KR101574011B1 - 에틸렌 가스 방출제 및 이를 이용한 원예산물의 후숙 촉진방법 - Google Patents

에틸렌 가스 방출제 및 이를 이용한 원예산물의 후숙 촉진방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제 및 이를 이용하여 원예산물의 성장을 조절하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에테폰과; Prosolv® SMCC50, HPMC, Cosscamellose, LHPC, Kaolin, White carbon 및 Dicalite로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부형제;를 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제 및 이를 이용하여 원예산물의 성장을 조절하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 원예산물의 수확 후 품질향상을 위해 이용되었던 기존의 에틸렌 가스 전처리기술 및 에테폰 액제 사용의 단점을 극복할 수 있기 때문에 신선 농식품, 가공산업, 원예산물 생산농가에서 이용하여 고소득을 창출할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 열대과일의 수입급증에 따른 후숙 촉진제로서 유용하게 사용될 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 정량화되어 있기 때문에 대학이나 연구기관에서 에틸렌 가스와 관련된 연구를 수행할 때 유용하게 활용될 수 있을 것이고, 이로 인해 에틸렌 관련 산업이 활성화 될 것이다.

Description

에틸렌 가스 방출제 및 이를 이용한 원예산물의 후숙 촉진방법{Ethylene gas releaser and Promoting method for after ripening of horticultural product using the same}
본 발명은 친환경적 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제 및 이를 이용하여 식물의 성장을 조절하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에타폰과 특정 부형제를 포함하는 친환경적 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제, 및 상기 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제와 특정 기화촉진제를 이용하여 원예산물의 성장을 조절하는 방법에 관한 것이다.
에틸렌(CH2=CH2)은 2개의 탄소원자가 불포화 결합(분자량: 28.05)되어 있는 구조의 탄화수소로써 상온 및 대기압 조건에서 가스로 존재하며, 식물에 대한 에틸렌의 생리적 작용은 널리 알려져 있다. 전구물질은 ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)임이 증명되었고, 에틸렌의 작용은 에틸렌 수용체와의 결합, 특정 유전자의 발현, 효소의 합성 또는 활성화 등과 같은 일련의 과정을 갖는다. 대부분의 식물조직은 에틸렌 가스를 생성하는 능력을 지니고 있는데 에틸렌은 특히 원예산물에서 다량 발생되며, 원예산물의 성숙 및 노화와 밀접한 관련이 있어서 후숙 호르몬으로 알려져 있다. 비교적 호흡량이 낮은 비급등형 원예산물은 에틸렌 생성량 또한 낮으며 특히 급등형 원예산물에서 호흡의 급격한 증가는 에틸렌 생성의 급격한 증가와 동시 또는 그 이후에 나타난다. 따라서 에틸렌은 원예산물의 호흡증가를 유발하는 물질로 알려져 있으며, 그 밖에 과육의 연화를 비롯하여 후숙과 관련된 품질변화 등 여러 가지 생리적 변화를 유발한다.
에틸렌은 원예산물을 성숙 및 노화시키므로 그 발생 및 작용을 방지하기 위해 노력하지만 역으로 그 성질을 응용하여 이용하기도 한다. 또한 수확 후 조직의 연화, 식미가치 향상, 외관을 좋게 하는 역할을 한다. 특히 과실의 경우 성숙은 되었으나 숙성되지 않아 식미가치가 낮은 경우(예; 녹숙기의 바나나, 토마토, ◎은 감, 밀감, 오렌지) 출하전 에틸렌 처리로 상품가치를 높이는데 이용할 수 있다. 즉, 에틸렌은 엽록소 분해, 착색증진, 떫은 감의 연화(연시) 등을 촉진시켜 상품가치를 향상시키는데 활용되고 있다. 에틸렌은 원예산물의 저장성에는 노화촉진(파슬리, 브로콜리, 오이, 호박), 숙성촉진(키위), 잎의 장해(양상추), 고미증가(당근), 맹아(감자, 양파, 마늘), 이층형성(관상식물 낙엽, 낙화, 낙과), 육질경화(아스파라거스) 등 부정적인 측면이 많이 내포하고 있지만 무취, 무색으로 처리 후 착색증진(토마토, 바나나), 탈삽(떫은 감), 과피엽록소 제거(감귤, 레몬), 과육연화(머스크멜론, 사과, 양앵두) 등 상품성을 향상시키고, 원예산물에 잔류되지 않아 인체에 전혀 무해한 장점이 있다.
