KR101778051B1 - 피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명에 따른 피토엑디스테로이드의 주성분인 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone) 또는 이를 포함하는 식물 추출물은 모기 유충에 대해 살충활성이 우수하고, 저항성 유발 가능성이 낮으며, 인축을 포함한 척추동물에 안전하여 친환경적이므로, 효율적으로 모기를 방제할 수 있는 효과가 있다.

Description

피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도{Composition for controlling mosquito comprising phytoecdysteroid or plant extract containing phytoecdysteroid as active ingredient and uses thereof}
본 발명은 피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.
모기는 전 세계적으로 분포하고 있으며, 열대지방, 온대지방 및 극지 부근에서 서식하면서 여름철은 물론 주거환경의 변화로 겨울철에도 모기의 발생과 흡혈 활동이 증가함에 따라 그 피해도 점차 늘어나고 있다. 특히, 집모기에 속하는 빨간집모기(Culex pipiens pallens)는 우리나라를 비롯하여 일본, 중국, 동남아, 인도, 파키스탄 등의 지역에 분포하며 일본뇌염을 매개하는 모기로 해마다 다수인을 사망하게 하는 매우 위험한 모기이다. 모기가 매개하는 질병은 말라리아(malaria), 지카 바이러스(zika virus), 사상충증(lymphatic filariasis), 일본뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus), 황열병(yellow fever) 및 뎅기열(dengue fever 및 dengue haemorrhagic fever) 등이 있다.
모기의 방제는 실시방법에 따라 종합적 방제(integrated pest management, IPM), 화학적 방제(chemical control), 생물학적 방제(biological control) 및 물리적 방제(physical control)로 구분되며, 모기의 생활사에 따라 성충방제와 유충방제로 나눌 수 있다. 유기합성 살충제는 유기인계(organophosphorous compounds), 피레스로이드계(phyrethroids), 카바메이트계(carbamates), 유기염소계(organochlorine compounds), 니코티노이드계(nicotinoids) 살충제와 곤충생장 저해제(insect growth regulators) 등으로 나눌 수 있다. 모기방제에 주로 사용되는 피레스로이드계 살충제는 포유동물에 독성이 낮고 살충력이 높은 장점이 있으나, 생태독성이 강하여 지하 집수정, 지하수, 정화조 등에 잔류될 경우 수질오염 및 환경에 부정적 영향을 줄 우려가 있고, 연용에 따른 해충의 저항성 증가도 큰 문제점으로 지적되고 있다.
합성 살충제의 문제점을 경감시키기 위하여 환경 친화적인 약품으로 미생물 살충제인 B.T.I(Bacillus thuringiensis israelensis)가 많이 사용되고 있는 실정이지만, 물에 녹지 않고 밑바닥에 진흙처럼 쌓여 있으므로, 정화조처럼 수면이 깊은 서식지에 B.T.I(Bacillus thuringiensis israelensis)를 사용시에는 효과가 미미한 문제점이 있다. 또한, 야외조건에서 모기유충 방제를 위한 B.T.I(Bacillus thuringiensis israelensis)의 적용에 제기되는 또 다른 문제점으로 자외선에 의한 짧은 살충잔류 효과, 반복처리에 의한 비경제성, 포자의 침강 및 용혈성(hemolytic activity)을 가진 cry 유전자의 안전성 등이 있다.
한편, 식물유래 천연물은 소량의 사용으로 우수한 살충효과를 나타낼 뿐만 아니라 생분해가 쉽고 포유동물에 대한 독성이 낮고 및 환경에 대한 부작용이 적은 장점이 있다. 이러한 장점으로 인하여 식물성 천연물을 곤충을 방제할 수 있는 대체제로 이용하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한국등록특허 제0514977호에는 모기 유충 살충 조성물에 대해 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2013-0043141호에는 식물성분을 포함하는 위생해충구제 살충제의 조성물에 대해 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도에 대해서는 아직까지 개시된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 피토엑디스테로이드의 주성분인 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone) 또는 이를 포함하는 식물 추출물이 모기 유충에 대해 살충활성이 우수한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 피토엑디스테로이드(phytoecdysteroid) 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 모기 방제용 조성물을 모기 서식지에 처리하는 것을 포함하는 모기를 방제하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 피토엑디스테로이드의 주성분인 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone) 또는 이를 포함하는 식물 추출물은 모기 유충에 대해 살충활성이 우수하고, 저항성 유발 가능성이 낮으며, 인축을 포함한 척추동물에 안전하여 친환경적이므로, 효율적으로 모기를 방제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 쇠무릎(Achyranthes bidentata) 추출물의 모기(Culex mosquito) 유충에 대한 살충효과를 나타낸 것이다.
