KR101725715B1 - 라이조푸스 오리재 및 희토 광물을 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

라이조푸스 오리재 및 희토 광물을 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라이조푸스 오리재(Rhizopus oryzae) 및 희토 광물을 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 라이조푸스 오리재를 액체배양하는 단계; 상기 액체 배양된 라이조푸스 오리재를 이용하여 키틴 분체를 분해하여 키토산을 생성하는 단계; 상기 생성된 키토산이 포함된 라이조푸스 오리재 배양액을 곡물 및 희토 광물과 혼합하고 고체 발효하는 단계; 및 상기 고체 발효된 발효물을 건조하고 분쇄하는 단계를 포함하여 제조된다. 본 발명에 따른 조성물은 식물체내로 키토산의 함량을 증가시킨다.

Description

라이조푸스 오리재 및 희토 광물을 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물 및 이의 제조방법{Compositions for increasing chitosan contents in plant comprising Rhizopus oryzae and rare earth metals, and the methods of preparation thereof}
본 발명은 식물내 키토산 흡수 증가를 촉진시키기 위한 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
희토류 원소(rare earth elements, rare earth metals)는 란타넘족 15개 원소와 스칸듐(Sc)과 이트륨(Y)을 포함하여 총 17개 화학 원소를 통칭하며 화학적 성질이 유사하고 광물 속에 그룹으로 함께 존재한다. 광물 형태로는 희귀한 원소이므로 "희토류"라는 이름이 붙기는 했으나 지각에 상대적으로 풍부하게 분포되어 있다. 방사성 차폐 효과가 있다고 알려져 있으며 육계의 생산성을 개선시키는 것으로 나타났다 (한국가금학회지, 2010).
식물 내에서 키토산이 증가된 보고는 있었으나 식물체 키토산 함량을 증가시키기 위하여 희토 광물을 이용한 시도는 없었다. 본 발명자는 희토 광물을 포함하는 키토산 조성물을 식물에 처리하였을 경우에 식물체 내에 흡수되는 키토산의 양이 더욱 증가되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
한국 특허 제1384470호에서는 라이조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus) 균주를 이용하여 키틴을 고체발효하여 키토산을 함유하는 식물생장 촉진제를 제조하는 방법과 식물체내 키토산의 함량 증가 방법을 개시하고 있다. 한국 특허출원 2013-0019311(분할)호에서는 키토산, 키토올리고당, 목초액 및 현미식초를 유효성분으로 하는 식물병원균 예방 및 방제용 키토산 조성물, 및 이를 이용한 식물병원균 방제 방법에 관한 것으로 식물의 생육촉진에도 효과적임을 개시하고 있다. 한국 특허 제1039746호에서는 희토류 화합물 또는 희토킬레이트 화합물을 유효성분으로 함유하는 항진균 조성물, 농약제제 및 농업용 액비를 제공하는 것을 특징으로 하고 있으며 검은 곰팡이병, 탄저병 또는 시들음병과 같은 식물 병해를 방제하고 농산물의 품질을 향상시키는데 사용될 수 있음을 개시하였다.
김치경 등은 독일화학회의 학술지 응용화학(Angewandte Chemie, Volume 51, 2012년 9월 11일, 11039 -11043면)의 'Ceria Nanoparticles that can Protect against Ischemic Stroke'에서 희토류 금속의 일종인 세륨(Ce, 원소번호 58)의 산화물로 이뤄진 세리아 나노입자가 활성산소를 줄이는 항산화 효과를 보이고 뇌경색에 새로운 치료제로의 개발 가능성이 있음을 보고 하였다. 조종관 등은 한국가금학회지(제37권 제1호, 2010년3월, 1-8면)의 '콜로이드 은과 희토류 원소의 첨가가 육계 생산성에 미치는 영향'에서 콜로이드 은과 희토류 원소의 혼합 첨가로 육계의 생산성이 개선되었음을 보고 하였다. Mahata 등은 Carbohydrate Research(Volume 383, 2013년 6월 13일, 27 -33면)에서 라이조푸스 올리고스포러를 이용하여 키토산을 생산하는 방법을 보고 하고 있다.
