KR20100019015A

KR20100019015A - 스테비아가 함유된 유기질 비료

Info

Publication number: KR20100019015A
Application number: KR1020080077823A
Authority: KR
Inventors: 정일환; 윤태영; 김효진; 목지예
Original assignee: 한국스테비아(주)
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-02-18

Abstract

본 발명은 유기질 원료에 스테비아 엑기스 또는 스테비아 분말이 혼합되어 이루어져, 농작물의 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 친환경적인 스테비아가 함유된 유기질 비료에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 스테비아가 함유된 유기질 비료는 토양 중의 유용미생물의 생육을 왕성하게 하여 농작물의 뿌리활착력을 향상시켜 농작물 모종의 이식률을 높일 수 있고, 화학비료의 사용량도 줄일 수 있을 뿐만 아니라 과실류에 사용할 경우 당도가 우수하고 수확량을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

유기질 비료, 스테비아

Description

스테비아가 함유된 유기질 비료{ORGANIC FERTILIZER CONTAINING STEVIA}

종래의 유기질비료는 작물 생육에 필요한 양분이 충분히 들어 있지 않아 부족 양분을 보충해 주기 위해 화학비료나 기타 영양제를 주어야 하고 유기질비료(부산물퇴비)의 경우는 유기질의 함량과 필수 양분이 부족할 뿐 아니라, 부숙과정에서 생성된 질산염과 여러 가지 불용성염이 다량 함유되어 토양에 염류집적을 유발할 수 있는 문제점을 갖고 있다.

그리고 농작물 중 과수류와 같이 수확물에 적당한 당도가 요구되는 경우 그 수확물의 양과 당도를 높여 보다 고부가가치의 농작물을 생산하여 농가의 경쟁력을 한층 높이고자 하나, 기존의 유기질비료에 의해서는 이러한 목적을 달성하기에 문제점이 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 토양 중의 유용미생물의 생육을 왕성하게 하여 농작물의 뿌리활착력을 향상시켜 농작물 모종의 이식률을 높일 수 있고, 화학비료의 사용량도 줄일 수 있을 뿐만 아니라 과실류에 사용할 경우 당도가 우수하고 수확량을 증대시킬 수 있는 유기질 비료를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유기물 원료에 스테비아 엑기스, 스테비아 분말 중 선택된 1종 이상이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 스테비아가 함유된 유기질 비료를 제공한다.

상기 유기물 원료는 어박, 골분, 잠용유박, 대두박, 피마자유박, 채종유박, 면실유박, 깻묵, 낙화생유박, 아주까리유박, 기타식물성유박, 미강유박, 계분가공비료, 아미노산발효부산비료 중 선택된 1종 또는 2종 이상 혼합되어 이루어진 것이 좋다.

특히, 유기물 원료 100중량부에 대해 스테비아 엑기스가 1~29중량부 혼합되는 것이 바람직하다.

또한, 유기물 원료 100중량부에 대해 스테비아 분말이 1~69중량부 혼합되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 스테비아가 함유된 유기질 비료에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 스테비아가 함유된 유기질 비료는 유기물 원료에 스테비아 엑기스 또는 스테비아 분말을 혼합한 후 발효 및 숙성시켜 이루어진다.

유기물 원료로서는 어박, 골분, 잠용유박, 대두박, 피마자유박, 채종유박, 면실유박, 깻묵, 낙화생유박, 아주까리유박, 기타식물성유박, 미강유박, 계분가공 비료, 아미노산발효부산비료 등 기타 유기물 원료 중 선택된 1종 또는 2종이상이 혼합되어 이루어진다.

그리고 스테비아 엑기스는 스테비아 건조공정, 스테비아 추출공정, 농축공정, 발효공정으로 이루어진다.

