KR101898265B1

KR101898265B1 - 고추 항산화 액비 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101898265B1
Application number: KR1020160179806A
Authority: KR
Inventors: 남춘우; 안세웅; 서태철; 희 전; 문희자; 최장선
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-09-14
Also published as: KR20180075890A

Abstract

본 발명은 고추류의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 고추류 재배용 기능성 강화 액비 조성물에 관한 것으로서, 상기 액비 조성물에 의해 성장한 고추류는 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량이 증가되는 효과가 있어 본 발명의 조성물은 기능성 강화된 고추류의 생산에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

고추 항산화 액비 조성물 및 그 제조방법{Antioxidant liquid fertilizer for culturing Capsicum spp. and method for preparing the same}

본 발명은 고추 항산화 액비 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

액비는 액상의 비료로서, 물 또는 기타 용제에 식물이 필요로 하는 영양분이 용해되어 있거나, 양분 또는 미생물 등 미세한 입자가 용제에 분산되어 있는 형태를 가진다. 최근 작물재배의 대면적화, 시설화, 기계화 및 자동화에 따라 과수를 포함한 많은 작물의 재배에 있어서 작물이 필요로 하는 영양분을 액비의 형태로 작물에 시비하는 경우가 대폭적으로 증대되고 있다.

고추는 가장 많은 소비가 되는 양념채소로서 우리나라는 FTA시대에 국제경쟁력이 상당히 떨어진 상황이다. 고추재배 시 4∼5차례 수확과 농약비용의 증가로 인한 경영비 상승으로 가격경쟁력이 약화된 실정이다. 특히, FTA 시대에 우리나라와 중국의 고추가격과 투입비용을 고려하면, 우리나라가 약 6.5배 이상 경영비가 많이 소요된다. 현재보다 부가가치를 높이지 않는다면 고추 산업은 생산비과다로 국제경쟁력을 상실할 위기에 있다. 우리나라는 부가가치를 높이기 위하여 항산화 물질을 향상시키는 기술 등 기능성향상의 개발이 절실하다.

1. 한국등록특허 제10-1203945호

본 발명의 목적은 고추류의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 고추류 재배용 액비 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 (a) 고추류의 부산물 : 산야초 : 약초 : 해초 : 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 단계; (b) 상기 (a)의 혼합액 100 중량부에 대하여, 천일염 및 부엽토를 각각 0.2 중량부로 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b)의 혼합액을 상온에서 숙성하는 단계;를 포함하는 고추류 재배용 액비의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고추류의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 고추류 재배용 액비 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 고추류는 청고추, 홍고추, 청양고추, 꽈리고추, 피망 및 파프리카로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 고추류의 부산물은 고추의 열매 및 목질화되지 않은 줄기인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량을 증가시키는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 (a) 고추류의 부산물 : 산야초 : 약초 : 해초 : 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 단계; (b) 상기 (a)의 혼합액 100 중량부에 대하여, 천일염 및 부엽토를 각각 0.2 중량부로 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b)의 혼합액을 상온에서 숙성하는 단계;를 포함하는 고추류 재배용 액비의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 조성물을 고추류 작물에 처리하는 단계를 포함하는 고추류의 재배 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 고추류 재배용 액비 조성물은 고추류의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 유효성분으로 포함하며, 상기 액비 조성물에 의해 성장한 고추류는 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량이 증가되는 효과가 있어 본 발명의 조성물은 기능성 강화된 고추류의 생산에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 고추액비, 산야초(3종), 약초(3종), 해초(4종) 및 스테비아의 혼합 액비를 처리하는 경우 베타카로틴, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량에 대한 증가율을 나타낸 결과이다. z: 대조군은 유기농을 처리한 것이며, 따라서 일반재배 대조군과 비교하였다면 2배 이상 차이가 났을 것으로 예상되며, 이는 일반 처리군보다 유기농처리군에서 기능성 물질이 보통 2배 이상 높다는 것이 일반적이기 때문임(2008년 타임지 발표). y: 표 1에서, 고추액비+산야초(3종)+약초(3종)+해초(4종)+스테비아: 총혼합액비(5%), 6회 관수.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 재료 및 방법

본 발명의 재료인 고추는 "슈퍼마니따" 품종을 이용하였고, 완주지방에서 3월28일 파종하고 6월23일 정식하였다. 종자를 파종한 후, 초기 육묘시기의 온도관리는 15~25℃로 관리하고, 정식 이후에는 자동온도 조절기를 이용하여 18~30℃로 관리하였으나, 고온기에는 최고온도가 잠시 동안 40℃에 가깝게 이르기도 하였다. 광환경은 자연광에 맞추어 맑은 날 기준으로 육묘기는 최대 6-8만 Lux, 수확기는 8-10 Lux로 관리하였다. 수분관리는 육묘기에 마르지 않게 충분히 관수하였고, 정식 이후에는 점적호스를 설치하여 pF2.6 이하로 도달했을 때, 충분히 관수하여 관리하였다.

