KR20030010788A

KR20030010788A - 두채류의 부패병 방지 및 색택 향상을 위한세틸피리디니움 클로라이드 함유 제제 및 그 사용 방법

Info

Publication number: KR20030010788A
Application number: KR1020010045337A
Authority: KR
Inventors: 김용철
Original assignee: (주)지텍 바이오 메디컬
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-06

Abstract

본 발명은 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제를 제공한다. 본 발명에 의해 제공되는 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제는 콩나물 재배시 콩나물의 부패병을 일으키는 곰팡이 균주 및 박테리아 균주들에 대해 탁월한 살균 효과를 나타낸다. 또한 콩나물의 색택을 향상시켜 콩나물의 상품성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 세틸피리디니엄 클로라이드를 함유한 제제는 콩나물의 종자콩에 처리한다. 상기 세틸피리디니엄 클로라이드를 물에 용해시켜 제조하는 경우, 그 농도는 0.1 ppm 이상이어야 한다.

Description

두채류의 부패병 방지 및 색택 향상을 위한 세틸피리디니움 클로라이드 함유 제제 및 그 사용 방법{A composition comprising cetylpyridinium chloride for the prevention of bean sprout rot and improvement of brightness of bean sprout and the method of using the same}

본 발명은 콩나물 부패 균주들을 살균하고/거나 콩나물의 색택(brightness)을 향상시키기 위한 제제 및 그 사용 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 콩나물 재배시 콩나물의 부패를 야기시키는 곰팡이의 일종인 푸사리움의 균주들(Fusarium spp.) 및 박테리아의 일종인 슈도모나스 균주들(Pseudomonas spp.)과 에르위니아 카로토보라 균주들(Erwinia carotovora spp.)에 대해 탁월한 살균효과를 나타내고/거나 콩나물의 상품성 평가에 있어 매우 중요한 위치를 차지하는 콩나물의 색택을 향상시키는 제제 및 그 사용 방법에 관한 것이다.

콩나물은 전통 식품으로서 오랜 기간 우리나라의 중요한 반찬으로 이용되어 왔다. 과거에는 콩나물의 재배는 자가 소비를 충당할 목적으로 가내에서 콩나물 시루를 이용하여 소규모로 이루어졌었다. 그러나, 현재에는 콩나물의 소비가 급증함에 따라 콩나물 재배 업소에서 대규모 재배가 이루어지고 있다. 이런 와중에 콩나물 재배 과정에서 과거에는 볼 수 없었던 여러 가지 문제점들이 나타났다. 그 중 가장 심각한 것으로 지적되는 것은 콩나물 부패 현상이다. 콩나물은 종자로부터 발아되어 수확되기까지 약 7 내지 10일 정도 소요되는데, 이 기간은 다른 채소류에 비할 때 상당히 짧은 편에 속한다. 그럼에도 불구하고 콩나물의 부패 현상은 매우 빈번하게 발생되고 있다. 그 이유는 콩나물이 암조건에서 재배되고, 잦은 관수로 인해 습도가 높으며, 밀폐된 공간에서 재배되기 때문에 호흡열이 높을 뿐만 아니라 환기가 어렵다는 재배적 특성 때문이다. 따라서 콩나물 종자콩에 내재되어 있던 부패 균주들이 콩나물의 발아 및 재배 과정 중에 그들의 성장 및 번식에 적절한 환경이 이루어지면 급속하게 번식 및 성장하여 발아 중인 종자콩이나 재배 중인 콩나물에 부패 현상을 일으키게 되고, 그 결과 콩나물의 수율은 물론 품질에도 큰 영향을 미쳐 콩나물 재배 농가에 막대한 경제적 손실을 가져오게 한다.

상기와 같은 콩나물의 부패는 곰팡이성 부패와 세균성 부패로 대별되고, 곰팡이성 부패의 대표적인 원인균으로는 푸사리움 균주(Fusarium spp.)를, 세균성 부패의 대표적인 원인균으로는 슈도모나스 균주(Pseudomonas spp.)와 에르위니아 카로토보라 균주(Erwinia carotovora spp.)를 들 수 있다[한국식물병리학회지,12, 1996, 471-475면; 한국식물병리학회지,13, 1997, 13-17면; 한국식물병리학회지,13, 1997, 304-310면 참조].

