KR101270628B1 - 황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 문화재 보존용 방충 및 살충용 조성물 - Google Patents

황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 문화재 보존용 방충 및 살충용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 황벽나무 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 및 살충용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 황벽나무 추출물 또는 이의 헥산(Hex), 메틸렌클로라이드(MC) 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물은 담배, 곡물, 종이, 의복 및 목재 등에 가해를 입히는 권연벌레 및 곡류에 심각한 피해를 주며, 살충제에 내성이 가장 강한 것으로 알려진 쌀바구미에 대한 살충 또는 방충 활성을 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 문화재 보존용 방충 및 살충용 조성물{The composition comprising extraction or fraction of Phellodendron amurense having insect resistance or insecticidal activities for protection of cultural heritage}
본 발명은 황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 문화재 보존용 방충 및 살충용 조성물을 제공한다.
우리나라의 지정문화재 중 유기질 문화재가 국보의 28.5 %, 보물의 44.1 %로 매우 높은 비율을 차지하고 있어 해충이나 미생물 등 생물적 손상에 따른 보존관리의 필요성이 매우 중요하게 부각되고 있다(한성희 외 1997). 금속, 석재, 도토기와 같은 무기질 문화재에 비해 섬유, 종이, 목재 등으로 이루어진 유기질 문화재는 그 재질의 특성상 미생물, 곤충과 같은 생물적 요인에 의한 피해가 야기되기 쉽다. 미생물 및 곤충과 같은 생물열화원에 의한 유기질 문화재의 피해는 문화재 외관을 오염시키거나 글씨, 무늬 장식등에 손상을 주어 미적가치를 하락시킬 뿐만 아니라 재질손상으로 인한 구조적 관점에서도 심각한 문제를 야기한다.
목조 문화재내의 많은 목재들은 심각한 부후균의 가해를 받고 있으며 이에 의한 목재의 부후는 구조적 또는 미학적인 관점에서 심각한 문제를 야기하는 것으로 알려져 있다(김규혁 외 1999). 부후를 일으키는 균류로는 백색, 갈색부후균 그리고 표면오염균을 들 수 있는데 주로 목재 조직의 건조, 부패와 균열, 스펀지화, 솜털화, 분말화 그리고 변색 등 다양한 목재 손상 특성을 나타낸다(Savluchinske-Feio et al. 2007).
권연벌레(Lasioderma serricorne)는 담배벌레라고도 하며 일년에 2-3회 발생하여 담배, 곡물, 종이, 의복, 목재 등에 가해를 입히는 주요 저장해충으로 잘 알려져 있다(Freeman 1980, Tdri 1984). 또한 목조건축 문화재와 유기질 동산문화재에 서식하면서 심각한 구조적 손상을 야기하는 문화재 가해 해충이기도 하다(이규식 2001). 최근 국립문화재연구소에서 실시한 주요 목조문화재 생물피해 조사 결과 흰개미 및 권연벌레 등에 의한 목조문화재의 손상사례가 조사되었으며, 이를 보존하기 위한 충해방제사업이 추진되고 있는 실정이다.
살충제에 내성이 가장 강한 것으로 알려진 쌀바구미(Sitophilus oryzae (L.))는 범세계적으로 분포하면서 저장곡물의 양적 손실만이 아니라 저장환경의 온도와 습도의 변화를 통한 품질의 저하를 초래함은 물론 곰팡이의 급속한 성장을 유도함으로써 곡물의 부패를 야기하고 곰팡이 독소(mycotoxin)의 생성을 가능하게 함으로써 식품의 안전을 위협하는 해충이다.
저장곡물에서의 쌀바구미 방제는 그 자체로 의미가 있지만 식품위생의 측면에서는 곰팡이에 의한 부패와 독소생성을 예방하거나 억제한다는 점에서 의미가 더 크다(윤태중, et. al., Korean J. appl . Entomol ., 2003, 42(4);329-334).