실시예 2. 고추의 기능성 향상을 위한 액비시험 처리방법

대조군은 유기농 비료(상표명: 장보고 고형비료)를 사용하였고, 각 실험군은 표 1에 나타내었다. 특히, 액비제조는 100L 통에 각 실험군 80L (표 1의 P2 내지 P15), 천일염 200g 및 부엽토 200g을 혼합하여 상온에서 1년 이상 숙성하여 제조하였다(저서 "친환경 유기농업", 저자 조영상: 자연을 닮은 사람들). 하기 표 1에서, 고추류의 부산물 100 중량부에 대하여, 산야초(3종), 약초(3종), 해초(4종) 또는 스테비아는 각각 100 중량부로서 혼합되었다.

처리	내 용
P1	유기농 비료(상표명: 장보고 고형비료), 퇴비 10a당 3000kg, 볏짚 2,000kg을 밑거름으로 시비
P2^z	고추부산물 액비, 5% 관수
P3	산야초(3종): 소리쟁이, 갈대 및 양미역취, 5% 관수
P4	고추+산야초(3종), 5% 관수
P5	약초(3종): 삽주, 인삼 및 배초향, 5% 관수
P6	해초(4종): 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발, 5% 관수
P7	총혼합액비(5%) 관수: 고추액비+산야초(3종)+약초(3종)+해초(4종)
P8	총혼합액비(2.5%) 관수: 고추액비+산야초(3종)+약초(3종)+해초(4종)
P9	(P7)+인삼+감태 : ※총혼합액비(5%) 관수
P10	(P7)+멸치+어분 : ※총혼합액비(5%) 관수
P11	(P7)+인삼+감태+당밀 : ※총혼합액비(5%) 관수
P12	(P7)+스테비아 : ※총혼합액비(5%) 관수
P13	(P7)+함초 : ※총혼합액비(5%) 관수
P14	인삼, 5% 관수
P15	감태, 5% 관수

z: 100L 물통에 고추열매+목질화 되지 않은 줄기+천일염 200g+부엽토 200g 혼합하여 1년 이상 부숙 발효함, P3∼P15 모두 내용물만 다르고 조제 방법은 P2와 같음.

실시예 3. 성분의 함량측정 방법

3.1. 비타민 C 분석법

표준품은 0.1 g의 아스코르브산(Ascorbic acid; Sigma, St.Louis, Mo, USA)을 100 ml volumetric flask에 정확하게 칭량하여 1,000 mg/L 용액을 만들고, 이를 희석하여 최종농도가 1, 10, 50, 100 mg/L 이 되도록 제조하였다. 표준용액의 제조에는 HPLC 등급물을 사용하였다. HPLC(NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, Japan) 와 PDA Detector를 사용하였다. 분석조건은 하기 표 2와 같다.

Classification	Condition
Instrument	NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, JAPAN
Detector	PDA detector(Theromo Fisher, USA)
Analytical column	SHISEIDO MG120 C18 4.6 * 250mm
Column oven Temp.	40 ℃
Mobile phase	0.05 M KH₂PO₄ : ACN 98 : 2
Flow rate	0.5 ml/min
Wave length(nm)	254 nm
Injection volume	5 ul

3.2. 베타카로틴 분석법

0.2% 아스코르브산 20 ml를 섞고, 80℃ 항온수조에서 15분 동안 음파처리(sonication)를 한 후, 3분 동안 얼음에 두었다. 이후, 60% KOH 5ml을 섞고, 80℃ 항온수조에서 30분 동안 검화시킨 후, 5분 동안 얼음에서 두었다. 5ml의 D.W. 와 5ml의 n-헥산을 섞고, 3000 rpm 로 원심분리하여 상층액을 모으고 다시 5ml의 D.W. 와 5ml의 n-헥산을 섞은 후 총 3회의 원심분리하였다. 상층액은 N2 가스로 헥산이 증발되고 추출액이 남으며, 이동상(MeOH+TBME)으로 희석되었다. 분석조건은 하기 표 3와 같다.

