KR101781635B1

KR101781635B1 - 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물, 마이크로캡슐 및 이를 이용한 감귤 검은점무늬병 방제 방법

Info

Publication number: KR101781635B1
Application number: KR1020150109128A
Authority: KR
Inventors: 이영진; 서인현; 김현우
Original assignee: 남부대학교산학협력단; 농업회사법인 주식회사 건영바이오
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-09-25
Also published as: WO2017022967A1; CN107231788A; KR20170014996A

Abstract

본 발명은 영릉향(Lysimachiae Foenum - Graeci Herba) 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병의 방제용 조성물, 마이크로캡슐 및 상기 조성물을 이용한 감귤 검은점무늬병의 방제 방법에 관한 것으로, 본 발명의 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병의 방제용 조성물은 감귤 검은점무늬병에 대한 방제 효과가 우수할 뿐만 아니라 식물 추출물 기원의 무공해성 성분으로서 생명 농약으로서의 개발 가능성이 매우 높다.

Description

영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물, 마이크로캡슐 및 이를 이용한 감귤 검은점무늬병 방제 방법 {A COMPOSITION FOR CONTROL OF MELANOSE COMPRISING THE EXTRACT OF LYSIMACHIAE FOENUM-GRAECI HERBA AS AN EFFECTIVE COMPONENT, MICROCAPSULE COMPRISING OF THE SAME AND A CONTROL METHOD OF MELANOSE USING THE SAME}

본 발명은 영릉향(Lysimachiae Foenum - Graeci Herba) 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병의 방제용 조성물, 마이크로캡슐 및 상기 조성물을 이용한 감귤 검은점무늬병의 방제 방법에 관한 것이다.

검은점무늬병(Melanose)은 제주도 감귤 재배농가에 가장 큰 피해를 주는 병으로서 심한 지역에서는 전체 농약살포 횟수의 절반 이상이 검은점무늬병 방제를 위해서 행해지고 있다.

특히, 서귀포를 포함한 제주도의 남동부지역은 타 지역에 비하여 검은점무늬병에 대한 피해가 심한 지역이다. 또한, 검은점무늬병균은 줄기나 나무전체가 갑자기 죽어버리는 수지병이나 주요 저장병인 꼭지썩음병의 원인이 되기도 한다.

기주범위는 감귤속 식물이며, 감귤류 전체에 발병되나 종류에 따라 발병의 차이가 약간 있다. 감귤지대에 널리 분포하지만 감귤의 생육기간에 강우가 적은 지역에서는 비교적 발병이 적은 편이고, 강우가 많은 제주도 남동쪽 지역에서 발병이 많은 편이다.

검은점무늬병원균은 자낭균에 속하는 곰팡이로 자낭포자 세대는 Diaporthe citri F. A. Wolf이고 분생포자 세대는 Phomopsis citri Fawcett이다. 분생포자인 병포자를 형성하는 병자각은 주로 죽은 가지, 특히, 최근에 죽은 가지에 주로 생기며 검은색의 타원형 또는 원형이고 그 크기는 200~450㎛이다. 병포자는 두 가지 형태, 즉 알파(α)포자, 베타(β)포자를 형성하는데 알파포자는 무색, 단포이며 크기는 5~9×2~4㎛로써 기주식물을 직접 침입하지만 베타포자는 무색, 단포의 실 모양으로 크기는 20~30×0.7~1.5㎛로서 발아가 되지 않아 기주식물을 직접 침입하지는 못한다.

병포자들은 습기가 많은 조건에서는 끈끈한 노란색의 점액질 덩어리 형태로 병자각으로 부터 분출되며 상대적으로 건조한 조건하에서는 덩굴손(tendril) 모양으로 분출되고 여기에서 나온 포자들은 건조에 상당히 강한 것으로 알려져 있다. 자낭악은 병자각 형성이 거의 끝난 가지에 생기며 검은색으로 새의 긴 부리모양으로 끝이 가늘어지며 길이는 200~800㎛이다. 자낭은 긴 곤봉형으로 그 안에 8개의 자낭포자가 들어 있으며 각각의 자낭포자들은 무색, 2포이며 두 개의 유구(guttulae)를 가지고 그 크기는 11~15.5×3~5㎛이다. 균사의 발육 최적온도는 24

℃이며 20~28℃에서 4시간이면 발아가 되기 시작하지만 15℃에서는 10시간을 요구한다.

