KR20020074793A - 살충성을 가지는 식물 추출물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 살충성을 가지는 식물 추출물에 관한 것으로, 대회향(Illicium vernum), 양고추냉이(Cocholeria aroracia), 마늘(Allium sativum) 및 겨자 (Brassica juncea)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어지는 식물에서 추출된 추출물을 포함하는 살충조성물을 제공한다. 본 발명의 살충조성물은 직접적인 접촉 또는 훈증작용에 의해 위생해충을 방제할 수 있는 살충제로 이용할 수 있다.

Description

살충성을 가지는 식물 추출물{PLANT EXTRACTS COMPOSITION CONTAINED PESTICIDAL ACTIVITIES}
본 발명은 살충성을 가지는 식물 추출물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위생해충에 살충성을 가지는 대회향, 양고추냉이, 마늘 또는 겨자에서 추출한 추출물에 관한 것이다.
위생곤충은 질병매개와 뉴슨스(nuisance)의 두 가지 측면으로 생각할 수 있다. 대표적인 위생곤충은 바퀴, 모기 등이 있다.
바퀴는 불쾌감과 공포감을 일으키고, 특이체질을 가진 사람에게는 면역학적인 알레르기(allergy) 반응을 일으켜 호흡기 질환을 야기한다.(이한일. 1994. 위생곤충학. 고문사, 서울. pp.391) 또한 1971년 물린스(Mullins)에 의하여 바퀴의 분(feces)에 돌연변이성 물질(mutagenic compound)과 발암성 물질(carcinogenic compound)이 미량(微量) 함유되어 있다는 사실이 밝혀졌으며, 수많은 종의 질병원들이 바퀴로부터 분리되었다.(Roth, L.M. and Willis, E.R. 1957. The medical and veterinary importance of cockroaches. Smithsonian Miscellaneous Collections 134(10): 1-147 ; Roth, L.M. and Willis, E.R. 1960. The biotic associations ofcockroaches. Smithsonian Miscellaneous Collections 141 (whole volume): 1-470 ; Burgess, N.R.H. and Chetwyn, K.N. 1981. Association of cockroaches with an outbreak of dysentery. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 71: 1-7)
바퀴는 흑사병(pest), 나병(leprosy), 장티프스(typhoid fever), 위장염 (gastroenteritis), 콜레라(cholera), 뇌척수염(cerebrospiral fever), 폐렴 (pneumonia), 결핵(tuberculosis)과 같은 병균(bacteria)과 회백수염(polio myelitis), 간염(hepatitis)과 같은 바이러스(virus)의 병원체를 매개한다. (Graffar, M. and Mertens, S. 1950. Le role des blattes dans la transmission dessalmonelloses. Annales de l' Institut Pasteur 79: 654-660) 바퀴는 잡식성으로 음식물 뿐 아니라 사람과 동물의 배설물이나 피, 화농물, 객담 등 병원체가 섞여 있는 물질도 섭취하고, 섭취물을 반소화(半消化)된 상태로 토해내는 습성 등이 있어 바퀴의 질병 매개율이 매우 높다.
또한 모기는 말라리아, 사상충증, 황열병, 뇌염 등을 매개할 뿐 아니라 흡혈 행위에 의한 직접적인 피해를 유발한다. 얼룩날개모기(Anopheles)에 의해 매개되는 말라리아(malaria),Culex quinquefasciatus에 의해 매개되는 반크로프티사상충 (Wucheria bancrofti)과Aedes polynesiensis에 의해 전염되는 마레이사상충 (Brugia pahangi), 에집트숲모기(Aedes aegypti)에 의해 매개되는 황열병(yellow fever), 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhychus)에 의해 매개되는 뇌염(ence phalitis)등이 모기에 의해 매개되는 대표적인 질병이다.
또한 파리목 해충은 병원체의 물리적인 운반체로 중요한 역할을 하는데, 그 중에서도 집파리가 역학적으로 가장 중요한 역할을 한다. 바퀴와 모기처럼 전세계적인 분포를 보이는 집파리(Musca domestia) 역시 인간과 가축 질병의 물리적인 운반체로 작용하며,(Enright, M.R., T.J.L., Alexander, and F.A., Clifton. 1987. Role of house flies (Musca domestica) in the epidemiology ofStreptococcus suistype 2. Veterinary Records 121: 132-133) 인간을 비롯한 동물들의 분에 서식하여 불쾌감을 유발하는 해충이다.(Axtell, R.C., and Arends, J.J. 1990. Annual Review of Entomology 35: 101-126) 집파리는 장티프스, 박테리아성 및 아메바성 적리(赤痢), 결막염, 콜레라, 결핵, 뇌척수막염, 살모네라성 위장염 등을 매개한다.
