KR101264744B1

KR101264744B1 - 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물과 이를 이용한 양액재배방법 및 이를 이용한 기능성 소재

Info

Publication number: KR101264744B1
Application number: KR1020110026550A
Authority: KR
Inventors: 조주현; 백순옥; 김봉균; 박성환; 홍윤석
Original assignee: (주)휴럼
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2013-05-14
Also published as: KR20120108552A

Abstract

본 발명은 바나듐, 셀레늄, 아연 등과 같은 다양한 물질을 함유하고 있는 제주도 전역에 다량으로 산재한 화산재인 제주송이(Scoria)를 원료물질로 하여 양액재배용 조성물을 제조하고, 제조된 양액재배용 조성물로 식물을 재배하고, 재배된 기능성 식물을 이용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명인 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법은, 미생물을 이용하여 제주송이를 발효시켜 제주송이의 유용한 성분을 추출하여 제주송이 양액 준비단계(S10)와; 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액에 식물 종자를 불림하는 불림단계(S20)와; 상기 단계(S20)에서 불림된 식물 종자를 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액을 이용하여 재배하는 양액재배단계(S30)를 포함하며, 상기 불림단계(S20)에서 식물 종자는 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액에 3~5시간 침지하여 불림한다.

Description

미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물과 이를 이용한 양액재배방법 및 이를 이용한 기능성 소재{Manufacturing Method of Fermented Media using CHEJU Scoria and Nutriculture Method and Functional Materials for Preventing and Treating of Thereof Manufacturing}

본 발명은 바나듐(vanadium), 셀레늄(selenium), 아연 등과 같은 다양한 물질을 함유하고 있는 제주도 전역에 다량으로 산재한 화산재인 제주송이(Scoria)를 원료물질로 하여 양액재배용 조성물을 제조하고, 제조된 양액재배용 조성물로 식물을 재배하고, 재배된 기능성 식물을 이용하는 방법에 관한 것이다.

제주도 전역에 산재에 있는 화산재인 제주송이(Scoria)에는 다양한 물질을 함유하고 있는 것을 알려져 있다.

이러한 다양의 물질을 함유하고 있는 제주송이(Scoria)를 이용하고자 하는 기술이 아래와 같이 제공되어 있으며, 현재에도 계속 제주송이를 이용한 기술개발을 하고 있는 실정이다

(KR) 등록특허 제301790호의 제주송이를 원료로 하는 제올라이트 물질의 제조방법에서는 염기성 물질인 수산화나트륨 용액을 이용하여 산화알루미늄을 포함하는 제주송이를 수열합성법에 의하여 제올라이트 물질을 제조하는 방법이 제공되어 있다.

또한, 1994년도에 발표된 학술자료(발행처 : 한국생물환경조절학회)에는 제주송이를 이용한 방울토마토 양액재배에서 양액성분의 변화에 대한 기술이 제공되어 있다. 상기 제공된 기술에서는 제주송이를 플라스틱 육묘상자에 단순 담액한 후 방울토마토를 재배하도록 하고 있다.

본 출원인은 제주송이가 함유하고 있는 바나듐(vanadium), 셀레늄(selenium), 아연 등의 성분을 양액재배에 이용하고자 하는 기술을 제공하고자 하며, 이를 이용하여 기능성 식물을 재배하고자 한다.

당뇨병은 발생기전에 따라 크게 제 1형 당뇨병과 제 2형 당뇨병으로 나눌 수 있다.

상기 제 1형 당뇨병 (인슐린 의존성 당뇨병 IDDM, insulin dependent diabetes melitus)은 췌장에서 인슐린 분비의 이상이 생겨서 발생하는 것으로 그 원인은 자가면역반응에 의하여 인슐린을 생산하는 췌장의 베타세포가 파괴되어 인슐린 분비가 감소되게 된다. 이에 비해 제 2형 당뇨병은 베타세포에서의 인슐린 분비는 정상적으로 이루어지나 말초조직에서의 인슐린 저항성이 높아 당대사에 이상이 생겨 나타나는 것으로 성인형 당뇨병이라고도 하며 전체 당뇨환자의 약 90%가 이에 해당한다.

