KR20030064575A

KR20030064575A - 시나믹 알데하이드를 함유하는 항진균제 조성물

Info

Publication number: KR20030064575A
Application number: KR1020020004918A
Authority: KR
Inventors: 성창근; 한병희; 권일; 박정훈; 전형오; 류효림; 람키
Original assignee: (주)대덕바이오
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-08-02

Abstract

본 발명은 시나믹알데하이드를 함유하는 농약 및 선도보존제에 관한 것으로 더 자세하게는 녹나무과 속하는 식물의 표피를 말려서 분쇄한 것을 유기용매를 가하여 얻은 추출물을 다시 유기용매로 분획하고, 얻어진 분획물을 분리 정제하여 얻어진 시나믹 알데하이드를 농약이나 선도보존제로 이용하는 것에 관한 것이다.

Description

계피추출물을 함유하는 항진균제 조성물{Antifungal compound and its composition containing cinnamic aldehyde.}

본 발명은 하기 화학식 1의 시나믹알데하이드(Cinnamic aldehyde)를 함유하는 탄저병 및 잿빛곰팡이병 방제용 농약과 선도보존제에 관한 것이다.

[화학식 1]

잿빛 곰팡이병원균인 보투리티스 시네리아(Botrytis cinerea)는 불완전 균류에 속하는 곰팡이로 포도, 사과, 토마토, 딸기등 많은 원예작물 및 수목, 곡류에 발생하는 다범성 잿빛곰팡이병을 일으키고, 여러가지 형태의 막대한 피해를 일으키며, 기주 식물및 병징과 발병부위에 따라 다양하게 불려지고 있다. 잿빛곰팡이병원균 분생포자의 기생력은 경엽 및 과실의 건전부에는 약하고, 주로 상처나 활력이 없는 조직으로 쉽게 직접 침입하여 병을 일으킨다. 포도의 경우 잿빛곰팡이병균은 개화기 끝무렵부터 침입하여 과실의 성숙초기까지 잠복상태로 있다가 그 이후부터 발병한다.

식물의 탄저병균인 콜레토트리쿰(Colletotrichum)은 사과나무를 중심으로 약 300여종의 식물에 발생하는 병해로서 7월 하순에서 8월 사이 고온 다습한 환경에서 발병 위험성이 높은 병이다. 탄저병은 사과, 갑귤, 양딸기, 고추, 토마토, 두류, 및 기타 많은 작물에 발생하며 생육기와 수확후의 열매에도 피해를 주기 때문에 식물병으로서 증요시 된다. 탄저병은 주로 잎, 줄기, 또는 과실에 발생하는데 짙은색의 점무늬를 형성하거나 가장자리가 약간 융기되고 안쪽은 다소 들어간 특징적인 병반을 형성하고 단감나무 탄저병의 경우 이들 병원균에 의해 낙과 및 과실 부패를 일으킨다.

천연 항균제는 미생물 오염과 생장을 억제하는 물질로서 식품첨가물, 의약품 및 공업용 물질로 광범위하게 사용되고 있으며 현재 편백나무 추출물인 희노키티올(hinokitiol), 목련 추출물인 메그노놀(megnonol), 자몽종자 추출물인 DF-100 등이 개발되어 있으나 그 규모는 합성 보존제의 17%에 불과하다. 지금까지 항진균제로는 화학 물질이 사용되어 왔으며, 병원성 진균에 대해서도 화학적인 항진균제를 개발하여 사용하고 있는 실정이다. 그러나 이러한 화학적 물질들은 환경파괴 물질로서 사회적 문제를 일으키고 있으며 또한 그 부작용으로 인해 인체에 해로운 효과를 나타내는 경우도 있다.

본 발명자들은 인체에 무해한 항진균제를 개발하기위해 천연물로부터 항진균 효과가 탁월한 물질을 분리해 왔으며, 이를 위해 주요한 식물병원균인 잿빛곰팡이병원균과 탄저 병원균을 이용하여, 이의 생장을 저해하는 저해정도를 측정하여 여러 가지 종류의 식물추출물에 대한 항진균력을 탐색한 결과 계피의 추출물이 이들에 대해 뛰어난 항균력을 보여 이것을 농약 및 선도보존제로 사용하기 위해 국내에 특허출원 (출원번호10-2001-0063265) 한 바가 있다. 그러나 계피에 함유된 성분으로 항진균 작용을 나타내는 물질에 대한 설명은 없어 계피의 항진균 작용을 나타내는 유효성분을 분리 정제하여 그 구조를 규명하였다.

