KR20170098515A - 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물생장에 필요한 필수 미네랄 성분을 균형있게 갖추면서 이들 성분을 식물이 효율적으로 이용할 수 있도록 한 식물영양제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법으로 제조되는 식물영양제는 작물 생육에 필수적인 무기물질이 균형있게 함유되어 있고 이를 작물이 효율적으로 이용할 수 있어서 작물의 종류에 관계없이 생육이 우수하며 밑거름, 웃거름, 엽면시비 등 다양한 방법으로 폭넓게 사용할 수 있고 항균, 항바이러스 및 방충효과로 인하여 농약을 살포하지 않아도 병충해의 해를 입지 않으며, 또한 제조원가가 비교적 적게 들고 저장성이 우수하여 제조 후 장기간 보관하면서 사용할 수 있으며 가축 및 인체에 무해하여 가축의 사료로서 축산분야에도 유용하게 적용할 수 있고 인체에 적용하여 건강식품으로도 이용이 가능하다.

Description

미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법{Method for Manufacturing Plant Nutrient Containing Mineral Element}

본 발명은 식물생장에 필요한 필수 미네랄 성분을 균형있게 갖추면서 이들 성분을 식물이 효율적으로 이용할 수 있도록 한 식물영양제의 제조방법에 관한 것이다.

인구의 증가와 산업의 발달에 따라 화학비료와 농약의 사용이 급속히 확대되어 왔으며, 이러한 화학비료와 농약에 편중된 관행농법은 지력의 저하와 토양의 산성화를 가져 왔고, 그 결과 농토는 점차 황폐화되고 있다.

통상 토양의 시비(施肥)는 다수확을 위한 것으로서 수량증가는 다소 기대되나, 다량의 비료사용에 의하여 농산물의 생산비가 증대하고 비료의 효율이나 환경보전 면에서 불리하며, 작물의 생육 중 발생하는 병충해를 제거하기 위해 농약을 과다 사용함으로써 토양에 존재하는 병원균과 유해 선충의 내성이 증가하고, 이에 따라 다시 농약을 다량 사용해야 하는 악순환이 되풀이되고 있다.

일반적으로 비료는 무기질 원료의 화학적 처리로 얻어지는 무기질 비료(화학비료)와 동식물성 원료로 이루어진 유기질 비료로 구분할 수 있으며, 이 중에서 무기질 비료는 질소(N), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 석회(Ca), 붕소(B) 등의 무기질 성분을 함유하고 있고 화학공업에 의해 대량 생산되므로 품질이 균일하고 공급이 안정적이며, 가격이 저렴하다는 점, 유기질 비료에 비해 위생적이고 사용이 간편하다는 점, 질소, 인 등 유효성분의 함량이 높고 일정하다는 점, 수송비용이 저렴하고 저장이 용이하다는 점, 목적에 적합한 시비가 가능하다는 점 등을 이유로 대부분의 농가에서 널리 사용되어 왔다.

그러나 무기질 비료의 과잉사용은 토양을 산성화시키고 유기물 함량을 감소시켜 지력(soil productivity)을 떨어뜨리는 등 장기적으로는 농작물에 해를 입힐 뿐만 아니라 토양의 단립(aggregation)을 파괴하고 토양의 유기물 부족과 통기성 및 보수성의 약화를 초래해서 오히려 식물의 생육부진을 유발하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 화학비료 대신에 유기질 비료를 사용하는 농법이 개발되고 있으며, 미생물을 이용한 발효 퇴비에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 유기질 비료는 주로 톱밥, 한약폐기물, 어분 또는 가축분과 이들을 혼합한 천연유기물을 이용하는 경우가 대부분인데, 이들을 발효시켜 유기질 비료를 제조하기 위해서는 미생물 발효에 따른 시간, 인력 및 장치가 필요하여 농가의 부담이 될 뿐만 아니라 이러한 유기질 비료의 생산에 따른 오폐수의 발생으로 수질오염이 야기되는 문제가 뒤따른다.

또한, 이러한 유기물이 과량 함유된 비료를 장시간 사용할 경우 작물의 생장에 피해를 줄 수 있고, 가축분 또는 어분 등이 부패하는 과정에서 유기산이 생성되어 작물뿌리에 손상을 줄 수 있다.

더불어, 가축분 퇴비의 과다사용은 염류의 집적으로 인하여 연작장애가 발생하기 쉽고 암모니아의 과잉으로 인한 칼슘 흡수저해가 발생하며, 이러한 유기질 비료나 화학비료는 작물생육에 필요한 미량원소가 결핍되어 작물이 병충해에 약한 점 등 식물성장 보조제로서 단점이 있다.

또한, 식물은 리비히의 최소량의 법칙(Liebig's law of minimum)에 의해 식물이 필요한 양을 기준으로 하여 이용될 수 있는 양이 가장 적은 영양소에 의해서 유기체의 성장이 제한된다.

따라서 토양에 미량요소인 미네랄 성분이 부족할 경우, 질소, 인, 칼륨 등의 성분을 포함하는 유기질 비료가 많이 공급되어도 토양의 산성화만 촉진할 뿐 성장에 필수적인 각종 성분들의 효율적인 흡수가 일어날 수 없으므로 식물의 생장을 위해서는 유기 성분 이외에 미네랄 성분의 지속적인 주입이 필요하다.

현재, 농업 및 원예 분야에서는 이러한 미네랄 성분을 효과적으로 제공할 수 있는 영양제나 비료에 관한 연구가 널리 이루어지고 있고 식물에 공급하기 위한 미네랄 성분은 주로 규산염 등의 단일염이 이용되며, 통상 이들을 수용화(water-solubility)하여 사용하고 있다.

그런데 이러한 단일염을 혼합하여 식물에 필요한 여러 가지 혼합 미네랄을 제조하는 방법은 응집, 침전 등의 작용으로 인해 제조에 어려움이 있고, 화학적으로 제조된 단일염을 혼합하여 혼합 미네랄을 제조하는 방법은 식물에 필요한 다양한 미네랄 성분을 포함하도록 제조하는 것이 곤란하며, 화학적으로 제조된 미네랄 성분은 토양에 축적시 일부 성분이 토양 내에 농축되어 식물에 바람직하지 못한 영향을 미칠 수 있다.