국내의 대표적인 연구는 포도의 신선편이 가공시 낱알의 탈립을 유도하여 가공공정을 용이하게 하면서 2개월까지 저온저장 후 품질 유지에 효과적이었다는 보고가 있다(Hong 등, 2009).
또한, 떫은감 청도반시를 10월경에 수확하여 간이 에틸렌 발생장치를 이용하여 처리한 결과 6일만에 연시의 적정 경도에 도달하였고, 가용성 탄닌 함량도 4일만에 급격히 감소한 결과를 얻어 농산업현장에서 활용하고 있다(조 등, 2011).
이외에도 에틸렌 가스를 이용한 연구는 고추 착색촉진(Yun 등, 2002), 떫은 감 탈삽 및 연화 촉진(Park 등, 1998; Park과 Kim, 2002; Park 등, 2003; Park과 Lee, 2006; Rouhani 등, 1975)에 대한 연구가 있고, 에테폰을 살포하여 부유단감의 비대와 착색에 관한 연구가 보고된 바 있다(Kim과 Kim, 2010).
농촌진흥청에서는 숯을 이용해 떫은 감을 홍시로 만드는 기술을 개발하였는데, 이는 숯에 에틸렌 가스를 흡착시켜 감과 함께 용기내에 넣어두면 숯으로부터 발생한 에틸렌에 의해 연시가 되는 기술로 생산현장이나 APC에서 이용하기에는 부족한 부분이 있어 실용적이지 못한 점이 있다.
그러나, 이러한 에틸렌 가스는 3~32%의 대기 산소농도에서 폭발할 가능성이 있으므로 주의해서 다뤄야하기 때문에 처리실내에서는 화기엄금, 시설물의 전기방전 방지대책을 마련해야 하는 단점이 있다. 구체적으로, 에틸렌 가스처리 시설을 이용하기 위해서는 적정 에틸렌 가스농도를 유지하며 정밀한 측정기기를 다루어 부적합한 에틸렌 환경을 교정할 인력이 필요하다. 또한, 에틸렌 가스가 폭발할 수 있는 농도가 형성되는 것을 방지하기 위해 안전장치가 요구된다. 나아가, 에틸렌 가스가 있는 실내 혹은 실린더 주위에 화염, 점화발생장치, 불, 혹은 연기가 무방비로 노출되지 않아야 한다. 실린더에서는 에틸렌을 배출할 때 가스를 정확하게 측정하기 위해서 정밀한 계량기를 사용해야 하고, 정전기 방출의 위험을 없애기 위해 파이프 접지를 접지해야 하며, 국가적용 안전장소에 에틸렌 실린더를 보관해야 하고, 그 외에도 전등, 팬모터, 스위치, 안전장치 등 부대시설이 많이 요구된다. 따라서, 에틸렌 처리시설은 이러한 많은 부대시설이 필요하기 때문에 고정된 시설내에 설치되어 있고 규모화되어 있어, 적용되는 작물이 제한을 받게 되고, 원예산물은 수확후 처리시설로 이동해서 처리해야 하는 번거로움이 있으며, 또한 처리 시설 내에서도 원예산물은 많은 공정을 거치면서 물리적 상처를 받을 확율이 높아지므로, 전체적으로 원예산물의 손실율이 높아진다. 또한 에틸렌 처리 시설을 직접 만들려고 해도 에틸렌 가스봄베, 레귤레이터, 가스배선, trickle 시스템(공급되는 가스량을 물 트랩을 이용하여 확인하는 시스템) 등 부대시설 및 설치비용이 고가이고, 관리비 증가, 폭발의 위험성 때문에 전문적인 지식이 필요하고 위험물 취급 자격증을 소지해야 하는 등 여러 가지 문제점이 제기되고 있으므로, 일반 농가에서 에틸렌 가스를 이용하여 원예산물 가공 처리를 하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 이러한 많은 문제점을 극복하기 위해서는 많은 부대시설이 필요하지 않고, 일반 농가에서도 손쉽고 간편하게 간단한 시설내에서 처리 이용할 수 있는 새로운 개념의 에틸렌 발생제 개발이 필요하다.