도 2는 쇠무릎(Achyranthes bidentata) 추출물의 모기(Culex mosquito) 유충의 우화(adult emergence) 억제 효과를 나타낸 것이다.
도 3은 쇠무릎(Achyranthes bidentata) 추출물의 피토엑디스테로이드(phytoecdysteroid) 프로파일 분석 결과를 나타낸 것이다. A: 종자, B: 발아단계의 유식물체, C: 3엽기의 식물체, D: 성숙식물체 지상부, E: 성숙식물체 뿌리를 나타낸 것이며, Peak a: polypodine B, Peak b: 20-hydroxyecdysone, Peak c 및 d: 전형적 UV 흡수스펙트럼을 보이는 미확인 피토엑디스테로이드, Position e: ecdysone을 나타낸 것이다.
도 4는 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone)의 모기 유충에 대한 살충효과를 나타낸 것이다.
본 발명을 달성하기 위하여, 본 발명은 피토엑디스테로이드(phytoecdysteroid) 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 피토엑디스테로이드는 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 식물은 쇠무릎(Achyranthes bidentata), 이슬초(Cyanotis arachnoidea), 시금치(Spinacia oleracea), 퀴노아(Chenopodium quinoa) 또는 뻐꾹채(Rhaponticum uniflorum)일 수 있으며, 바람직하게는 쇠무릎일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 식물 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매를 이용하여 추출한 것일 수 있으며, 바람직하게는 에탄올을 이용하여 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 식물 추출물은 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 조정제물 또는 정제물 중 어느 하나를 포함하는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 조성물은 유효성분으로서 상술한 피토엑디스테로이드(phytoecdysteroid) 또는 이를 포함하는 식물 추출물 이외에, 본 추출물의 효과를 손상시키지 않는 한도에서 종래부터 사용되어오던 해충 억제 용도를 갖는 기능성 성분을 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들어, 종래 천연 아로마 추출물로서 로즈제라늄, 로즈마리, 마조람, 자스민, 펩퍼민트, 캠퍼, 사스어프라스, 라벤더, 타임, 파인, 유칼립투스 및 바질 추출물과 같은 허브 추출물을 1종 이상 더 포함할 수 있으나, 특별히 이를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 모기는 일본뇌염 매개 집모기(Culex mosquito), 지카바이러스, 황열 및 댕기열 매개 모기(Aedes mosquito) 또는 말라리아 매개 모기(Anopheles mosquito)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 해충 방제용 조성물은 농경학적으로 허용되는 담체를 더 포함할 수 있다. 상기 담체는 무기 또는 유기 및 합성 또는 천연 기원의 것일 수 있고, 활성 조성물을 이 담체와 함께 혼합하거나 또는 제제화하여 식물, 종자, 토양 또는 기타 처리 대상, 또는 그 저장, 이동 및(또는) 핸들링을 용이하게 하는 물질을 의미한다. 일반적으로, 살충제, 제초제 또는 항균제 조성물에서 담체로서 통상적으로 사용될수 있는 어떤 물질도 본 발명에의 사용에 적합하다. 본 발명의 천연 해충 방제용 조성물은 단독으로 사용되거나 또는 상기 고체 및(또는) 액체 분산성 담체 비히클 및(또는) 기타 공지의 양립가능한 활성제, 특히, 기타 살곤충제, 살거미제, 살진드기제, 선충제거제, 살진균제, 박테리아 제거제, 설치류 제거제, 제초제, 비료, 성장조절제 등과 같은 식물 보호제와 함께 혼합물의 형태로, 또는 원한다면, 이로부터 제조된 특정 응용을 위한 특정 용량의 제조 형태, 예를 들어, 용액, 에멀젼, 현탁제, 수면전개제, 분말, 페이스트 및 과립과 같이 즉시 사용될 수 있는 형태로 사용될 수도 있다. 