KR101396593B1

KR101396593B1 - 산수유 종자 추출물 및 이를 이용한 녹조류 방제방법

Info

Publication number: KR101396593B1
Application number: KR1020130001330A
Authority: KR
Inventors: 곽영세; 박노진; 손병길; 정연권; 이수환; 강상구
Original assignee: 구례군
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2014-05-20

Abstract

본 발명은 산수유 종자 추출물 및 이를 이용한 녹조류 방제방법에 관한 것이다. 상기 녹조류 방제방법은 산수유 종자 추출물을 녹조류 함유 오염물에 처리하는 것이며, 상기 산수유 종자 추출물은 독성 알부민(toxalbumin) 및 파이토톡신 렉틴(phytotoxin;lectins) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

산수유 종자 추출물 및 이를 이용한 녹조류 방제방법 {THE CORNUS OFFICINALIS SEED EXTRACTS IN FRESHWATER AND A METHOD FOR CONTROL OF GREEN ALGAE USING THE SAME}

본 발명은 산수유 종자 추출물 및 이를 이용한 녹조류 방제방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 특정 유효성분을 포함하는 산수유 종자 추출물을 사용하여 녹조류 방제효과가 우수한 산수유 종자 추출물 및 이를 이용한 녹조류 방제방법에 관한 것이다.

부영양화된 호수 또는 흐름이 느리거나 정체된 연못에 부유성 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하여 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 현상을 녹조현상이라 한다.

녹조현상에 의해 유발되는 문제점 중에서 최근 가장 주목이 되는 것은 물 이용적인 측면으로, 남조류가 생산하는 독소 및 농업용 저수지에 발생한 녹조가 농업용수로 이용시 벼 재배지로 유입되어 산소 공급을 막아 생장을 억제하는 것이다.

환경오염의 주범으로 꼽히는 녹조류를 예방하는 방제방법은 생물학적방제, 화학적방제 및 정수처리방제 등이 알려져있다. 상기 생물학적방제는 미생물을 이용하는 방법이다. 예를 들면, 바다에 서식하는 균에서 녹조류를 제거하는 특이유전자를 추출한 뒤 일반 미생물에 이식, 활동력이 강한 새로운 종을 생산하여 녹조류 방제에 이용하는 방법이다.

상기 화학적방제는 황산동 등의 공지된 약제로 방제하는 방법으로, 그 효과는 비교적 우수하나 경제적 비용이 크기 때문에 방대한 면적에 자주 사용하기에는 어려움을 겪고 있는 실정이다.

상기 정수처리방제는 응집, 침전, 여과, 활성탄 흡착법, 염소소독 및 오존산화 등을 적용하여 방제하는 방법이 알려져 있다.

그러나 전술한 녹조류 방제방법들은 환경안정성에 대한 고려보다는, 비용 및 방제효과가 상대적으로 중시되고 있었다. 특히 가장 실용성이 높다고 여겨지는 화학적 방제의 경우 속효성이고 처리효과가 뚜렷하지만, 비선택적이며, 특히 일부 성분의 경우 중금속 축적 및 유기물질과 상호작용하여 유독물질을 생성할 가능성도 배제할 수 없다. 따라서, 보다 친환경적이고 안정성이 우수하면서도 녹조류 피해를 최소화 시킬 수 있으며, 경제적으로도 사용하기에 유리한 녹조류 방제방법이 절실한 실정이다.

이에 본 발명자는, 독성 단백질(poisonous protein)로 알려져 있는 독성 알부민 및 파이토톡신 렉틴을 유효성분으로 포함하는 산수유 종자 추출물을 녹조류를 포함하는 수중에 적용시 예상치 못한 우수한 녹조류 방제효과를 가짐을 발견하고 연구를 거듭하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 환경 친화적이고 안정성이 우수하면서 녹조류의 방제효과가 우수한 산수유 추출물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광범위한 녹조류에 적용 가능한 산수유 추출물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 산수유 추출물을 이용한 녹조류 방제방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 관점은 녹조류 방제방법에 관한 것이다. 상기 녹조류 방제방법은 산수유 종자 추출물을 녹조류 함유 오염물에 처리하는 것이며, 상기 산수유 종자 추출물은 독성 알부민(toxalbumin) 및 파이토톡신 렉틴(phytotoxin;lectins) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 녹조류 함유 오염물은 녹조류가 서식하는 수중 또는 침수토양에 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 녹조류는 볼복스(Volvox), 아나베나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키니아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 스케네데스무스(Scenedesmus), 마이크로시스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium), 페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria), 코엘라스트륨(Coelastrum) 및 클로스테리움(Closterium)중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 처리는 녹조류 함유 오염물에 산수유 종자 추출물을 50 내지 250ppm으로 투입하는 것을 특징으로 한다.