문화재에 서식하는 균·충류를 살멸하는 방법으로 현재 널리 사용되고 있는 방법은 가스에 의한 훈증법이다. 현재 살균제로 메틸브로마이드(methyl bromide)나 설푸릴플루오라이드(sulfuryl fluoride)와 같은 살충용 훈증가스, 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)나 프로필렌옥사이드(propylene oxide)와 같은 살균용 훈증가스, 메틸브로마이드와 에틸렌옥사이드를 혼합한 살충·살균제인 훈증가스, 파라디클로로벤젠(p-dichlorobenzene), 디클로보스(dichlovos), 장뇌(camphor), 클로버 오일(clover oil)과 같은 승화성 살충·살균제인 파라포름알데히드(p-formaldehyde)나 티몰(thymol)과 같은 승화성 살균제나 방미제가 이용되고 있다(오준석 2007).
이중, 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)와 살충제인 메틸브로마이드(methyl bromide)의 혼합가스가 세계적으로 문화재를 가해하는 균·충류 방제에 사용되고 있다.
그러나 이러한 가스 훈증제는 안정성과 속효성으로 효과가 우수하지만, 잔유성이 없으므로 훈증처리 후 건조물의 목부제는 별도의 방부제에 의한 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 현재 사용되고 있는 무색, 무취의 독성 화학물질인 메틸브로마이드는 CFC의 오존층 파괴 효과보다 50배나 강력한 환경오염 규제대상 물질로서 선진국의 경우 검역용을 제외하고는 거의 사용을 중지하고 있는 실정이다.
또한, 현재 유기질 문화재 생물방제를 위해 사용되고 있는 화학 약제에 대한 문화재 재색 변화, 안료와 도료의 박락 등 재질 안정성과 인체 유해성이 지적 되면서(Kim 1996, Lee et al. 1999) 천연물로부터 유래한 보존처리제 개발에 대한 요구가 증가되고 있다.
현재까지 살충·살균 활성이 있는 천연물에 대한 연구결과는 다음과 같다.
국내산 약용식물 추출물에 대한 항균성 검색과 항균 특성을 조사한 결과, 귤피, 연교, 우방자, 진교, 호황련, 희첨, 자육, 금앵자, 소목, 육두구 등은 미생물에 대한 뚜렷한 증식 억제효과를 나타내며, 향신료인 마늘, 양파, 고추, 무의 추출물은 Escherichia coli, Salmonella thyposa, Shigella dysentriae 그리고 Staphylococcus aureus 등의 성장을 억제시킨다고 보고되었다.
일본에서는 삼나무 수피 추출액의 수목병원균에 대해 항균 활성을 실험하였다(Hisayoshi et al. 2006). 프랑스에서는 European oak 심재의 페놀성 추출물로 백색부후균에 대한 내구성을 실험하였고(Aloui 2004), 최근에는 Eperua 속의 심재에서 추출한 물질을 백색부후균에 적용하여 그 활성을 실험하였다(Neacsu et al. 2007). 미국에서는 Western red cedar와 Alaska cedar의 심재를 유기용매 추출하여 얻은 물질을 갈색부후균과 충에 대한 저항성도 함께 확인하였다(Taylor et al. 2006). 그리고 타이완 편백에서 추출한 히노키톨이라는 물질이 효모균 등의 진균류뿐만 아니라 목재부후균인 담자균류에 강한 항균성이 있는 것을 발견하였다.