검은점무늬병균의 발생생태를 보면 병원균은 병자각이나 자낭각 형태로 월동하며 전염원은 이들에서 생성된 병포자와 자낭포자이다. 자낭포자는 공기 중에 비산되어 바람에 의해 먼 거리까지 병원균을 전파시킬 수 있지만, 상대적으로 병포자에 비해서 전염원으로서의 비중은 훨씬 가벼운 편이다. 병포자는 나무위의 마른 가지나 과원에 방치하여 둔 죽은 가지에서 생겨난 병자각에서 생성되며 빗방울과 함께 비산된다. 과실의 경우, 통상 낙화기부터 낙화 후 5개월까지 병이 발생할 수 있으며, 병 발생 정도는 수상에 남아 있는 죽은 가지의 양, 과실의 크기(생육단계), 강우나 이슬에 의한 습윤기간에 따라 다양하다.

죽은 가지나 전정하여 버려진 가지에 병원균이 정착하고 2~3개월 후면 포자를 형성하여 전염원이 되며 약 1년 정도 포자 생성이 지속된다. 녹지를 침입한 병원균은 죽지 않고 살아있는 경우가 많으며 녹지가 고사한 후(병원균에 의해 고사하는지는 확실치 않음) 병자각이 형성되어 전염원이 된다. 포자가 열매나 잎을 침입하면 기주식물은 병원균에 대한 방어작용으로서 항균물질을 분비하여 침입한 병원균을 죽이고 그 반응으로써 검은 점이 형성되게 되는 것으로 알려져 있다.

포자가 식물조직을 침입하기 위해서는 24~28℃에서 8시간 이상, 20℃에서는 12시간이상의 습윤조건이 필요하며 잠복기간은 25℃에서 1~2일, 10℃에서는 7일간이다. 따라서, 상우가 많지 않더라도 오후에 비가 오고 마르지 않은 상태에서 야간온도가 어느 정도 높을 경우 병 발생에 충분한 조건이 된다. 병 발생 조건이 충족되면 10월초까지도 병이 발생하지만 특별한 경우를 제외하고는 과실의 비대기 이후는 저항성을 지니기 때문에 병 발생은 흔치 않다.

검은점무늬병의 병징은 병원균 침입 후 약 1주일 만에 나타나는데 잎, 가지, 과실에 발병되며 감염 시기나 과실의 상태, 감염 시 기후 조건 등에 따라 매우 다양하게 나타나고, 특히, 과실에서의 병반 모양은 흑점형, 니괴형, 누반형 3가지가 있다. 병원균이 침입한 식물의 표피세포는 그 침입 부위로부터 6개의 세포층까지 괴사하며 그 속에 딱딱하고 검붉은 고무질과 같은 물질이 박혀있는데 이것이 대표적인 흑점형 반점이 된다. 낙화기 이전에 감염된 부위는 약간 함몰되며 경우에 따라서는 이 함몰이 수확기까지 유지되고 그 부위는 착색이 되어도 푸른색으로 남아 있다가 서서히 착색이 진행된다. 흑점의 크기는 매우 다양하여 낙화기 때 감염된 병반은 상대적으로 그 크기가 크며, 과실이 좀더 자란 상태에서는 상대적으로 작은 병반을 형성하여 흑점의 모양도 뚜렷한 작은 돌기모양이 되고 과실의 비대기가 거의 끝날 단계에 감염된 조직은 병반이 붉은 색을 띠며 상대적으로 흑점모양이 뚜렷하지 않다. 또한, 병원균 농도가 높을 경우 검붉은 딱지 또는 부스럼같은 모양이 되는데 이것이 니괴형 병반이며 물이 흐르는 방향으로 형성된 병반을 누반형이라고 한다.

잎의 경우, 5월 초·중순경 잎이 굳어지기 전에 감염되기 시작하여 전형적인 검은 점이 박혀있지만, 심할 경우 잎이 황화되고 심하게 뒤틀리며 낙엽이 된다. 줄기의 경우 신초나 녹지에 5월 초·중순경 이후로 감염되기 시작하며 다른 부위와는 다르게 침입 부위에서 균이 살아 있는 경우가 많다.