이처럼 질병매개와 혐오감(nuisance)을 일으키는 위생곤충 방제에 생물적방제, 화학적 방제, 물리적 방제, 종합적 방제를 사용하고 있지만 특히 화학적 방제에 중점을 두고 방제가 이루어져 왔다. 화학적 방제는 주로 카바메이트계 (carbamates)의 프로폭서(propoxur), 유기인계(organophosphor us)의 클로로필리포스(chlorpyrifos)와 DDVP, 피레스로이드계(pyrethroids)의 레스메스린(resme thrin), 퍼메스린(permethrin)과 델타메스린(deltame thrin)에 의존하고 있다. (Reierson, D.A., and Rust, M.K. 1984. Pest Management 3: 26-32 ; Appel, A.G. 1990. Journal of Economic Entomology 83: 153-159 ; Appel, A.G. 1992. Journal of Economic Entomology 85: 1176-1183)
이런 살충제들은 빠른 살충력, 확실한 살충효과를 나타내지만 부작용을 야기한다.(Brown, A.W.A. 1978. Ecology of pesticides. Wiley, New York. pp.525 : Georghiou, G.P, and T. Saito. 1983. Pest resistance to pesticides. Plenum, New York. pp.809 ; Hayes, J.B.Jr., and Lawa, E.R.Jr. 1991. Handbook of pesticide toxicology (Academic), Vol. 1. pp.496) 살충제에 대한 부작용발생으로 인하여 저독성의 대체제 개발이 필요하게 되었고, 가장 부합하는 자원인 식물을 대상으로 한 연구가 진행되었다. 식물체는 자연계에 매우 풍부하게 존재하고 또한 많은 생화학적 특성을 갖는 2차 대사산물을 함유하고 있어,(Jocobson, M., and D. G. Crosby. 1971. Naturally occurring insecticides. Marcel Decker, New York. pp.585 ; Arnason, J. T., B. J. R. Philogene, and P. Morand. 1989. Insecticides of plant origin. ACS Symposium Series No. 387, Am. Chem. Soc., Washington, D. C. pp.213 ; Isman, M. B. 1995. Review Pesticide Toxicology 3: 1-20) 식물체 유래 화합물을 이용해 위생해충을 방제하고자 하는 많은 연구들이 수행되었다.
그 결과 러시안위드(Anabasis aphylla)에서 분리한 니코틴(nicotine), 아나바신(anabasine), 메틸아나마신(methyl anabasine), 루피닌(lupinine)과 같은 알칼로이드계 화합물들이 빨간집모기 유충에 대해 살충활성을 가지고,(Campbell, F.L., W.W, Sullivan and L.N., Smith. 1993. Journal of Economic Entomology 26: 500-509), 림에온(limeone)이 바퀴 유충의 생육을 조절하는 것으로 밝혀졌다.(Karr, L.L. and Coasts, J.R. 1992. Journal of Economic Entomology 85: 424-429) 또한 미국바퀴(Periplaneta americana)에 대해 벤젠 유도체들(benzene derivatives:safrole, isosafrole eugenol, methyl-eugenol, isoeugenol 등)이 테르펜계 (terpenes) 화합물(cineole,p-cymene, limonene, α-pinene 등)보다 뛰어난 기피활성과 살충활성을 가진 것으로 알려져 있다.(Ngoh, S.P., Coo, L.E.W., Pang, F.Y., Huang, Y., Kini, M.R. and Ho, S.H. 1998. Pesticide Science 54: 261-268)
또한 시트로네익 산(citronelic acid)과 티몰(thymol)은 집파리 성충에 대하여 살충활성을 가지고(Lee, S., Tsao, R., Peterson, C. and Coats, J.R. 1997. Journal of Economic Entomology 90(4): 883-892), 나한백(Thujopsis dolabratavar.hondai) 톱밥에서 분리한 모노터피노이드인 카바크롤(carvacrol)이 저장물해충을 비롯한 농업해충 및 위생해충에 대해 훈증작용을 가진다고 보고되어져 있다.(Ahn, Y. J., S.B., Lee, H.S., Lee and G.H., Kim. 1998. Journal of Chemical Ecology 24: 1-90)
따라서, 본 발명은 위생해충에 대하여 살충성을 가지는 식물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 위생해충에 대하여 살충성을 가지는 식물 추출물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대회향(Illicium vernum), 양고추냉이(Cocholeria aroracia), 마늘(Allium sativum) 및 겨자(Brassica juncea)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어지는 식물에서 추출된 추출물을 포함하는 살충조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 위생해충에 대하여 살충효과(insecticidal activity)를 가지는 식물을 스크리닝하여 대회향(Illicium vernum), 마늘(Garlic), 겨자(Mustard) 및 양고추냉이(Horseradish)가 살충성을 가짐을 확인하였다.