또한, 엽면살포용 식물 영양제는 상대적으로 빠르게 효과를 확인할 수 있고 토양시비와 달리 불필요하게 소모되는 양을 최소화할 수 있어서 흡수율이 뛰어난 장점을 보이나, 대부분의 엽면살포용 식물 영양제는 엽면살포용으로만 용도가 한정되어 사용이 불편하고 자칫 미량요소의 과다함유로 인한 식물의 과잉장애를 초래하는 경우가 빈번하게 발생하므로, 토양의 산성화와 유기물 함량감소 등의 문제를 일으키지 않으면서 엽면살포는 물론 식물 생육의 전 과정에 걸쳐 안전하게 사용할 수 있는 식물 영양제가 요구되고 있다.

이에 따라 한국등록특허공보 제0976596호에는 발아에서 수확에 이르는 식물생육의 전 과정에 걸쳐 안전하게 사용 가능한 친환경 식물영양제에 관한 발명이 제안되었으며, CMS(condensed molasses solubles)의 탈염 및 농축에 의한 라이신발효부산물액과, 케라틴(keratin)을 가수분해한 후 탈염 및 냉동건조시킨 수용성 복합 아미노산 분말과, 3~5 %의 아세트산 수용액에 키토산 분말 10 중량%를 용해시킨 키토산수용액과, 미량원소를 얻을 수 있는 진주암, 송지암, 흑요석 중에서 선택되는 1종 이상의 유리질 유문암 분말을 동일 중량비의 물에 침지시킨 상태로 70 ℃로 1~2 일간 가열 및 여과한 다음 이들을 혼합, 여과, 가열, 여과를 순차적으로 실시하여 친환경 식물영양제를 제조한다.

상기 발명은 라이신발효부산물액, 수용성 복합 아미노산 분말, 키토산수용액 및 유리질 유문암 분말이 가지는 각각의 효능을 이용하여 식물의 고품질 성장과 다수확 영농을 가능케 하였으나, 상기 식물영양제를 사용하기 위하여 물에 희석할 경우 각 성분들이 서로 응집 및 침전되기 쉬워서 시비에 불편함이 있고 각 성분의 토양이나 엽면으로의 흡수가 선택적이어서 상기 발명의 식물영양제는 식물 생육의 전 과정에 걸쳐 사용할 수 있으나 토양시비 또는 엽면시비의 전 과정에서 영양제가 가진 모든 효능을 충분히 발휘하지는 못한다.

또한, 한국등록특허공보 제0979931호에는 분쇄된 숯에 미네랄 성분(질석, 다시마, 미역, 키토산, 목초액, 부추를 혼합 및 분쇄하여 황산으로 추출) 및 물을 혼합하고 40~80 ℃의 온도를 유지하면서 교반하는 방법을 통하여 자연친화적이면서도 식물의 생장을 촉진할 수 있는 액체 비료를 제조하는 방법이 제안되었다.

상기 발명 또한 각 성분들이 가지는 효능을 하나로 모아서 식물 생장에 필요한 성분을 모두 갖추고자 하였으나, 미네랄 성분의 추출이 황산에 의해 이루어지므로 강한 산성을 띠는 황산이 토양의 유용미생물을 사멸시키고 토양을 더욱 산성화할뿐더러 황산이 식물에 잔존하여 이를 완전히 세척·제거하지 않고 섭취할 경우 건강에 매우 심각한 결과를 초래할 수 있다.

또한, 한국공개특허공보 제2006-0059631호에는 식물의 화성(花成)시기에 원활하게 식물이 생장할 수 있도록 한 천연추출물 식물영양제의 제조방법이 제안되었는데, 주재료인 다래+배+포도, 미역+다시마, 당근+죽순, 시금치를 각각 흑설탕, 황토, 숯가루와 혼합하여 30~50 일간 발효시키고 이들을 현미식초, 목초액과 혼합하여 저온에서 3~4 년간 숙성시킨 후 상기 각각의 숙성물들을 혼합하고 다시 30~50 일간 발효시킨 후 저온에서 1~2 년간 숙성시키는 공정으로 식물영양제를 제조한다.

상기 발명은 식물의 화아분화, 개화, 수정시기의 시비효과뿐만 아니라 엽면살포시 식물의 성장과 과일의 당도에 효과가 있고 토양관주시 토양 속의 미생물 증식효과에 의해 토양개량 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 주재료가 과일이나 해조류이므로 재료비가 많이 들고 제조기간이 총 4~6 년 정도의 시일이 소요되므로 경제성 및 실용성 면에서 문제가 있다.

따라서 작물의 수확량을 증대시키면서 재배토양을 개선하고 경제성 및 사용상의 편의성을 고려하여 농가가 실질적으로 이용 가능한 식물영양제의 제조방법 개발이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 경제성 있게 제조할 수 있고 사용이 편리하며, 작물 생육의 전 과정에 걸쳐서 영양공급과 살균효과를 발휘하여 화학비료나 농약을 사용하지 않아도 작물의 생육이 우수하고 병충해를 방지할 수 있는 식물영양제의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 물 100 중량부에 해초류 분말 0.5~7.0 중량부, 함초 분말 0.5~1.0 중량부, 대나무 분말 5~10 중량부, 미강 분말 5~10 중량부, 미네랄 1~5 중량부 및 당 1~5 중량부를 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; 상기 혼합물에 유산균과 효모를 접종하고 27~35 ℃에서 10~20 일간 혐기발효시키는 단계; 및 상기 혐기발효된 혼합물에 고초균을 접종하고 29~33 ℃에서 3~5 일간 호기발효시키는 단계;를 포함하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 해초류 분말은, 해초류 분말 100 중량부에 무의 뿌리를 착즙하여 얻은 무즙 80~120 중량부를 혼합하고 25~35℃에서 10~15시간 동안 정치하여 숙성시킨 것이 바람직하다.

또한, 상기 미네랄은 규소, 철, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 구리, 황, 인, 망간, 아연, 붕소, 몰리브덴 및 염소로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 상기 유산균은 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 아시도필루스, 락토바실러스 브레비스, 락토바실러스 락티스 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이고, 상기 효모는 사카로미세스 세레비지에인 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합물에 물 100 중량부 기준 키토산 분말 1~8 중량부를 더 첨가하는 것이 바람직하고, 상기 키토산은 분자량 5 kDa 이하, 탈아세틸화도 85% 이상의 저분자 수용성 키토산인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 혼합물에 물 100 중량부 기준 산삼배양근 0.5~5.0 중량부를 더 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법으로 제조되는 식물영양제는 작물 생육에 필수적인 무기물질이 균형있게 함유되어 있고 이를 작물이 효율적으로 이용할 수 있어서 작물의 종류에 관계없이 생육이 우수하고 밑거름, 웃거름, 엽면시비 등 다양한 방법으로 폭넓게 사용할 수 있으며, 항균, 항바이러스 및 방충효과로 인하여 농약을 살포하지 않아도 병충해의 해를 입지 않는다.