산수유 종자 추출물은 물 또는 용매추출하는 것을 특징으로 한다.

상기 용매추출은 피여과액 및 물을 1:0.5~1:5의 부피비로 혼합하고 여과하여 추출되고, 상기 피여과액은 상기 산수유 종자 및 용매를 1:5~1:25의 중량비로 혼합한 것이며, 상기 용매는 과산화수소, 아세톤, 에틸아세테이트, 디에틸에테르, 벤젠, 클로로포름, 헥산, 및 탄소수 1~10의 알코올중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 산수유 추출물을 녹조류 방제에 사용시 호수, 농업용 저수지, 조경용 연못(pond) 및 관리대상 담수 등에서 발생하는 녹조류를 제거하기 위하여 미생물, 활성탄, 황산구리, 5-6종의 고시된 화학약제를 사용하지 않고, 환경 친화적이고 안정성이 우수하면서도 녹조류 방제효과가 우수하고, 보다 광범위한 녹조류에 적용 가능하며, 소량으로도 우수한 방제효과를 기대할 수 있어 수질 관리비용절감을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 산수유 종자 추출물로 방제하기 전의 수질시료의 사진이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 산수유 종자 추출물로 방제한 수질시료변화를 나타낸 사진이다.
도 3 (a)는 골프장 연못의 녹조를 나타낸 사진이다.
도 3 (b)는 본 발명의 한 구체예에 따른 산수유 종자 추출물을 수중에 방제하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3 (c) 및 (d)는 본 발명의 한 구체예에 따른 산수유 종자 추출물로 방제한 골프장 연못의 수질변화를 나타낸 사진이다.
도 4 (a) 및 (b)는 시설하우스의 침수토양에 녹조가 번무하는 것을 나타낸 사진이다.
도 4 (c)는 본 발명의 한 구체예에 따른 산수유 종자 추출물을 시설하우스 의 침수토양에 방제하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4 (d)는 본 발명의 한 구체예에 따른 산수유 종자 추출물로 방제한 시설하우스의 침수토양의 수질 변화를 나타낸 사진이다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 하나의 관점은 산수유 종자 추출물에 관한 것이다.

상기 산수유 종자 추출물은 독성 알부민(toxalbumin) 및 파이토톡신 렉틴(phytotoxin;lectins) 중에서 하나 이상을 유효성분으로 포함할 수 있다.

상기 산수유 종자 추출물의 유효성분으로 포함되는 독성 알부민 및 파이토톡신 렉틴은 녹조류의 대사를 차단하여 녹조류를 방제하는 효과가 우수할 수 있다.

상기 유효성분은 상기 산수유 종자를 물 또는 용매를 사용하여 추출할 수 있다. 상기 물 또는 용매추출시 상기 산수유 종자의 과육을 제거하고 잔류 수분을 건조하여 준비할 수 있다. 이때, 상기 산수유 종자를 0.01~5mm로 분쇄한 것을 사용할 수 있다. 상기 범위에서 상기 산수유 종자에 포함되는 유효성분의 추출 효과가 우수할 수 있다.

상기 물 추출은 통상적인 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 산수유 종자 및 물을 1:2~1:20의 중량비로 혼합하고 교반한 다음, 5~10일간 정치시키고 여과하여 추출할 수 있다.

상기 용매추출은 통상적인 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 피여과액 및 물을 1:0.5~1:5의 부피비로 혼합하여 추출될 수 있다. 이때, 상기 피여과액은 상기 산수유 종자 및 용매를 1:5~1:25의 중량비로 혼합한 것일 수 있다.