먼저 스테비아 건조공정은 스테비아 식물을 충분히 기른 후 그 스테비아식물의 잎 및 줄기부분을 선별하여 채취하고, 채취된 잎 및 줄기부분을 자연건조 또는 강제건조를 시켜 이루어진다. 채취된 스테비아의 잎 및 줄기부분을 자연건조할 수도 있으나 채취된 잎 및 줄기부분을 신속하고 균일하게 건조하기 위하여 건조기를 이용한 강제건조하는 것이 좋다. 통상 50±5℃에서 대략 15시간 정도 건조하는 것이 바람직하다. 건조된 스테비아 잎 및 줄기를 후공정인 추출공정 시 스테비아 잎 및 줄기에 포함된 유효성분이 더욱 효과적으로 추출되도록 소정의 크기로 분쇄하는 것이 좋다.

그리고 스테비아 추출공정은 건조된 스테비아 잎 및 줄기로부터 유효성분을 추출하기 위한 것으로서, 시비 대상에 따라 잎만을 사용하거나 줄기만을 이용하여 유효성분을 추출할 수 있고, 또한 스테비아 잎과 줄기를 적정량 혼합하여 유효성분을 추출할 수도 있다.

건조된 스테비아 및 줄기로부터 유효성분을 보다 효과적으로 추출하기 위하여 물 또는 물이나 알코올 등과 혼합된 용매를 사용할 수도 있으며, 또한 대기압 이상의 압력 하에서 추출할 수도 있다. 대기압 이상의 압력 하에서 유효성분을 추출할 경우에는 분쇄물이 담긴 물 등의 끓는점이 상승함으로써, 효과적으로 유효성분을 추출할 수 있는 이점이 있는 것이다.

상기 농축공정은 상기 스테비아 추출액을 농축하는 공정으로서, 상기 추출액을 농축조에 옮겨 담고 농축조를 진공상태로 만든 후 55~62℃로 열을 가하여 9~12시간 동안 농축한다. 이때 농축조의 추출액을 교반하면서 농축조에 열을 가하여 농축하는 것이 바람직하며, 이는 농축조의 내주면에 스테비아의 유효성분이 눌어붙는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고 농축조 내의 분위기를 진공 상태에서 농축조에 열을 가하여 추출액을 농축하는 것이 바람직하다. 이는 농축조의 내의 압력을 대기압 이하로 할 경우 추출액의 끓는점이 대기압인 경우의 끓는점에 비하여 상대적으로 낮음으로써 적은 에너지가 소비되고 추출액의 유효성분을 보호할 뿐만 아니라 에너지 효율을 극대화할 수 있고 농축에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있는 이점이 있다.

상기 스테비아 농축액을 발효 및 숙성시키면 스테비아 엑기스를 얻을 수 있고, 특히, 상기 스테비아 농축액을 온도 20~30℃ 상태에서 3~5일 동안 발효시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 스테비아 농축액에 미리 배양한 효모균과 락토바실러스속 균 배양액을 농축액에 접종하여 발효를 촉진하고 온도 20~30℃ 상태에서 3~5일 동안 호기성 발효를 한 뒤 약 130~150일 동안 혐기성 발효시키는 것이 바람직하다. 여기에서 효모균은 전체 접종 균량의 0.2~0.4%가 바람직하다.

또한, 용도에 따라 적합한 균주를 선발하여 배양하는 것이 바람직하며, 락토바실러스 부크네리(Lactobacillus buchneri),락토바실러스 비피도박테리움(Lactobacillus bifidobacterium), 락토바실러스 루테리(Lactobacillus ruteri) 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 배양 시에 그 용도에 따라 아미노산제제, 유기칼슘, 이온화칼슘, 붕소, 마그네슘, 아연 등 다양한 성분의 첨가물을 넣을 수 있다.