이러한 검은점무늬병의 방제 방법으로는, 우선 죽은 가지 및 전정가지를 제거하는 것이다. 검은점무늬병은 죽은 가지에서 형성된 포자에 의해서 전염되기 때문에 전염원, 즉, 죽은 가지들이 많이 남아 있으면 아무리 농약을 많이 살포하여도 방제가 되지 않는 경우가 많다. 수확이나 전정 시 나무에 남아있는 죽은 가지를 철저히 제거하며, 전정가지들은 과원 주위에 쌓아두지 말고 불태우거나 파쇄하여 전염원을 제거함으로써 병 발생을 줄일 수 있다.

약제 방제는 지역에 따라 차이는 있지만 5월 중순·말경부터 8월 하순 사이에 약 15~20일 간격, 또는 200~250㎜의 누적 강우 시마다 4~5회 약제를 살포한다. 고시된 약제로는 만코지(다이센엠-45)와 디치(델란 수화제), 메치람(썬업 입상수화제), 프로피(안트라콜 수화제)등이 있다(신과수병해충도감, 농촌진흥청 원예연구소, pp297~301). 하지만, 무농약 감귤농가에서 사용할 수 있는 친환경 약제는 현재 전무한 실정이다.

최근에는, 미생물 및 각종 추출물 등을 이용한 생물학적 방제방법이 많이 연구되고 있는데, 이러한 방법은 환경오염, 내성유발, 잔류독성 등의 문제를 야기하지 않기 때문에 무농약 감귤 재배농가에서도 사용할 수 있어 매우 바람직한 방제방법으로 여겨지고 있다.

식물병원균을 방제할 수 있는 생물자재로 길항미생물, 식물추출물, 항균성오일 등이 있다. 길항미생물로는 Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus Licheniformis, Paenibacillus polymyxa, Ampelomyces quisqualis, Streptomyce속 등이 있으며, 국내외적으로 많은 연구가 진행되고 있고, 또한, 다양한 종류의 미생물농약이 등록되어 있으나 감귤 검은점무늬병으로 고시되어 있는 미생물농약은 없는 실정이다. 식물추출물로는 소리쟁이, 쇠비름, 홀아비꽃대, 울금 등이 식물병원균에 살균효과가 있는 것으로 알려져 있으나, 아직 효과적인 제품으로 상용화되지는 못하고 있다. 또한, 항균성오일은 thyme oil, clove bud oil, rose geranium oil, sassafras oil, castor oil 등이 있으며, 살균효과가 있는 것으로 알려져 있으나, 이 역시 단용으로는 만족스러운 방제가를 나타내지 못하고 있다.

이러한 식물의 성분을 이용하여 개발되어지는 생물농약은, 살충제는 많이 상업화되어 있으나, 살균제는 상대적으로 미약하며 종류 또한 다양하지 못한 실정이다. 또한, 식물추출물과 그 외의 다른 혼합되는 성분들과의 제제화에 있어 효과를 제대로 발휘할 수 있는 제제화 기술이 부족하여, 화학농약이나 합성 살균제에 비해 그 효과가 미약한 편이다. 뿐만 아니라, 농가의 소득을 향상시키고 안정적인 수익성을 확보하기 위해서는 농작물을 친환경적으로 생산할 수 있는 기술을 개발하여야 한다.

감귤에는 검은점무늬병, 창가병, 궤양병 등의 병해와 응애, 진딧물, 깍지벌레, 총채벌레 등의 해충이 큰 피해를 주고 있다. 이 중, 해충방제를 위한 친환경방제제는 국내 7~8개사에서 이미 개발되어 판매되고 있으며 그 효과가 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 감귤병해의 피해정도는 검은점무늬병이 약 80%, 창가병이 약 5%, 궤양병이 약 10%, 기타병해가 약 5%로 알려져 있으므로 무농약 감귤 생산을 위해서는 검은점무늬병 방제용 생물농약의 개발이 절실히 필요하다.

따라서, 본 발명에서는 과수의 병해 중 특히 무농약 감귤 재배에 있어서 가장 피해가 심한 검은점무늬병을 방제할 수 있는 환경친화적 살균제를 개발하여 무농약 감귤을 재배하고자 하는 농가의 고층을 덜어주고자 하였다.