비만 등의 원인으로 인슐린 저항성이 높아지게 되면 인슐린 분비는 계속 증가되어 합병증을 유발하게 되며 최종적으로는 인슐린을 만드는 췌장 세포가 그 기능을 잃게 된다.

제 2형 당뇨병으로의 진행에 있어서 당뇨병 전증이라는 단계를 거치는데, 당뇨병전증(Predaibetes)는 정상과 당뇨병의 중간을 나타내는 용어로서 내당능장애와 공복혈당장애를 말한다.

상기 내당능장애란 경구 당부하검사에서 2시간 후 혈장 포도당 농도가 141~199㎎/㎗ 일 때를 말하며, 상기 공복혈당장애는 공복혈장 포도당 농도가 111~125㎎/㎗ 일 때를 가리킨다.

당뇨전증(Predaibetes)은 당뇨병의 전단계로서 제2형 당뇨병의 위험인자인 동시에 심혈관계 질환의 위험요소로서 그 유병률이 증가하는 질환이지만, 현재까지 이에 대해서는 경구혈당강하제나 인슐린치료시 발생할 수 있는 저혈당의 유발 위험성 등으로 특별한 치료 대신 운동요법과 식이요법이 권해지고 있다.

이에 당뇨병에 이르기 전에 예방할 수 있거나 발생 후 치료를 예방할 수 있는 소재개발이 필요하게 되었다.

식이요법 중의 하나가 바나듐이 함유된 식품의 섭취로, 바나듐에 대한 연구는 약 30년 전, 이스라엘 와이즈만 연구소의 Yoram Shechter 교수는 조직실험에서 미량금속 원소인 바나듐(vanadium)이 인슐린의 대사효과와 비슷한 기능을 한다는 것을 발견했고, 당뇨병에 바나듐을 투여하면 당뇨병으로 인한 여러 가지 대사결함을 치유할 수 있다는 것을 확인한 바 있다. 또한 일본의 여러 공동연구팀이 미네랄의 일종인 바나듐을 포함한 천연수가 당뇨병을 개선하는 효과가 있다는 연구결과 등 바나듐이 당뇨질환을 개선시키는 것으로 판단하였다.

이 밖에도 바나듐을 활용하기 위한 연구로,

VANADIUM ION-CONTAINING SUGAR, LIPID AND/OR NITROGEN METABOLIC DISEASE-IMPROVING AGENT(일본(JP)공개번호:2007031282)가 당뇨병을 비롯한 당대사 질환, 또는 지방질 대사나 질소대사에 관련하는 질환의 개선, 치료제를 제공하는 기술로, 바나듐 이온(V)을 적어도 80㎍／L함유하는 음료수인 것을 특징으로 하는 당, 질소, 및／또는 지방질 대사 질환의 개선제를 제공하며, 바나듐 이온(V)의 함유량은 바람직하게는 100~300㎍／L이며, 보다 바람직하게는 200~250㎍／L이며, 본 발명의 하나의 실시형태로서 상기 음료수가 미네랄 워터, 녹차, 홍차, 쥬스 또는 유산균 음료 등의 형태 활용이 가능한 기술이라는 연구와,

VANADIUM ION-CONTAINING AGENT FOR AMELIORATING HYPERTENSION, HYPERLIPEMIA AND NEUTRAL-FAT LIPEMIA AND BLOOD SUGAR-LOWERING AGENT FOR HYPERLIPEMIA AND NEUTRAL-FAT LIPEMIA PATIENT(일본(JP)공개번호:2006232679)는 성인병 질환을 가지는 사람들을 대상으로 일정기간 바나듐 이온수의 음용에 의한 효과를 검증해, 이들의 치료 결과에 근거하고, 성인병 질환에 대한 신뢰 생기는 바나듐 이온수의 용도를 제공하는 기술로, 바나듐 이온(V)을 적어도 80㎍／L의 농도로 함유하는 수용액의 형태에 있어, 포유동물에서 고혈압의 예방 또는 치료에 이용하는 고혈압 개선제 등 당뇨병의 예방 또는 치료에 이용하는 혈당 강하제를 제공하는 것을 특징으로 하고 있는 것,