푸사리움 균주에는 푸사리움 모닐리폼(F. moniliform), 푸사리움 옥시스포룸(F. oxysporum), 푸사리움 쏠라니(F. solani)가 포함된다. 푸사리움 곰팡이 균주들은 종자에 잠복하고 있다가 유리한 환경이 조성될 때 급격히 발병하는것으로 알려져 있으며, 이들은 종자 발아 후 약 3 내지 5일이 지난 후 콩나물의 중간 이하 부분에 연한 갈색의 외부 병징을 나타내고 발아 후 약 6 내지 7일 경에는 병징이 더욱 진전하여 진한 갈색의 외부 병징을 나타냄으로써 부패를 유발한다. 이들은 특히 콩나물 수확 직전인 6 내지 7일 경에 크게 발병하여 콩나물의 배축 중간 이하 부분에 피해를 줌으로써 상품 가치를 떨어뜨리는데, 그 피해 수준은 심각한 편이어서 대부분이 폐기처분될 정도이다[한국식물병리학회지,12, 1996, 471-475면 참조].

세균성 부패의 원인균들 중 하나인 슈도모나스 균주 중 가장 빈번하게 출현하는 균주는 슈도모나스 퓨티다 바이오봐 에이(Pseudomonas putida biovar A)로서, 이 균주는 병징 초기에는 배축에 연한 갈색, 수침상의 병반을 일으키고 점차 배축전체가 반투명한 연한 갈색을 띠면서 부패를 유발한다. 특히 콩나물 재배 초기에는 병징이 발생하지 않다가, 콩나물 재배 후 5일을 전후하여 발병하기 시작하여 하루에서 이틀 경과 후에는 재배 용기내의 콩나물 전체로 급속히 퍼져나가는 양상을 보인다. 이들은 부생 세균으로 잠복해 있다가 콩나물 재배 과정 중 콩나물이 빽빽이 자라게 되면서 관수가 고루게 이루어지지 않고, 호흡열로 인하여 온도가 높으며, 콩나물의 분비물 세척이 용이하지 않은 재배 후기에 급속히 불어나면서 이들 세균이 분비하는 유독 물질의 축적으로 인하여 부패가 유발된다고 여겨진다[한국식물병리학회지,13, 1997, 304-310면 참조].

세균성 부패의 원인균 들 중 또 다른 하나로서 에르위니아 카로토보라 균주가 있다. 이들은 무름병을 일으키는데, 그 병징은 콩나물 재배 2-3일 경부터 관찰되는데 종자가 백색으로 변색되고 발아가 저해되며 물러져 썩는 증상이다. 또한 콩나물의 자엽 부위에도 종자에서와 같은 변색과 함께 무름 증상이 나타나며 하배축의 신장이 억제되는 증상을 보인다[한국식물병리학회지,13, 1997, 13-17면 참조].

따라서 콩나물 부패병은 재배 초기에는 에르위니아 카로토보라 균주에 의한 무름병이 가장 대표적이며 재배 중기 및 후기에는 푸사리움 균주와 슈도모나스 균주에 의한 부패병으로 요약될 수 있다.

상기한 바와 같은 콩나물 부패는 콩나물 재배 농가에 막대한 경제적 손실을 가져오는 바, 한때 콩나물 재배 농가에서는 콩나물 부패를 방지하기 위한 수단으로 농약을 사용한 적이 있는데, 이는 인체에 극히 유독한 것이라서 환경은 물론 소비자들에게도 유해할 수 있으므로 실질적인 해결 수단이 되지 못하였다. 따라서, 지금까지 콩나물 부패병을 억제하기 위한 방법에 대한 연구가 다각도로 이루어져 왔으나 콩나물 재배 농가에서 효과적으로 사용될 수 있는 방법은 아직 개발되지 않고 있다. 따라서 인체에 극히 안전하며 콩나물 부패를 효과적으로 방지할 수 있는 새로운 제제가 절실히 요구되는 실정이다.

