KR101331046B1 - 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼에 관한 것으로, 구체적으로는 강력한 항균성 및 항곰팡이성을 가지는 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 생성 조성물을 인삼재배를 위한 토양에 함유시킴으로써, 농약을 살포하지 않고도 각종 세균 및 곰팡이를 효율적으로 제거하여 인삼 재배 시 발생할 수 있는 각종 질병을 방지하며, 이로 인해 인삼의 재배효율을 향상시킬 수 있도록 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼에 관한 것이다.
Description
본 발명은 강력한 항균성 및 항곰팡이성을 가지는 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 생성 조성물을 인삼재배를 위한 토양에 함유시킴으로써, 농약을 살포하지 않고도 각종 세균 및 곰팡이를 효율적으로 제거하여 인삼 재배 시 발생할 수 있는 각종 질병을 방지하며, 이로 인해 인삼의 재배효율을 향상시킬 수 있도록 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼에 관한 것이다.
일반적으로 인삼(人蔘)은 두릅나무과에 속하는 여러해살이풀로서, 인삼에는 진세노사이드(ginsenoside)라 명명되는 사포닌이 풍부하게 함유되어 있다. 사포닌은 인체구성인자 기능을 활성화시키는 작용에서부터 면역기능을 강화시키는 작용까지 한다.
한편, 인삼 재배는 노지에 직사광선을 차단하는 차양막 시설을 하여 인삼을 재배한다. 그리고 한번 인삼을 재배한 땅에서는 일정한 상당기간의 휴지기를 두어 다른 작물을 재배한 후에 다시 인삼을 재배하게 되며 통상 3 ~ 6년 동안 재배하여 상품으로 수확한다.
따라서, 이러한 긴 재배 기간 동안 여러가지 세균과 곰팡이 때문에 농약과 비료를 많이 살포하게 되며, 이는 인삼에 농약성분이 잔류하게 되는 원인이 되고 있다.
특히, 차양막 시설하의 반음지에서는 식물체가 연약하게 생육하기 때문에 각종 세균 및 곰팡이에 대한 면역성이 약해지는데, 인삼은 상기와 같은 조건에서 3 ~ 6년간 재배되므로 생육기간 동안에 농약을 전혀 주지 않을 경우, 각종 세균 및 곰팡이로 인해 각종 질병(예를 들면, 희가루병, 곰팡이병, 균핵병, 모썩음병 등)이 발생하여 재배효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 특허문헌 1에서는 인삼재배 예정지에 맥반석과 규산을 살포하는 기술이 공개되어 있으며, 특허문헌 2에서는 숯분말과 게르마늄을 혼합한 기능성토를 사용하여 청정인삼 또는 장뇌삼을 재배하는 기술이 공개되어 있고, 특허문헌 3에서는 오가피 및 헛개나무 등을 발효시켜 제조한 발효액을 인삼밭에 살포하여 인삼을 재배하는 방법이 공개되어 있다.
하지만, 상기와 같은 맥반석, 규산, 숯분말, 게르마늄, 오가피 및 헛개나무 등은 세균이나 곰팡이 등을 억제하는 성능이 미비하여 농약을 대체할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강력한 항균성 및 항곰팡이성을 가지는 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 생성 조성물을 인삼 재배를 위한 토양에 함유시킴으로써, 농약을 살포하지 않고도 각종 세균 및 곰팡이를 효율적으로 제거하여 인삼 재배 시 발생할 수 있는 각종 질병을 방지하며, 이로 인해 인삼의 배양을 촉진시키고 재배효율을 향상시킬 수 있도록 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼을 제공함을 과제로 한다.
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본 발명은 인삼 재배방법에 있어서,
활성산소(reactive oxygen species)생성 조성물을 인삼 재배를 위한 토양에 함유시켜 인삼을 재배하는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼을 과제의 해결 수단으로 한다.