METHOD FOR PRODUCING VANADIUM-CONTAINING MYCELIUM OF AGARICUS AND FOOD HAVING AGARICUS FUNCTION(일본(JP)공개번호:2006180716)는 항종양 작용 등을 가지는 버섯으로서 알려져 있는 아가리쿠스버섯에, 당뇨병의 예방 등에 효과적인 원소이라고 되고 있는 바나듐을 함유시킨 기능성 식품과, 그 기능성 식품을 효율 좋고 생산하는 생산 방법을 제공하는 것으로, 탄소원, 질소원, 미네랄원, 물 등의 배양 성분과 함께 수용성 바나듐 화합물을 포함한 배양지에 아가리쿠스버섯 균사체의 종 배양액을 접종 해 육성해, 바나듐을 함유하는 아가리쿠스버섯 균사체를 얻는 기술로, 이 아가리쿠스버섯 균사체를 원심분리기 등의 분리 장치를 이용해 액체와 분리해, 건조기로 건조한 후, 분쇄 장치로 분쇄하고, 바나듐 함유 균사체 분말으로 구성되는 기능성 식품을 얻는 것을 특징으로 하는 기술과,

VANADIUM-CONTAINING RADISH SPROUT AND METHOD FOR CULTURING THE SAME(일본(JP)공개번호:2006166833)는 당뇨병의 예방 등에 효과적인 원소이라고 되고 있는 바나듐을 함유해, 일상적으로 간편하게 음식 할 수 있는 식품으로서 바나듐을 함유하는 어린 떡잎 무를 제공하는 것으로, 발아한 어린 떡잎 무의 종자를 수경재배 용수조에 넣어 그 수조 내에 물에 가용성의 칼리, 인, 질소 등을 포함한 소정 온도의 액체 비료를 공급하면서 육성하는 어린 떡잎 무의 재배 방법이며, 상기 액체 비료에 바나듐의 가용성 화합물을 첨가하고 육성을 실시하는 것으로, 이 어린 떡잎 무의 재배 방법에 있어서, 액체 비료 중의 바나듐 농도를 0.05 ~ 10㎎/ℓ로 하는 것이 바람직하고, 이 방법에 따라 생산되는 어린 떡잎 무의 바나듐 함유량은, 10~100 ppm 정도로 하는 것이 바람직하게 수행하는 기술을 들 수 있다.

상기한 바와 같이, 바나듐을 이용한 소재 및 제품생산에 대한 연구가 이루어지고 있으나 체계적인 연구는 아직까지 미미한 수준으로 본 기술도 당뇨병의 예방을 통한 발병률을 감소시켜주는 동시에 치료보조역활이 가능한 기능성 소재 생산에 관한 기술이다.

국내 특허등록 제301790호(2001. 06. 28. 등록)

제주송이를 이용한 방울토마토 양액재배에서 양액성분의 변화(발표년도 : 1994. 발행처 : 한국생물환경조절학회)

본 발명자들은 바나듐(vanadium), 셀레늄(selenium), 아연 등 다양한 성분을 함유하고 있는 제주송이를 이용한 기능성 소재를 연구하던 중, 제주송이에 함유되어 있는 다양한 유용성분인 바나듐(vanadium), 셀레늄(selenium), 아연 등을 양액재배에 활용가능한 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 제공하고자 하며,

또한, 상기 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 이용한 다양한 식물의 양액재배 조건을 확립하고자 하는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 이용한 양액재배방법을 제공하며,

또한, 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 이용한 양액재배된 기능성 식물을 이용한 소재를 제공하고자 한다.

즉, 본 발명의 출원인은 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 이용하여 양액재배되는 식물 내 당뇨예방 및 치료효능을 갖는 바나듐이 축적되는 것을 확인하였으며, 또한 셀레늄, 아연 등도 축적되는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물은, 미생물을 이용하여 제주송이를 발효시켜 제주송이의 유용한 성분을 추출하여 획득되며, 상기 미생물은 Bacillus sp.이 단독 또는 혼합된 것을 사용한다.