한편, 에테폰(2-Chloroethyl-phosphonic acid)은 수용액에서 매우 강산성이며, pH 2 이하의 조건에서는 안정하나 식물조직에 흡수되어 pH가 5 이상으로 상승하면 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 에테폰 분자는 자연스럽게 가수분해하여 에틸렌 가스를 방출하는 특성을 갖고 있다.
Figure 112014031658721-pat00001
상기 에테폰은 지금까지 농약으로 사용되어 왔으나, 에틸렌 가스 방출 특성이 알려진 후에는 표 1에 나타낸 바와 같이, 과수재배시 적과제(Stover 등, 2003), 과실의 성숙 및 착색촉진제(Worku 등, 1975; Zhang 등, 2009), 파인애플의 개화촉진제, 오이의 암꽃 착생 증진제, 키위 후숙촉진(Zhang 등, 2012) 등으로 폭 넓게 이용되고 있다.
Figure 112014031658721-pat00002
따라서, 원예산물의 수확 후 숙성을 높이기 위해 에틸렌 가스를 발생시키는 것 대신에 에테폰을 사용하는 방법도 고려되고 있으나, 이 방법은 일반적으로 에테폰 액제를 희석한 수용액에 원예산물을 분무 또는 침지 형태로 적용하게 되며, 이때 분무 또는 침지에 의해 세균감염 위험, 저장력 약화, 곰팡이 오염, 부패, 원예산물의 에테폰 잔류 등의 문제가 발생될 수 있다.
이에, 본 발명자들은 취급이 간편하고 손쉽게 에틸렌 가스를 발생시킬 수 있는 새로운 에틸렌 가스 발생제를 제조하기 위하여 연구하던 중, 에테폰과 적절한 부형제를 포함하는 정제 또는 캡슐제를 제조하고, 상기 정제 또는 캡슐제가 pH 2 이하의 조건에서는 안정하나 염기성 조건에서는 에틸렌 가스를 방출함으로써, 기존의 에틸렌 가스를 직접 이용할 때 보다 사용하기 간편하고, 보관과 취급이 편리하며, 원예산물에 직접 에테폰을 처리하지 않아 원예산물에 농약 잔류의 위험이 없어 새로운 에틸렌 가스 발생제로서 유용하게 사용될 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
대한민국특허 10-1990-0012109
본 발명의 목적은 에테폰과 특정 부형제를 포함하여 특정 조건에서 에틸렌 가스를 발생시키는, 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 이용하여 원예산물의 성장을 조절하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에테폰과; 미결정셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 98 중량% 및 콜로이드성 이산화규소(colloidal silicon dioxide) 2 중량%의 혼합물로서 평균 65 μm의 입자크기와 0.25-0.37 g/mL의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 규화 미결정셀룰로오스(silicified microcrystalline cellulose) (상품명: Prosolv® SMCC50, 제조사: JRS Pharma), HPMC, Croscamellose, LHPC, Kaolin, White carbon 및 Dicalite로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부형제;를 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 제공한다.