이때, 상기 인삼 재배방법은,
인삼 재배를 위한 토양 100 중량부에 대하여, 활성산소 생성 조성물 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 단계(A100); 및
상기 조성물이 혼합된 토양에 삼씨를 삽입시키는 단계(A200);를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 활성산소 생성 조성물은, 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물 10 ~ 60 중량% 및 광물질 40 ~ 90 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은,
코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되,
상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고,
상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물이 고착되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은,
코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되,
상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고,
상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물이 고착되어 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는,
실리카졸로써, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은,
질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4), 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 실리카 전구체는,
테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS), 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전이금속 화합물은,
철염 화합물 또는 구리염 화합물 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 칼슘화합물은,
칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 강력한 항균성 및 항곰팡이성을 가지는 활성산소 생성 조성물을 인삼 재배를 위한 토양에 함유시킴으로써, 3 ~ 6년 동안 재배되는 인삼에 농약을 살포하지 않고도 각종 세균 및 곰팡이를 효율적으로 제거하여 인삼 재배 시 발생할 수 있는 각종 질병을 방지하며, 이로 인해 인삼의 배양을 촉진시키고 재배효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인삼 재배방법을 나타낸 흐름도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 토양의 항곰팡이성을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 인삼 재배방법으로 재배된 인삼의 생육상태 및 수확량을 나타낸 실물사진
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 토양의 항곰팡이성을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 인삼 재배방법으로 재배된 인삼의 생육상태 및 수확량을 나타낸 실물사진
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 인삼 재배를 위한 토양 100 중량부에 대하여, 활성산소 생성 조성물 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 단계(A100) 및 상기 조성물이 혼합된 토양에 삼씨를 삽입시키는 단계(A200)를 포함하여 구성된다.
상기 토양에 활성산소 생성 조성물을 혼합하는 단계(A100)는, 인삼 재배를 위한 토양에 포함된 각종 세균 및 곰팡이를 제거하기 위한 단계로써, 토양 100 중량부에 대하여, 상기 활성산소 생성 조성물 5 ~ 15 중량부를 혼합한다.
이때, 상기 활성산소 생성 조성물은 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물 10 ~ 60 중량% 및 광물질 40 ~ 90 중량%로 이루어진다.
구체적으로 상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체(10)에 슈퍼옥사이드 생성 화합물(11)이 고착된 코어(100)의 외면에, 제 2 실리카 전구체(20)의 표면에 전이금속 화합물(21)이 고착된 쉘(S200)이 코팅되어 구성된다.
구체적으로는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물을 고착시키는 코어 형성 단계(S100) 및, 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물을 고착시킨 쉘을 상기 코어의 외면에 코팅시키는 쉘 형성 단계(S200)를 거쳐 제조된다.
상기 코어 형성 단계(S100)는, 슈퍼옥사이드 생성하는 코어를 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 분산(S110)시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S120)시키고, 상기 S110 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130)시킴으로써 코어를 형성한다.
여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써 실리카졸을 사용하며, 상기 실리카졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용한다. 이때, 분말 산화규소의 입자크기가 0.2㎛ 미만이거나 그 함량이 20 중량% 미만일 경우, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써의 역할을 제대로 하지 못할 우려가 있으며, 상기 분말 산화규소의 입자크기가 1.0㎛ 을 초과하거나 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우, 상기 전구체에 의해 오히려 항균 및 항곰팡이 성능이 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기 제 1 실리카 전구체의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액과 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 제 1 실리카 전구체가 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 슈퍼옥사이드를 생성할 수 있는 화합물로써, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4) 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 항균 및 항곰팡이 성능이 제대로 구현되지 못할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
그리고, 상기 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 항균 및 항곰팡이 성능이 제대로 구현되지 못할 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 상기 제 1 실리카 전구체와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
상기 쉘 형성단계(S200)는, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 하이드록시 라디칼을 생성시키기 위한 쉘을 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S210)시키고, 상기 S130 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 전이금속 화합물이 용해된 수용액 1 ~ 5 중량부를 투입하여 분산(S220)시킨 후, 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 제 2 실리카 전구체 120 ~ 150 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230)시킴으로써 쉘을 형성시킨다.