다른 발명인 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법은, 미생물을 이용하여 제주송이를 발효시켜 제주송이의 유용한 성분을 추출하여 제주송이 양액 준비단계(S10)와; 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액에 식물 종자를 불림하는 불림단계(S20)와; 상기 단계(S20)에서 불림된 식물 종자를 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액을 이용하여 재배하는 양액재배단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제주송이 양액 준비단계(S10)에서 미생물은 Bacillus sp.이 단독 또는 혼합된 것을 사용한다.

상기 불림단계(S20)에서 식물 종자는 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액에 3~5시간 침지하여 불림하는 것을 특징으로 한다.

상기 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물인 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법으로 재배된 기능성 식물 중 바나듐 또는 셀레늄 또는 아연을 함유하는 각각의 기능성 식물을 유효성분으로 하는 예방과 그 치료용 기능성 소재로 할 수 있다.

상기와 같이 본 발명인 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물은 미생물로 제주송이를 발효시켜 송이가 함유하고 있는 바나듐, 셀레늄, 아연 등의 성분을 추출하고 이를 이용하여 양액재배에 사용되는 양액재배용 양액을 제조함으로써 바나듐, 셀레늄, 아연 등을 함유하는 양액재배용 기능성 조성물(양액)을 제공할 수 있다.

또한, 상기와 같이 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 사용한 양액재배 방법에 의하여 식물을 재배하여 기능성의 식물을 획득하여 국민건강을 도모할 수 있다.

또한, 상기와 같이 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 사용한 양액재배 방법으로 재배되는 기능성 식물은 다량의 바나듐, 셀레늄, 아연 등을 함유함으로써 다양한 질병의 예방과 그 치료용 기능성 소재로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 획득하고 이를 이용하여 식물을 양액재배하는 단계구성도.
도 2는 제주송이를 미생물로 발효시켜 획득한 양액재배용 기능성 조성물인 양액을 단독으로 또는 제주송이 또는 옥돌 등을 넣어 재배하는 것을 도시한 개략도.
도 3은 제주송이를 미생물로 발효시켜 획득한 양액재배용 기능성 조성물로 단기작물(식물)을 양액재배한 새싹유채 사진.
도 4는 제주송이를 미생물로 발효시켜 획득한 양액재배용 기능성 조성물로 단기작물(식물)을 양액재배한 새싹브로콜리 사진.
도 5는 제주송이를 미생물로 발효시켜 획득한 양액재배용 기능성 조성물로 단기작물(식물)을 양액재배한 적무싹 사진.

본 발명은 바나듐(vanadium), 셀레늄(selenium), 아연 등 많은 유용한 성분을 함유하고 있는 제주송이(스코리아)를 미생물로 발효시켜 양액재배의 양액으로 이용하여 바나듐. 셀레늄, 아연 등이 함유된 식물을 얻어지며, 이 식물을 유효성분으로 다양한 기능성 소재를 제공한다. 특히 바나듐을 함유하고 있는 식물의 경우 당뇨질환의 예방 및 치료용 기능성 소재를 제공하게 된다.

상기 기능성 소재는 약학 및 식품을 포함한다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 바나듐, 아연 등을 함유한 양액재배용 조성물과 식물의 재배는 하기와 같은 방법으로 제조된다.

도 1을 참조하면,

1. 양액준비단계( S10 )

제주송이를 이용하여 바나듐, 셀레늄, 아연 등 다양한 유용한 성분을 함유하면서 식물이 발아 및 생육성장에 알맞은 추출기술을 통하여 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 제조한다.

상기 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 제조하는 양액준비단계(S10)는, Bacillus sp.이 단독 또는 혼합된 미생물을 이용하여 제주송이를 발효시켜 제주송이가 함유하고 있는 바나듐, 셀레늄, 아연 등 다양한 유용한 성분을 추출하여 양액재배시 사용되는 양액을 준비하는 것으로,

발효조에 제주송이와 당류와 물을 넣은 후 미생물(Bacillus sp. 단독 또는 혼합된 미생물)을 넣고 4~15일 동안 상온(30±5℃)에서 발효시킨다.