또한, 본 발명은 밀폐된 용기 내에서 상기 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 실온 및 pH 13의 기화촉진제 하에서 가수분해 반응시켜 발생된 에틸렌 가스를 원예산물에 접촉시키는 단계를 포함하는, 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 이용하여 원예산물의 성장을 조절하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 에틸렌 가스를 처리하기 위한 복잡하고 고가인 장비 또는 시설이 없어도 이용이 가능하고, 수송, 보관, 사용이 간편하며, 농산물 물류센터나 산지에서 직접 이용할 수 있어 원예산물의 물리적 손실을 감소시킬 수 있고, 안전하고, 처리 후에도 원예 작물에 잔류되지 않으므로, 원예산물의 수확 후 품질향상을 위해 이용되었던 기존의 에틸렌 가스 전처리기술 및 에테폰 액제 사용의 단점을 극복할 수 있기 때문에 신선 농식품, 가공산업, 원예산물 생산농가에서 이용하여 고소득을 창출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 열대과일의 수입급증에 따른 후숙 촉진제로서 유용하게 사용될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 정량화되어 있기 때문에 대학이나 연구기관에서 에틸렌 가스와 관련된 연구를 수행할 때 유용하게 활용될 수 있을 것이고, 이로 인해 에틸렌 관련 산업이 활성화 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 가스 방출용 캡슐제를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 에틸렌 가스 방출 실험 장치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 부형제 및 반응 온도에 대한 에틸렌 가스 방출 정도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 부형제 및 반응 온도에 대한 에틸렌 가스 방출 정도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 부형제 및 반응 pH에 대한 에틸렌 가스 방출 정도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 부형제 및 반응 pH에 대한 에틸렌 가스 방출 정도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 부형제 및 기화촉진제에 대한 에틸렌 가스 방출 정도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 부형제 및 기화촉진제에 대한 에틸렌 가스 방출 정도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제를 이용하여 토마토를 후숙시키는 실험 장치이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 유무에 따른 토마토의 색상 변화를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 에테폰과 부형제를 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 제공한다.
본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제에 있어서, 상기 에테폰은 에틸렌 가스를 방출시키는 활성 물질로서, 주로 농약으로 사용되어 왔고, 수용액에서 매우 강산성이며, pH 2 이하의 조건에서는 안정하나 식물조직에 흡수되어 pH가 5 이상으로 상승하면 자연스럽게 가수분해하여 에틸렌 가스를 방출하는 특성을 갖고 있다.
따라서, 원예산물의 수확 후 숙성을 높이기 위해 에틸렌 가스를 발생시키는 것 대신에 에테폰을 사용하기도 하였다. 그러나 종래에는 에테폰 액제를 희석한 수용액에 원예산물을 분무 또는 침지 형태로 적용하였는데, 이때 분무 또는 침지에 의해 세균감염 위험, 저장력 약화, 곰팡이 오염, 부패, 원예산물의 에테폰 잔류 등의 문제가 발생될 수 있다.
그러나, 본 발명은 상기 에테폰을 정제 또는 캡슐제로 제형화하여 특정 pH 조건에서 에틸렌 가스를 방출하도록 하는 것에 특징이 있으며, 이때 발생된 에틸렌 가스를 원예산물에 접촉시킴으로써 종래 에테폰 액제 사용시 문제가 되었던 세균감염 위험, 저장력 약화, 곰팡이 오염, 부패, 원예산물의 에테폰 잔류 등의 문제를 해결하였다.
본 발명에 있어서, 에테폰을 제형화하기 위해서는 부형제가 필요한데, 상기 부형제로는 바람직하게는 미결정셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 98 중량% 및 콜로이드성 이산화규소(colloidal silicon dioxide) 2 중량%의 혼합물로서 평균 65 μm의 입자크기와 0.25-0.37 g/mL의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 규화 미결정셀룰로오스(silicified microcrystalline cellulose) (상품명: Prosolv® SMCC50, 제조사: JRS Pharma), HPMC, Croscamellose, LHPC, Kaolin, White carbon 및 Dicalite로 이루어지는 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 정제인 경우에는 Prosolv® SMCC50, 캡슐제인 경우에는 LHPC를 사용할 수 있다.
