KR20180056075A

KR20180056075A - 알로에 베라 추출물 또는 이로부터 분리한 화합물을 포함하는 잎응애 방제용 조성물

Info

Publication number: KR20180056075A
Application number: KR1020160153844A
Authority: KR
Inventors: 김형환; 윤정범; 김동환; 양창열; 강택준; 서미혜
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2018-05-28
Also published as: KR101898263B1

Abstract

본 발명은 알로에 베라 추출물, 이의 분획물 또는 이로부터 분리 정제된 화합물을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로 잎응애의 약충 또는 성충에 대하여 높은 살충력을 가지고 있으면서 친환경적 소재를 활용한 것으로서 농업 분야에서 유용하고 안전하게 사용될 수 있다.

Description

알로에 베라 추출물 또는 이로부터 분리한 화합물을 포함하는 잎응애 방제용 조성물{Composition for protecting spider mite using aloe vera extracts or compounds isolated therefrom}

본 발명은 알로에 베라 추출물 또는 이로부터 분리한 화합물을 포함하는 잎응애 방제용 조성물에 관한 것이다.

점박이응애를 비롯한 잎응애는 국내 시설원예작물 또는 노지재배 작물 재배지에서 체계적이지 않고 무분별한 살비제 오남용으로 저항성이 증대되어 약제의 효과가 떨어지는 문제가 심각한 해충이다. 잎응애의 범주에는 가장 크기가 큰 점박이응애를 포함하는 차응애, 점박이응애붙이, 차먼지응애, 토마토녹응애 등을 지칭한다. 시설 및 노지재배 시설원예작물에서 재배 중 작물체에 언제라도 안전하게 적용할 수 있는 친환경적인 방제제가 필요하다. 즉, 약해 및 잔류 문제가 없는 방제제 개발이 시급하다.

점박이응애는 성충 뿐만 아니라 약충도 식물체의 잎 뒷면에 서식하면서 식물조직 세포 속을 찔러 식물 즙액을 빨아 먹으면 죽은 세포는 흰색 또는 연노란색, 백황색 반점이 나타난다. 점박이응애의 피해를 받은 잎은 엽록소가 파괴되어 광합성을 원활하게 할 수 없고 결국에는 조기에 낙엽지며, 피해가 심해지면 식물체 자체가 고사된다.

알로에는 백합과(Liliaceae)에 속하는 열대 또는 아열대 다년생 식물로서 세계 전역에서 재배되고 있으며, 그 종류만도 300~360여 종에 달하고 있다. 국내에서 주로 재배되고 있는 품종으로는 알로에베라(Alloe vera)와 알로에아보레센스(Alloe avoresence)가 있고, 현재 학회에서 보고된 생리활성 물질로는 알로에 에모딘(aloe

emodine), 바발로인(barbaloin), 알로에신(aloesin) 등의 페놀화합물과 스테롤(sterol) 및 터페노이드(terpenoid) 등이 있으며, 항산화 활성, 항균 작용, 항종양 작용, 살균 작용, 소염 작용, 조직형성 작용 등이 있는 것으로 알려져 예로부터 민간요법으로 화상, 피부 질환, 소화기계 질병 치료를 위해 사용되어 왔고, 난치성 성인병의 예방 및 개선에 효능이 있는 것으로 알려져 있다(Doo-Ho shin, Korean J. Food & Nutr, 2007, 20, 4:399-405). 그러나, 농업용 친환경 해충 방제적인 연구는 없었다.