발효조에서 발효된 발효물을 분석해본 결과, 4일째부터 양액재배로 사용할 수 있는 0.200㎎/L의 바나듐을 함유하였으며, 15일째는 바나듐 함량이 2.5 ㎎/L이며, 그 후에는 바나듐 함량의 함량변화가 거의 없었다.

그러나 제주송이 및 균상태에 따라 발효일 수는 달라질 수도 있다.

2. 불림단계( S20 )

상기 제조된 제주송이 양액(기능성 조성물)을 이용하여 식물 종자를 3~5시간 동안 침지시켜 불림을 한다. 상기 식물 종자는 씨앗번식식물인 경우에는 씨앗이며, 줄기번식식물인 경우에는 줄기, 뿌리번식식물인 경우에는 뿌리로 식물의 번식을 위한 근원(매개체)이다.

상기와 같이 식물 종자를 제주송이 양액(기능성 조성물)에 침지시켜 불림시 일부는 발아를 될 수 있으며, 이와 같이 하여 식물 종자가 제주송이 양액(기능성 조성물)에 내에서 불림함으로써 재배되는 식물의 경우 제주송이 양액(기능성 조성물) 내에 함유되어 있는 다량의 유용한 성분을 식물이 함유하게 된다.

이때 불림액으로 사용되는 제주송이 양액(기능성 조성물)의 pH는 6.4±0.3으로 조절하여 사용한다.

3. 양액재배단계( S30 )

상기 불림시킨 식물 종자를 제주송이 양액(기능성 조성물)을 이용하여 양액재배를 실시하여 바나듐, 셀레늄, 아연 등을 함유한 식물을 수득하였다.

양액재배단계(S30)에서는 불림된 식물 종자를 사용하는 것아 바람직하나, 불림하지 않은 식물 종자를 사용할 수도 있다.

이때 재배되는 식물 위로 상기 제주송이 양액재배용 조성물을 1일 2~12회 정도 일정간격으로 분무기로 분무해줄 수도 있다(1회 분무량은 4~11㎖/100㎠).

이때 새싹채소류와 같은 단기작물의 경우 양액재배기간이 4~9일 정도가 소요되며, 중기이상의 작물의 경우 양액재배기간이 10일 이상이 소요된다.

단기 및 중장기 작물을 양액재배하는 경우 제주송이 양액을 단독으로 사용가능하며, 또한 제주송이양액과 기타 양액과 혼합하여 사용이 가능하다.

도 2는 본 발명인 제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 이용하여 양액재배를 하는 실시 예를 도시한 것으로, 도 2의 (a) 내지 (c)와 같은 다양한 방법으로 양액재배 할 수 있다.

즉, 도 2의 (a)와 같이 제주송이 양액재배용 기능성 조성물(3)이 담긴 양액재배용 용기(1)에 불림된 식물 종자(2)를 재배할 수 있으며, (b)와 같이 제주송이 양액재배용 기능성 조성물(3)과 제주송이(4)가 담긴 양액재배용 용기(1)에 불림된 식물 종자(2)를 재배할 수 있으며, (c)와 같이 제주송이 양액재배용 기능성 조성물(3)과 옥돌 또는 일반돌(5)가 담긴 양액재배용 용기(1)에 불림된 식물 종자(2)를 재배할 수 있다.

상기 사용된 식물은 (새싹)유채, (새싹)메밀, (새싹)보리, 다채싹, (새싹)브로콜리, (새싹)청경채, 스테비아, 적무싹, 순무싹, (새싹)완두, (새싹)배추, (새싹)새론무, (새싹)무순, 미나리, 콩나물, 스테비아 등이 사용될 수 있다.