그리고 발효공정 시 농축액에 일정시간 간격으로 산소를 주입하는 것이 바람 직하다. 발효에 관여하는 락토바실러스속 균은 호기성 미생물로서 농축액에 산소를 주기적으로 주입하면 발효에 관여하는 효모균의 번식 및 생육이 왕성하게 일어나 발효를 더욱 촉진할 뿐만 아니라 부패균 등의 혐기성 미생물이 발육하기 어려운 생육환경을 제공함으로써 발효 시 부패균 등에 의한 발효가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이때 산소를 농축액의 저수위부에 주입하는 것이 바람직하고, 농축액의 바닥부에 주입하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 농축액의 바닥부에 공급된 산소가 부력에 의하여 상승하게 됨으로써 표면부에 존재하는 효모균뿐만 아니라 바닥부에 생육하고 있는 효모균에 산소를 공급하여 생육을 왕성하게 할 뿐만 아니라 부패균이 상대적으로 생육할 수 없는 환경을 제공하여 부패가 일어나지 않도록 하기 위한 것이다.

이와 같은 스테비아 엑기스는 상기 유기물 원료 100중량부에 대해 1~29 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 이는 1 중량부 미만으로 혼합하는 경우 토양 중의 유용미생물의 생육을 왕성하게 촉진시키지 못하고, 29 중량부 초과로 혼합하는 경우 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

그리고 스테비아 분말로서 채취하여 건조된 스테비아 잎 및 줄기를 분쇄하여 얻은 분말을 사용할 수 있으나, 제조비용을 낮추면서 토양 중의 유용미생물의 생육 을 활발히 촉진시킬 수 있도록 상기 스테비아 엑기스의 제조 중 발생하는 찌꺼기를 건조 및 분쇄하여 사용하는 것이 좋다.

이와 같은 스테비아 분말은 상기 유기물 원료 100중량부에 대해 1~69 중량부를 혼합하는 것이 바람직하고, 1 중량부 미만으로 혼합하는 경우 토양 중의 유용미생물의 생육을 왕성하게 촉진시키지 못하는 문제가 있고, 69 중량부 초과로 혼합하는 경우 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

이러한 유기물 원료에 스테비아 엑기스, 스테비아 분말 중 선택된 1종 이상을 균일하게 혼합한 다음 25~30℃에서 7~10일간 발효 및 숙성시키는 것이 좋다.

본 발명의 유기질 비료는 유기질 원료에 스테비아 엑기스 또는 스테비아 분말이 혼합되어 이루어짐으로써, 토양 중의 유용미생물의 생육을 왕성하게 하여 농작물의 뿌리활착력을 향상시켜 농작물 모종의 이식률을 높일 수 있고 화학비료의 사용량도 줄일 수 있을 뿐 아니라, 과실류에 사용할 경우 당도가 우수하고 수확량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 오염되지 않은 천연 물질만을 원료로 하여 친환경적인 고품질의 유기질비료로 제공함으로써, 농산물 시장의 전면 개방에 대비하여 작물의 생산성과 경쟁력을 제고할 수 있는 방안의 하나를 제시하는 효과가 있다. 또한 본 발명은 작물의 품질을 고급화하는 효과가 있고, 병충해 발생을 감소시켜 농약 사용량과 방제 횟수를 줄여줌으로써 생산비를 절감시켜 농가 소득증대와 환경을 보전할 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 본 발명의 유기질 비료를 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[스테비아 엑기스 및 스테비아 분말의 제조]

스테비아 레바우디아나 베르토니 식물로부터 선별 채취한 잎 및 줄기부분을 건조기를 이용하여 50±5℃에서 15시간 동안 건조하였다. 그리고 건조된 스테비아 잎 및 줄기를 분쇄한 후 6kg 단위로 부직포에 담아 18포를 물 1050ℓ가 담긴 추출용기에 넣은 후 104℃로 가열하여 스테비아 잎 및 줄기로부터 유효성분을 추출하였다.