또한 천연물을 이용한 살충제에 관한 연구로 아프리카산 콩과 식물의 일종인 Physostgima venenosum 종자에서 분리한 독성분인 physostigmine이 acetylcholinesterase를 특이적으로 저해한다는 사실이 확인되었고, 제충국 꽃에 함유된 살충성분인 pyrethrin은 DDT와 마찬가지로 곤충신경계의 측색막에 K+, Na+ 이온의 막투과성에 영향을 주어 정상적인 신경자극의 전달을 방해하여 치사시키는 살충작용을 갖는다고 보고되는 등 식물이 가진 살충성 2차 대사산물을 이용한 새로운 살충제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
대한민국 공개특허 제 2002-0063375호에는 정향, 유향 및 팔각회향을 포함하는 생약재의 휘발성 추출물을 유효성분으로 하는 문화재보존용 살생물제 조성물 및 그를 이용한 문화재의 보존방법에 대하여 보고하고 있고, 대한민국 공개특허 제 2002-0087568호에서는 석창포(Acorus gramineus), 창포(Acorus calamus var. angustatus), 편뇌(Cinnamomum camphora), 곽향(Agastache rugosa), 육계(Cinnamomum sieboldii), 계피(Cinnamomum cassia), 삼내자(Kaempferia galanga), 대회향(Illicium vernum), 백지(Angelica dahurica), 천궁(Cnidium officinale), 후추(Piper nigrum), 초피(Zanthoxylum coreanum), 촉초(Zanthoxylum piperitum), 산초(Zanthoxylum schinifolium), 정향(Eugenia carrophillata), 감송향(Nardostachys chinensis), 자단향(Tiliaamurensis), 영릉향(Lysimachia davurica), 침향(Aquillaria agallocha), 백초향(Agastacherugosa), 겨자(must ard oil, Brassica juncea) 및 양고추냉이(horseradish oil, Cocholeria aroracia)의 식물 추출물을 포함하는 살충성 조성물 및 상기의 식물에서 추출한 살충성 화합물에 대하여 보고하고 있다.
황벽나무(황백나무, Phellodendron amurense RUPR.)는 한국, 일본, 중국 등에서 자생하며, 동속식물로 털황경피나무(Phellodendron amurense var. molle NAKAI W. LEE), 화태황벽나무(Phellodendron amurense var. sachalinense FR. SCHMIDT), 털황벽나무(P. molle NAKAI), 넓은잎황벽나무(P. sachalinense SAKGENT), 섬황벽나무(P. insulare NAKAI) 등이 있다. 중국 운남, 호북지역에는 황피수(黃皮樹, P.chinensis) 가 있으며 중국 사천성 지역에서는 천황백(川黃栢, P. sacharinensis)을 생산하고 있고 대만에는 대만황벽(P.wilsoni) 등이 있다. 황벽나무 및 동속 근록식물(同屬 近綠植物)의 수피(樹皮)를 황백(黃柏, Phellodendri Cortex)이라 하며, 황백에는 황색 또는 황갈색 색소 물질과 수종의 알칼로이드 성분이 1.5 내지 4.5% 정도로 포함되어 있다. 알칼로이드의 주성분은 베르베린(berberine)이다. 이외 구아니딘(guanidine), 야트로리진 (jatrorrizine), 마그노후로린(magnoflorine), 펠로덴드린(phellodendrine), 칸디신(candicine), 팔마틴(palmatine), 메니스페린 (menisperine, n-methylisocorydinum) 등의 알카로이드를 함유하며, 오바쿠논(obacunone), 오바쿠락톤(obaculactone), 딕탐놀리드(dictamnolide), 오바쿠노닌 산(obacunonic acid), 루미캐룰린산(lumicaerulei acid), 7-디히드로스티그마스테롤(7-dehydrostigmasterol), β-시토스테롤(β-sitosterol), 캄페스테롤(campesterol) 등을 함유하는 것으로 알려져 있다. 이들 성분은 강한 항균작용, 혈압강하작용, 중추신경 억제작용, 아세틸콜린 증강작용 및 항염작용을 가지고 있어 본초강목이나 약학에서 골 질환 및 황달에 사용되어 왔다. 또한, 장티푸스, 콜레라, 건위, 및 정장에도 효과적이며, 이들의 수피는 고미건위제, 정장제, 소염성 수렴 약으로서 위장염, 복통, 황달 등에도 사용되어 왔다(정보섭, 신민교저, 향약대사전, 영림사, pp790-791 (1998)).
이에, 본 발명자들은 다양한 천연물로부터 생리활성물질을 추출하여 유기질 문화재에 유해한 곤충에 대한 방충 및 살충활성을 조사하던 중, 황벽나무 추출물 또는 이로부터 분리된 분획물이 문화재 가해 해충에 대해서 우수한 방충 또는 살충효과를 나타냄을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 황벽나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 황벽나무 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 문화재 보존 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 황벽나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 황벽나무 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 문화재 보존 방법을 제공한다.