또한, 제조원가가 비교적 적게 들고 저장성이 우수하여 제조 후 장기간 보관하면서 사용할 수 있으며, 가축 및 인체에 무해하여 가축의 사료로서 축산분야에도 유용하게 적용할 수 있고 인체에 적용하여 건강식품으로도 이용이 가능하다.

본 발명에 따른 식물영양제의 제조방법은 물에 해초류 분말, 함초 분말, 대나무 분말, 미강 분말, 미네랄 혼합물 및 당(糖)을 혼합하고 유산균 및 효모를 접종하여 혐기 발효시킨 후 고초균을 접종하여 호기발효시키는 과정으로 이루어진다.

해초류(海草類)는 전체 수산물 생산량 중 약 25 %를 차지하는 대규모 수산자원으로서 식용, 약용, 사료 또는 식품산업의 원료로서 많이 이용되어 왔으며, 최근에는 건강 기능성 효과가 밝혀지면서 본격적인 식량자원으로 활용하려는 움직임이 활발해지고 있다.

해초류의 주요 특징은 비타민이나 무기질이 풍부하다는 점을 들 수 있는데, 이 중 비타민은 B1, B2, C 및 나이아신(niacin) 등이 다량 함유되어 있으며, 무기질은 특히 갈조류에 많이 함유되어 있어서 미역, 다시마 등은 무기질의 좋은 공급원이 된다.

또한, 해초류에는 비타민이나 무기질 이외에 생리활성을 나타낼 수 있는 타우린(taurine), n-3 지방산, 알긴산(alginic acid), 후코이단(fucoidan), 라미나린 (laminarin), 펙틴(pectin) 및 식이섬유 등 다양한 기능성 성분이 포함되어 있다.

본 발명에서 사용되는 해초류로서 무기질 함량이 높은 다시마, 미역 등이 선택될 수 있으며, 바닷물에는 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 철, 요오드, 인 등 수십 가지의 미량원소와 갖가지 효소가 녹아 있는데, 상기 효소는 바닷물 속의 플랑크톤이나 어패류의 사체 등을 분해하여 유기질을 생성하고 이러한 유기질은 해초류를 자라게 하는 영양분이 된다.

다시마에는 카로틴류·크산토필류·엽록소 등의 여러 가지 색소 외에 탄소동화작용으로 만들어지는 마니톨(mannitol), 라미나린 등의 탄수화물과 세포벽의 성분인 알긴산이 많이 함유되어 있고 이외에도 요오드·비타민 B2·글루탐산 등의 아미노산이 함유되어 있으며, 특히 요오드·칼륨·칼슘 등 무기염류가 많이 들어 있어서 다시마는 무기염류의 공급을 위한 좋은 재료이다.

미역은 갈조류에 속하는 해초류로서, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 인, 요오드, 황 등의 무기질과 식이섬유, 리놀산(linolic acid), 비타민 등이 풍부하고 생리활성 물질이 많이 함유되어 있는 알칼리성 재료이다.

미역과 다시마에 함유된 후코이단은 끈적끈적한 점질구조의 황산염화한 다당류로서, 후코스(fucose)라는 기본당과 황산기가 결합되어 있으며 혈액응고방지작용, 항종양작용, 위궤양 치료 촉진작용, 항균작용, 혈압상승 억제작용, 간세포증식인자(HGF) 생산유도, 혈당상승 억제작용, 면역세포 조절작용, 항알레르기 작용, 항바이러스 작용이 있는 것으로 밝혀져 있어서 기능성 식품의 기초원료, 식이보조제, 첨가제로 알려져 있다.

또한, 갈조류의 알긴산은 갈조류의 세포막을 구성하는 점액질 다당류로서 점성도가 매우 높아서 공업용 안정제, 식품공업에서 에멀젼화제, 증점제, 수중현탁물의 응집제로서 많이 이용되고 있다.

그런데 해초류가 서식하는 연안해역은 중금속의 오염이 일어나기 쉬운 곳으로서, 오염물의 대부분은 강 또는 육상으로부터의 유입과 쓰레기의 해양투기 등에 의하여 발생하며, 최근에는 대도시의 생활하수와 연안 산업단지로부터의 오염물질의 유입이 점점 증가하는 추세에 있다.

이렇게 유입된 중금속 성분들은 해초류에 함유된 알긴산, 후코이단 등의 점질성 고분자 다당류에 의한 흡착 및 이온교환 기작, 에너지 관련 대사 기작 등의 다양한 기작에 의해 해초류에 흡수 축적될 가능성이 다분하여, 이러한 해초류가 포함된 비료나 식물영양제를 흡수한 식물을 섭취하면 중금속이 인체에 축적되어 건강에 치명적인 질병을 유발할 수 있다.

더불어, 점질성의 알긴산, 후코이단은 점착성이 있어서 식물영양제의 저장시 다른 성분들을 응집·침전시킴으로써 식물영양제의 저장성을 떨어뜨릴 우려가 있다.

따라서 해초류에 잔류하는 중금속을 제거하고 알긴산의 점착성을 낮추어 본 발명에 따른 식물영양제의 저장성을 향상시킬 필요가 있으며, 이를 위하여 상기 해초류 분말을 아스코르빈산(ascorbic acid)이 다량 함유된 무즙과 혼합한 후 숙성시키는 것이 바람직하며, 이를 통하여 해초류의 중금속을 법제하여 독성을 순화시키고 점질성 다당류를 고분자에서 저분자로 분해하여 점도를 낮춤으로써 식물영양제의 성분들이 응집 및 침전되지 않도록 하여 저장성을 증가시킬 수 있다.

무는 쌍떡잎식물 양귀비목 십자화과의 한해살이풀 또는 두해살이풀로서, 뿌리에는 포도당, 자당, 과당의 당분 및 각종의 유기산과 아미노산이 함유되어 있고, 녹말을 분해하여 소화흡수를 촉진하는 디아스타아제, 발암물질을 분해ㆍ해독하고 위벽을 보호하는 오게시타제, 전분 분해효소인 아밀라아제 등의 효소 및 아스코르빈산이 다량 함유되어 있다.

한방에서는 무 생즙은 소화를 촉진시키고 독을 푸는 효과가 있으며 오장을 이롭게 하고 몸을 가볍게 하면서 살결이 고와진다고 기록되어 있고, 또한 무즙은 담을 제거하고 기침을 그치게 하며 각혈을 다스리고 속을 따뜻하게 하며, 빈혈을 보하고 생즙을 마시면 설사를 다스린다는 기록도 있다.