상기 추출에 사용되는 용매로는 과산화수소, 아세톤, 에틸아세테이트, 디에틸에테르, 벤젠, 클로로포름, 헥산, 및 탄소수 1~10의 알코올 등이 사용될 수 있으며, 상기 알코올로는 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 펜타놀, 헥사놀 등의 저급 1가 알코올, 1,2-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 헥산디올, 헵탄디올, 옥탄디올, 데칸디올 등의 중급 2가 알코올, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 글리세린 등 저급 3가 알코올 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있으나, 이에 의해 한정되지 않는다. 상기 용매중 바람직하게 과산화수소를 사용할 수 있다.

한 구체예에서, 상기 산수유 종자 및 과산화수소를 1:5~1:25의 중량비로 혼합하고 교반한 다음, 5~10일간 정치시켜 혼합액을 준비하고, 그 다음 상기 혼합액에 물을 1:0.1~1:5 부피비로 혼합하여 여과하여 추출할 수 있다. 상기 방법으로 추출시 상기 유효성분이 변성되지 않고 용이하게 추출될 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 산수유 종자 추출물을 이용한 녹조류 방제방법에 관한 것이다. 상기 방제방법은 상기 추출된 산수유 종자 추출물을 녹조류 함유 오염물에 처리하는 것이다.

이때, 상기 녹조류 함유 오염물은 녹조류가 서식하는 수중 또는 침수토양에 포함된다.

본 발명의 산수유 종자 추출물을 적용하여 방제할 수 있는 녹조류로는 볼복스(Volvox), 아나베나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키니아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 스케네데스무스(Scenedesmus), 마이크로시스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium), 페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria), 코엘라스트륨(Coelastrum) 및 클로스테리움(Closterium)중에서 1종 이상 포함되는 것일 수 있다.

상기 산수유 종자 추출물은 전술한 녹조류를 포함하는 수중 또는 침수토양에 희석되어 직접 살포되거나 기계분사될 수 있다. 예를 들면, 호수, 농업용저수지, 연못, 기타 녹조 번식을 감소시킬 목적이 있는 시설 내 수질관리가 필요한 장소에 적용될 수 있다.

이때, 상기 산수유 종자 추출물은 50 내지 250ppm으로 희석하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 100 내지 250 ppm일 수 있다. 더욱 바람직하게는 150 내지 200ppm일 수 있다. 상기 범위에서 녹조류 방제 효과가 우수하며, 비용 측면에서도 유리할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예

1년 경과된 산수유 종자의 과육을 제거한 후 그늘에서 완전히 건조시켰다. 상기 건조된 산수유 종자를 분쇄기를 이용하여 2mm의 입경을 갖는 분말형태로 제조하였다. 상기 제조된 분말 100g을 과산화수소 2000g에 넣고 48시간(범위로) 교반하여 피여과액을 제조하였다.

상기 피여과액을 7일 동안 정치시킨 후 물 3000㎖를 투입하여 정용한 후, 여과하여 산수유 종자 추출물을 수득하였다.

시험예 1

전남 구례군 관내에 위치한 농어촌공사 구례지사에서 운영 및 관리하고 있는 농업용저수지에서 수질시료를 채취하였다.

도 1은 상기 채취된 수질시료를 나타낸 사진이다.

상기 수질시료의 동정 결과 시료에 28 여종의 담수조류가 존재하였으며, 이들 중 우점하는 15종의 녹조류(볼복스(Volvox), 아나베나(Anabaena),시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키니아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 스케네데스무스(Scenedesmus), 마이크로시스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium), 페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria), 코엘라스트륨(Coelastrum) 및 클로스테리움(Closterium))에 대하여 상기 실시예에서 제조된 산수유 종자 추출물의 농도를 0 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm 적용한 다음, 시간 경과에 따른 상기 수질시료의 상기 15종의 녹조류의 제거율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