여기서, 상기 전이금속 화합물은 산화력을 갖는 전이금속으로 하이드록시 라디칼의 생성을 목적으로 첨가되는 것으로, 철염 화합물 또는 구리염 화합물이 바람직하며, 구체적으로는 2가 철염(FeSO4), 3가 철염(FeCl3), 2가 구리염(CuSO4), 3가 구리염(bis(hydrogenperiodato)cuprate(III)[K5Cu(HIO6)2] 등이 사용되어진다.
한편, 상기와 같은 전이금속 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 전이금속 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, S130 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물이 용해된 수용액의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
그리고, 상기 제 2 실리카 전구체는 상기 전이금속 화합물이 부착되는 전구체로써, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS)테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 적절한 조성비로 사용할 수 있으며, 상기 제 2 실리카 전구체의 함량이 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 120 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 150 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
한편, 상기 제 2 실리카 전구체의 경우, 상기와 같은 균등물 중에서도 TEOS(tetraethoxysilane) 20 ~ 40 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 ~ 110 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 제 2 실리카 전구체가 TEOS와 MTMS로 이루어질 경우, TEOS의 사용량이 20 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
아울러, MTMS의 사용량이 100 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 110 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
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그리고, 상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체(10')에 슈퍼옥사이드 생성 화합물(11')이 고착된 코어(100')의 외면에, 제 2 실리카 전구체(20')의 표면에 칼슘화합물(21')이 고착된 쉘(S200')이 코팅되어 구성된다.
구체적으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물을 고착시키는 코어 형성 단계(S100') 및, 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물을 고착시킨 쉘을 상기 코어의 외면에 코팅시키는 쉘 형성 단계(S200')를 포함하여 구성된다.
상기 코어 형성 단계(S100')는, 슈퍼옥사이드 생성하는 코어를 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 분산(S110')시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S120')시키고, 상기 S110' 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120' 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130')시킴으로써 코어를 형성한다.
여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써 실리카졸을 사용하며, 상기 실리카졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용한다. 이때, 분말 산화규소의 입자크기가 0.2㎛ 미만이거나 그 함량이 20 중량% 미만일 경우, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써의 역할을 제대로 하지 못할 우려가 있으며, 상기 분말 산화규소의 입자크기가 1.0㎛ 을 초과하거나 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우, 상기 전구체에 의해 오히려 항균 및 항곰팡이 성능이 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기 제 1 실리카 전구체의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액과 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 제 1 실리카 전구체가 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 슈퍼옥사이드를 생성할 수 있는 화합물로써, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4) 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 항균 및 항곰팡이 성능이 제대로 구현되지 못할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
그리고, 상기 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 항균 및 항곰팡이 성능이 제대로 구현되지 못할 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 상기 제 1 실리카 전구체와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
상기 쉘 형성단계(S200')는, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 슈퍼옥사이드의 반감기를 연장시키기 위한 쉘을 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S210')시키고, 상기 S130' 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210' 단계의 칼슘화합물이 용해된 수용액 1 ~ 5 중량부를 투입하여 분산(S220')시킨 후, 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 제 2 실리카 전구체 120 ~ 150 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230')시킴으로써 쉘을 형성시킨다.
여기서, 상기 칼슘화합물은 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 슈퍼옥사이드의 반감기를 연장시켜 슈퍼옥사이드가 소멸되는 것을 지연시킬 목적으로 첨가되는 것으로, 칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기와 같은 칼슘화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 상기 효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 칼슘화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, S130' 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물이 용해된 수용액의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 상기 칼슘화합물에 의한 효과가 미비할 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
그리고, 상기 제 2 실리카 전구체는 상기 칼슘화합물이 부착되는 전구체로써, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS)테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 적절한 조성비로 사용할 수 있으며, 상기 제 2 실리카 전구체의 함량이 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 120 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 150 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기 제 2 실리카 전구체의 경우, 상기와 같은 균등물 중에서도 TEOS(tetraethoxysilane) 20 ~ 40 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 ~ 110 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 제 2 실리카 전구체가 TEOS와 MTMS로 이루어질 경우, TEOS의 사용량이 20 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
아울러, MTMS의 사용량이 100 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 110 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
삭제
한편, 상기와 같은 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물이 활성산소 생성 조성물을 이루기 위해 혼합되는 양이 10 중량% 미만일 경우, 항균 및 항곰팡이 성능이 미비해질 우려가 있으며, 60 중량%를 초과할 경우, 비경제적일 우려가 있다.