상기와 같은 효능을 가진 무의 뿌리를 이용하여 해초류에 잔류하는 중금속의 독성을 순화시키는데, 먼저 잎을 제거한 무의 뿌리를 깨끗이 세척한 다음 물기를 제거한다.

상기 물기가 제거된 무의 뿌리를 압착하여 무즙을 추출한 다음, 상기 무즙을 해초류 분말과 혼합하고 충분히 섞어주어 숙성시키며, 숙성되는 동안 해초류에 함유된 중금속과 무즙의 효소들이 활발히 반응하여 중금속의 독성을 순화시킨다.

해초류 분말과 무즙의 혼합비는 특별히 제한되지는 않으나 중량기준 해초류 분말:무즙=100:80~120이 적당하고 숙성은 25~35℃에서 10~15시간 동안 정치(定置)하여 수행할 수 있다.

또한, 상기 숙성되는 동안 무즙에 함유된 아스코르빈산은 점질성의 알긴산과 후코이단을 산가수분해하여 고분자에서 저분자로 분해하고 저분자 다당류는 고분자 다당류에 비하여 점도가 낮아서 점착성이 감소하므로 식물영양제의 저장시 응집·침전 현상이 억제되므로 식물영양제의 저장성이 향상된다.

함초(Salicornia herbacea)는 바닷가에서 자생하는 내염성 염생식물로서, 줄기의 마디가 튀어나와서 퉁퉁마디라고도 불리며, 염생식물은 바닷물의 영향을 받은 토양성분으로 인하여 내륙의 식물보다 영양성분이 훨씬 풍부하고 밀도 있게 함유되어 있어서 육지에 자라면서도 바닷물 속에 들어있는 갖가지 미네랄과 효소성분들을 함유하고 있다.

또한, 함초는 염스트레스 환경에 적응하여 생존하기 위하여 광합성을 통해 바닷물 속의 염소, 비소, 수은 등 나쁜 성분들을 걸러내고 나트륨, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 철분 등의 좋은 성분들을 농축하여 지니고 있는 것으로 알려져 있다.

대나무에는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 철, 망간, 인, 아연, 실리콘, 유황 등의 다량의 미네랄이 균형있게 함유되어 있고 탁월한 항산화작용과 방부력을 발휘하여 다른 식물보다 살균력이 뛰어나다고 알려져 있는데, 이는 대나무에 함유된 규산이나 테르펜(terpene) 성분이 항균 및 항산화 효능을 발휘하고 특히 테르펜은 피톤치드(phytoncide)의 주성분으로서 방충효과를 발휘한다.

또한, 대나무는 미세한 입자로 된 작은 입방체가 모인 다공질체로서, 농약성분과 중금속을 흡착하는 성질이 있어서 농작물을 건강하게 더 빨리 자라게 하고 방부효과를 통하여 과채류의 신선도를 유지하며 토양살균제 및 토양개량제로서 효과를 발휘한다.

미강(rice bran)은 쌀겨라고도 하며, 현미를 도정하여 정백미를 만들 때 얻어지는 과피·종피·호분층·배아 등의 분쇄혼합물로서 단백질, 식이섬유, 필수 지방산, 필수 아미노산, 비타민 B, E 및 미네랄을 함유하고 있다.

미강에 함유된 페놀화합물은 강력한 항산화 효과를 가지는데, 기능성 성분인 페룰린산(ferulic acid), 카페익산(caffeic acid), 시링산(syringic acid), 퀘세틴 (quercetin) 성분은 항산화 효과를 가지면서 인체에 여러 유익한 효과를 발휘한다.

본 발명에 첨가되는 미네랄은 생물의 성장과 유지 및 생식에 비교적 소량 요구되는 필수 영양물질을 의미하며, 규소, 철, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 구리, 황, 인, 망간, 아연, 붕소, 몰리브덴, 염소 및 이들의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다.

제품화된 미네랄을 분류하면 금속성 미네랄(metallic elemental mineral), 킬레이트 미네랄(chelated mineral) 및 콜로이드 미네랄(colloidal mineral)로 구분할 수 있으며, 금속성 미네랄은 광물로부터 추출한 것으로서 크기가 1 ㎛ 정도이고 전기적으로 양이온을 띠고 있으며 인체의 흡수율은 8~12 % 정도이고, 킬레이트 미네랄은 금속성 미네랄을 좀 더 흡수되도록 하기 위하여 금속성 미네랄을 아미노산, 효소, 단백질 등으로 감싼 형태로서 흡수율이 40~60 %로 높아지며, 콜로이드 미네랄은 식물이 땅에서 흡수한 미네랄을 추출하는 방법을 통하여 얻어지는 식물성 미네랄로서 크기가 1 ㎚ 정도이고 전기적으로 음이온을 띠고 있어서 흡수율이 98 % 정도로 높다.

따라서 본 발명에 사용되는 상기 미네랄로서 흡수율이 우수한 식물성 콜로이드 미네랄이 바람직하다.

상기 성분 중 규소는 토양에서 서서히 분해되면서 비료성분을 보충해 주는 지효성으로서, 흙속의 약한 산이나 작물의 뿌리에서 나오는 산(酸)에 조금씩 용해되어 효과를 나타내는 가용성이어서 건강하고 안전한 흙 만들기에 가장 적합한 성분이다.

규소 성분이 식물체 내에 들어가 세포벽에 규산층을 형성하여 세포를 강화함으로써 병충해에 대한 저항력을 높여주고 내병성 증대로 세균성 병해, 바이러스성 병해는 물론 냉해에 대한 저항성을 높여주며, 생장촉진은 물론 토양개량과 비료효과를 조절하여 질소 과잉과 인산흡수 장해 등을 막아주고 식물체의 신선도를 유지시켜 저장성을 증가시키며 열매의 당도를 높여주는 효과가 있다.

철은 엽록소 생성에 촉매작용을 하고 산소 운반, 효소의 부활제, 과산화수소의 분해제 역할을 담당하여, 철이 결핍되면 엽록소가 합성되지 못하여 잎이 푸른빛을 유지하지 못하고 누렇게 되는 황화 현상이 발생한다.

칼슘은 pH를 조정하고 식물체 내의 유기산을 중화하며 단백질 합성에 관여하고 뿌리혹 박테리아의 질소 고정을 돕는데, 칼슘이 결핍되면 활엽수의 경우 잎은 백화 또는 괴사현상을 보이고 어린 잎의 경우 정상적인 잎보다 크기가 다소 작고 엽선 부분이 뒤틀리며 침엽수의 경우 상단 부분의 생육이 정지되고 잎의 끝 부분이 고사하며 가뭄과 추위의 해를 받기 쉽다.