본 발명의 황벽나무 추출물 또는 이의 헥산(Hex), 메틸렌클로라이드(MC) 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물은 담배, 곡물, 종이, 의복 및 목재 등에 가해를 입히는 권연벌레 및 곡류에 심각한 피해를 주며, 살충제에 내성이 가장 강한 것으로 알려진 쌀바구미에 대한 살충 또는 방충 활성을 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 추출물 첨가시 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 추출물 첨가시 쌀바구미의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 수피 추출물 또는 이의 분획물 첨가시 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 잎 추출물 또는 이의 분획물 첨가시 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 열매 추출물 또는 이의 분획물 첨가시 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 수피 추출물 또는 이의 분획물 첨가시 쌀바구미의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 잎 추출물 또는 이의 분획물 첨가시 쌀바구미의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 황벽나무 열매 추출물 또는 이의 분획물 첨가시 쌀바구미의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 황벽나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 황벽나무의 추출물은 황벽나무의 수피, 목부, 잎 또는 열매 추출물을 사용할 수 있으며, 이때 상기 추출물은 C1~C4의 알코올을 이용하여 얻을 수 있고, 바람직하게는 메탄올(MeOH)을 이용할 수 있다.
상기 추출물은 18 내지 32 ℃의 온도에서 추출할 수 있으며, 20~27 ℃에서 추출하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
구체적으로, 황벽나무의 수피, 목부, 잎 또는 열매를 세절하여 각각 추출용기에 넣고, 메탄올(MeOH)을 넣어 상온에서 1주일간 보관한 후, 추출하여 추출액을 얻는다. 황벽나무 추출물의 추출 효율을 높이기 위하여 상기 과정을 수회 반복 수행할 수 있다. 이후, 상기 추출액을 일정 시간 동안 방치한 다음 거름종이 등으로 여과하여 수피, 목부, 잎 및 열매 추출물을 제조할 수 있다.
상기 방법으로 얻은 황벽나무 추출물은 진공회전증발 농축기(EYELA, Japan.)를 이용하여 감압 농축하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 황벽나무의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 유기용매 분획물은 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 황벽나무의 유기용매 분획물은 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.
황벽나무 추출물을 얻는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 얻은 황벽나무 추출물에 물 및 헥산(Hex)을 첨가하여 혼합한 혼합물을 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 헥산(Hex) 분획물을 얻는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 분리된 물층에 메틸렌클로라이드(MC)를 첨가하여 혼합한 혼합물을 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 얻는 단계(단계 3); 및
상기 단계 3에서 분리된 물층에 에틸아세테이트(EtOAc)를 첨가하여 혼합한 혼합물을 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 물 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 얻는 단계(단계 4)를 포함한다.
상기 단계 1의 추출물은 직접 제조할 수 있고, 구입하여 사용할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 황벽나무 추출물의 권연벌레의 살충 또는 방충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 추출물 첨가 후 권연벌레의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30마리 중 수피 추출물 첨가시 25 마리(사충률 83.33%), 목부 추출물 첨가시 3 마리(사충률 10.00%), 잎 추출물 첨가시 19 마리(사충률 63.33%), 열매 추출물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%)가 사망한 것으로 나타났으며, 사충률이 낮은 목부 및 열매 추출물에서는 기피현상을 나타내었고, 대조군보다 활동력이 저하된 것으로 확인되었다(표 1 및 도 1 참조).
또한, 본 발명에 따른 황벽나무 추출물의 쌀바구미에 대한 살충 또는 방충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 추출물 첨가 후 쌀바구미의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30마리 중 수피 추출물 첨가시 27 마리(사충률 90.00%), 목부 추출물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%), 잎 추출물 첨가시 25 마리(사충률 70.00%), 열매 추출물 첨가시 15 마리(사충률 50.00%)가 사망한 것으로 나타났으며, 사충률이 낮은 목부 및 열매 추출물에서는 기피현상을 나타내었고, 대조군보다 활동력이 저하된 것으로 확인되었다(표 2 및 도 2 참조).