상기 광물질은, 항균 및 항곰팡이 작용을 더욱 효율적으로 발휘시키기 위해 첨가되는 것으로, 제올라이트, 백토, 황토, 규조토, 적토, 고령토 및 점토로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하며, 활성산소 생성 조성물을 이루기 위해 혼합되는 양이 40 중량% 미만일 경우, 상대적으로 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 혼합량이 증가하여 비경제적일 우려가 있으며, 90 중량%를 초과할 경우, 상대적으로 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 혼합량이 미비하여 항균 및 항곰팡이 성능이 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기와 같이 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물과 광물질로 이루어지는 활성산소 생성 조성물이 토양 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만일 경우, 항균 및 항곰팡이 성능이 미비해질 우려가 있으며, 15 중량를 초과할 경우, 비경제적일 우려가 있다.
그리고, 상기와 같은 활성산소 생성 조성물 중 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은, 필터링(filtering)한 후, 그 결정체를 110 ~ 130℃에서 5 ~ 15시간 소성하고, 상기 광물질과 혼합하여 분말, 볼(ball) 또는 플레이크(flake) 형태로 가공한 후 토양에 적용할 수 있으며, 인삼 수확때까지 형태를 유지하여 그 기능을 발휘하는 측면에서는 볼 형태가 바람직하다.
상기 삼씨를 삽입하는 단계(A200)는, 상기와 같이 활성산소 생성 조성물이 함유된 토양에 삼씨를 삽입하는 단계로써, 토양의 일부를 파고, 삼씨를 삽입한 다음 파낸 토양을 다시 덮어 삽입한다.
이때, 삼씨의 경우, 10 ~ 11월에 삽입하면 이듬해 4월경에 발아가 되고, 3 ~ 6년간 재배기간을 거친다.
한편, 상기 활성산소 생성 조성물은 인삼의 파종 및 이식 전에 한번 투입되는 것이 바람직다.
즉, 본 발명은 강력한 항균성 및 항곰팡이성을 가지는 활성산소 생성 조성물을 인삼 재배를 위한 토양에 함유시킴으로써, 농약을 살포하지 않고도 각종 세균 및 곰팡이를 효율적으로 제거하여 인삼 재배 시 발생할 수 있는 각종 질병을 방지하며, 이로 인해 인삼의 배양을 촉진시키고 재배효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 활성산소 생성 조성물의 제조
(제조예 1)
코어 형성 단계(S100)로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체로써 0.2㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 실리카졸 30 중량부를 혼합하여 분산(S110)시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물로써 질산은(AgNO3) 10 중량부를 용해(S120)시키고, 상기 S110 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130)시킴으로써 코어를 형성한 후, 쉘 형성 단계(S200)로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물로써, 황산 제1철 7수화물 5 중량부를 용해(S210)시키고, 상기 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 황산 제1철 7수화물이 용해된 수용액 1 중량부를 투입하여 분산(S220)시킨 후, 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, TEOS(tetraethoxysilane) 20 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230)시키고, 상기 S230 단계를 거쳐 겔화된 화합물을 필터링(filtering)한 후, 그 결정체를 120℃에서 10시간 소성, 건조시킨 하이드록시 라디칼 생성 조성물 10 중량%와 제올라이트 90 중량%를 혼합하고 볼(ball) 형태로 가공하여 활성산소 생성 조성물을 제조하였다.
(제조예 2)
코어 형성 단계(S100')로써 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체로써 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 40 중량%에 물 60 중량%를 혼합한 실리카졸 40 중량부를 혼합하여 분산(S110')시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물로써 질산은(AgNO3) 5 중량부를 용해(S120')시키고, 상기 S110' 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120' 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130')시킴으로써 코어를 형성한 후, 쉘 형성단계(S200')로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물로써, 칼슘옥사이드 5 중량부를 용해(S210')시키고, 상기 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 칼슘하이드록시옥사이드가 용해된 수용액 5 중량부를 투입하여 분산(S220')시킨 후, 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS) 40 중량부 및 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란 110 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230')시키고, 상기 S230' 단계를 거쳐 겔화된 화합물을 필터링(filtering)한 후, 그 결정체를 120℃에서 10시간 소성, 건조시킨 슈퍼 옥사이드 생성 조성물 60 중량%와 백토 40 중량%를 혼합하고 플레이크(flake) 형태로 가공하여 활성산소 생성 조성물을 제조하였다.