한편, 영릉향의 줄기는 높이가 70 ㎝ 정도이며, 잎은 어긋나고 겹잎으로 여름에 잎겨드랑이에서 꽃줄기가 나와서 작은 나비 모양의 꽃이 피는 앵초과(Primulaceae)의 두해살이풀로서, 유럽이 원산지이고, 우리나라에도 분포하며 한방에서는 진통작용, 항염증작용 및 미백효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이와 같이, 영릉향의 약용 식물로서의 효과는 알려져 있으나, 항균 효과에 대해서는 지금까지 어떤 문헌이나 특허에서도 개시하거나 암시한 바가 전혀 없었다.

본 발명자는 감귤 검은점무늬병에 대한 천연 살균제를 개발하기 위한 연구의 일환으로 다수의 천연 약재의 추출물을 이용한 감귤 검은점무늬병에 대한 방제 활성을 예의 연구한 결과, 영릉향 추출물이 감귤 검은점무늬병에 대한 방제 활성이 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

KR 공개특허 제10-2002-0001902호(2002.01.09)

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 감귤 검은점무늬병에 대한 살균 효과가 우수한 식물 유래 물질로서 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 조성물을 마이크로캡슐화하여 제조되는 감귤 검은점무늬병 방제용 마이크로캡슐을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는 본 발명의 상기 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물을 이용하여 감귤 검은점무늬병을 방제하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 영릉향(Lysimachiae Foenum-Graeci Herba) 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 하나의 실시양태에 따르면, 상기 영릉향 추출물은 영릉향의 메탄올 추출물인 것을 특징으로 하며, 상기 영릉향 추출물은 영릉향을 40~60℃에서 12-36시간 동안 메탄올로 추출한 후 여과한 것이 바람직하다.

상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 영릉향 추출물을 포함하는 감귤 검은점무늬병 방제용 마이크로캡슐을 제공한다.

상기한 또다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물을 이용한 감귤 검은점무늬병의 방제 방법을 제공한다.

본 발명의 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병의 방제용 조성물은 감귤 검은점무늬병에 대한 방제 효과가 우수할 뿐만 아니라 식물 추출물 기원의 무공해성 성분으로서 생명 농약으로서의 개발 가능성이 매우 높다.

도 1은 본 발명에 따른 영릉향 추출물의 마이크로캡슐 제형의 주사전자 현미경 사진이다.
도 2는 영릉향 추출물의 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)에 대한 항균 활성을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 감귤 검은점무늬병 방제 시험 포장 및 약제처리 현황사진을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐의 감귤 검은점무늬병에 대한 약효시험을 나타낸 사진이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 감귤 검은점무늬병에 대해 방제 활성을 나타내는 영릉향 추출물을 유효 성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물을 제공한다.

상기 영릉향 추출물은 영릉향의 메탄올 추출물이다. 영릉향의 메탄올 추출물은 완전 건조한 영릉향을 분쇄기로 분쇄하고, 이 분말 시료와 95% 메탄올을 적정 비율로 혼합하고 교반 추출하여 수득할 수 있다. 예컨대, 영릉향 시료와 메탄올의 배합 비율은 1:6(w/v)인 것이 바람직하다. 추출 방법은 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 40~60℃에서 12-36시간, 보다 바람직하게는 50℃에서 24시간 동안 추출하여 여과한 후 농축하여 사용할 수 있다.

본 발명의 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물은 유효 성분으로서 영릉향 추출물을 1 내지 80 중량%의 함량으로 포함하는 것이 감귤 검은점무늬병 방제에 효과적인 것으로 확인된다. 하지만, 이는 감귤의 생육 정도, 경작지 환경, 검은점무늬병의 발병 정도 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 영릉향 추출물을 유효 성분으로 하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물은 일반적으로 살충제 또는 살균제에 통상적으로 사용되는 부형제 또는 보조제, 예컨대, 농약 제형화에 필요한 담체, 희석제, 유화제, 분산제 또는 계면활성제 등을 추가로 포함할 수 있다.

아울러, 당업계에 통상적인 제형화법에 따라 제형화하여, 다양한 방제방법, 예컨대, 작물에 직접 살포 등의 방제 방법에 적합한 형태, 예컨대 액제 또는 분말제로 제조할 수 있다.