나아가, 본 발명에 따른 황벽나무 수피 추출물 또는 분획물의 권연벌레에 대한 살충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 수피의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가 후 권연벌레의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 25 마리(사충률 83.33%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 13 마리(사충률 43.33%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 27 마리(사충률 90.00%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 28 마리(사충률 93.33%)가 사망한 것으로 나타났다(표 3 및 도 3 참조).
또한, 본 발명에 따른 황벽나무 잎 추출물 또는 분획물의 권연벌레에 대한 살충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 잎의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가 후 권연벌레의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 19 마리(사충률 63.33%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 8 마리(사충률 26.67%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 16 마리(사충률 53.33%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 21 마리(사충률 70.00%)가 사망한 것으로 나타났다(표 4 및 도 4 참조).
나아가, 본 발명에 따른 황벽나무 열매 추출물 또는 분획물의 권연벌레에 대한 살충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 열매의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가 후 권연벌레의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 5 마리(사충률 16.67%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 7 마리(사충률 23.33%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 13 마리(사충률 43.33%)가 사망한 것으로 나타났다(표 5 및 도 5 참조).
또한, 본 발명에 따른 황벽나무 수피 추출물 또는 분획물의 쌀바구미에 대한 살충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 수피의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가 후 쌀바구미의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 27 마리(사충률 90.00%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 16 마리(사충률 53.33%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 30 마리(사충률 100.00%)가 사망한 것으로 나타났다(표 6 및 도 6 참조).
나아가, 본 발명에 따른 황벽나무 잎 추출물 또는 분획물의 쌀바구미에 대한 살충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 잎의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가 후 쌀바구미의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 21 마리(사충률 70.00%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 15 마리(사충률 50.00%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 18 마리(사충률 60.00%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 26 마리(사충률 86.67%)가 사망한 것으로 나타났다(표 7 및 도 7 참조).
또한, 본 발명에 따른 황벽나무 열매 추출물 또는 분획물의 쌀바구미에 대한 살충효과를 알아보기 위하여 황벽나무 열매의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가 후 쌀바구미의 평균 사충수를 측정한 결과, 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 15 마리(사충률 50.00%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 5 마리(사충률 16.67%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 11 마리(사충률 36.67%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 16 마리(사충률 53.33%)가 사망한 것으로 나타났다(표 8 및 도 8 참조).
따라서, 본 발명에 따른 황벽나무 추출물 또는 이의 분획물은 권연벌레, 쌀바구미 등에 대하여 살충 또는 방충 효과가 뛰어나므로 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로써 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 황벽나무 추출물 또는 이의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 이용한 문화재 보존 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 황벽나무 추출물은 황벽나무의 수피, 잎, 열매 또는 목부 추출물인 것이 바람직하고, 상기 유기용매 분획물은 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 문화재는 유기질 문화재일 수 있고, 상기 유기질 문화재는 목재류, 지류 또는 섬유류이고, 더욱 바람직하게는 목재 문화재이며, 상기 문화재에 적용하기 위한 본 발명의 방충 또는 살충용 조성물은 추출된 휘발성 추출물을 순수하게 또는 사용하기 적합한 농도로 희석하여 사용할 수 있다. 상기 방충 또는 살충용 조성물을 문화재에 적용하기 위한 수단은 직접분무법, 도포법, 훈증법, 방향처리법, 방충 또는 살충용 조성물이 도포 된 포장지로 포장하는 방법 등이 있으나, 이들에 한정되지는 않는다. 또한, 본 발명의 방충 또는 살충용 조성물을 문화재에 적용하기 위한 제형으로는 직접분무를 위한 에어로졸, 훈증 처리나 방향 처리하기 위한 팅크제, 액제, 서방성 제형을 위한 메트릭스 겔 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.