스테비아 식물조직으로부터 유효성분이 추출된 추출액을 농축하기 위하여, 상기에서 스테비아 추출액을 농축조에 옮겨 담은 후, 농축조를 진공상태로 만들고 9시간 동안 60℃의 온도로 열을 가하였다. 이때 농축조의 내주면에 스테비아의 유효성분이 눌어붙는 것을 방지하기 위하여 농축조의 추출액을 교반하면서 농축조에 열을 가하였다. 그 결과 상기 스테비아 추출액으로부터 농축액 200리터를 얻었다.

다음으로 상기 농축액 200리터를 발효용기에 담은 다음 입상 활성탄을 처리한 상태에서 25℃에서 5일 동안 발효시켰다. 여기에 0.3%의 효모균이 포함된 락토바실러스 부크네리(Lactobacillus buchneri) 균주 배양액 10ℓ를 접종하여 5일 동 안 발효시킨 후 150일 동안 숙성시켜 스테비아 엑기스를 얻었다. 이때 공기를 주입하지 아니하고 밀봉을 시킨 상태에서 25℃의 온도를 유지하였다. 그 결과 효모균의 생장이 락토바실러스 부크네리(Lactobacillus buchneri)의 발효를 더욱 촉진하였다.

위 제조된 스테비아 엑기스의 화학적 특징은 하기의 표 1과 같다.

[표 1] 스테비아 엑기스의 화학적 특징

스테비아 엑기스(100g)
칼로리	36Kcal	비타민C	N/D
단백질	1.74%	비타민E	N/D
지방	0.05%	엽산	407㎍
탄수화물	7.23%	GABA	1603㎍
질소	0.38%	베타카로틴	9㎍
인	0.07%	나이아신	481㎍
칼륨	0.68%	비오틴	35㎍
나트륨	6.9mg	아스파틱산	335㎍
칼슘	78.4mg	히스티딘	1038㎍
철	8.1mg	아르기닌	2009㎍
마그네슘	1273mg	페닐알라닌	7932㎍
붕소	28.5mg	발린	1135㎍
망간	7.9mg	류신	4154㎍
구리	8.4mg	이소류신	3927㎍
아연	18.2mg	메티오닌	99㎍
비타민B군	216㎍	유산균	4×105cfu/ml

한편, 스테비아를 채취하여 건조된 스테비아 잎과 줄기를 분쇄하여 비율에 따라 분말을 제조하였다. 또한 상기 추출공정을 거친 후 부직포에 담겨진 스테비아 잎 및 줄기를 건조하여 스테비아 분말을 얻었다.

[실시예 1~3]

아주까리유박 300kg, 채종유박 150kg, 미강유박 150kg, 대두박 200kg 및 기 타식물성유박 200kg을 균일하게 혼합하여 1,000kg의 유기물 원료를 얻었다. 그리고 상기 유기물 원료 1000kg에 스테비아 엑기스 10kg, 100kg, 290kg을 각각 첨가한 후 균일하게 혼합하여 실시예 1~3의 유기질 비료를 제조하였다.

[실시예 4~6]

아주까리유박 300kg, 채종유박 150kg, 미강유박 150kg, 대두박 200kg 및 기타식물성유박 200kg을 균일하게 혼합하여 1,000kg의 유기물 원료를 얻었다. 그리고 상기 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 10kg, 300kg, 690kg을 각각 첨가한 후 균일하게 혼합하여 실시예 1~3의 유기질 비료를 제조하였다.

[실시예 7]

아주까리유박 300kg, 채종유박 150kg, 미강유박 150kg, 대두박 200kg 및 기타식물성유박 200kg을 균일하게 혼합하여 1,000kg의 유기물 원료를 얻었다. 그리고 상기 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 50kg, 스테비아 엑기스 20kg을 첨가한 후 균일하게 혼합하여 유기물 비료를 제조하였다.

[실시예 8]

아주까리유박 300kg, 채종유박 150kg, 미강유박 150kg, 대두박 200kg 및 기타식물성유박 200kg을 균일하게 혼합하여 1,000kg의 유기물 원료를 얻었다. 그리고 상기 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 70kg, 스테비아 엑기스 40kg을 첨가한 후 균일하게 혼합하여 유기물 비료를 제조하였다.