이와 같이, 제조한 영릉향 추출물을 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물은 감귤 검은점무늬병 방제 활성을 통해 효능을 검정한다. 일반적으로, 감귤 검은점무늬병의 공시 균주에 대한 항균 활성능 검정을 통해 평가한 후, 포트 시험을 통해 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 감귤 검은점무늬병의 원인 균주로서 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)을 사용한다.

영릉향의 항균 활성능 검정은 일반적으로 디스크 페이퍼법(Disk Paper Method)과 주입평판법(Pour Plate Method) 모두를 사용하여 수행할 수 있다. 간략히 설명하면, 디스크 페이퍼법은 당업계에 공지된 바와 같이 미생물 전배양물을 고체 배지에 도말하고, 이 미생물 도말된 평판 배지 위에 시험하고자 하는 항균제 함유 디스크를 밀착시켜 올려놓은 후 배양하여 디스크 주변의 클리어 존을 측정하여 항균 활성을 검정할 수 있다. 주입평판법은 액체 배지에 시험하고자 하는 항균제 시료를 농도별로 일정량 주입하고, 고화시킨 후 항균 대상 균주를 접종하여 배양하고, 증식 균주 수를 계수하여 항균 효과를 비교함으로써 항균제 시료의 항균 효능을 분석할 수 있다.

이와 같은 분석으로 효능이 확인된 본 발명의 영릉향 추출물 함유 조성물은 상기 감귤 검은점무늬병의 원인 균주인 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)에 대한 항균 활성을 나타내는 것을 특징으로 한다.

이하의 실시예를 통해 입증된 바와 같이, 본 발명에 따른 영릉향 메탄올 추출물은 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)에 대한 활성 억제율이 디스크 페이퍼법(Disk Paper Method)에서 우수한 항균 효과를 나타낸다. 이러한 영릉향 추출물의 제법과 항균 활성 검정에 대해서는 이하 실시예에 더 상세하게 설명될 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명의 영릉향 추출물을 다음과 같은 공정으로 마이크로캡슐화시킬 수 있다.

본 발명의 마이크로캡슐화 공정은 크게 (1) 전분 수용액 준비 단계; (2) 천연 식물추출물 첨가 및 유화 단계; (3) 중합반응 및 마이크로 캡슐 슬러리화 단계; (4) 스프레이 건조단계로 나눌 수 있다.

이하, 각 단계별로 상세하게 설명한다.

(1) 전분 수용액 준비 단계

벽물질로 사용된 전분이 생분해성이므로 상온에서 실시하며, 이러한 성질은 캡슐화된 입자들이 전반적인 수용성 용해도에 의해 특징 되어진다. 피막물질로 사용된 전분 수용액에 대한 함유 약물의 질량비는 10∼50:1로서 유지한다. 전분 수용액의 농도에 따라 캡슐화에서 피막물질의 밀도가 다르게 나타날 수 있는데 본 발명에서는 10∼90%의 농도를 사용한다.

사용된 전분은 n-옥테닐 숙신산염(n-octenyl succinate)으로 치환된 것으로, 식품 전분에 특별히 뛰어난 에멀전 특성과 필름 성격을 결합한 것으로서 일반적으로 향의 캡슐화에 효과적이다. 일반적으로, 전분은 시클로 디카르복실산 무수물로 처리되며, 여기서, R은 디메틸렌이나 트리메틸렌 라디칼을 나타내며, R'는 치환되는 기로서 alkyl, alkaenyl, araltyl 또는 arakenyl기들로 5개에서 18개의 탄소수를 포함한다. 이 모든 경우에 있어서, 친수기들은 탄소수기들 중의 하나에 가수분해로부터 남은 카르복시기(COOH)가 존재한다. n-octenyl succinate된 것은 적어도 0.1∼10%의 전분 유도체인데 유화, 코팅, clouding의 특징을 가지는 생산물을 만들기 위한 것으로 사용된다. 이러한 유도체들은 분자량에 의존하는데 무수물이 약 0.1∼30% 전분에 첨가된다. 이들은 cyclic dicaboxylic acid anhydride 반응으로 치환된 전분의 pH는 약 5∼11 정도의 값을 갖는다. 이와 같은 전분의 특징은 높은 유동성을 만들기 위해 산처리와 약간의 끊는 성질에 의해 개조되는데 캡슐화제를 만들기 위한 것으로서 물에 분산이 잘 되는 것과 적당한 HLB값을 갖는 필름을 형성하기 위한 것으로서 캡슐화제에 의해 내부물질은 제한된 방출과 건조된 분말로 제공된다.