한편, 콩나물은 그 상품성과 관련하여 외관상 품질이 매우 중요하다. 즉, 콩나물의 외관상 품질은 콩나물의 크기는 물론 색택, 하배축의 두께뿐만 아니라 뿌리의 길이 및 잔뿌리의 발생 유무에 따라 좌우되는데, 색택이 선명하고 윤기가 나며 뿌리의 비율이 작고 잔뿌리가 발생하지 않은 콩나물이 우수한 것으로 평가되고 있다. 특히 색택에 있어 자엽부위가 선명한 진노란색을 띄고, 줄기부터 뿌리끝까지 은백색을 띄는 것은 소비자들의 선호도가 매우 높아 상품성이 높은 것으로 평가된다. 따라서, 우수한 색택을 갖는 콩나물을 생산해 내는 것은 콩나물 재배 농가의 소득 증대 측면에서 매우 중요하다. 그러나, 지금까지 우수한 색택의 정확한 발현 기작은 알려져 있지 않은 상태라서 콩나물의 색택 향상을 위한 효과적인 방법도 개발되지 않은 실정이다.

본 발명자는 콩나물 종자콩의 발아 과정 및 콩나물 재배 과정에서 야기되는 콩나물의 부패를 억제하고/거나 콩나물의 색택을 향상시키기 위하여 예의 연구한 결과, 인체에 무해한 것으로 알려져 있는 세틸피리디니엄 클로라이드가 콩나물의 부패 방지는 물론 색택 향상에 탁월한 효과를 갖고 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 콩나물 재배시 콩나물의 부패를 억제하고/거나 콩나물의 색택을 향상시킬 수 있는 인체에 무해한 제제 및 그 사용 방법을 제공하는 것이다.

상술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제제는 콩나물 부패병을 방지할 수 있는 탁월한 살균효과 및/또는 콩나물의 우수한 색택을 발현시키는 세틸피리디니엄 클로라이드를 함유한다. 본 발명에 따른 제제의 유효 성분인 세틸피리디니엄 클로라이드(CAS No. 123-03-5)는 인체에 무해한 물질로 알려져 있으며 분자식은C₂₁H₃₈ClN이고 화학 구조는 다음과 같다.

본 발명에 따른 제제는 유효성분인 세틸피리디니엄 클로라이드와 다른 동상의 부형제를 혼합한 다음 분말화하여 제조하거나 세틸피리디니엄 클로라이드를 물에 용해시켜 제조한다. 물에 용해시켜 제조하는 경우, 세틸피리디니엄 클로라이드의 농도는 0.1 ppm 이상이어야 한다. 콩나물 부패병을 예방하기 위해서는 상기 제제 중에 종자콩을 침지시키거나 상기 제제를 종자콩에 분무한다. 별법으로서, 상기 제제를 콩나물 재배시 관수시킬 수도 있다. 종자콩 침지의 경우 0.1 ppm 이상의 농도에서 10분 이상 침지시키는 것이, 분무의 경우 0.1 ppm 이상의 농도에서 종자콩에 충분히 분사하는 것이 좋다. 관수의 경우 0.1 ppm 이상의 농도에서 재배기간 중 최소 1회 이상 관수하는 것이 좋다.

또한, 상기한 바와 같은 콩나물 부패 방지 방법과 동일한 방법을 수행하여 콩나물의 색택을 향상시킬 수도 있다. 즉, 상기 제제 중에 종자콩을 침지시키거나 상기 제제를 종자콩에 분무한다. 별법으로서, 상기 제제를 콩나물 재배시 관수시킬 수도 있다. 종자콩 침지의 경우 0.1 ppm 이상의 농도에서 10분 이상 침지시키는 것이, 분무의 경우 0.1 ppm 이상의 농도에서 종자콩에 충분히 분사하는 것이 좋다. 관수의 경우 0.1 ppm 이상의 농도에서 재배기간 중 최소 1회 이상 관수하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 제제를 적용할 수 있는 대상에는 두채류 및 이들의 종자콩이 포함된다. 바람직하게는 콩나물과 숙주나물과 이들의 종자들이다.