2. 인삼 재배
(실시예 1)
토양 100 중량부에 대하여, 상기 제조예 1에 따른 볼 형태의 활성산소 생성 조성물 5 중량부를 혼합(A100)하고, 상기 조성물이 혼합된 토양에 2011년 11월경 삼씨를 삽입(A200)시킨 후, 인삼을 재배하였다.
(실시예 2)
토양 100 중량부에 대하여, 상기 제조예 2에 따른 플레이크 형태의 활성산소 생성 조성물 15 중량부를 혼합(A100)하고, 상기 조성물이 혼합된 토양에 2011년 11월경 삼씨를 삽입(A200)시킨 후, 인삼을 재배하였다.
(비교예 1)
토양 100 중량부에 대하여, 맥반석 15 중량부를 혼합(D100)하고, 상기 맥반석이 혼합된 토양에 2011년 11월경 삼씨를 삽입(D200)시킨 후, 인삼을 재배하였다.
3. 항균성 및 항곰팡이성, 인삼의 생육상태 및 수확량 평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에 대한 항균성 및 항곰팡이성을 아래와 같이 시험하였다.
이때, 인삼의 생육상태 및 수확량을 측정하기 위해서는 3 ~ 6년간 기다려야 하는 등 그 재배기간이 길어 최종 재배되는 인삼의 생육상태 및 수확량은 측정하기 힘들었다. 따라서 2011년 11월경에 심은 삼씨가 2012년 4월경에 발아되고, 2012년 11월 경에 이식가능한 모종삼이 되었을 때, 이 모종삼의 생육상태 및 수확량을 측정하였다.
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 사용된 토양에 대한 항균성 및 항곰팡이성을 시험하였으며, 상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 재배방법에 의해 재배된 인삼의 생육상태 및 수확량을 비교하였다.
(1) 항균성
항균성 시험은 KS J 4206:2008 항균기능 제품의 항균력 시험 방법에 의하여 진탕플라스크법으로 시험하였다. 시료와 균배양액을 접촉시켜 배양하고 CFU (Colony forming unit)을 측정하여 항균성을 평가하였다. 공시균으로는 Escherichia coli ( ATCC 25922) 및 Staphylococcus aureus ( ATCC 6538)을 각각 사용하였다. 뉴트리언트 배지로는 Bacto-peptone 5g, Beef extract 3g, 증류수 1,000 ml, pH 6.8±0.2 (25℃)의 조건을 사용하였다. 항균성은 항균가공시료와 대조시료에 공시균을 접종하고 배양 후, 생균수를 측정하여 항균가공시료와 대조시료의 균수를 비교하는 정균 감소율을 아래 수학식 1을 이용하여 구하여 평가하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]에 나타내었다.
(수학식 1)
Mb : 24시간 배양 후 대조 시료의 균수 (평균값)
Mc : 24시간 배양 후 시험 시료의 균수 (평균값)
실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | |
E,coli | 99.99% | 99.99% | 84.5% |
S.aureus | 99.99% | 99.99% | 83.5% |
상기 [표 1]에서와 같이, 실시예 1, 2은 비교예 1에 비하여 항균성능이 매우 우수함을 알 수 있다.
(2) 항곰팡이성
곰팡이류는 푸사리움 옥시스포룸(fusarium oxysporum), 트리코피톤 메타그로피테스(Trichophyton metagrophytes)를 사용하였고, 배지 및 시약은 인산완충액(Phosphate Buffer), 감자한천배지(Potato Dextrose Agar(PDA)), 포도당한천배지(Sabouraud's Dextrose Agar(SDA))를 사용하였으며, 전처리로써, 감자한천배지에 푸사리움 옥시스포룸을 5일간 활성화시키고, 포도당한천배지에 트리코피톤 메타그로피테스를 5일간 활성화시켰으며, 실시예 1, 2에 따른 시료 및 비교예 1에 따른 시료를 UV조사를 통해 24시간 동안 살균 건조하였다.