전분은 n-octenyl succinate시킨 것으로 분자량은 50,000∼150,000 정도이며 기름에 대한 유화 안정성이 좋고 마이크로캡슐의 분말화를 위하여 이루어지는 스프레이 공정에서도 안정한 결과를 보인다. 이렇게 얻어지는 분말은 물을 첨가했을 경우 건조되었던 피막물질이 팽창되면서 내부의 오일은 유출되며 전분은 자연스럽게 분해된다. 10∼90%의 전분수용액은 pH가 3∼7의 값을 보이며 최종 마이크로캡슐의 점도는 50∼500cp의 값을 갖는다.

(2) 영릉향 추출물 첨가 및 유화 단계

전분수용액 10∼90% 100g에 영릉향 추출물 0.1∼100g을 넣고 유화장치를 사용하여 1000∼15000rpm에서 몇 분간 유화를 시킨다. 이때, 전분의 역할은 유화적인 성질과 분산의 성격을 띤다. 전분, 영릉향 추출물의 공정이므로 상온에서 실시하며, 상기의 유화에서 볼 때 미비하게 열이 발생하는 것을 볼 수 있다. 이때, 살균·살충효과를 가지는 영릉향 추출물의 비중이 물보다 크기 때문에 전분 수용액의 점도는 중요하며, 본 발명에서는 상기 (1) 단계의 전분수용액을 제조할 때 0.1∼20g의 NaCl을 첨가해서 전분 수용액의 밀도를 증가시킨다.

(3) 중합반응 및 마이크로 캡슐 슬러리화 단계

상기의 단계를 통하여 유화된 후에 전분의 가교 목적을 위하여 글루타르디알데히드(glutaraldehyde)용액을 0.1∼30g첨가하여 1,000∼15,000rpm으로 유지시켜 몇분간 교반시킨다. 만들어진 마이크로캡슐의 형태 및 크기의 유지를 위하여 호모게나이저로 중합반응을 실시한다.

(4) 스프레이 건조단계

상기 (3)의 단계에서 만들어진 마이크로캡슐은 슬러리 상에서 안정성이 다소 부족하여 영릉향 추출물이 밖으로 빠져나오므로 오랜 시간의 방치를 피하여 연속적인 스프레이 건조공정을 도입하였다.

기존의 스프레이 건조하는 식품 전분의 사용일 경우 별도의 가교제 첨가없이 실험되는 경우가 있지만, 내부물질의 특성에 따라 달라지는 문제를 가지고 있다. 식품전분의 사용에서는 식품에 사용되는 제한성으로 인하여 noctenyl succinate시킨 것의 치환율이 0.001∼0.01이다.

본 발명에서 스프레이 건조실시는, 열풍기의 온도는 150∼250℃로 셋팅하며 노즐부분의 온도는 100∼150℃를 유지한다. 싸이클론(cyclone)부분은 40∼100℃된다. 노즐의 크기는 1∼5mm의 크기로 마이크로캡슐의 슬러리를 분사시키며, 챔버(chamber)내부에 붙어있는 마이크로캡슐이 많지만, 작은 캡슐들이 서로 뭉쳐서 나타나는 결과로서 회수하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 영릉향 추출물을 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물 또는 영릉향 추출물을 포함하는 마이크로캡슐을 이용한 감귤 검은점무늬병의 방제 방법을 제공한다.

이러한 방제 방법에서, 본 발명의 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물은 통상적인 방제 작업에 사용되는 바와 같이, 작물의 엽면에 직접 살포, 공중 분사 등의 적용 방법으로 방제에 사용할 수 있다. 한 양태로, 방제용 조성물은 0.005% 내지 0.01%의 농도로 작물에 분무 살포할 수 있지만, 작물의 병해, 발병률에 따라 방제 농도는 가감할 수 있을 것이다.