[실시예 9]

아주까리유박 300kg, 채종유박 150kg, 미강유박 150kg, 대두박 200kg 및 기타식물성유박 200kg을 균일하게 혼합하여 1,000kg의 유기물 원료를 얻었다. 그리고 상기 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 90kg, 스테비아 엑기스 60kg을 첨가한 후 균일하게 혼합하여 유기물 비료를 제조하였다.

[실시예 10]

실시예 7과 같은 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 50kg, 스테비아 엑기스 20kg을 첨가한 후 균일하게 혼합한 다음, 상온 20~30℃에서 7~10일간 숙성시켜 유기물 비료를 제조하였다.

[실시예 11]

실시예 8과 같은 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 70kg, 스테비아 엑기스 40kg을 첨가한 후 균일하게 혼합한 다음, 상온 20~30℃에서 7~10일간 숙성시켜 유기물 비료를 제조하였다.

[실시예 12]

실시예 9와 같은 유기물 원료 1000kg에 스테비아 분말 90kg, 스테비아 엑기 스 60kg을 첨가한 후 균일하게 혼합한 다음, 상온 20~30℃에서 7~10일간 숙성시켜 유기물 비료를 제조하였다.

[비교예 1]

아주까리유박 400kg, 채종유박 400kg, 미강유박 100kg 및 팜박 100kg을 균일하게 혼합하여 비교예 1인 유기물 비료를 제조하였다.

[비교예 2]

아주까리유박 350kg, 채종유박 150kg, 미강유박 300kg 및 아미노산발효부산비료 200kg을 균일하게 혼합하여 비교예 2인 유기물 비료를 제조하였다.

[쌀의 품질의 영향에 미치는 결과 실험]

유기물 비료가 쌀 품질의 영향에 미치는 결과를 판단하기 위해 실시예 1 내지 12 및 비교예 1, 2의 유기물 비료 각각 200kg을 논 300평에 이앙 전에 전층시비 후 토양과 잘 혼합되도록 경운하고 15일 이상 토양 내 발효기간 경과 후 정식하였고, 이후의 농법은 일반적인 벼농법으로 동일하게 재배하였다. 그리고 각 재배된 쌀에 대해 외형분석, 성분분석 및 식미분석을 하였고, 그 결과는 표 2로 나타냈다.

[표 2] 쌀 품질의 영향에 미치는 실험에 대한 결과

	외형분석					성분분석				종합 점수
	정상립	싸라기	분상 질립	피해립	백도	단백질	아밀 로스	수분 함량	식미 값	종합 점수
실시예1	95.7	0.9	2.5	0.8	38.9	6.5	17.0	14.9	73.8	93.8
실시예2	96.2	0.7	2.3	0.6	39.0	6.3	16.6	15.2	74.2	96.5
실시예3	96.8	0.5	2.2	0.3	39.2	6.1	16.6	15.6	75.3	97.0
실시예4	94.8	1.4	2.7	1.1	38.8	6.5	17.0	14.7	73.6	93.2
실시예5	95.2	1.0	2.6	1.0	39.0	6.4	16.9	15.1	74.0	94.6
실시예6	96.1	0.8	2.4	0.7	39.1	6.2	16.6	15.4	74.6	96.4
실시예7	96.0	0.8	2.6	0.6	39.0	6.5	16.8	15.1	74.0	94.7
실시예8	96.2	0.7	2.4	0.7	38.9	6.3	16.7	15.1	74.2	95.6
실시예9	96.5	0.7	2.4	0.4	39.1	6.3	16.7	15.3	74.9	96.3
실시예10	96.3	0.7	2.6	0.4	39.0	6.4	16.8	15.4	74.5	96.2
실시예11	96.7	0.7	2.3	0.3	39.0	6.3	16.8	15.6	74.8	96.6
실시예12	97.2	0.5	2.0	0.3	39.2	6.2	16.6	15.6	75.4	97.1
비교예1	87.6	6.2	2.9	3.4	38.5	6.8	17.3	14.5	72.5	85.2
비교예2	88.0	5.8	3.0	3.2	38.2	6.9	17.8	14.1	73.1	85.9