제형화의 방법으로는 특별한 제한은 없으며, 에테폰과 부형제를 혼합한 다음 당 업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 타정하여 정제를 제조하거나, 공 캡슐에 충진하여 캡슐제를 제조할 수 있다.
이때, 성분 함량은 정제인 경우, 에테폰 1~10 중량% 및 부형제 90~99 중량%를 포함하도록 제조하는 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 타정이 잘 이루어지지 않아 제형화가 어려운 문제가 있다.
캡슐제인 경우에는, 타정 공정이 없으므로 에테폰 20~40 중량% 및 부형제 40~60 중량%를 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 에틸렌 가스를 처리하기 위한 복잡하고 고가인 장비 또는 시설이 없어도 이용이 가능하고, 수송, 보관, 사용이 간편하며, 농산물 물류센터나 산지에서 직접 이용할 수 있어 원예산물의 물리적 손실을 감소시킬 수 있고, 안전하고, 처리 후에도 원예산물에 잔류되지 않으므로, 원예산물의 수확 후 품질향상을 위해 이용되었던 기존의 에틸렌 가스 전처리기술 및 에테폰 액제 사용의 단점을 극복할 수 있기 때문에 신선 농식품, 가공산업, 원예산물 생산농가에서 이용하여 고소득을 창출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 에틸렌 방출용 정제 또는 캡슐제는 열대과일의 수입급증에 따른 후숙 촉진제로서 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 이용하여 원예산물의 성장을 조절하는 방법을 제공하며, 상기 원예산물의 성장을 조절하는 방법은 밀폐된 용기 내에서 상기 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 가수분해 반응시켜 발생된 에틸렌 가스를 원예산물에 접촉시키는 단계를 포함한다.
이때, 상기 정제 또는 캡슐제 내의 에테폰으로부터 에틸렌 가스의 발생량을 증가시키기 위해 부형제와 온도 및 pH 조건에 따른 에틸렌 가스 발생량을 측정한 결과, 각 부형제에 대하여 온도는 실온(25℃)인 경우, pH에 대하여는 pH 13의 기화촉진제의 존재 하에서 에틸렌 가스의 발생량이 현저하게 증가함을 확인하였다(도 4-7 참조).
따라서, 효과적인 에틸렌 가스 방출을 위하여는 밀폐된 용기 내에서 상기 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 실온에서 pH 13의 기화촉진제의 존재 하에서 가수분해 반응시키는 것이 바람직하다. 이때, pH를 13의 기화촉진제로는 탄산나트륨 수용액 또는 탄산칼륨 수용액을 사용하는 것이 바람직하다(도 8-9 참조).
본 발명에 따른 원예산물의 성장을 조절하는 방법에 있어서, 상기 원예산물은 후숙이 필요한 채소, 과일 또는 화초류인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1-3> 에테폰을 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제(tablet)의 제조
에테폰 원제 5 중량%를 하기 표 2에 나타낸 부형제 95 중량%와 혼합한 후, 펀치 타정기(punch tablet machine)를 이용하여 압축 성형(compression-molding)하여 에틸렌 가스 방출용 정제(tablet)를 제조하였다. 제조된 정제를 도 1에 나타내었다.
<비교예 1> 에테폰을 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제(tablet)의 제조
표 2에 나타낸 부형제를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 에틸렌 가스 방출용 정제(tablet)를 제조하였다.
제조 과정 중의 타정 작업성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112015081943218-pat00016
표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예의 부형제는 에테폰과 결합이 잘 되지 않아 타정이 잘 이루어지지 않았다.