본 발명의 방충 또는 살충용 조성물의 문화재 적용 유효량은 포함된 성분과 적용수단에 따라 다르지만, 예컨대 방향처리법에서는 공기 중 농도가 통상적으로 50 ml/m3 이상, 바람직하게는 125 ml/m3 이상이 되도록 조절한다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 황벽나무 추출물의 제조
황벽나무는 대전광역시의 수목원관리사업소 양묘장에서 채취한 것을 사용하였고, 수피(Phloem) 1 kg, 목부(Xylem) 2 kg, 잎(Leaf) 2 kg 및 열매(Fruit) 5 kg을 -20 ℃의 냉동고에 보관한 후 사용하였으며, 황벽나무를 수피, 목부, 잎 및 열매로 나누어 3일 동안 건조하였고, 각각 메탄올 20 ℓ를 이용하여 실온에서 1주일 동안 보관한 후, 추출하고, filter paper로 여과하였다. 여액은 회전식 진공농축기(EYELA, Japan)로 감압 농축한 후, 수피 105.70 g, 목부 19.82 g, 잎 76.24 g, 열매 34.58 g을 얻었다.
< 실시예 2> 황벽나무 분획물의 제조
상기 실시예 1에서 얻은 황벽나무 열매, 수피 또는 잎 추출물에 물 1 ℓ 및 헥산(Hex) 1 ℓ를 혼합하고, 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 유기층을 헥산(Hex) 분획물로서 얻고, 상기 물 분획물에 메틸렌클로라이드(MC) 1 ℓ를 혼합하고, 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 유기층을 메틸렌클로라이드(MC) 분획물로서 얻고, 상기 물 분획물에 에틸아세테이트(EtOAc) 1 ℓ를 첨가하여 혼합한 다음 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 물 분획물과 유기층을 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물로서 얻었다.
< 실시예 3> 황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물의 제조
상기 실시예 1의 수피, 목부, 잎 또는 열매 추출물, 또는 실시예 2의 황벽나무 분획물을 각각 0.5 g/㎖의 농도로 메탄올에 녹여 황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 제조하였다.
< 실험예 > 황벽나무 추출물 또는 분획물의 살충 활성 측정
<1-1> 황벽나무 추출물 또는 분획물의 살충 활성 측정을 위한 공시충의 사육방법
본 발명의 황벽나무 추출물 또는 분획물이 가지는 살충 효과를 검증하기 위해 권연벌레(Lasioderma serricorne) 및 쌀바구미(Sitophilus oryzae)가 사용되었다.
상기 공시충은 KT&G에서 분양받아 배양하였다. 권연벌레는 28 ℃, 70 %의 항온 및 항습기 안의 통밀가루와 이스트 비율을 95:5로 혼합하여 실온에서 3일간 발효시킨 후, 고압멸균기에서 멸균시킨 다음 권연벌레 배양병에 1/5가량 혼합물을 넣어 서늘한 곳에 두어 식힌 후, 배지를 단단하게 다지고, 권연벌레 성충 100마리를 선택하여 배양하였다.
쌀바구미는 쌀과 현미의 비율을 1:1로 혼합하여 사용하고, 1개월 간격으로 배지를 갈아주어 청결한 상태를 유지토록 하였다. 쌀바구미의 배지에 오염이 되는 것을 방지하기 위하여 배지를 자주 갈아주며 실온에서 사육하였다.
<2-1> 황벽나무 추출물의 권연벌레에 대한 살충 또는 방충 활성 측정
권연벌레(L. serricorne) 성충에 대한 상기 본 발명에 따른 황벽나무 추출물의 살충효과는 훈증법(Fumigation method)에 의해 측정되었다.
상기 실시예 3에서 제조한 황벽나무 추출물의 조성물을 250 ㎕를 여과지에 처리하여 페트리디쉬(petri dish)(50 mm)에 올려놓은 뒤, 권연벌레 성충을 30마리씩 5개의 군으로 나누어 각각의 페트리디쉬를 12시간 동안 낮과 밤에 조절되는 28 ℃의 항온, 70 %의 항습기에서 24시간 동안 배양한 후, 육안과 입체현미경(Stemi-2000C, Zeiss)으로 관찰하여 사충수를 측정하였으며 5번 측정하여 평균값을 결정하였다. 살충수의 확인은 권연벌레에 일시적인 빛을 가하여 뾰족한 막대로 성충의 복부를 자극하여 움직임이 없는 것으로 확인하였고, 대조군으로는 메탄올 100 %를 사용하였다. 측정 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.