마그네슘은 엽록소의 생성과 인산 흡수 및 이동에 관여하고 유지방 합성에 필요하며, 결핍시 활엽수의 경우 잎이 얇아져 부스러지기 쉽고 조기에 낙엽이 되며, 충분히 성숙된 잎의 경우 잎맥과 잎 가장자리 부위에 황백화 현상을 보이고 열매는 정상적인 것보다 크기가 작게 달리며 침엽수의 경우 잎의 끝부분이 황색으로 변하고 때로는 적색으로 변하는 경우도 있다.

칼륨은 서리나 한발에 대한 저항성을 강하게 하여 불량한 환경조건을 극복하는데 도움을 주며 수분의 흡수 또는 호흡시 식물체 내에서 기공의 개폐에 중요한 역할을 하고 광합성 산물의 이동을 촉진하며, 식물 내에 칼륨이 부족하면 공변세포 내 칼륨의 농도가 낮아지므로 기공이 닫혀서 잎이 시들게 되고 잎에서 엽록소의 생성이 적어지므로 담황색의 무늬가 생긴 후 갈색으로 변하며, 줄기에서 형성층의 생장속도가 감소하고 목질부와 체관조직의 형성이 억제되며 줄기를 단단하게 만드는 리그닌화가 둔화되므로 조직이 연해져서 식물이 쓰러지고 병충해에 약하게 된다.

나트륨은 세포 내 팽압이나 삼투압 조절은 물론 세포의 생장에도 관여하고 CAM(crassulacean acid metabolism) 식물이나 C4 식물의 경우 광합성에 관여하며, 구리는 식물이 에너지를 합성하는 기능에 도움을 준다.

황은 주로 이산화황의 형태로 흡수되어 식물의 생육을 촉진하는데, 황이 결핍되면 활엽수의 경우 짙은 황록색으로 변하고 수종에 따라서 정상적인 잎의 크기보다 작아지며, 침엽수의 경우 잎의 끝 부분이 황색 또는 적색을 띠는 경우도 있다.

인은 세포 분열을 촉진하여 식물체의 각 기관들의 수를 증가시키고 특히 꽃과 열매를 많이 달리게 하며 뿌리의 발육, 녹말 생산, 엽록소의 기능을 높이고 광합성 작용, 호흡작용, 생리작용 등의 역할을 하며, 인이 결핍되면 활엽수의 경우 엽맥, 엽병 및 잎의 밑 부분이 적색 또는 자색으로 변하며 어린잎의 경우 정상적인 잎보다 크기가 작아지고 조기에 낙엽현상이 생기며 침엽수의 경우 침엽이 구부러지고 나무의 하부에서부터 상부로 점차 고사한다.

이외의 망간, 아연, 붕소, 몰리브덴, 염소 등은 식물의 생장과 성숙에 관여하고 보효소(coenzyme)의 역할을 수행하여, 이들이 부족하면 생화학적인 합성에 지장을 초래하고 식물 자체의 영양학적 가치를 떨어뜨리게 된다.

상기와 같이 해초류 분말, 함초 분말, 대나무 분말, 미강 분말, 미네랄에는 식물생장에 필요한 무기질의 필수 미량원소가 함유되어 있어서 이들을 서로 조합하여 식물생장에서 요구되는 미량원소가 적절한 비율로 함유되도록 하며, 이를 위하여 물 100 중량부에 해초류 분말 0.5~7.0 중량부, 함초 분말 0.5~1.0 중량부, 대나무 분말 5~10 중량부, 미강 분말 5~10 중량부, 미네랄 1~5 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

당(糖)은 유산균 및 효모 미생물의 먹이로 작용하는데, 상기 당으로서 설탕을 제조할 때 부산물로 생산되는 당밀(molasses)을 사용하는 것이 경제성 면에서 바람직하며, 설탕과는 달리 당밀에는 미네랄이 함유되어 있고 다당류(섬유질 등)로 구성되어 미생물이 다당류를 느리게 이용하게 된다.

따라서 설탕은 미생물이 쉽고 빠르게 이용할 수 있기 때문에 짧은 시간 발효에 적합하고 당밀은 장기간 발효시킬 때 적합하므로, 본 발명에서는 당밀을 사용하여 장기간 서서히 발효되도록 함과 동시에 당밀에 함유된 미네랄이 식물영양제에 포함되도록 한다.

당의 혼합량은 물 100 중량부를 기준으로 당 1~5 중량부가 바람직하고 당의 함량이 1 중량부 미만이면 미생물의 발효에 부족하고 5 중량부를 초과하면 발효가 종료된 후에도 잔량이 남아서 부패균이 이를 이용하여 식물영양제가 부패될 우려가 있다.

상기 미생물인 유산균과 효모는 당을 양분으로 하여 해초류 분말, 함초 분말, 대나무 분말, 미강 분말, 미네랄의 혼합물을 혐기발효시키며, 유산균과 효모의 유산발효 및 알코올발효에 의해 해초류, 함초, 대나무 및 미강의 유기물이 분해되어 젖산 및 알코올이 생성되면서 해초류, 함초, 대나무 및 미강에 함유된 미네랄 성분이 분리되어 물속에 용리된다.

상기 유산균은 통상의 유산균 발효에 사용될 수 있는 임의의 유산균이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 아시도필루스(lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 중에서 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있으며, 당류를 발효시켜 에너지를 획득하고 젖산을 생성한다.

상기 효모는 사카로미세스속(Saccharomyces) 균주가 사용될 수 있고 상온에서 발효하는 사카로미세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 사용하는 것이 바람직하며, 당분을 발효시켜 알코올과 탄산가스로 분리한다.

유산균의 발효에 의해 생성되는 젖산은 발효물을 산성 분위기로 전환시키며, 해초류, 함초, 대나무 및 미강에 존재하는 잡균이나 세균의 활동을 억제하고 상대적으로 산성환경을 좋아하는 효모의 활동을 활발하게 하며, 이러한 효모의 증식과 대사로 인해 알코올과 탄산가스의 생성과 열의 발생이 촉진된다.

또한, 젖산은 토양에 고착하여 불용성화 된 미네랄을 녹여서 식물뿌리에 흡수되도록 하고 비료성분과 결합하여 킬레이트(chelate)화 하여 식물이 이를 흡수하기 쉽게 하며, 식물에 직접 흡수되어 식물 체액을 조정함으로써 내병성을 높이고 장마에도 수종(水腫)이 생기지 않도록 한다.