본 발명은 라이조푸스 오리재(Rhizopus oryzae) 균주 및 희토 광물을 이용한 식물 내 키토산 흡수 증가를 촉진시키기 위한 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 라이조푸스 오리재 균주 및 희토 광물을 이용한 식물 내 키토산 흡수 증가를 촉진시키기 위한 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 라이조푸스 오리재 균주 및 희토 광물을 이용한 식물내 키토산 흡수 증가제를 처리하여 식물체 내로 키토산의 흡수를 촉진시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 위하여 본 발명의 제 1 의 형태는 라이조푸스 오리재 및 희토 광물을 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물이다. 상기 희토 광물은 식물체에 유용하다고 알려진 어떠한 희토 광물을 사용하는 것도 가능하다. 바람직하게는 상기 희토 광물은 란탄늄(La), 네오디뮴(Nd), 및 이트륨 (Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 희토 광물일 수 있다. 바람직하게 상기 식물체는 오이, 키위, 오미자, 사과, 대추 및 고추인 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 증가제 조성물이다.
본 발명의 제 2 의 형태는 라이조푸스 오리재를 액체배양하는 단계; 상기 액체 배양된 라이조푸스 오리재를 이용하여 키틴 분체를 분해하여 키토산을 생성하는 단계; 상기 생성된 키토산이 포함된 라이조푸스 오리재 배양액을 곡물 및 희토 광물과 혼합하고 고체 발효하는 단계; 및 상기 고체 발효된 발효물을 건조하고 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물 제조 방법이다. 상기 키틴 분체는 액체 배양에 투여가 가능한 정도의 분체이면 족하다. 이제 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 50 내지 150 메쉬이다. 상기 곡물은 고체 배양의 배지가 되는 역할을 하는 것이므로 어떠한 형태의 곡물이어도 무방하나, 바람직하게는 대두박, 귀리, 수수, 옥수수 및 현미로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 곡물일 수 있다. 상기 희토 광물은 식물체에 유용하다고 알려진 어떠한 희토 광물을 사용하는 것도 가능하다. 바람직하게는 상기 희토 광물은 란탄늄(La), 네오디뮴( Nd ), 및 이트륨 (Y )으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 희토 광물일 수 있다.
본 발명에 따른 식물체 키토산 증가제 조성물는 식물체내에 키토산의 흡수가 증가된다. 종래의 키토산의 함량에 비하여 상당히 높은 수준으로 식물체내로 키토산이 흡수되는 것을 확인하였다. 특히 오이 및 키위에서 키토산의 흡수량이 현저하게 증가시키는 조성물이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물을 처리한 오이에서 키토산의 함량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물을 처리한 대추에서 키토산의 함량을 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명에 따라 제조된 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물을 처리한 생고추에서 키토산의 함량을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 포함하는 식물체 키토산 증가제 조성물을 처리한 건고추에서 키토산의 함량을 나타낸 것이다.
< 실시예 1> 라이조푸스 오리재 균주의 배양
PDA(감자 추출액 300g, 포도당 20g, 증류수 1l)에서 24 내지 36시간 배양이 되고 25 내지 30 °C에서 배양이 되었다.
< 실시예 2> 액상 키토산 함유물의 제조
상기 실시예 1에 따라 제조된 라이조푸스 오리재 배양과 상기 배양액에 대한 중량비로 약 10중량%에 해당하는 100 메쉬 정도로 분쇄한 키틴을 첨가한 후 25 내지 30 °C에서 2 내지 3일간 배양하여 액상 키토산 함유 배양물을 제조하였다.
<실시예 3> 희토류 금속 포함 배지에서의 식물체 키토산 흡수 증가제의 제조
상기 실시예 2에서 얻어진 키토산 함유 배양물 중량 대비 곡물 80 중량%(0.8배 중량), 200 메쉬 정도 분쇄한 란탄늄(La), 네오디뮴(Nd), 또는 이트륨 (Y) 희토류 희토류 금속 20 중량%(0.2 배 중량), 및 수분 중량 30%(0.3 배 중량)이 포함된 배지에서 6 내지 8 일간 발효하였다.