Classification	Condition
Instrument	NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, JAPAN
Detector	PDA detector(Theromo Fisher, USA)
Analytical column	SHISEIDO MG120 C18 4.6 * 250mm
Column oven Temp.	40 ℃
Mobile phase	MeOH : TBME : D.W : TEA 40 : 56 : 4 : 0.1
Flow rate	1 mL/min
Wave length(nm)	450 nm
Injection volume	10 μL

3.3. 플라보노이드 분석법

시료 일정량을 칭량하고 80% 에탄올 30 mL를 가하고, Shaker를 사용하여 20분간 교반하였다. 70℃에서 1시간 동안 초음파 추출한 후 원심분리 (20,000 rpm, 15분)를 하여 상층액을 취하였다. 표준용액 및 시험용액을 각각 0.5 mL 씩 대조액과 시험액용으로 두 개의 시험관에 취하였다. 증류수 2.0 mL, 5% NaNO2 0.15 mL를 가하여 충분히 교반하였다. 6분 후 0.15 mL 10% AlCl3 ·6H2O 용액을 가하여 5분간 정치시킨 후 1mL 1 M NaOH 용액을 가한 후 교반하였다. 실온에서 15분간 정치 후 reagent blank를 대조액으로 하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질의 농도별 흡광도와 각 농도별 공시험의 흡광도의 차를 이용하여 표준물질의 검량선을 작성하였다. 표준물질로 quercetin을 이용하여 검량선을 작성하였고 플라보노이드 함량은 시료 중량 100g 당 mg quercetin equivalent으로 나타내었다. 함량은 하기 수학식 1에 의해 계산되었다.

[수학식 1]

총 플라보노이드 함량(mg/g) = C × (a × b) / S

C : 시험용액 중의 총 플라보노이드 함량(mg/mL)

S : 시료 채취량(g)

a : 시험용액의 전량(mL)

b : 희석배수

3.4. 폴리페놀 분석법

시료 일정량을 칭량하고 80% 에탄올 30 mL를 가하고, Shaker를 사용하여 20분간 교반하였다. 70℃에서 1시간 동안 초음파 추출한 후 원심분리 (20,000 rpm, 15분)를 하여 상층액을 취하였다. 표준용액 및 시험용액을 각각 1 mL 씩 시험관에 취하였다. 증류수 8 mL와 1N Phenol reagent(Folin& Ciocalteu’s Phenol reagent) 1mL를 가한 후 충분히 교반하였다. 5분 후 1 mL 15% Na2CO3용액 1mL를 가하여 실온에서 2시간 정치시킨 후 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질의 농도별 흡광도와 각 농도별 공시험의 흡광도의 차를 이용하여 표준물질의 검량선을 작성하였다. 표준물질로 gallic acid을 이용하여 검량선을 작성하였고 폴리페놀 함량은 시료 중량 100g 당 mg gallic acid equivalent으로 나타내었다. 함량은 하기 수학식 2에 의해 계산되었다.

[수학식 2]

총 폴리페놀 함량(mg/g) = C × (a × b) / S

C : 시험용액 중의 총 폴리페놀 함량(mg/mL)

S : 시료 채취량(g)

a : 시험용액의 전량(mL)

b : 희석배수

3.5. 캡사이신 분석법

고춧가루 시료 약 1.0 g을 칭량하여 50mL 튜브에 넣고 메탄올 30 mL를 넣고 65℃에서 30분 동안 sonication하였다. Shaker를 사용하여 5분간 교반 후 원심분리 (4,000rpm, 10분)를 하여 상층액을 취하였고, 0.2 μm nylon syringe filter로 여과시킨 후 분석시료로 사용하였다. 표준물질은 capsaicin과 dihydrocapsaicin(Sigma)의 혼합물을 사용하였다. 매운 성분(capsaicinoids)은 capsaicin과 dihydrocapsaicin의 합으로 하였다. 분석조건은 하기 표 4와 같다.