본 발명의 천연 해충 방제용 조성물은 선택적으로, 통상적인 살충성 제제 또는 조성물에 사용 가능한 유형의 통상적인 불활성(식물 양립가능성 또는 제초적으로 불활성)인 살충제 희석제 또는 팽창제, 예를 들어, 통상적인 가스, 용액, 에멀젼, 현탁제, 에멀젼화 가능한 농축액, 분무 분말, 페이스트, 가용성 분말, 집진제, 과립, 거품제, 페이스트, 정제, 에어로졸, 활성 화합물과 혼입된 천연 및 합성 물질, 마이크로캡슐, 종자에 사용되기 위한 코팅 조성물 및 발염성 카트리지, 발포성 캔 및 발포성 코일뿐만 아니라 ULV 냉풍 안개 및 온풍 안개 제제와 같은 버닝 장비와 함께 사용되는 제제 등과 함께 혼합되어 제제화될 수 있다. 상기 담체는 천연 해충 방제용 조성물의 제형, 살포장소 및 살포방법에 따라 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 모기 방제용 조성물을 모기 서식지에 처리하는 것을 포함하는 모기를 방제하는 방법을 제공한다. 상기 모기 방제 방법은 모기 방제용 조성물을 모기 서식지에 직접 살포 또는 도포하거나, 훈증 소독하는 방법으로 적용 가능할 수 있다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
제조예 1. 쇠무릎 추출물의 제조
쇠무릎 건조시료 1kg을 분쇄하여 분말로 만든 후, 메탄올 10L에 침지하여 상온에서 24시간 동안 3회 반복 추출하였다. 약 30L의 메탄올 추출물을 45℃에서 감압농축한 뒤 약 800mL의 농축액에 물 200mL을 첨가한 후, 헥산 1L를 첨가하여 2회 상분리하였다. 약 1L의 메탄올 + 물층을 수거한 후 45℃에서 감압농축하여 메탄올을 제거한 뒤 농축액에 물을 첨가하여 1L가 되도록 희석하여 쇠무릎 추출물을 제조하였다. 쇠무릎 추출물의 20E(20-hydroxyecdysone) 함유 여부 및 함량은 HPLC 분석을 통하여 확인하였다.
실시예 1. 쇠무릎 추출물 처리에 따른 모기 유충의 살충효과
모기 유충(장구벌레) 서식지의 물과 장구벌레를 채취하여 본 실시예 1에 사용하였다. 서식지 물 150mL에 쇠무릎 추출물을 20E(20-hydroxyecdysone) 당량으로 0, 5 및 25ppm 수준으로 처리하였으며, 처리군 당 장구벌레 약 30마리를 처리하여 24시간 간격으로 72시간까지 생존율을 확인하였다. 그 결과, 도 1에 개시한 바와 같이 쇠무릎 식물체를 메탄올로 추출하여 농축한 후 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone) 당량으로 0, 5 및 25 ppm 수준으로 처리했을 때, 25ppm에서 48시간 이후부터 모기(Culex mosquito) 유충에 대한 살충효과를 나타내었고 72시간 이후에는 100%의 살충효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2. 쇠무릎 추출물 처리에 따른 모기 유충의 우화( emergence ) 억제 효과
모기 유충(장구벌레) 서식지의 물과 장구벌레를 채취하여 본 실시예 2에 사용하였다. 서식지 물 150mL에 쇠무릎 추출물을 20E 당량으로 0 및 25ppm 수준으로 처리하였으며, 처리군 당 장구벌레 약 30마리를 처리하고 우화시 정착할 수 있는 보트를 설치하여 96시간 경과 후 우화된 성충 수를 확인하였다. 쇠무릎 메탄올 추출물의 농도가 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone) 당량으로 25ppm 수준일 때 4일 후 모기 유충이 성충으로 우화되는 비율을 측정한 결과, 도 2에 개시한 바와 같이 아무것도 처리하지 않은 대조군에서 46.9%인데 비해 본 발명의 쇠무릎 추출물 처리군에서는 0%로 우수한 모기 유충의 우화 저해효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3. 쇠무릎 추출물의 피토엑디스테로이드 프로파일 분석
쇠무릎 건조시료 약 1g을 메탄올 30mL과 혼합하여 40℃에서 3시간 동안 3회 반복하여 진탕추출하였으며, 메탄올 추출물에 물을 첨가하여 제조된 80% 메탄올 추출물에 헥산 100mL을 가하여 2회 반복하여 상분배하였다. 80% 메탄올층을 수거하여 45℃에서 감압농축한 후 메탄올 5mL로 재용해하여 하기 표 1의 조건으로 HPLC 분석에 이용하였다.