4. 식물 수득단계( S40 )

이와 같이 제주송이 양액재배용 기능성 조성물(양액)을 이용하여 양액재배하여 얻어진 제주송이가 함유하고 있는 바나듐, 아연을 함유된 식물의 경우, 착즙, 추출 등을 통하여 건강음료를 포함한 다양한 제형으로 제품화가 가능하며, 또한 가공하지 않고 직접섭취가 가능하다.

또한, 상기 양액재배된 식물의 성분을 분석하여 다량의 바나듐을 함유한 식물은 당뇨예방 및 당뇨질환의 개선을 목적으로 하는 예방과 그 치료용 기능성 소재 또는 건강(기능)식품에 첨가될 수 있고, 다량의 아연을 함유한 식물은 경우 탈모 및 미각둔화방지를 목적으로 하는 예방과 그 치료용 기능성 소재 또는 건강(기능)식품에 첨가될 수 있다.

본 발명의 식물이 식품 첨가물로 사용할 경우, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.

본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당 및 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스 및 수크로오스와 같은 디사카라이드, 덱스트린 및 시클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 및 자일리톨, 소르비톨 및 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시한다. 그러나 하기의 실시 예는 본 발명을 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시 예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

1. 실시예 : 제주송이를 미생물로 발효시켜 양액제조

제주송이(scoria)를 크기별로 구분하여, 4~6 mesh의 송이 2㎏, 당류 1㎏, 물 20L을 각각 발효조에 넣은 다음 미생물(Bacillus sp.)을 넣고 상온에서 7일간 발효시킨다.

이와 같이 발효되어 얻어진 발효물을 여과하여 양액재배용 양액(기능성 조성물)을 제조한다.

표 1에서 제조된 양액재배용 양액(기능성 조성물)은 제주송이(scoria)에서 추출된 유용한 성분에 의하여 바나듐 0.634 ppm, 아연 52ppm, 망간 344ppm 등을 함유한다.

제주송이를 미생물로 발효하여 획득한 양액의 주요 성분 함량(단위:㎎/ℓ)

구분	Mn	Fe	Co	Ni	Zn	Pb	Cd	Se	V
미생물로 발효시켜 획득한 양액	344	115	-	-	52	-	-	-	0.634

2. 제주송이를 발효시켜 추출한 양액(기능성 조성물)의 첨가양액비율에 따른 식물(새싹유채)의 발아율

상기의 실시예에서 제주송이를 발효시켜 추출하여 제조한 양액에 아래와 같이 증류수를 혼합하여 새싹유채의 발아율을 시험하였다. 이때 사용한 발효시킨 양액의 바나듐(V) 농도는 0.310±0.02 ㎎/㎏이다.

양액 100중량% + 증류수 0중량%, 양액 75중량% + 증류수 25중량%, 양액 50중량% + 증류수 50중량%, 양액 25중량% + 증류수 75중량%, 양액 0중량% + 증류수 100중량%과 같이 5 실험군을 가지고 새싹유채의 발아율을 시험하였다.

새싹유채를 각각의 실험군별 2개의 Petri-dish(부직포+혼합비율별)에 5종류(종류별 100개의 종자)를 넣는 후, 식물배양기(온도20℃, 습도 40~60%)에 넣어서 발아율을 24시간 후, 36시간 후, 48시간 후 각각 관찰하여 하기 표 2과 같은 결과를 얻었으며, 증류수에 비하여 제주송이 추출액인 기능성 조성물로 발아시킨 유채종자가 다소 발아율이 늦은 결과를 얻었으나, 보통 새싹유채의 발아율이 80~90%와 유사한 결과를 얻었다.