권연벌레의 평균 사충수(마리)
수피 25
목부 3
19
열매 10
대조군(MeOH 100 %) 0
표 1 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 권연벌레 총 30마리 중 수피 추출물 첨가시 25 마리(사충률 83.33%), 목부 추출물 첨가시 3 마리(사충률 10.00%), 잎 추출물 첨가시 19 마리(사충률 63.33%), 열매 추출물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%)가 사망한 것으로 나타났으며, 사충률이 낮은 목부 및 열매 추출물에서는 기피현상을 나타내었고, 대조군보다 활동력이 저하된 것으로 확인되었다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 추출물은 권연벌레에 대한 우수한 살충 또는 방충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
<2-2> 황벽나무 추출물의 쌀바구미에 대한 살충 또는 방충 활성 측정
쌀바구미(Sitophilus oryzae)에 대한 본 발명에 따른 황벽나무 추출물의 살충효과는 훈증법(Fumigation method)에 의해 측정되었다.
상기 실시예 3에서 제조한 황벽나무 추출물의 조성물을 250 ㎕를 여과지에 처리하여 페트리디쉬(petri dish)(50 mm)에 올려놓은 뒤, 쌀바구미 성충을 30마리씩 5개의 군으로 나누어 각각의 페트리디쉬를 12시간 동안 낮과 밤이 조절되는 28 ℃의 항온, 70 %의 항습기에서 24시간 동안 배양한 후, 육안과 입체현미경(Stemi-2000C, Zeiss)으로 관찰하여 사충수를 측정하였으며 5번 측정하여 평균값을 결정하였다. 살충수의 확인은 쌀바구미에 일시적인 빛을 가하여 뾰족한 막대로 성충의 복부를 자극하여 움직임이 없는 것으로 확인하였고, 대조군으로는 메탄올 100 %를 사용하였다. 측정 결과를 하기 표 2 및 도 2에 나타내었다.
쌀바구미의 평균 사충수(마리)
수피 27
목부 10
21
열매 15
대조군(MeOH 100 %) 0
표 2 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 쌀바구미 총 30마리 중 수피 추출물 첨가시 27 마리(사충률 90.00%), 목부 추출물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%), 잎 추출물 첨가시 25 마리(사충률 70.00%), 열매 추출물 첨가시 15 마리(사충률 50.00%)가 사망한 것으로 나타났으며, 사충률이 낮은 목부 및 열매 추출물에서는 기피현상을 나타내었고, 대조군보다 활동력이 저하된 것으로 확인되었다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 추출물은 쌀바구미에 대한 우수한 살충 또는 방충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
<3-1> 황벽나무 수피의 추출물 또는 분획물의 권연벌레에 대한 살충 활성 측정
황벽나무 수피의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 사용하여 상기 <2-1>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 권연벌레의 평균 사충수를 측정하고, 그 결과를 표 3 및 도 3에 나타내었다.
권연벌레의 평균 사충수(마리)
MeOH 추출물 25
Hex 분획물 13
MC 분획물 27
EtOAc 분획물 28
대조군(MeOH 100 %) 0
표 3 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 권연벌레 총 30마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 25 마리(사충률 83.33%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 13 마리(사충률 43.33%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 27 마리(사충률 90.00%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 28 마리(사충률 93.33%)가 사망한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 수피 추출물 또는 분획물은 권연벌레에 대한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
<3-2> 황벽나무 잎의 추출물 또는 분획물의 권연벌레에 대한 살충 활성 측정
황벽나무 잎의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 사용하여 상기 <2-1>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 권연벌레의 평균 사충수를 측정하고, 그 결과를 표 4 및 도 4에 나타내었다.
권연벌레의 평균 사충수(마리)
MeOH 추출물 19
Hex 분획물 8
MC 분획물 16
EtOAc 분획물 21
대조군(MeOH 100 %) 0
표 4 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 권연벌레 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 19 마리(사충률 63.33%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 8 마리(사충률 26.67%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 16 마리(사충률 53.33%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 21 마리(사충률 70.00%)가 사망한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 잎 추출물 또는 분획물은 권연벌레에 대한 살충활성을 나타냄을 알 수 있다.