이와 같이 입증된 감귤 검은점무늬병의 항균 효과를 기반으로, 영릉향 추출물은 감귤 검은점무늬병의 천연 살균제 및 나아가 농약의 유효 성분으로서 농업적 활용가능성이 높을 것으로 판단된다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1> 영릉향 추출물의 제조

본 실험에 사용한 영릉향은 경동시장 한약재 상가에서 국내산 특등품으로 구매하였다. 완전히 건조되어 있는 영릉향을 분쇄기(HMF-340, Hanil, Korea)로 분쇄하여 추출용 시료로 사용하였다. 추출 용매는 메탄올(HPLC급, Burdick & Jackson, USA)을 사용하였고, 영릉향 분말시료와 메탄올을 1:6(w/v)의 비율로 혼합하여 50℃에서 24 시간 동안 3회 반복하여 교반 추출하였다. 이 추출액을 여과지(Whatman, No. 2)로 여과한 후 회전 진공증발기(Rotary evaporator N-1000, Eyela, Japan)로 45℃ 수조 상에서 감압 농축하였다. 농축한 영릉향은 DMSO(디메틸설폭사이드)에 용해시켜 항균 실험에 사용하였다. 이때, DMSO의 최종 농도는 현탁액의 1%(v/v)를 넘지 않도록 하였다.

<실시예 2> 영릉향 추출물의 마이크로캡슐화

다음의 단계에 따라 영릉향 추출물을 마이크로캡슐화하여 영릉향 추출물이 포함된 마이크로캡슐을 제조하였다.

1단계: n-octenyl로 치환된 식품 전분(치환율 0.005) 43g을 물 55g에 넣어서 녹인다. 이 용액에 전분의 밀도를 증가시키기 위하여 4g의 NaCl을 첨가한다. 단일상으로 잘 녹은 전분 수용액을 준비시킨다.

2단계: 상기 1단계의 45% 전분 수용액에 영릉향 추출물 15g을 첨가하여 호모게나이저로 5000rpm, 3분동안 고속 교반시킨다. 균일하고 작은 크기의 입자를 얻기 위하여 에멀전 상태의 유화를 실시한다.

3단계: 상기 2단계의 혼합액(45% 전분 수용액에 물 100g에 영릉향 추출물 10g을 유화시킨 용액)에 가교제 역할을 하는 글루타르디알데하이드 4g을 넣고 20분 동안 7000rpm에서 가교시킨다.

4단계: 위의 얻은 마이크로캡슐용액을 스프레이 건조 공정에 도입하여 분말 형태의 마이크로캡슐을 얻는다. 마이크로캡슐 슬러리는 펌프에 의해 20㎖/분 이하로 이송하면서 동시에 공기 압축기를 7∼9bar로 공기를 불어넣어 마이크로캡슐형 토양처리용 살균·살충제를 제조하였다.

도 1은 본 발명에 따른 영릉향 추출물의 마이크로캡슐 제형의 주사전자 현미경 사진이다.

<시험예 1> 영릉향의 항균활성능 검정

본 실험에서 사용한 균주는 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)이며, PDA(Potato Dextrose agarose) 배지에 배양하여 진탕 배양기에서 25℃ 조건 하에 7일간 배양하였고 0.85% 식염수로 희석하여 균주의 최종 농도를 10⁶~10⁷CFU/ml로 조절하였다.

전배양된 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)을 도말 스틱을 이용하여 PDA(Difco) 평판 배지에 각 1ml씩 도말하여 준비하였고, 영릉향 시료를 각 농도별로 멸균한 핀셋으로 8mm 디스크 페이퍼에 흡수시켜 완전히 건조시킨다. 건조된 디스크를 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)가 도말된 평판 배지 위에 완전히 밀착시킨 상태로 25℃ 항온배양기에서 24시간 배양 후 디스크 주변에 생성된 클리어 존을 측정하여 농도별 항균 활성을 비교하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다. 도 2는 영릉향 추출물의 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)에 대한 항균 활성을 측정한 결과를 나타낸 것이다.

도 2에서 보듯이, 디스크 클리어 존 확인을 통한 영릉향 추출물의 항균활성검정에서 비처리구(N.T)에 비하여 현저하게 높은 항균활성을 확인할 수 있었다.