제주송이 추출액의 혼합비율에 따른 새싹유채의 발아율

구분	24시간	36시간	48시간
양액 100중량% + 증류수 0중량%	15±3	66±2	84±2
양액 75중량% + 증류수 25중량%	20±3	65±2	86±2
양액 50중량% + 증류수 50중량%	40±3	68±2	86±2
양액 25중량% + 증류수 75중량%	56±3	76±2	89±2
양액 0중량% + 증류수 100중량%	70±3	84±3	98±2

3. 제주송이을 미생물로 발효시켜 획득한 추출물을 양액재배용 기능성 조성물인 양액을 이용하여 다양한 식물재배

제주송이를 이용하여 양액재배에 필요한 양액을 준비하는 양액준비단계(S10)와; 상기 단계(S10)에서 준비한 양액(기능성 조성물)을 이용하여 식물 종자를 불림하는 불림단계(S20)와; 상기 단계(S20)에서 불림을 마친 식물 종자를 양액준비단계(S10)에서 준비한 제주송이 양액(기능성 조성물)을 이용하여 재배하는 양액재배단계(S30)와; 상기 단계(S30) 과정의 재배를 마친 식물을 수득하여 제주송이양액 유래의 주요성분을 분석하여 품질을 확보하여 수득하는 식물수득단계(S40)로 식물을 양액재배를 한다.

보다 세부적인 구성으로는 다음과 같다.

제주송이를 이용하여 양액재배에 필요한 제주송이 양액을 준비

상기 실시예에서와 같이 제주송이(scoria)를 크기별로 구분하여, 4~6 mesh의 송이 2㎏, 당류 1㎏, 물 20L을 각각 발효조에 넣은 다음 미생물(Bacillus sp.)을 넣고 상온(30±5.0℃)에서 7일간 발효시킨다.

이와 같이 발효되어 얻어진 발효물을 여과하여 pH를 6.4±0.3으로 조절하여 양액재배용 양액(기능성 조성물)을 준비한다.

제주송이 양액재배용 기능성 조성물을 이용하여 식물 종자를 불림

상기 준비한 제주송이 양액재배용 기능성 조성물(양액)을 이용하여 식물을 4시간 동안 불림한다.

불림한 식물 종자를 제주송이 양액재배용 조성물로 양액재배

상기 불림한 식물 종자를 상기 제주송이 양액재배용 조성물을 이용하여 양액재배를 한다.

이때 재배되는 식물 위로 상기 제주송이 양액재배용 조성물을 1일 4회 일정간격으로 분무기로 1회 6㎖/100㎠ 양으로 분무해한다.

재배기간은 단기작물(새싹채소 등)의 경우 3~9일이 소요되고, 중장기 작물의 경우 10일 이상 소요된다.

제주송이 양액재배용 조성물을 이용하여 양액재배한 식물

단기작물의 경우 3일~9일, 중장기 작물의 경우 10일 이상 재배하여 식물을 수확한다.

수확한 식물은 건조 후 식물의 이용성 등 품질을 확보하기 위하여 식물 내의 바나듐, 아연, 셀레늄 등의 함량을 분석한다.

4. 제주송이 양액재배용 조성물로 양액재배한 식물의 주요성분 함량분석

제주송이 양액재배용 조성물로 양액재배 한 식물을 건조하여 다음과 같은 방법으로 전처리한 다음 ICP-AES으로 바나듐함량을 분석하여 표3과 같은 결과를 얻었다.

상기 전처리과정은 삼각플라스크나 비커에 시료 약 0.2500 ~ 2.000g을 취한 후 HNO₃ 용액 10mL를 첨가하여 가열/교반하고, 시료가 완전히 분해되면 가열하여 HNO₃를 날려보낸 다음 다시 삼각플라스크에 HNO₃ 3mL를 첨가 후 가열하면서 H₂O₂를 거품이 발생하지 않을 때까지 첨가하고(유기물과 반응하여 CO₂발생), 반응이 끝나면 투명한 색이 되며, 거의 증발시킨 후 식혀 일정 부피까지 증류수로 채우고(희석배수가 50배가 넘지 않도록 한다), ICP-AES으로 바나듐 등 주요성분의 함량을 분석하였다.