<3-3> 황벽나무 열매의 추출물 또는 분획물의 권연벌레에 대한 살충 활성 측정
황벽나무 열매의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 사용하여 상기 <2-1>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 권연벌레의 평균 사충수를 측정하고, 그 결과를 표 5 및 도 5에 나타내었다.
권연벌레의 평균 사충수(마리)
MeOH 추출물 10
Hex 분획물 5
MC 분획물 7
EtOAc 분획물 13
대조군(MeOH 100 %) 0
표 5 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 권연벌레 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 5 마리(사충률 16.67%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 7 마리(사충률 23.33%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 13 마리(사충률 43.33%)가 사망한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 열매 추출물 또는 분획물은 권연벌레에 대한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
<4-1> 황벽나무 수피의 추출물 또는 분획물의 쌀바구미에 대한 살충 활성 측정
황벽나무 수피의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 사용하여 상기 <2-2>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 쌀바구미의 평균 사충수를 측정하고, 그 결과를 표 6 및 도 6에 나타내었다.
쌀바구미의 평균 사충수(마리)
MeOH 추출물 27
Hex 분획물 10
MC 분획물 16
EtOAc 분획물 30
대조군(MeOH 100 %) 0
표 6 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 쌀바구미 총 30마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 27 마리(사충률 90.00%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 10 마리(사충률 33.33%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 16 마리(사충률 53.33%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 30 마리(사충률 100.00%)가 사망한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 수피 추출물 또는 분획물은 쌀바구미에 대한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
<4-2> 황벽나무 잎의 추출물 또는 분획물의 쌀바구미에 대한 살충 활성 측정
황벽나무 잎의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 사용하여 상기 <2-2>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 쌀바구미의 평균 사충수를 측정하고, 그 결과를 표 7 및 도 7에 나타내었다.
쌀바구미의 평균 사충수(마리)
MeOH 추출물 21
Hex 분획물 15
MC 분획물 18
EtOAc 분획물 26
대조군(MeOH 100 %) 0
표 7 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 쌀바구미 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 21 마리(사충률 70.00%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 15 마리(사충률 50.00%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 18 마리(사충률 60.00%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 26 마리(사충률 86.67%)가 사망한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 잎 추출물 또는 분획물은 쌀바구미에 대한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
<4-3> 황벽나무 열매의 추출물 또는 분획물의 쌀바구미에 대한 살충 활성 측정
황벽나무 열매의 메탄올(MeOH) 추출물, 헥산(Hex) 분획물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 사용하여 상기 <2-2>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 권연벌레의 평균 사충수를 측정하고, 그 결과를 표 8 및 도 8에 나타내었다.
쌀바구미의 평균 사충수(마리)
MeOH 추출물 15
Hex 분획물 5
MC 분획물 11
EtOAc 분획물 16
대조군(MeOH 100 %) 0
표 8 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 쌀바구미 총 30 마리 중 메탄올(MeOH) 추출물 첨가시 15 마리(사충률 50.00%), 헥산(Hex) 분획물 첨가시 5 마리(사충률 16.67%), 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 첨가시 11 마리(사충률 36.67%), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 첨가시 16 마리(사충률 53.33%)가 사망한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 황벽나무 열매 추출물 또는 분획물은 쌀바구미에 대한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 황벽나무 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 담배, 곡물, 종이, 의복 및 목재 등에 가해를 입히는 권연벌레, 살충제에 내성이 가장 강한 것으로 알려진 쌀바구미 등에 대한 우수한 살충 또는 방충 활성을 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 황벽나무 수피 또는 잎의 추출물의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 유효성분으로 함유하는 권연벌레의 방충 또는 살충용 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 3항의 조성물을 사용하여 직접분무법, 도포법, 훈증법, 방향처리법 또는 포장법으로 문화재를 처리하는 것을 특징으로 하는 문화재 보존 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 문화재는 유기질 문화재인 것을 특징으로 하는 문화재 보존 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 유기질 문화재는 목재류, 지류 또는 섬유류인 것을 특징으로 하는 문화재 보존 방법.
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