효모는 유기영양소로 이루어진 균체 덩어리이므로 토양 미생물이 효모의 유기영양소를 이용하여 활동함에 따라 토양이 비옥해지고 식물도 이를 흡수하여 생육이 건전해지며, 효모는 무기상태의 원소도 이용하므로 화학비료의 미네랄을 균체 내에 흡수하여 보존하므로 토양 미생물의 활성을 증가시키고 식물뿌리에 용이하게 흡수되도록 한다.

상기와 같이 해초류 분말, 함초 분말, 대나무 분말, 미강 분말, 미네랄 혼합물을 당과 함께 유산균과 효모로 27~35 ℃에서 10~20 일간 혐기발효시키면 이들 혼합물의 유기물이 분해되면서 젖산, 알코올, 탄산가스가 발생하고 젖산과 알코올은 발효물의 저장성을 증가시키고 탄산가스는 증발 제거된다.

상기 발효물의 무기질 성분을 좀 더 보완하기 위하여 상기 혼합물에 키토산 분말을 더 첨가하여 발효시킬 수도 있다.

키토산은 자연상태에서 셀룰로오스 다음으로 풍부하게 존재하는 양이온성 천연고분자로서, 키토산의 분자구조는 셀룰로오스와 매우 유사하나 분자 중 아미노기(-NH₂)가 존재하여 다양한 물리화학적 특성을 갖는다.

키토산은 바다의 갑각류인 게 또는 새우의 껍질, 연체류인 오징어의 뼈 등에서 추출되는 키틴을 탈아세틸화하여 얻을 수 있으며, 주성분은 폴리글루코사민으로서 고분자 구조의 무색 비결정성 분말이고 항균성, 항곰팡이성, 중금속 흡착, 생리활성, 인체친화성, 상처치유 촉진효과 등의 효능을 가지고 있어서 뛰어난 천연 항균제로서 작용한다.

이러한 효능으로 인하여 키토산은 식물의 병해충 발생을 억제하고 토양의 곰팡이 번식을 억제하며 생리활성화를 도모하는 동시에 엽면살포시 생육이 촉진되고 내병성이 증가하며 개화 전후시 엽면살포는 착과촉진, 병해억제 및 과일이나 채소의 저장성 향상 효과를 얻을 수 있다.

더불어, 인체 내에서 중금속과 숙변을 배출하거나 혈중 콜레스테롤을 낮추는 효능이 있어서, 중금속이 오염된 해초류로 인하여 인체에 미치는 악영향을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.

키토산은 분자량에 따라 고분자 키토산, 중분자 키토산, 저분자 키토산으로 나눌 수 있고 물에 용해되는 성질에 따라 수용성 키토산, 비수용성 키토산으로 구분되는데, 키토산이 식물에 흡수되기 위해서는 물에 용해되어야 한다.

따라서 본 발명에 사용되는 키토산은 물에 용해되는 저분자의 수용성 키토산이 바람직하고, 분자량 5 kDa(kilodalton) 이하, 탈아세틸화도 85% 이상이 더욱 바람직하며, 분자량 3~5 kDa, 탈아세틸화도 98% 이상이 가장 바람직하다.

상기 분자량의 저분자 키토산은 물에 대부분 용해되고, 미용해분은 혼합물 중의 유산균 발효생성물인 젖산에 의한 산성조건에서 완전히 용해되어 식물에 흡수되며, 물 100 중량부 기준 키토산 분말 1~8 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발효물의 엽면살표 효과를 좀 더 증진하기 위하여 상기 혼합물에 산삼배양근을 더 첨가하여 발효시킬 수도 있으며, 물 100 중량부 기준 산삼배양근 0.5~5.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.

산삼배양근은 산삼의 조직을 인공적인 환경에서 배양한 삼으로서, 실제 삼과 달리 실뿌리 모양을 하고 있으며, 산삼의 특이 사포닌 성분들을 유전자 변형시키지 않고 산삼과 동일한 유전적 성질을 가지게 배양한 것이라고 할 수 있다.

따라서 자연산 산삼의 영양을 그대로 간직하고 있고 특히 산삼에만 들어있는 사포닌 성분을 그대로 함유하고 있어서 사람이나 동물에게 유익할 뿐만 아니라 식물에게도 상당한 효능이 있으며 산삼배양근 성분을 살포한 식물은 병충해의 저항성과 자연공해에 강하여 생장 활력이 높아지고 열매의 당도, 광택, 크기 등에 바람직한 영향을 준다.

즉, 산삼배양근을 발효시킨 발효물을 엽면살포하면 식물의 표면에 피막을 형성하고 항진균 작용을 하여 자기방어 기능을 강화하며, 식물의 표피세포를 형성하고 있는 쿠치쿨라(cuticula) 층을 강화시켜 과잉증산을 제어하고 식물체의 표면건조를 방지하며 세포의 활성을 촉진한다.

또한, 페놀성 물질을 만들어 내어 병원균의 침입을 막고 병원균에 저항성을 갖는 면역체를 생성하며 식물체의 당도 및 지방대사를 촉진하고 단백질, 지질합성의 촉진, 세포의 DNA 합성촉진, 식물체의 활성과 생력의 촉진작용을 돕는다.

상기와 같이 산삼배양근을 발효시키면 유산균과 효모의 미생물에 의해 액화되면서 산삼배양근의 사포닌 성분이 특이적으로 Rg1, Rb1, Rb2, Rc, Rd 등으로 전환되어 식물에 기능적으로 우수한 효능을 발휘하며, 미생물의 생장을 촉진하여 생체 내 면역력을 높이고 유해균을 억제하는 프로바이오틱스(probiotics)로서의 효능을 얻을 수 있다.

상기와 같이 제조되는 혐기발효물은 식물 생장에 필요한 필수 미네랄 성분이 풍부하게 함유되어 식물영양제로서 유용하게 사용할 수 있고 밑거름, 웃거름, 엽면시비 등 다양한 용도에 폭넓게 사용할 수 있으며, 항균, 항바이러스 및 방충효과로 인하여 농약을 살포하지 않아도 병충해의 해를 입지 않는다.

상기 혐기발효물의 효능을 좀 더 증진시키기 위하여 이를 고초균(Bacillus subtilis)으로 더 발효시키며, 고초균은 호기성 미생물이므로 상기 고초균 첨가 발효는 공기를 공급하면서 29~33 ℃에서 3~5 일간 발효시킨다.