본 발명은 하기하는 실시예를 통하여 보다 상세히 설명될 것이다. 그러나, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아님을 이해해야 할 것이다.

실시예 1 : 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제의 제조

본 발명에 따른 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제는 다음과 같은 방법에 의하여 제조하였다.

제제 1 (100 ppm의 세틸피리디니엄 클로라이드)

0.1 g의 세틸피리디니엄 클로라이드와 999 ㎖의 물을 혼합하여 세틸피리디니엄 클로라이드의 최종농도가 100 ppm이 되도록 하였다.

제제 2 (10 ppm의 세틸피리디니엄 클로라이드)

1 g의 세틸피리디니엄 클로라이드와 99999 ㎖의 물을 혼합하여 세틸피리디니엄 클로라이드의 최종농도가 10 ppm이 되도록 하였다.

제제 3 (1 ppm의 세틸피리디니엄 클로라이드)

0.1 g의 세틸피리디니엄 클로라이드와 99999 ㎖의 물을 혼합하여 세틸피리디니엄 클로라이드의 최종농도가 10 ppm이 되도록 하였다.

제제 4 (0.1 ppm의 세틸피리디니엄 클로라이드)

1 g의 세틸피리디니엄 클로라이드와 9999999 ㎖의 물을 혼합하여 세틸피리디니엄 클로라이드의 최종농도가 0.1 ppm이 되도록 하였다.

제제 5 (0.01 ppm의 세틸피리디니엄 클로라이드)

0.1 g의 세틸피리디니엄 클로라이드와 99999 ㎖의 물을 혼합하여 세틸피리디니엄 클로라이드의 최종농도가 0.01 ppm이 되도록 하였다.

실시예 2 : 콩나물 부패 유발 균주들에 대한 세틸피디니엄 클로라이드

함유 제제의 살균 효과

1.콩나물 부패 유발 균주들의 구입

푸사리움 모닐리폼(Fusarium moniliform; ATCC 10052), 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum; ATCC 60841), 푸사리움 쏠라니(Fusarium solani; ATCC 11712), 에르위니아 카로토보라균주(Erwinia carotovora subsp. carotovora; ATCC 15390)는 한국종균협회(Korean Culture Center of Microorganisms)로부터, 슈도모나스 퓨티다 바이오바 에이 균주(Pseudomonoas putida biovar A)는 고려대학교로부터 분양받아 사용하였다.

2.푸사리움 균주의 배양

푸사리움 균주의 배양은 액상배지의 경우 1 리터당 감자 우려낸 성분(potato infusion from) 200 g, 포도당(dextrose) 20 g을 포함하는 감자배지(potato dextrose broth), 한천배지의 경우는 액상 감자배지에 한천 20 g을 포함하는 감자한천배지(potato dextrose agar)를 사용하였다. 배양은 25 ℃ 항온조에서 48시간 이상 배양하였다.

3.에르위니아 카로토보라 균주의 배양

에르위니아 카로토보라균주의 배양은 액상배지의 경우 1 리터당 쇠고기 추출물(beef extract) 3 g, 펩톤(peptone) 5 g을 포함하는 영양배지(nutrient broth), 한천배지의 경우는 액상의 영양배지에 한천 15 g을 포함하는 영양 한천배지를 사용하였다. 배양은 25 ℃ 항온조에서 48시간 배양하였다.

4.슈도모나스 퓨티다 바이오바 에이 균주의 배양

슈도모나스 퓨티다 바이오바 에이(Pseudomonoas putida biovar A) 균주의 배양은 액상배지의 경우 1 리터당 쇠고기 추출물 3 g, 펩톤 5 g을 포함하는 영양배지, 한천배지의 경우는 액상의 영양배지에 한천 15 g을 포함하는 영양 한천배지를 사용하였다. 배양은 25 ℃ 항온조에서 48시간 배양하였다.