Classification	Condition
Instrument	NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, JAPAN
Detector	PDA detector(Theromo Fisher, USA)
Analytical column	SHISEIDO MG120 C18 4.6 * 250mm
Column oven Temp.	40 ℃
Mobile phase	0.1% Formic acid in 60% Acetonitrile(ACN: DW=60:40)
Flow rate	1 mL/min
Wave length(nm)	280 nm
Injection volume	10 μL

실시예 4. 액비처리 결과

실시예 3의 방법에 의하여 대조군 및 각 실험군에 대하여 베타카로틴, 비타민 C, 플라보노이드, 폴리페놀 및 캡사이신의 함량을 측정하였다.

그 결과, P12로 표시된 실험군에서 베타카로틴, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량이 확연히 증가하였음을 확인하였다(표 5).

시료명 분석항목	베타카로틴 (ug/100g)	비타민 C (mg/100g)	플라보노이드 (mg/100g)	폴리페놀 (mg/100g)	캡사이신 (mg/100g)
대조(P1)	6718.70	87.64	166.58	247.26	24.60
P2^z	5232.89	93.27	114.84	213.95	23.98
P3	9871.01	87.32	106.37	192.21	17.35
P4	9858.48	103.11	130.46	194.33	16.97
P5	5278.17	96.69	99.90	225.50	16.98
P6	6334.06	101.86	123.90	193.62	18.30
P7	4015.63	90.83	95.43	191.93	12.86
P8	3430.35	101.86	118.03	199.79	18.18
P9	3565.75	94.93	112.97	212.20	14.47
P10	5402.14	89.54	105.96	175.67	12.64
P11	6272.54	89.92	106.99	218.40	20.48
P12	8111.15	69.18	197.97	315.88	24.24
P13	5469.38	104.56	164.98	218.46	19.33
P14	3669.21	171.35	138.81	253.27	21.68
P15	4390.88	131.89	146.80	244.26	27.27

실시예 5. 기능성 향상비율 결과

상기 표 5의 결과로부터, 베타카로틴, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량에 대한 증가율을 계산하였다. 도 1에서 보듯이, 베타카로틴은 대조군에 비해 120.7%, 플라보노이드는 118.8%, 폴리페놀은 127.7% 각각 증가되었다. 그런데, 대조군 자체는 유기농을 처리한 것으로서, 일반적으로 재배한 대조군과 비교한다면 상기의 차이는 2배 이상이라고 볼 수 있다. 이에 대한 근거는 2008년 타임지 발표에 따른 것으로서, 일반 처리군에 비해 유기농 처리군의 경우 기능성 물질이 보통 2배 이상 높다는 것이 일반적이라는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 고추액비, 산야초(3종), 약초(3종), 해초(4종) 및 스테비아의 혼합 액비를 처리하는 경우 고추에서 기능성 물질이 향상됨을 확인하였다(도 1).

이로써, 본 발명에 따른 액비 조성물은 항산화물질의 함량을 높여 고기능성 고부가가치의 고추생산기술을 제공할 수 있다.

실시예 6. 생육특성 차이 결과

각 실험군을 처리한 경우 초장, 마디수, 엽장, 엽폭 등의 생육특성에 대한 차이가 나타나지는 않았다.

따라서, 고추의 생육특성에 대한 향상이 아닌, 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀등의 기능성 향상을 위한 액비 조성물을 제공한다.

Claims

고추류의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 액비 조성물로서,
상기 고추류는 청고추, 홍고추, 청양고추, 꽈리고추, 피망 및 파프리카로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하며,
상기 고추류의 부산물은 고추의 열매 및 목질화되지 않은 줄기이고,
상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고,
상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며,
상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발인 것인 고추류 재배용 액비 조성물.
고추류의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 액비 조성물로서,
상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고,
상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며,
상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발인 것이고,
상기 조성물은 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 고추류 재배용 액비 조성물.
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(a) 고추류의 부산물 : 산야초 : 약초 : 해초 : 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 단계;
(b) 상기 (a)의 혼합액 100 중량부에 대하여, 천일염 및 부엽토를 각각 0.2 중량부로 혼합하는 단계; 및
(c) 상기 (b)의 혼합액을 상온에서 숙성하는 단계;를 포함하며,
상기 고추류는 청고추, 홍고추, 청양고추, 꽈리고추, 피망 및 파프리카로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하며,
상기 고추류의 부산물은 고추의 열매 및 목질화되지 않은 줄기이고,
상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고,
상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며,
상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발인 것인 고추류 재배용 액비의 제조방법.
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