아래 표 3에서 보는 바와 같이 식물자원의 유채의 경우 건조물을 기준으로 바나듐이 2.24ppm, 망간이 84ppm, 아연이 48ppm으로 분석되었으며, 새싹배추의 경우 건조물을 기준으로 바나듐이 1.98ppm, 망간이 68.74ppm, 아연이 65.32ppm, 셀레늄이 2.01ppm으로 분석되었고, 비빔용새싹의 경우 건조물을 기준으로 바나듐이 1.84ppm, 망간이 51.24ppm, 아연이 38.24ppm, 셀레늄이 1.85ppm으로 분석되었다. 그 이외에도 새싹메밀, 적무싹 등이 바나듐을 축적하고 있는 것으로 분석되었다.

제주송이 양액재배용 조성물로 양액재배한 식물의 주요성분의 함량(단위 : ㎎/㎏)

구분	Cr	Mn	Fe	Co	Zn	As	Pb	Cd	Se	V
새싹유채	-	84.24	76.10	-	48.62	-	-	-	-	2.24
새싹배추	-	68.74	60.45	-	65.32	-	-	-	2.01	1.98
비빔용새싹	-	51.24	54.27	-	38.24	-	-	-	1.85	1.84
새싹메밀	-	24.67	49.34	-	27.12	-	-	-	-	0.84
적무싹	-	21.68	38.34	-	27.62	-	-	-	-	1.62

본 발명의 미생물을 이용한 제주송이의 유용한 성분의 발효추출기술을 통하여 많은 유용한 물질을 함유한 양액을 제조하여, 이 제주송이 양액을 이용하여 식물을 양액재배 하였을 경우 식물 내 바나듐, 셀레늄, 아연 등의 유용한 성분을 함유하고 있어 이 식물을 산업적으로 다양하게 이용할 수 있다.

특히 바나듐이 많이 함유된 식물의 경우에는 당뇨예방 및 치료효과가 우수하여 유용하게 사용할 수 있으며, 셀레늄이 많이 함유된 식물의 경우에는 항암효과, 피부건강 및 피부노화, 혈액순환과 관련된 소재로 유용하게 사용될 수 있고, 아연이 많이 함유된 식물의 경우 탈모 및 미각둔화방지와 관련된 소재로 유용하게 사용될 수 있다.

1 : 양액재배용 용기 2 : 불림된 식물 종자
3 : 기능성 조성물 4 : 제주송이
5 : 일반돌

Claims

제주송이를 이용한 식물의 양액재배용 조성물에 있어서,
미생물을 이용하여 제주송이를 발효시켜 제주송이의 유용한 성분인 바나듐, 셀레늄, 아연 성분 중 선택되는 하나 이상의 성분을 추출하여 획득되는 것을 특징으로 하는 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 미생물은 Bacillus sp.이 단독 또는 혼합된 것임을 특징으로 하는 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액재배용 기능성 조성물.
제주송이를 이용한 식물의 양액재배에 있어서,
미생물을 이용하여 제주송이를 발효시켜 제주송이의 유용한 성분인 바나듐, 셀레늄, 아연 성분 중 선택되는 하나 이상의 성분을 추출하여 제주송이 양액 준비단계(S10)와;
상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액에 식물 종자를 불림하는 불림단계(S20)와;
상기 단계(S20)에서 불림된 식물 종자를 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액을 이용하여 재배하는 양액재배단계(S30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법.
제3항에 있어서,
상기 제주송이 양액 준비단계(S10)에서 미생물은 Bacillus sp.이 단독 또는 혼합된 것임을 특징으로 하는 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 불림단계(S20)에서 식물의 종자는 상기 단계(S10)에서 준비된 제주송이 양액에 3~5시간 침지하여 불림하는 것을 특징으로 하는 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법.
제3항 또는 제4항에 기재된 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법으로 재배된 기능성 식물 중 바나듐을 함유한 기능성 식물을 유효성분으로 하는 기능성 소재.
제3항 또는 제4항에 기재된 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법으로 재배된 기능성 식물 중 셀레늄을 함유한 기능성 식물을 유효성분으로 하는 기능성 소재.
제3항 또는 제4항에 기재된 미생물 발효로 추출되는 제주송이 양액을 이용한 기능성 식물의 양액재배방법으로 재배된 기능성 식물 중 아연을 함유한 기능성 식물을 유효성분으로 하는 기능성 소재.