고초균은 유기물을 분해하고 유해균을 사멸시키며, 항균활성의 지질 펩타이드(lipopeptide), 계면활성을 나타내어 항생물질로서 작용하는 표면활성물질(surfactin) 및 다량의 단백질을 분비하고 아밀라아제, 프로테아제 등의 유용 효소를 생산하며 끈적끈적한 분해효소를 분비하여 토양의 단립(團粒) 형성을 촉진한다.

또한, 고초균은 생장촉진물질을 생성하여 식물 뿌리와 줄기의 생장을 촉진하고 엔도톡신(endotoxin) 작용으로 악취나 곰팡이균, 대장균 등의 병원균을 분해하여 식물의 내병성을 강화하며, 토양에 고정되어 있는 칼륨, 인산, 칼슘 등의 미네랄을 녹여서 식물에 공급하는 능력이 있다.

또한, 고초균 발효물은 엽면시비를 통하여 작물의 생리강화 및 잎의 엽장과 엽폭을 증가시키며, 엽생장 촉진에 의한 활발한 광합성 작용으로 작물의 생육에 긍정적인 영향을 미치고 과실 생산량 증가, 과중 및 과경 비대 증진효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이 제조된 식물영양제는 제조비용이 비교적 저렴하고 제조기간이 비교적 짧으며, 토양 또는 엽면에 살포되어 식물생장에 유용한 효과를 발휘할 뿐만 아니라 가축 및 인체에 무해하고 그 유용성분으로 인하여 가축의 사료에 공급하여 축산분야에도 유용하게 적용할 수 있고 인체에 적용하여 건강식품으로도 이용이 가능하다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예, 비교예 및 시험예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1>

깨끗한 물 400 ℓ에 미역 분말 10 ㎏, 다시마 분말 10 ㎏, 함초 분말 3 ㎏, 대나무 분말 30 ㎏, 미강 분말 30 ㎏, 규소, 철, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 구리, 황, 인, 망간, 아연, 붕소, 몰리브덴 및 염소를 포함하는 식물성 콜로이드 미네랄(Orgmin, NUTRITION TM USA, INC., 미국) 7.5 ㎏ 및 당밀 7 ㎏을 혼합하여 혼합물을 준비하였다.

상기 혼합물에 유산균(락토바실러스 카제이, 락토바실러스 아시도필루스, 락토바실러스 브레비스 및 락토바실러스 락티스의 혼합균주)과 효모(사카로미세스 세레비지에)를 접종하고 밀봉한 다음, 31 ℃에서 15 일간 혐기발효시켰으며, 상기 혐기발효물에 다시 고초균을 접종하고 공기를 통하게 하면서 31 ℃에서 4 일간 호기발효시켜 식물영양제를 제조하였다.

<실시예 2>

잎을 제거한 무의 뿌리를 깨끗이 세척한 다음 물기를 제거하고 압착하여 무즙을 추출하였다.

상기 무즙 20 ㎏에 미역 분말 10 ㎏과 다시마 분말 10 ㎏을 넣고 충분히 저어준 다음 30 ℃에서 12 시간 동안 정치하여 숙성시켰으며, 이를 상기 실시예 1의 혼합물 중 미역 분말과 다시마 분말로서 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식물영양제를 제조하였다.

<실시예 3>

상기 실시예 1의 혼합물에 평균분자량 4 kDa, 탈아세틸화도 98% 이상의 저분자 수용성 키토산 10 ㎏을 더 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식물영양제를 제조하였다.

<실시예 4>

상기 실시예 1의 혼합물에 산삼배양근 10 ㎏을 더 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식물영양제를 제조하였다.

<비교예 1>

상기 실시예 1의 혼합물 중 대나무 분말을 혼합하지 않고 물에 미역 분말, 다시마 분, 함초 분말, 미강 분말, 미네랄 및 당밀만을 혼합하여 혼합물을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식물영양제를 제조하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 1에서, 혐기발효물을 고초균으로 호기발효시키지 않고 혐기발효물 그대로 식물영양제로 하였다.

<시험예 1> 과일의 미네랄 함량 분석

사과밭에 종래의 방법으로 비료를 시비하여 사과를 재배하면서 여기에 상기 실시예 1~4 및 비교예 1, 2의 식물영양제를 더 살포하는 방식으로 영농하였다.

3 월 초 사과(홍로)밭에 토양 1 아르당 상기 제조된 식물영양제를 희석한 희석제(중량기준 물에 100 배 희석) 50 ㎏을 살포하고 흙과 잘 섞어주었으며, 4 월부터 9 월의 수확기 직전까지 매월 2 회씩 상기 희석제를 과수 엽면이 충분히 젖을 정도로 살포하였다.

식물영양제를 시비하지 않고 종래의 방법으로 재배한 사과를 대조군으로 하여, 상기 실시예 및 비교예에서 수확한 사과의 미네랄 함량을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

측정은 각 군별로 가식 부위를 동결건조하고 0.3 g씩을 취하여 회화로에서 600 ℃의 온도로 12 시간 회화시키고 충분히 식힌 다음, 6 M 염산 3 ㎖를 넣고 15 시간 정치한 후 여과지(Whatman no.1)로 여과하였다.

여액 100 ㎕를 취하여 3차 증류수로 3 ㎖로 정량한 다음 유도결합 플라스마 질량분석기(ICP-MS, Model # 7500a, Agilent Technology사 제조, 미국)를 이용하여 측정하였다.

미네랄 함량 분석결과(단위:㎎/100 g)

	칼륨	칼슘	나트륨	마그네슘
실시예 1	13.8	1.9	5.7	3.0
실시예 2	13.5	1.9	5.5	2.8
실시예 3	14.1	2.1	5.5	3.2
실시예 4	13.6	1.8	5.7	2.9
비교예 1	12.2	1.6	5.2	2.5
비교예 2	12.5	1.5	5.3	2.7
대조군	10.5	1.1	5.0	2.3

상기 표 1을 보면, 대조군에 비하여 실시예의 미네랄 함량이 모두 증가하였으며, 특히 저분자 수용성 키토산을 첨가한 실시예 3의 미네랄 함량이 가장 우수하게 분석되었다.

나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄이 풍부한 대나무 분말을 혼합하지 않고 식물영양제를 제조한 비교예 1에서는 이들 미네랄 성분들의 함량이 감소함을 알 수 있으며, 비교예 2는 식물영양제를 고초균으로 발효시키지 않음에 따라 토양에 고정되어 있는 미네랄 성분을 녹여서 식물에 공급하는 고초균의 효과가 배제된데 따른 결과로 판단된다.

<시험예 2> 과일의 품질 측정

상기 시험예 1에서 수확한 사과의 과중(果重), 경도, 당도 및 산도를 측정하였으며, 각 군별 10 개씩을 무작위로 취하여 그 평균값을 하기 표 2에 나타내었다.

