리구의 이병율은 각각 15.0%(방제가 65.9%), 15.8%(방제가 64.1%)로써 상당히 낮아 방제효과가 탁월함을 알 수 있었다. thymol 2㎎/10min 처리구의 이병율도 16.7%(방제가 62.1%)로써 eugenol과 마찬가지로 휘산에 의한 잿빛곰팡이병 방제효과를 얻을 수 있었다.

(2) 털빛곰팡이병 방제효과

두번째 휘산 실험은 2005년도 5월 초순에 실시되었는데 이때는 잿빛곰팡이병보다 털곰팡이병의 발생이 쉬운 온도조건으로 털곰팡이에 대한 이병률 및 방제가를 조사하여 2mg 처리구의 결과를 표 3에 도시하였다. 털곰팡이는 과량의 효소를 증식속도가 잿빛곰팡이병에 비하여 매우 빨라 털곰팡이에 오염된 tray에서는 잿빛곰팡이병이 발생하지 않았다. 이때 무처리구의 털곰팡이 이병률은 51.9%이었다. 털곰팡이는 저장병균으로써 다량의 효소를 분비하여 딸기 조직의 연화를 매우 빠르게 일으키며 많은 포자를 형성하는 것이 특징이다. 잿빛곰팡이병 방제에 효과적이던 eugenol은 털곰팡이에 대해서 활성이 없었으며, 병이 더욱 진전되는 양상을 나타내었다. 그러나 Thymol 20분 처리구에서는 100%의 방제가가 나타났는데 이러한 결과는 저장성 향상을 위한 에센셜 오일 제제 처리 실험에서 나타난 결과와 같았으며 thymol의 털곰팡이 특이적 항균활성을 말해주는 결과였다. 반면에 methyl eugenol 10분 처리구는 27.8%, 20분 처리구는 16.3%의 방제가가 나타나 휘산에 의한 항균활성은 낮은 것으로 나타났다.

이상과 같이 본 발명에 의한 에센셜 오일의 휘산 처리에 의하면 약해가 없으면서도, 인체에 무해한 천연 유래의 에센셜 오일을 매우 낮은 농도로 사용하여 과일 저장 시 가장 문제가 되는 잿빛곰팡이병 및 털곰팡이병을 효과적으로 방제할 수 있다.

Claims (8)

1. 에센셜오일을 사용한 저장과일의 방제방법에 있어서,

   유게놀 또는 티몰을 과일과 분리된 공간에 놓고 휘산시켜 과일이 들어있는 공간에 유입시키고, 과일이 들어있는 공간의 내부 공기를 공기순환 장치를 사용하여 순환시켜 저장과일에 휘산된 유게놀 또는 티몰을 처리하는 것을 특징으로 하는 저장과일의 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병 방제 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   저장 과일에 휘산된 유게놀 또는 티몰을 2~10℃에서 5~30분간 휘산 처리한 후 저장하는 것을 특징으로 하는 저장과일의 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병 방제 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   저장 과일에 대해 휘산된 유게놀 또는 티몰을 2~10℃에서 5~30분간 7일~10일 간격으로 주기적으로 처리하며 저장하는 것을 특징으로 하는 저장과일의 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병 방제 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   휘산된 유게놀 또는 티몰의 처리 농도는 유게놀 또는 티몰 2~10㎎/휘산처리공간㎥인 것을 특징으로 하는 저장과일의 잿빛곰팡이병 또는 털곰팡이병 방제 방법.
7. 삭제
8. 삭제

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