이와 같이 스테비아가 함유된 유기질 비료인 실시예 1 내지 12의 경우 단백질의 함량이 낮고, 수분함량이 높은 고품질의 쌀을 생산할 수 있고, 또한 도정 시에 발생하는 손실 또한 줄여주어 전체적인 평가에 있어서 비교예 1,2와 비교하여 평균 10.1% 이상이 우월한 것으로 확인되었다.

특히, 실시예 10 내지 12의 경우 더욱 단백질의 함량이 낮고, 수분함량이 높아 최상의 고품질의 쌀을 생산할 수 있었다.

[복분자, 사과, 상추, 딸기의 품질영향에 대한 실험]

유기물 복분자, 사과, 상추 및 딸기의 품질에 영향을 미치는 결과를 판단하기 위해 실시예 10 내지 12와 대조구로서 비교예 1을 각각 전층 시비하여 재배하였고, 그 품질에 대한 평가 결과는 표 3 내지 표 7과 같다.

[표 3] 복분자 품질평가 결과

구분		중량		당도
구분		평균중량(g)	대조구 대비 무게상승률(%)	평균당도	대조구 대비 당도상승률(%)
실시예 10	반량	1.93	122	10.25	123
	기준량	1.92	121	12.00	145
	배량	1.97	125	12.20	149
실시예 11	반량	2.16	137	10.80	129
	기준량	2.31	146	12.40	150
	배량	2.38	149	12.50	152
실시예 12	반량	2.19	139	12.00	145
	기준량	2.35	145	13.00	157
	배량	2.40	156	13.50	163

[표 4] 사과 품질평가 결과

실시예 10(평균치)			비교예 1(평균치)
당도	중량(g)	육질	당도	중량(g)	육잘
15.5	280	양호	14.2	250	보통

[표 5] 상추 품질평가 결과

실시예 10	지상부 중량평균치	39.7
	지상부 수량	11.6
	지하부 중량평균치	8.7
비교예 1	지상부 중량평균치	34.7
	지상부 수량	10.5
	지하부 중량평균치	7.2

[표 6] 딸기품질평가 결과

구분	당도(brix)	pH	산도(%)	색도(L)
실시예 10	7.94	3.85	0.85	26.58
비교예 1	7.35	3.31	0.95	25.12

위 표 3 내지 표 6에서 확인되는 바와 같이 본 발명의 스테비아가 함유된 유기질 비료는 스테비아가 함유되지 않은 유기질비료(비교예 1)에 비하여 품질이 매우 우수함을 알 수 있다.

특히, 복분자, 사과, 딸기 등의 수확물의 당도와 수확량이 대조구(비교예 1)보다 월등히 증가하였고 상추의 지상부와 지하부의 중량도 더욱 증가한 것으로 봐서 뿌리활착력이 좋은 것으로 나타났다.

Claims

유기물 원료에 스테비아 엑기스, 스테비아 분말 중 선택된 1종 이상이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 스테비아가 함유된 유기질 비료.
제1항에 있어서, 상기 유기물 원료는 어박, 골분, 잠용유박, 대두박, 피마자유박, 채종유박, 면실유박, 깻묵, 낙화생유박, 아주까리유박, 기타식물성유박, 미강유박, 계분가공비료, 아미노산발효부산비료 중 선택된 1종 또는 2종 이상 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 스테비아가 함유된 유기질 비료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 유기물 원료 100중량부에 대해 스테비아 엑기스가 1~29중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 스테비아가 함유된 유기질 비료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 유기물 원료 100중량부에 대해 스테비아 분말이 1~69중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 스테비아가 함유된 유기질 비료.