<실시예 4-10> 에테폰을 포함하는 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 제조
에테폰 원제 30 중량%를 하기 표 3에 나타낸 부형제 50 중량% 및 구연산 20 중량%와 혼합한 후, 공캡슐에 충진하여 에틸렌 가스 방출용 캡슐제를 제조하였다. 제조된 캡슐제를 도 2에 나타내었다.
Figure 112015081943218-pat00017
<실험예 1> 에틸렌 발생량 측정
도 3에 나타낸 바와 같이, 밀폐된 4L 용기 내의 비커에 기화촉진제(activator)로서 탄산나트륨 수용액을 넣고, 실시예에서 제조된 정제 또는 캡슐제를 넣어 에틸렌 가스를 발생시킨 다음, 방출된 에틸렌 가스를 포집하여 에틸렌 발생량을 측정하였다.
구체적으로, 에틸렌 발생량은 3시간 동안 가스를 포집한 후, 용기 내의 기체 1mL를 가스기밀 주사기(gas-tight syringe)로 채취하여 가스 크로마토그래피(gas chromatography)(GC-2010, SHIMADZU, Japan)에 주입하여 기체조성을 분석함으로써 측정하였다. 이때, 분석 조건으로 GC Inlet는 SPL로서 온도는 200℃, 검출기(detecter)는 FID로 온도 250℃, 컬럼(column)은 shin wax 0.25(shimzdzu, Japan)를 사용하였으며 오븐 온도는 45℃로 설정하였다. 이동 가스는 질소를 사용하였으며, 유속 14.9mL/min의 조건에서 측정하였다.
(1) 온도의 영향
본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제의 주위 온도에 따른 에틸렌 가스 방출의 영향을 알아보기 위하여, 10℃, 15℃ 및 25℃ 온도 조건에서 실시예 1 내지 9에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제의 에틸렌 가스 방출량을 측정하여 도 4 및 도 5에 나타내었다.
도 4는 실시예 1 내지 3에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 온도에 따른 에틸렌 가스 방출량을 나타낸 그래프이고, 도 5는 실시예 4 내지 9에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 온도에 따른 에틸렌 가스 방출량을 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 실온인 25℃에서 에틸렌 발생량이 가장 높게 나타났다. 따라서, 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 실온에서 에틸렌 가스를 방출하기 때문에 온도에 제약을 받지 않아 사용이 편리하다.
(2) pH의 영향
본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제의 pH에 따른 에틸렌 가스 방출의 영향을 알아보기 위하여, 각 pH 조건에서 실시예 1 내지 10에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제의 에틸렌 가스 방출량을 측정하여 도 6 및 도 7에 나타내었다.
도 6은 실시예 1 내지 3에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 pH에 따른 에틸렌 가스 방출량을 나타낸 그래프이고, 도 7은 실시예 4 내지 10에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 pH에 따른 에틸렌 가스 방출량을 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 pH가 13일 때 에틸렌 발생량이 가장 높게 나타났다.
따라서, 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 사용시 반응 pH를 13으로 설정하는 것이 바람직하다.
(3) 기화촉진제의 영향
본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제의 기화촉진제에 따른 에틸렌 가스 방출의 영향을 알아보기 위하여, 실시예 1 내지 10에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제에 기화촉진제로서 탄산나트륨 수용액, 탄산칼륨 수용액, 탄산칼슘 수용액 또는 탄산마그네슘 수용액을 넣고 에틸렌 가스 방출량을 측정하여 도 8 및 도 9에 나타내었다.
도 8은 실시예 1 내지 3에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 정제의 기화촉진제에 따른 에틸렌 가스 방출량을 나타낸 그래프이고, 도 9는 실시예 4 내지 10에서 제조된 에틸렌 가스 방출용 캡슐제의 기화촉진제에 따른 에틸렌 가스 방출량을 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 기화촉진제가 탄산나트륨 또는 탄산칼륨 용액인 경우에 에틸렌 발생량이 높게 나타났다.