상기 4종의 식물은 유기용매로 추출하여 살충성을 가지는 정유물질을 분리하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 유기용매는 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올, 에탄올, 메탄올, 저가알코올 등이다.
상기 대회향은 메탄올로 추출하여 수득한 대회향 메탄올 조추출물로 살충성을 확인하였고, 마늘, 겨자, 양고추냉이는 마늘유, 겨자유, 양고추냉이유로 통상적인 정유 추출방법으로 추출한 것을 사용하여 살충성을 확인하였다. 바람직하게는 마늘 종자, 겨자 뿌리, 양고추냉이 뿌리를 구입하여 이들에 함유된 정유(essential oil)를 수증기증류법(steam distillation method)으로 수득한 마늘유, 겨자유, 양고추냉이유이다.
상기 대회향 메탄올 조추출물, 마늘유, 겨자유, 양고추냉이유는 해충에 대하여 살충성을 가진다. 상기 해충은 위생해충이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 바퀴, 모기, 파리이고, 가장 바람직하게는 바퀴이다.
또한 상기 대회향 메탄올 조추출물, 겨자유, 양고추냉이유는 마늘유에 비하여 낮은 농도에서도 위생해충에 대한 살충성이 뛰어나다.
따라서, 본 발명은 상기 4종의 식물 추출물로부터 선택되는 물질을 포함하는위생해충에 대한 살충조성물인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 살충조성물은 대회향, 양고추냉이, 마늘 및 겨자로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어지는 식물에서 추출된 추출물을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 대회향 메탄올 조추출물, 양고추냉이유, 마늘유 및 겨자유로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어진 추출물을 포함하는 것이 좋다. 상기 살충조성물은 단독성분으로 사용할 수 있으며, 동량의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 살충조성물은 통상의 살충제에 혼합되는 물질을 더욱 포함할 수 있으며, 이 때 대회향 메탄올 조추출물, 마늘유, 겨자유 및 양고추냉이유로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어지는 것을 1 내지 30 중량%로 포함하는 것이 바람직하다.
또한 대회향 메탄올 조추출물, 마늘유, 겨자유 또는 양고추냉이유는 각각 유기용매로 더욱 추출하여 살충성을 가지는 정유물질을 분리할 수 있다. 상기 대회향 메탄올 조추출물은 유기용매로 더욱 추출하여 살충성을 가지는 헥산층을 수득하였다. 따라서 상기 대회향 메탄올 추출물에서 수득한 헥산층을 살충조성물로 사용할 수 있으며, 마늘유, 겨자유, 양고추냉이유 또한 유기용매로 더욱 추출하여 살충성이 더욱 강한 추출물을 수득할 수 있다.
본 발명의 살충조성물은 위생해충에 대하여 직접접촉법 또는 훈증법으로 사용되는 것이 바람직하다. 식물 추출물의 함량은 1 내지 30 중량%이나, 살충제의 제형, 살포방법에 따라 달리 적용되는 것이 바람직하고, 제형은 스프레이상, 연막제, 캡슐형, 및 젤상의 제형이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 시료 조제와 살충활성 식물체 및 정유
메탄올 조추출물
대회향(Illicium vernum) 열매 300 g을 믹서기로 곱게 마쇄하고, 500 ml 삼각플라스크에 넣은 다음 메탄올 200 ml을 혼합하여 실온 암실에서 3일간 방치하였다. 3일 후 여과한 다음 여과액을 회전진공농축기(EYELA autojack NAJ-160, Japan)로 농축하였다. 농축물을 다시 메탄올에 혼합하는 과정을 2회 반복하여 메탄올 조추출물을 제조하였다.
마늘유, 겨자유, 양고추냉이유 제조
마늘유(Allium sativum(Garlic oil)), 겨자유(Brassica juncea(Mustard oil))와 양고추냉이유(Cocholeria aroracia(Horseradish oil))는 수증기증류법으로 실시하여 수득하였다.