본 발명자들은 계피로부터 항진균 작용을 나타내는 유효성분을 규명하고 이를 농약 및 선도보존제로 사용하기 위하여 계속 연구를 진행한 결과 그것이 기지물질인 시나믹알데하이드라는 것을 확인하였다.

본 발명의 목적은 시나믹 알데하이드를 함유하는 농약 및 선도보존제를 제공하는데 있다.

제 1도는 시나믹알데하이드의 질량분석 스펙트럼을 나타낸 것이다.

제 2도는 시나믹알데하이드의 수소 핵자기공명 스텍트럼을 나타낸 것이다.

본 발명은 시나믹알데하이드를 주요 성분으로 하는 농약 및 선도보존제에 관한 것이다.

시나믹알데하이드는 모리스등이 게피로부터 분리하여 그 존재를 확인한 바가 있으나 (J.Assoc.Off.Anal.Chem.,56,1037(1973)) 본 발명과는 무관하며, 본 발명의 시나믹알데하이드는 C₉H₈O인 오일로서 농약 및 선도보존제와 관련된 특허는 아직 보고된 바 없다. 본 발명에서는 계피에서 분리, 정제한 시나믹 알데하이드외에도 화학합성법에 의해 얻어진 물질도 사용이 가능하다.

실시예 1

본 발명의 시나믹알데하이드의 제조 방법은 다음과 같다.

계피(Cinnamomum cassia) 1kg을 분쇄한 후 중량의 5배인 70% 함수 알코올을 가하여 4-40℃에서 12시간동안 추출한 후 와트만 42번 여과지로 여과하여, 이 여액을 65℃에서 회전 감압 증발기로 건조하여 건조중량 115g을 얻었다.

이것을 다시 정제수에 현탁시키고, 이 현탁액을 헥산으로 분획하였다. 이 분획물을 실리카겔을 이용한 컬럼크로마토그래피 및 고속액체크로마토그래피(HPLC)로 분리 정제하여 목적화합물인 시나믹알데하이드를 얻었다. 그러나, 목적화합물을 얻기 위한 방법이 상기의 정제 방법에 한정된 것은 아니다.

.상기 정제방법으로 얻어진 목적화합물인 시나믹 알데하이드의 IR, NMR, 질량분석 및 끓는점의 측정 결과는 다음과 같다.

위에서 보는 바와 같이 carbonyl기 ( 1679^cm-1), 알데하이드의 독특한 C-H peak (2815^cm-1) 등의 존재로 구조를 확인하였다.

NMR spectrum

9.73 (1H, d, 0=C-H), 00-00 (5H, Aromatic protons), 6.96 (1H, d, Ph-CH=C의 H), 6.66 (1H, d, Ph-CH=CH의 H), 수소핵자기공명스펙트럼에서의 peak에서 trans coupling 값을 보여주면서 기대되는 peak으로부터 구조를 확인하였다.

Mass spectrum

M/S (m/z); 132 (M⁺, molecular ion), 131 (100, M-H), 115 (2), 103 (39, M-CHO), 77 (28, phenyl), 63 (5), 53 (1), 51(23), 43 (6). 질량분석에서 분자량 peak이 132으로 나타났으며 이는 알데하이드기를 가지고 있는 화합물에서 H를 쉽게 잃는 특성을 보여주는 전형적인 peak이며 103 (39, M-CHO), 77 (28, phenyl)의 존재로 확인할수 있었다.

Boiling Point : 측정값 (100℃/10mmHg), (248℃/760mmHg 알려진 값)

끓는점도 이미 알려진 범위 내에서 있음을 확인하였다.

실험예 1: 시나믹알데하이드의 잿빛곰팡이병균과 탄저병균에 대한 항진균 활성 효과

24well plate에 식물병원균인 잿빛곰팡이병균과 탄저병균인Botrytis cinerea와Collectortrichum orbiculare의 포자 현탁액을 포함하는 Potato dextrose agar 배지를 넣어 굳히고 실시예 1의 물질을 에탄올에 녹여 10mg/ml의 농도에서 순차적으로 희석하여 배지표면에 직접 가한 후 20℃에서 5일간 배양하여 균사의 생장여부를 무처리구와 비교하여 육안으로 관찰하였다. 잿빛곰팡이병과 탄저병 방제용으로 현재 사용되고 있는 화학살균제인 베노밀(Benomyl)과 시나믹 알데하이드의 항진균효과를 비교하였으며 실험결과는 표1에 나타내었다.