5.본 발명에 따른 제제의 콩나물 부패 유발 균주들에 대한 살균 효과

위에서 언급한 푸사리움 균주들, 에르위니아 카로토보라균주, 슈도모나스 퓨티다 바이오바 에이 균주를 액상배지에서 배양한 후 멸균수를 사용하여 10,000/㎖의 균수농도로 희석하였다.

대조군은 멸균수로 희석하여 최종적으로 10,000/㎖의 균수농도에 세틸피리디니엄 클로라이드를 첨가하지 않았으며, 시험군의 경우는 세틸피리디니엄 클로라이드를 첨가하여 세틸피리디니엄 클로라이드의 최종농도가 100 ppm, 10 ppm, 1.0 ppm, 0.1 ppm, 0.01 ppm이 되도록 하였으며 균수농도는 대조군과 동일하게 10,000/㎖이 되도록 하였다.

대조군과 시험군 모두 100 ㎕씩을 취하여 곰팡이인 푸사리움 균주들의 경우는 감자 한천배지에 도포하여 25 ℃ 항온조에서 72시간 배양하였으며, 박테리아 균주인 에르위니아 카로토보라 균주와 슈도모나스 퓨디다 바이오바 에이 균주는 대조군과 시험군 모두 100 ㎕씩을 취하여 영양 한천배지에 도포하여 25 ℃ 항온조에서 48시간 배양하였다. 배양 후 대조군과 시험군의 한천배지 평판으로부터 집락수를 계수하였다. 이에 대한 결과는 아래 표 1과 같다.

	푸사리움모닐리폼	푸사리움옥시스포룸	푸사리움쏠라니	에르위니아카로토보라	슈도모나스 퓨티다바이오바 에이
대조군	1000	1000	1000	1000	1000
제제 1	0	0	0	0	0
제제 2	0	0	0	0	0
제제 3	0	0	0	0	20
제제 4	71	80	76	85	139
제제 5	980	976	899	924	1000

상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 제제는 콩나물 부패병 원인 세균들의 단순 배양의 경우 0.1 ppm 이상의 세틸피리디니엄 클로라이드를 함유하는 경우에 유효한 살균력을 나타낸다는 것이 확인되었다.

6.본 발명에 따른 제제의 콩나물 부패 억제 효과

콩나물 재배에 사용된 종자콩은 시중에서 구입하였다. 국내산의 경우 국내산 종자콩을 판매하는 업소 두 군데로부터 각각 구입하였으며, 중국산 수입콩의 경우도 이들을 판매하는 업소 두 군데로부터 각각 구입하였다. 두 군데 업소에서 구입한 국내산 종자콩은 각각 국내산 종자콩 #1, #2로, 중국산 종자콩은 #3, #4로 각각 명명하였다. 콩나물 부패병 실험은 다음과 같이 수행하였으며, 실험오차를 줄이기 위해 20회 반복하였다.

(1) 국내산 종자콩 및 중국산 종자콩 각각 100 g씩을 실험에 사용하였다.

(2) 대조군의 경우는 국내산 두 종류 및 중국산 두 종류를 각각 4시간 동안 물에 침지하였다. 반면, 실험군의 경우는 국내산 두 종류 및 중국산 두 종류를 세틸피리디니엄 클로라이드를 물에 희석하여 각각의 최종 농도가 0.01 ppm, 0.1 ppm,1.0 ppm, 10 ppm이 되도록 만든 용액에 각각 4시간 침지하였다.

(3) 4시간 침지 후 이들 각각 4 종류의 종자콩은 바닦에 구멍이 뚫린 플라스틱 용기에 넣고 암조건에서 하루에 4시간 간격으로 6차례 수돗물로 관수하여 10일간 재배하였다.

(4) 에르위니아 카로토보라 박테리아 균주에 기인하는 무름병의 발생여부는 종자콩의 치상 후 2일째부터 조사하였다.

(5) 후지리움 곰팡이 및 슈도모나스 퓨티다 바이오바 에이 균주에 기인하는 부패병은 치상후 6일부터 조사를 실시하였다.

실험 결과는 아래 표 2와 같다.