소량의 증류수와 이들 각 시료 250 g을 믹서로 곱게 마쇄하여 3 L 농축플라스크에 넣고 가열 멘틀(heating mentle)에 올려두었다. 시료가 담긴 플라스크의 멘틀은 온도를 약 70 ℃로 하였고, 디에틸에테르(diethyl ether)와 헥산이 각각 40 ml(1/1, v/v)씩 담긴 플라스크의 멘틀 온도는 30 내지 40 ℃(약 38 ℃)로 하여 2시간 동안 가열하였다. 한번 증류하는데 필요한 시료의 양은 250 g이며, 추출 후 추출물속의 수분을 제거하기 위해 무수황산나트륨(Na2SO4)을 소량 넣은 다음 냉동고에 방치하였고 이후 여지(Toyo No. 2)에 걸러 농축하였다. 수득율은 약 2 %였다.
[실험예 1]
살충활성 검정에 사용된 위생곤충
살충활성은 바퀴를 대상으로 실시하였다. 바퀴(Blattella germanicaL.)는 상대습도 60 ±5 %, 온도 27 ±1 ℃, 광조건 13:11 (주:야) 시간을 유지한 사육실에서 사육하였으며, 바퀴는 직경 30 × 30 ㎝ 원통용 용기에 송아지 사료(삼양(주))를 넣어 주었다.
살충활성 검정
식물체 추출물 및 정유를 이용한 생물활성물질 탐색을 위한 1차 스크리닝에서 가장 중요한 점이 초기 출발농도의 설정이다. 본 발명에서 바퀴 성충에 대한 살충활성 검정을 위해 여지 ㎠ 당 0.995 mg을 설정하였다. 설정된 본 농도의 메탄올 조추출물 또는 정유물을 100 ㎕의 메탄올에 녹이고, 직경 8 cm의 여지(Whatman No. 2)에 처리하여 페트리디쉬(지경 8.7 × 1.5 cm) 바닥에 넣어 준 후, 바퀴 성충 10개체(암수 5개체씩)씩을 방사하여 뚜껑을 닿았다. 검정결과는 처리 24시간 후에 조사하였는데, 미세한 붓을 이용해 부속지 및 몸통을 자극하여 전혀 움직임이 없는 개체는 사망한 것으로 간주하였다. 본 검정은 3회 반복으로 하였으며, 살충율에 대한 평균간의 비교는 쉐페(Scheffe's test, SAS Institute, 1996)를 이용하였다. 메탄올 조추출물을 무처리한 대조구 역시 동일하게 처리하고 조사하였다.
하기 표 1은 메탄올 조추출물과 정유에 대한 여지 ㎠ 당 0.995 mg 처리시 바퀴성충이 보이는 살충율을 측정한 것이다.
식물체 살충율 (평균±표준편차,%)
24시간
대회향(Illicium verum) 100a
마늘유(A. sativum(Garlic oil)) 100a
겨자유(B.juncea(Mustard oil)) 100a
양고추냉이유(C.aroracia(Horseradish oil)) 100a
상기 표 1의 동일한 문자(a)는 평균이 통계상(P= 0.05, Sheffe 검정) 별다른 차이가 없음을 나타내며, 살충율은 아크사인 제곱근으로 변형시켜 나타내었다.
상기 표 1의 살충율은 여지 ㎠ 당 0.995 mg의 메탄올 조추출물과 정유를 100 ㎕ 메탄올에 녹여 처리하였을 때 값이고, 시간은 메탄올 조추출물과 정유를 처리한 후 경과된 시간을 의미한다. 상기 표 1의 결과는 튜브 당 바퀴 성충 10 개체씩을 방사하고 3회 반복한 값의 평균값을 기재한 것이다.
대회향, 마늘유, 겨자유 및 양고추냉이유는 처리 24시간 후에 바퀴 성충에 대해 100 %의 강한 살충활성을 보였다.