HPLC 분석 조건
파라미터 조건
기구 진공 탈기기,
P4000 펌프,
AS1000 오토 샘플러,
UV6000LP 포토 다이오드 어레이 검출기
컬럼 ODS 컬럼(250 × 4. 6mm ID, 5μ)
이동상 10% 2-프로판올(0.1% TFA)
유량 1.2ml/min
검출 파장 242nm
스캔 파장 200 - 360nm
주입 용량 20㎕
컬럼 온도 40℃
실행 시간 45.0 min.
모기 유충에 대해 살충활성을 보이는 쇠무릎 메탄올 추출물의 HPLC 분석 결과, 도 3에 개시한 바와 같이 피크 a 및 b는 피토엑디스테로이드의 주성분인 폴리포딘 B(polypodine B) 및 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone)로 동정되었으며, 피크 c 및 d는 미확인된 피토엑디스테로이드 2종이며, 포지션 e는 엑디손(ecdysone) 위치이다.
실시예 4. 20- 히드록시엑디손 (20E, 20- hydroxyecdysone ) 처리에 따른 모기 유충의 살충효과
멸균수 150mL에 20E(20-hydroxyecdysone) 표준용액을 1, 5, 10, 25 및 50ppm이 되도록 각각 첨가한 후 장구벌레 약 30마리를 처리하여 7일 후 생존율을 측정하였다. 쇠무릎 추출물에 함유된 피토엑디스테로이드의 주성분인 20-히드록시엑디손 표준품의 모기(Culex mosquito) 유충에 대한 살충효과는 1, 5, 10, 25 및 50ppm일 때 각각 32.7, 40.4, 76.9, 98.1 및 100%로 쇠무릎 메탄올 추출물의 살충효과와 거의 일치하였다. 이러한 결과를 통해, 20-히드록시엑디손을 포함하는 피토엑디스테로이드가 쇠무릎 메탄올 추출물 살충작용의 주된 유효성분(active ingredient)임을 확인할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 20-히드록시엑디손(20-hydroxyecdysone) 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기의 살유충용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 식물은 쇠무릎(Achyranthes bidentata), 이슬초(Cyanotis arachnoidea), 시금치(Spinacia oleracea), 퀴노아(Chenopodium quinoa) 또는 뻐꾹채(Rhaponticum uniflorum)인 것을 특징으로 하는 모기의 살유충용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 식물 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매를 이용하여 추출한 것을 특징으로 하는 모기의 살유충용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 모기는 일본뇌염 매개 집모기(Culex mosquito), 지카바이러스, 황열 및 댕기열 매개 모기(Aedes mosquito) 또는 말라리아 매개 모기(Anopheles mosquito)인 것을 특징으로 하는 모기의 살유충용 조성물.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 모기의 살유충용 조성물을 모기 서식지에 처리하는 것을 포함하는 모기 유충을 살충하는 방법.
KR1020160071791A 2016-06-09 2016-06-09 피토엑디스테로이드 또는 이를 포함하는 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 모기 방제용 조성물 및 이의 용도 KR101778051B1 (ko)

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