구분	밀도(No/100ml)/제거율(%)
농도시간	Control	50ppm	100 ppm	150 ppm	200 ppm	250 ppm
2 시간 후	156±18 / 0%	136±12 / 87%	111±8 / 71%	110±7 / 71%	91±10 / 58%	80±12 / 51%
4 시간 후	156±18 / 0%	113±15 / 72%	58±7 /37%	25±3 / 16%	0 /100%	0 / 100%
6 시간 후	156±18 / 0%	110±13 / 71%	40±5 / 26%	16±3 / 10%	0 /100%	0 / 100%
12 시간 후	156±18 / 0%	93±10 / 60%	34±3 / 22%	0 / 100%	0 /100%	0 / 100%

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 산수유 종자 추출물을 적용하여 방제한 수질시료를 나타낸 사진이다.

상기 표 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 독성 알부민(toxalbumin) 및 파이토톡신 렉틴(phytotoxin;lectins) 유효성분을 포함하는 산수유 종자 추출물을 적용시 녹조류의 방제효과가 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 농도와 시간대별로 제거율을 살펴보면 150ppm에서는 12시간, 200ppm에서는 4시간 이후 15종의 담수조류가 100% 제거되는 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

시험예 2

도 3 (a)와 같이 정체된 골프장 연못(보유수량 600톤)에 실시예에 따른 산수유 종자 추출물을 200ppm의 농도로 상기 연못에 처리한 후 10시간이 경과한 다음 녹조 방제효과를 관찰하여 도 3 (c) 및 (d)에 그 결과를 도시하였다. 도 3 (c) 및 (d)를 참조하면, 상기 연못 수중에 포함된 녹조는 100% 방제되는 것으로 나타났다.

시험예 3

일반적으로 시설하우스내 작물의 작기가 끝나면 토양의 병해충을 방제할 목적으로 용수를 일정기간 가두었다가 배출하고 다음작기를 시작한다. 이때 토양내 비료에 포함되는 질소, 인 등의 성분이 원인이 되어 녹조가 도 4 (a) 및 (b)와 같이 상기 시설하우스 내부의 침수 토양에 번무하게 된다.

구례군 용방면 용강리 시설하우스에 범무한 녹조에 대하여 실시예에 따른 산수유 종자 추출물을 200ppm 농도로 상기 시설하우스의 침수토양에 처리한 후 24시간 후 그 결과를 도 4 (d)에 도시하였다.

도 4 (d)에서, 상기 시설하우스의 침수토양에 포함된 녹조의 방제효과가 우수함을 알 수 있었다.

Claims

산수유 종자 추출물을 녹조류 함유 오염물에 처리하는 것이며,
상기 산수유 종자 추출물은 독성 알부민(toxalbumin) 및 파이토톡신 렉틴(phytotoxin;lectins) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 녹조류 방제방법.
제1항에 있어서, 상기 녹조류 함유 오염물은 녹조류가 서식하는 수중 또는 침수토양에 포함되는 것을 특징으로 하는 녹조류 방제방법.
제1항에 있어서, 상기 녹조류는 볼복스(Volvox), 아나베나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키니아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 스케네데스무스(Scenedesmus), 마이크로시스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium), 페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria), 코엘라스트륨(Coelastrum) 및 클로스테리움(Closterium)중에서 1종 이상을 포함하는 녹조류 방제방법.
제1항에 있어서, 상기 처리는 녹조류 함유 오염물에 산수유 종자 추출물을 50 내지 250ppm으로 투입하는 것을 특징으로 하는 녹조류 방제방법.
제1항에 있어서, 산수유 종자 추출물은 물 또는 용매추출하는 것을 특징으로 하는 녹조류 방제방법.
제5항에 있어서, 상기 용매추출은 피여과액 및 물을 1:0.5~1:5의 부피비로 혼합하고 여과하여 추출되고,
상기 피여과액은 상기 산수유 종자 및 용매를 1:5~1:25의 중량비로 혼합한 것이며,
상기 용매는 과산화수소, 아세톤, 에틸아세테이트, 디에틸에테르, 벤젠, 클로로포름, 헥산, 및 탄소수 1~10의 알코올중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 녹조류 방제방법.