활성이 우수한 것으로 나타난 이들 4종 시료를 여지 ㎠ 당 0.398, 0.199, 0.099, 0.049 mg으로 농도를 낮추어 성충 바퀴에 대한 살충율을 측정하였다. 처리 24시간 후의 결과를 하기 표 2에 제시하였다
식물체 살충율 (평균±표준편차,%)
0.398 0.199 0.099 0.049
대회향(Illicium verum) 100a 100a 100a 100a
마늘유(A. sativum(Garlic oil)) 0b 0b 0b 0b
겨자유(B.juncea(Mustard oil)) 100a 100a 100a 100a
양고추냉이유(C.aroracia(Horseradish oil)) 100a 100a 100a 100a
상기 표 2의 동일한 문자(a, b)는 평균이 통계상(P= 0.05, Sheffe 검정) 별다른 차이가 없음을 나타내며, 살충율은 아크사인 제곱근으로 변형시켜 나타내었다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 마늘유를 제외한 대회향, 겨자유 및 양고추냉이유는 낮은 처리농도에서 처리 24시간 후에 바퀴 성충에 대해 100 %의 강한 살충활성을 보였는데, 처리수준 중 가장 낮은 여지 ㎠ 당 0.049 mg 수준에서도 이들 4종은 100 %의 살충율을 보였다.
[실시예 2]
상기 실험예 1에서 제조한 대회향 메탄올 조추출물의 살충활성 성분을 분리, 정제하였다. 메탄올 조추출물 20 g을 증류수 800 ml와 헥산(n-Hexane) 800 ml에 녹여 2 L 분액여두에 넣은 후, 마개를 닫고 잘 혼합한 다음 물층과 헥산층으로 분리하였다. 30분 후에 다른 분액여두를 이용하여1차 헥산층을 분리시키고, 물층에 새로운 헥산 800 ml를 부어 동일한 방법으로 2차의 헥산층을 분리시켰다. 남아있는 물층에 클로로포름 800 ml을 혼합하고 마개를 닫은 후 충분히 흔들어 물층과 클로로포름층으로 분리시키고 30분 후에 1차 클로로포름층을 분리하였다. 다시 물층에 새로운 클로로포름 800 ml를 혼합하고 동일한 방법으로 2차의 클로로포름층을 분리하였다. 남아있는 물층에 에틸아세테이트 800 ml을 부어 헥산 분배시와 동일한 방법으로 에틸아세테이트층을 2회에 걸쳐 분리하였다. 상기와 같은 용매분획법으로 헥산층, 클로로포름층, 에틸아세테이트층 및 물층의 4획분을 수득하였다. 헥산층, 클로로포름층 및 에틸아세테이트층 그리고 물층은 각각 회전진공농축기 (EYELA autojack NAJ-160, Japan)에서 농축시켰다.
농축된 분획물에 대하여 상기 실험예 1의 살충활성실험을 동일하게 3회 반복 실시하여 바퀴 살충활성층을 결정하였으며, 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
분획층 처리량, mg/cm2 살충율 (평균±표준편차, %)
헥산층 0.597 100a
클로로포름층 0.597 0b
에틸아세테이트층 0.597 0b
물층 0.597 0b
대조구 0 0b
상기 표 3의 동일한 문자(a, b)는 평균이 통계상(P= 0.05, Sheffe 검정) 별다른 차이가 없음을 나타내며, 살충율은 아크사인 제곱근으로 변형시켜 나타내었다.
상기 표 3에 제시된 바와 같이, 대회향 분획분의 헥산층이 바퀴 성충에 대해 처리 24시간 후에 100 %의 살충활성을 나타내었다.
상기에 언급한 바와 같이, 본 발명은 살충효과는 가지는 대회향(Illicium vernum), 양고추냉이(Cocholeria aroracia), 마늘(Allium sativum), 겨자(Brassica juncea)식물들을 확인하였다. 상기 식물들에서 분리된 살충성 식물추출물은 가정내 서식하는 위생해충의 천연 살충제로 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 대회향(Illicium vernum), 양고추냉이(Cocholeria aroracia), 마늘(Allium sativum) 및 겨자(Brassica juncea)로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어지는 식물에서 추출된 추출물을 포함하는 살충조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 추출물은 유기용매로 추출하여 수득된 것을 특징으로 하는 살충조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 대회향은 대회향 메탄올 조추출물인 것을 특징으로 하는 살충조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 대회향은 대회향 메탄올 조추출물을 헥산으로 더욱 추출한 헥산 추출물인 것을 특징으로 하는 살충조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 양고추냉이, 마늘 또는 겨자는 양고추냉이유, 마늘유 또는 겨자유로 추출되어진 추출물인 것을 특징으로 하는 살충조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 살충제는 위생해충에 대해 살충효과를 가지는 것을 특징으로 하는 살충조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 살충제는 바퀴에 대해 살충효과를 가지는 것을 특징으로 하는 살충조성물.
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