따라서, 본 발명에 따른 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 사용시 기화촉진제로서 탄산나트륨 또는 탄산칼륨을 사용하는 것이 바람직하다.
<실험예 2> 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제를 이용한 토마토의 후숙 실험
본 발명에 따른 에테폰을 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제가 원예산물의 후숙에 사용될 수 있는지 알아보기 위하여, 도 10에 나타낸 바와 같이 밀폐된 용기 내에 설익은 토마토를 넣고 대조군에는 상기 에틸렌 가스 방출용 정제를 넣지 않고, 실험군에는 상기 에틸렌 가스 방출용 정제를 탄산나트륨 용액에 넣어 에틸렌 가스를 발생시켜 12시간 처리한 후에 토마토의 과피 변색을 관찰하였다.
실험 결과를 도 11에 나타내었다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 대조군의 경우 토마토가 거의 대부분이 설익은 상태로 푸른색을 유지하고 있으나, 본 발명에 따른 정제를 사용한 경우에는 정제에서 발생된 에틸렌 가스에 의해 토마토의 후숙이 진행되어 과피가 붉은색으로 변함을 알 수 있다. 또한, 상기 토마토에 직접 에테폰을 처리하지 않기 때문에 과피에 농약이 잔류될 걱정이 없다.
따라서, 본 발명에 따른 에테폰을 포함하는 에틸렌 가스 방출용 정제 또는 캡슐제는 사용이 간편하고, 에틸렌 가스 발생을 위한 고비용의 설비 또는 장치가 필요하지 않으며, 원예산물에 직접 처리하지 않아 과피에 농약이 잔류될 걱정이 없으면서 원예산물의 후숙에 탁월한 효과가 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 에테폰과, 미결정셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 98 중량% 및 콜로이드성 이산화규소(colloidal silicon dioxide) 2 중량%의 혼합물로서 65 μm의 입자크기와 0.25-0.37 g/mL의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 규화 미결정셀룰로오스(silicified microcrystalline cellulose), HPMC, Croscamellose, LHPC, Kaolin, White carbon 및 Dicalite로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 부형제를 포함하는 정제 또는 캡슐제; 및
    상기 정제 또는 캡슐제와 혼합되어 에테폰으로부터 에틸렌 가스를 발생하게 하는, 탄산나트륨 수용액 또는 탄산칼륨 수용액인 것을 특징으로 하는 기화촉진제;
    를 포함하는 원예산물의 후숙 촉진을 위한 에틸렌 가스 발생제.
  2. 제1항에 있어서,
    정제인 경우, 상기 부형제는 미결정셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 98 중량% 및 콜로이드성 이산화규소(colloidal silicon dioxide) 2 중량%의 혼합물로서 65 μm의 입자크기와 0.25-0.37 g/mL의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 규화 미결정셀룰로오스(silicified microcrystalline cellulose)인 것을 특징으로 하는 에틸렌 가스 발생제.
  3. 제1항에 있어서,
    캡슐제인 경우, 상기 부형제는 LHPC인 것을 특징으로 하는 에틸렌 가스 발생제.
  4. 제1항에 있어서,
    정제인 경우, 정제의 구성성분은 에테폰 1~10 중량% 및 부형제 90~99 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 가스 발생제.
  5. 제1항에 있어서,
    캡슐제인 경우, 캡슐제의 구성성분은 에테폰 20~40 중량% 및 부형제 40~60 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 가스 발생제.
  6. 밀폐된 용기 내에 제1항의 에틸렌 가스 발생제를 투입하여 발생된 에틸렌 가스를 원예산물에 접촉시키는 단계를 포함하는 원예산물의 후숙 촉진방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원예산물은 후숙이 필요한 채소, 과일 또는 화초류인 것을 특징으로 하는 에틸렌 가스 발생제.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 원예산물은 후숙이 필요한 채소, 과일 또는 화초류인 것을 특징으로 하는 원예산물의 후숙 촉진방법.
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