<시험예 2> 감귤 검은점무늬병 방제를 위한 시험

본 발명의 영릉향 추출물을 2015년도에 (주) 한국식물환경연구소에 의뢰하여 감귤 검은점무늬병 방제 효과를 시험하였다. 시험과정 및 결과를 요약하면 다음과 같다. 본 시험은 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐의 감귤 검은점무늬병에 대한 약제방제 효과를 검정하기 위하여, "농약품목등록시험 기준과 방법"에 준하여 시험을 수행하였으며, 평가기준은 최종약제처리 후 이병과수를 무처리와 비교하여 효과를 평가하였다.

본 시험을 수행하기 위하여 시험구 배치는 완전임의배치법 3반복으로 시험을 수행하였으며, 시험의 약효시험 평가는 최종약제처리 10일 후 구당 100과에 대한 이병과율을 조사하였으며, 약해시험평가는 감귤에 기준량, 배량 처리 후 약해유무를 달관 조사하였다. 약제간의 유의차 검정은 Duncan's multiple range test(DMRT)로 95% 수준에서 유의성을 검정하였다.

시험 과정

가. 대상병해 : 검은점무늬병 (Diapothe citri)

나. 시험작물(품종) : 감귤 (궁천조생)

다. 처리내용

라. 약제처리현황

마. 경종개요

재배양식: 노지 재배, 멀칭 재배

작물수령: 35년생

재식거리: 3X3 m

시험기간내 타 약제처리현황: 혼용 및 타 약제 처리 없음.

바. 시험방법 및 면적: 완전임의배치법 3반복

사. 약제살포 전후 기상상황

2차 처리시 시험포장에는 강우가 없어 약제 처리함.

아. 시험 포장 및 약제처리 현황사진

도 3에는 감귤 방제 시험 포장 및 약제처리 현황사진을 나타내었다.

자. 조사방법 및 판정기준

시험성적

가. 약효시험

감귤 검은점무늬병에 대한 약제방제 효과(최종약제처리 후 10일차)

나. 약해시험(약제처리 후 3, 5, 7일)

시험결과

가. 약효

본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐은 양호한 방제효과를 나타냈으며, 대조약제와 비교하여 비등한 방제효과를 나타내었다. 도 4는 본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐의 감귤 검은점무늬병에 대한 약효시험을 나타낸 사진이다.

나. 약해

본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐은 기준량 및 배량을 처리 후 약해를 조사한 결과 약해가 없었다.

이상과 같은 시험을 종합한 결과, 감귤 검은점무늬병의 무처리 평균 이병과율이 29.3%로 약제를 평가하기에 충분한 조건이었으며, 본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐의 방제가는 최종약제처리 10일 후 각각 80.5% 및 82.9%로 대조약제와 비교하여 비등한 방제효과를 나타내었다. 또한, 본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐의 기준량과 배량을 경엽처리하여 약해유무를 조사한 결과, 약해가 없었다.

결론적으로, 본 시험을 통해 무처리 대비 80% 이상 및 무처리구와 통계적으로 유의성이 인정되고, 기준량과 배량 모두에서 약해가 없는 바, 본 발명에 따른 영릉향 추출물 및 영릉향 추출물의 마이크로캡슐은 감귤 검은점무늬병에 대하여 현저한 방제효과가 있다고 판단된다.

본 발명의 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병의 방제용 조성물은 감귤 검은점무늬병에 대한 방제 효과가 우수할 뿐만 아니라 식물 추출물 기원의 무공해성 성분으로서 생명 농약으로서의 개발 가능성이 매우 높다. 또한, 영릉향 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병의 방제용 조성물은친환경 감귤생산에 대한 지대한 기여를 함으로써 친환경 감귤의 소비확대 및 대량생산을 유도하여 국내시장의 점유와 해외수출을 모색할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

영릉향(Lysimachiae Foenum-Graeci Herba) 추출물을 유효성분으로 함유하는 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 영릉향 추출물이 영릉향 메탄올 추출물인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 영릉향 추출물이 영릉향을 40~60℃에서 12-36시간 동안 메탄올로 추출한 후 여과하여 제조된 것임을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 영릉향 추출물이 검은점무늬 병원균(Diapothe citri)에 대한 살균 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
영릉향 추출물을 포함하는 감귤 검은점무늬병 방지용 마이크로캡슐.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 감귤 검은점무늬병 방제용 조성물을 이용하여 감귤 검은점무늬병을 방제하는 방법.