이후, 테스트는 상기 곰팡이류를 인산완충액에 5일간 완전히 희석시키고, 삼각플라스크에 상기 희석액 1ml와 0.1% 인산완충액 100ml를 투입하고, 25℃, 120rpm의 조건으로 인큐베이터에서 교반하여 24 ~ 48시간 배양한 후, 상기 한천 상에 각각의 샘플을 도포하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다(도 6에서 F는 푸사리움 옥시스포룸을 의미하며, T는 트리코피톤 메타그로피테스를 의미한다.).
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1, 2에 따른 활성산소 생성 조성물은 48시간 후, 곰팡이류를 모두 소멸시켜 그 증식을 억제함을 알 수 있다.
(3) 생육상태 및 수확량 평가
2011년 11월경에 삼씨를 삽입한 후, 2012년 4월경에 발아되고, 2012년 11월 경에 이식가능하게 생육된 모종삼의 생육상태 및 수확량을 측정하였으며, 그 결과는 도 3에 나타내었다.
도 7에 도시된 바와 같이, 생육상태의 경우, 실시예 1, 2에 따라 재배된 인삼은 생육상태가 매우 양호함에 반해, 비교예 1에 따라 재배된 인삼은 생육상태가 매우 빈약함을 알 수 있다.
아울러, 뿌리상태에서도 실시예 1, 2에 따라 재배된 인삼은 잔뿌리가 매우 많아 양호함에 반해, 비교예 1에 따라 재배된 인삼은 잔뿌리가 거의 없는 상태임을 알 수 있다.
또한, 식물의 수확량의 경우에서도 실시예 1, 2에 따라 재배된 인삼은 대부분 수확되었음에 반해, 비교예 1에 따라 재배된 인삼은 생육상태 및 뿌리상태가 매우 빈약하여 수확되지 못한 인삼이 많음을 알 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법 및 이 방법에 의해 제조된 인삼을 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 100' : 코어 10, 10' : 제 1 실리카 전구체
11, 11' : 슈퍼옥사이드 생성 화합물 200, 200' : 쉘
20, 20' : 제 2 실리카 전구체 21 : 전이금속 화합물
21' : 칼슘화합물
11, 11' : 슈퍼옥사이드 생성 화합물 200, 200' : 쉘
20, 20' : 제 2 실리카 전구체 21 : 전이금속 화합물
21' : 칼슘화합물
Claims (11)
- 인삼 재배방법에 있어서,
인삼 재배를 위한 토양 100 중량부에 대하여, 활성산소(reactive oxygen species)생성 조성물 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 단계(A100); 및
상기 조성물이 혼합된 토양에 삼씨를 삽입시키는 단계(A200);를 포함하여 구성되되,
상기 활성산소 생성 조성물은, 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물 10 ~ 60 중량% 및 광물질 40 ~ 90 중량%로 이루어지며,
상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은, 코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되, 상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고, 상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물이 고착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은,
코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되,
상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고,
상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물이 고착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제 1 실리카 전구체는,
실리카졸로써, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은,
질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4), 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제 2 실리카 전구체는,
테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS), 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 전이금속 화합물은,
철염 화합물 또는 구리염 화합물 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 제 5항에 있어서,
상기 칼슘화합물은,
칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 활성산소 생성 조성물을 이용한 인삼 재배방법.
- 제 1항, 제 5항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 인삼 재배방법에 의해 재배된 인삼.
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KR20190069799A (ko) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 청년농부협동조합 | 산양삼 종자 코팅 및 이의 제조방법 |
KR102077467B1 (ko) * | 2017-12-12 | 2020-02-17 | 청년농부협동조합 | 산양삼 종자 코팅 및 이의 제조방법 |
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WO2014142490A1 (ko) | 2014-09-18 |
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