< 실시예 4> 시비 및 식물 내에서 키토산 증가 확인
1. 사용량(시비량)
기비용- 1kg을 100평에 처리
추비용- 500g을 150~200평에 처리
2. 사용법
기비용- 제품 1kg을 흙 또는 퇴비와 혼합해서 100평에 골고루 살포하여 로터리(경운) 해준다.
추비용- 물 1000ml에 500g을 희석 후 관주 또는 엽면시비로 처리한다.
3. 사용횟수
기비용- 년 1회 작업
추비용- 작물 수확 시까지 월 2회 처리
4. 키토산 함량 측정
1) 오이
상기 식물체 키토산 증가제 조성물을 처리한 후, 수득한 오이의 키토산 함량을 한국식품연구소에 분석의뢰하여 얻었다. 오이에서는 키토산의 함량이 0.2mg/g이었다(도 1).
2) 키위
상기 식물체 키토산 증가제 조성물을 평당 5그램이 되도록 키위 뿌리 주변에 처리하고, 키위의 경우는 상기 방법의 변형된 시비를 하였다. 본 발명에 따른 조성물을 500 내지 1000배 물로 희석한 것을 월 1 회 살포한 후 6개월 후 수득한 키위의 키토산 함량을 한국식품연구소에 분석의뢰하여 얻었다. 키위에서는 키토산의 함량이 0.4 내지 0.6mg/g이었다(표 1).
키위의 키토산 함량
업체명 지역 키토산 함량(mg/g) 비고
이영생 제주 0.6
이찬수 제주 0.4
양관수 제주 0.4
3) 오미자
상기 식물체 키토산 증가제 조성물을 상기 방법으로 처리한 후, 수득한 오미자의 키토산 함량을 충남대학교 농업과학연구소에 분석의뢰하여 얻었다. 오미자에서는 키토산의 함량이 1.0 내지 1.3mg/g이었다(표 2).
오미자의 키토산 함량
업체명 지역 키토산 함량(mg/g) 비고
문경 오미자연구소 문경 1.3
박병준, 서정한 문경 1.0
여상규, 서정환 문경 1.0
4) 부사
상기 식물체 키토산 증가제 조성물을 상기 방법으로 처리한 후, 수득한 부사의 키토산 함량을 충남대학교 농업과학연구소에 분석의뢰하여 얻었다. 부사에서는 키토산의 함량이 0.9 내지 1.3mg/g이었다(표 3).
부사의 키토산 함량
업체명 지역 키토산 함량(mg/g) 비고
문경 농업기술센터 사과연구소 문경 1.3
박진호, 서정한 문경 1.2
이상규, 서정한 문경 1.1
김태환, 서정한 문경 0.9
5) 대추
상기 식물체 키토산 증가제 조성물을 상기 방법으로 처리한 후, 수득한 대추의 키토산 함량을 충남대학교 농업과학연구소에 분석의뢰하여 얻었다. 대추에서는 키토산의 함량이 1.6mg/g이었다(도 2).
6) 생고추 및 건고추
상기 식물체 키토산 증가제 조성물을 상기 방법으로 처리한 후, 수득한 고추의 키토산 함량을 충남대학교 농업과학연구소에 분석의뢰하여 얻었다. 생고추에서는 키토산의 함량이 2.1mg/g이었고(도 3), 건고추에서는 키토산의 함량이 3.0mg/g이었다(도 4).

Claims (6)

  1. 라이조푸스 오리재를 액체배양하는 단계;
    상기 액체 배양된 라이조푸스 오리재를 이용하여 키틴 분체를 분해하여 키토산을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 키토산이 포함된 라이조푸스 오리재 배양액을 곡물 및 희토 광물과 혼합하고 고체 발효하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서 상기 키틴 분체는 50 내지 150 메쉬인 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서 상기 곡물은 대두박, 귀리, 수수, 옥수수 및 현미로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 곡물인 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서 상기 희토 광물은 란탄늄(La), 네오디뮴(Nd), 및 이트륨 (Y)으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 희토 광물인 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물 제조방법.
  5. 라이조푸스 오리재 및 희토 광물을 포함하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서 상기 식물체는 오이, 키위, 오미자, 사과, 대추 및 고추인 것을 특징으로 하는 식물체 키토산 흡수 증가제 조성물.

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