무름병 발병 횟수	부패병 발생 횟수
	대조군	제제1	제제2	제제3	제제4	제제5	대조군	제제1	제제2	제제3	제제4	제제5
국내산#1	5	0	0	0	1	4	6	0	0	0	1	3
국내산#2	4	0	0	0	1	3	5	0	0	0	1	4
중국산#3	10	0	0	2	4	8	10	0	0	0	2	6
중국산#4	9	0	0	1	3	8	11	0	0	0	1	5

상기 표 2로부터, 본 발명에 따른 살균제는 0.1 ppm 이상의 세틸피리디니엄 클로라이드를 함유하는 경우 무름병 및 부패병 발생을 탁월하게 억제하는 효과가 있음이 확인되었다.

실시예 3 : 본 발명에 따른 제제의 콩나물 색택 향상 효과

콩나물 수확 후 콩나물 색택에 대한 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제의 색택 향상 효과를 측정하였다. 콩나물 재배에 사용된 종자콩은 콩나물 부패 시험에서와 동일한 종자콩을 사용하였다. 즉, 종자콩들은 시중에서 구입하였으며, 국`내산의 경우 국내산 종자콩을 판매하는 업소 두 군데로부터 각각 구입하였으며, 중국산 수입콩의 경우도 이들을 판매하는 업소 두 군데로부터 각각 구입하였다. 두 군데 업소에서 구입한 국내산 종자콩은 각각 국내산 종자콩 #1, #2로, 중국산 종자콩은 #3, #4로 각각 명명하였다. 콩나물 색택 향상 확인 실험은 다음과 같이 수행하였으며, 실험오차를 줄이기 위해 10회 반복하였다.

(2) 대조군의 경우는 국내산 두 종류 및 중국산 두 종류를 각각 4시간 동안 물에 침지하였다. 반면, 실험군의 경우는 국내산 두 종류 및 중국산 두 종류를 세틸피리디니엄 클로라이드를 물에 희석하여 각각의 최종 농도가 0.01 ppm, 0.1 ppm, 1.0 ppm이 되도록 만든 용액에 각각 4시간 침지하였다.

(4) 10일간 재배 후 수확하여 콩나물의 색택을 조사하였다. 조사는 실험 내용을 전혀 알지 못하는 사람들로 하여금 평가하게 하는 방법으로 수행하였다.

실험 결과는 아래 표 3과 같다.

	대조군	제제 2	제제 3	제제 4	제제 5
국내산 #1	++	+++++	+++++	+++	++
국내산 #2	++	+++++	+++++	+++	+++
중국산 #3	+	+++++	+++++	+++	++
중국산 #4	+	+++++	+++++	+++	+

(+: 색택이 떨어짐, ++: 색택이 보통, +++: 색택이 약간 우수, ++++: 색택이 우수, +++++: 색택이 매우 우수)

상기 표 3으로부터, 본 발명에 따른 살균제는 0.1 ppm 이상의 세틸피리디니엄 클로라이드를 함유하는 경우에 탁월한 색택 향상 효과가 있음이 확인되었다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제는 콩나물 부패병의 억제 및/또는 색택 향상 효과를 나타낸다.

Claims

두채류의 부패병 방지 및/또는 색택 향상을 위한 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제.
제1항에 있어서, 상기 세틸피리디니엄 클로라이드의 농도가 0.1 ppm 이상인 것을 특징으로 하는 제제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부패병의 원인 균이 푸사리움 균주들, 에르위니아 카로토보라 균주들, 슈도모나스 퓨티다 바이오바 에이 균주들로 구성된 군으로부터 선택된 것인 제제.
제1항에 있어서, 상기 두채류가 콩나물, 숙주나물 또는 이들의 종자인 것을 특징으로 하는 제제.
제1항의 세틸피리디니엄 클로라이드 함유 제제를 두채류의 종자나 재배 중인 두채류나 수확한 두채류에 침지하거나, 분사하거나 관수하는 것을 특징으로 하는 두채류의 부패병 예방 및/또는 색택 향상 방법.
제5항에 있어서, 상기 세틸피리디니엄 클로라이드의 농도가 0.1 ppm 이상인것을 특징으로 하는 방법.