[표1]

실험결과 시나믹알데하이드의 농도에 따른 항진균효과는 표1에 나타낸 것과 같이, 잿빛곰팡이병균에 대해서는 10㎍/㎖의 농도에서도 활성이 있었으며, 탄저병균의 경우에는 5㎍/㎖의 농도에서 활성이 있음이 확인되었다. 화학살균제로 현재 가장 많이 사용하고 있는 benomyl보다 잿빛곰팡이 병균에 대하여는 5배, 탄저병균에 대하여는 20배정도 낮은 농도에서 항진균력이 확인 되어 이것이 계피에 있어서 주된 항균물질임이 확인되었으며, 천연 생물농약으로서 활용 가능함을 나타내었다.

실시예 2

시나믹알데하이드를 함유한 천연 생물농약의 성분구성비는 표 2과 같다.

[표2]

실험예 2: 시나믹알데하이드의 항진균 활성 효과

잿빛곰팡이병과 탄저병의 진전이 비슷한 토마토에 실시예 2를 각 농도, 1000㎍/㎖, 800㎍/㎖, 500㎍/㎖, 300㎍/㎖, 100㎍/㎖, 50㎍/㎖ 의 농도로 엽면시비(잿빛곰팡이병)와 관주(탄저병)로 각각 처리한후 1일에서 10일 까지 실제적인 항진균력을 무처리구와 비교하여 확인한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

[표3]

실험결과, 실시예 2 처리후 2일째 되는 날부터 잿빛곰팡이와 탄저병균의 생육이 100㎍/㎖의 농도에서부터 억제 되기 시작하는 것을 확인하였으며, 처리후 3일째 되는 날부터는 50㎍/㎖의 농도를 처리한 토마토에 탄저병균과 잿빛곰팡균이 더 이상 자라지 못하는 것을 확인하였다.

실험예 3 : 딸기밭에 시나믹알데하이드 처리후 과실의 수확량의 비교

실시예 2의 처리후 약 10일 경과후 수확기에 접어든 과실을 무작위로 수확한후 이를 무처리구와 처리구를 비교하여 부패율을 비교하였다.

[표4]

실험결과, 시나믹알데하이드 처리시 무처리구 보다 현저하게 많은 양의 과실을 수확하였으며, 과실의 상품가치도 무처리구에 비해 월등히 높은 것을 확인하였다.

실시예 3.

딸기 저장시 잿빛곰팡이병균에 대한 시나믹알데하이드의 항진균효과

딸기 과실에 직접 실시예 2를 1000㎍/㎖, 800㎍/㎖, 500㎍/㎖, 300㎍/㎖, 100㎍/㎖, 50㎍/㎖의 농도로 처리하여 상온에서 일주일동안 보관하여 무처리구와 비교하여 그 결과를 관찰하였다.

[표5]

시나믹알데하이드 처리후 2일째부터 500㎍/㎖ 의 농도에서 항진균활성이 나타났고, 3일째부터는 100㎍/㎖의 농도에서부터 항진균활성이 나타났다.

본 발명의 시나믹알데하이드는 계피추출물의 주요성분으로 이것을 실제 밭과 묘목에 처리하여 본 결과 주요 식물병의 원인균으로 알려진 잿빛곰팡이병과 탄저병균에 대한 항진균활성이 매우 우수하였다.

Claims

하기 일반식(1)의 구조를 갖는 시나믹 알데하이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 농약 및 선도보존제
제 1항에 있어서, 시나믹알데하이드를 유효성분으로 하는 추출물을 함유하는 것을 특징으로 하는 농약 및 선도보존제
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 시나믹알데하이드가 건조중량으로 0.0001∼10중량%의 양으로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 농약 및 선도보존제
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 시나믹알데하이드의 농도가 0.0001∼10 중량%의 양으로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 식물탄저병 및 잿빛곰팡이병의 치료 및 예방을 목적으로 한 농작물용 첨가제