품질 측정결과

	과중(g)	경도(㎏/5 ㎜Φ)	당도(°Bx)	산도(%)
실시예 1	326	1.7	15.3	0.32
실시예 2	327	1.5	16.0	0.30
실시예 3	329	1.8	15.5	0.35
실시예 4	331	1.7	15.6	0.30
비교예 1	322	1.5	15.1	0.31
비교예 2	318	1.4	14.8	0.33
대조군	315	1.3	14.5	0.31

상기 표 2에서, 실시예 및 비교예의 식물영양제를 살포한 사과의 과중, 경도 및 당도는 대조군에 비하여 전체적으로 증가한 것으로 나타났고 실시예가 비교예보다 좀더 증가한 결과를 보인 반면에, 산도는 유의적인 차이를 나타내지 않았다.

과중은 실시예 4가 가장 높게 측정되어 산삼배양근의 사포닌 성분이 과수의 생장 활력을 높인 것으로 판단되고, 경도는 키토산 성분이 포함된 실시예 3이 가장 높게 측정되었으며, 당도는 실시예 2의 무즙에 함유된 당 성분이 과일의 당 함량을 증가시킨 결과로 추정된다.

비교예 1과 같이 식물영양제 제조시 미네랄이 균형있게 함유된 대나무 분말을 혼합하지 않으면 식물생장의 필수 미량원소인 미네랄의 불균형으로 인하여 과중과 당도가 저하되고 비교예 2와 같이 고초균 발효를 생략하면 식물의 미네랄 이용이 미진하여 과일의 과중, 경도 및 당도 모두 저하됨을 알 수 있다.

<시험예 3> 채소의 품질 측정

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 식물영양제를 100 배 희석하여 오이(다다기오이)에 시비하고, 수확한 오이의 무게와 길이를 비교하여 본 발명에 따른 식물영양제의 효능을 확인하였다.

본 발명의 식물영양제를 시비하지 않고 종래의 방법으로 시비한 오이를 대조군으로 하여, 상기 실시예 및 비교예의 식물영양제를 오이의 생육기에 매월 2 회씩 엽면에 살포하고 정상적인 수확기에 수확하였으며, 각 군별 10 개씩 무작위로 취하여 그 평균값을 하기 표 3에 나타내었다.

품질 측정결과

	무게(g)	길이(㎝)
실시예 1	147	24
실시예 2	144	23
실시예 3	149	24
실시예 4	150	25
비교예 1	140	22
비교예 2	138	22
대조군	132	21

상기 표 3의 결과, 대조군에 비하여 실시예의 오이가 무게와 길이에서 우수한 결과를 보이고 있으며, 특히 산삼배양근 성분이 함유되어 식물생장 활력이 높아진 실시예 4가 가장 우수하게 나타났다.

비교예 1과 2의 오이는 대조군보다는 우수하나 실시예보다 불량하여 식물영양제 제조시 대나무 분말을 혼합하고 고초균으로 호기발효시키는 것이 식물생장 촉진효과가 좀 더 우수함을 알 수 있다.

<시험예 4> 저장성 검토

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 식물영양제를 각 군별로 10 ㎏씩 취하여 용기에 담고 10 일간 정치한 다음, 상등수를 주의하여 따라내고 바닥에 가라앉은 침전물의 무게를 측정하였으며, 상기 상등수를 다시 붓고 침전물에 닿지 않도록 1 분간 저어준 후 상등수를 따라내고 바닥에 가라앉은 침전물의 무게를 측정하였다.

측정결과를 하기 표 4에 나타내었으며, 용기의 무게는 제거하여 계산하였다.

침전물 무게 측정결과

	젓기 전 침전물 무게(g)	저은 후 침전물 무게(g)
실시예 1	203	43
실시예 2	125	21
실시예 3	273	55
실시예 4	304	68
비교예 1	229	58
비교예 2	271	60

상기 표 4에서 실시예 2의 침전물이 가장 적었는데, 이는 무즙의 유기산인 아스코르빈산이 점질성 고분자인 알긴산과 후코이단을 산가수분해하여 점도가 낮은 저분자로 분해함에 따라 이들의 점착성이 낮아져 식물영양제 성분입자의 응집이 적어진 것으로 판단되고, 실시예 4에서 침전물이 증가한 결과로부터 식물영양제에 함유된 산삼배양근 성분이 타 성분과 응집하는 성질이 있는 것으로 추정된다.

상기 결과로부터, 점질성 고분자가 함유된 본 발명의 식물영양제를 장기간 보관하기 위하여는 유기산 성분인 아스코르빈산이 함유된 무즙을 식물영양제 제조시 첨가하는 것이 바람직함을 알 수 있으며, 전체적으로 저은 후의 침전물 무게가 전체 식물영양제의 무게에 비하여 매우 작아서 본 발명의 식물영양제를 장기간 저장하여도 잠시 저어줌으로써 사용상 문제가 없을 것으로 판단된다.

Claims (7)

1. 물 100 중량부에 해초류 분말 0.5~7.0 중량부, 함초 분말 0.5~1.0 중량부, 대나무 분말 5~10 중량부, 미강 분말 5~10 중량부, 미네랄 1~5 중량부 및 당 1~5 중량부를 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계;
   상기 혼합물에 유산균과 효모를 접종하고 27~35 ℃에서 10~20 일간 혐기발효시키는 단계; 및
   상기 혐기발효된 혼합물에 고초균을 접종하고 29~33 ℃에서 3~5 일간 호기발효시키는 단계;를 포함하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 해초류 분말은, 해초류 분말 100 중량부에 무의 뿌리를 착즙하여 얻은 무즙 80~120 중량부를 혼합하고 25~35℃에서 10~15시간 동안 정치하여 숙성시킨 것을 특징으로 하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 미네랄은 규소, 철, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 구리, 황, 인, 망간, 아연, 붕소, 몰리브덴 및 염소로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유산균은 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 아시도필루스, 락토바실러스 브레비스, 락토바실러스 락티스 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이고, 상기 효모는 사카로미세스 세레비지에인 것을 특징으로 하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 혼합물에 물 100 중량부 기준 키토산 분말 1~8 중량부를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 키토산은 분자량 5 kDa 이하, 탈아세틸화도 85% 이상의 저분자 수용성 키토산인 것을 특징으로 하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 혼합물에 물 100 중량부 기준 산삼배양근 0.5~5.0 중량부를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는, 미네랄 성분을 함유하는 식물영양제의 제조방법.