1. 한국등록특허 제10-1024606호 2. 한국등록특허 제10-0710054호 2. 미국등록특허 제4,602,004호

본 발명의 목적은 알로에 베라 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 에모딘(emodin), 알로인 A(aloin A), 알로에레신 E(aloeresin E), 아이소알로에레신 D(isoaloeresin D), 7-O-메틸-알로에레신 A(7-O-methylaloeresin A) 또는 페랄로라이드(feralolide)을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알로에 베라 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 알로에 베라 추출물은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 에테르, 벤젠, 클로로폼, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드, 헥산 및 시클로헥산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 용매 추출물인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분획물은 헥산 분획물(A-nHex.), 클로로폼 분획물(A-CHCl₃), 에틸아세테이트 분획물(A-EA) 및 물 분획물(A-H₂O)로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 잎응애는 점박이응애, 차응애, 차먼지응애, 점박이응애붙이 및 토마토녹응애로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 잎응애는 잎응애의 약충 또는 성충인 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 에모딘(emodin), 알로인 A(aloin A), 알로에레신 E(aloeresin E), 아이소알로에레신 D(isoaloeresin D), 7-O-메틸-알로에레신 A(7-O-methylaloeresin A) 또는 페랄로라이드(feralolide)을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 알로에 베라 추출물, 각 분획물 및 이로부터 분리된 화합물은 높은 살충력을 가지고 있으면서 친환경적 소재를 활용한 것으로서 농업 분야에서 유용하고 안전하게 사용될 수 있다.

도 1은 알로에 베라 추출물, 각 분획물 및 이로부터의 화합물의 분리 정제 과정을 나타내는 것이다.
도 2는 알로에 베라의 클로로폼 분획물 및 에틸아세테이트 분획물에서 분리 정제된 화합물 6종류의 구조를 나타낸 것이다. 1: 에모딘(emodin); 2: 알로인 A(aloin A); 3: 알로에레신 E(aloeresin E); 4: 아이소알로에레신 D(isoaloeresin D); 5: 7-O-메틸-알로에레신 A(7-O-methylaloeresin A); 및 6: 페랄로라이드(feralolide).
도 3은 알로에 베라 추출물, 각 분획물 및 이로부터 분리된 화합물을 1,000배 농도로 희석하여 처리한 경우 점박이응애 약충에 대한 보정사충률을 나타낸 그래프이다.
도 4는 알로에 베라 추출물, 각 분획물 및 이로부터 분리된 화합물을 1,000배 농도로 희석하여 처리한 경우 점박이응애 성충에 대한 보정사충률을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 알로에 베라 추출물을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 알로에 베라 추출물을 이용한 조성물은 상업적으로 판매되는 식물추출물 원제에 해당한다.

본 발명자들은 알로에 베라 추출물이 점박이응애에 대한 약충 및 성충에 대한 살충 효과가 뛰어남을 실험을 통해 입증하였다.

본 발명에 따른 알로에 베라 추출물에서 분리 정제된 화합물은 에모딘(emodin), 알로인 A(aloin A), 알로에레신 E(aloeresin E), 아이소알로에레신 D(isoaloeresin D), 7-O-메틸-알로에레신 A(7-O-methylaloeresin A) 또는 페랄로라이드(feralolide)이며, 상기 화합물 역시 점박이응애에 대한 약충 및 성충에 대한 살충 효과가 뛰어남을 실험을 통해 입증하였다.

본 발명의 방제용 조성물은 농경학적으로 허용되는 담체를 더 포함할 수 있다.

상기 담체는 무기 또는 유기 및 합성 또는 천연 기원의 것일 수 있고, 활성 조성물을 이 담체와 함께 혼합하거나 또는 제제화하여 식물, 종자, 토양 또는 기타 처리 대상, 또는 그 저장, 이동 및(또는) 핸들링을 용이하게 하는 물질을 의미한다. 일반적으로, 살충제, 제초제 또는 항균제 조성물에서 담체로서 통상적으로 사용될수 있는 어떤 물질도 본 발명에의 사용에 적합하다. 본 발명의 천연 잎응애 방제용 조성물은 단독으로 사용되거나 또는 상기 고체 및(또는) 액체 분산성 담체 비히클 및(또는) 기타 공지의 양립가능한 활성제, 특히, 기타 살곤충제, 살거미제, 살진드기제, 선충제거제, 살진균제, 박테리아 제거제, 설치류 제거제, 제초제, 비료, 성장조절제 등과 같은 식물 보호제와 함께 혼합물의 형태로, 또는 원한다면, 이로부터 제조된 특정 응용을 위한 특정 용량의 제조 형태, 예를 들어, 용액, 에멀젼, 현탁제, 분말, 페이스트 및 과립과 같이 즉시 사용될 수 있는 형태로 사용될 수도 있다. 본 발명의 천연 잎응애 방제용 조성물은 선택적으로, 통상적인 살충성 제제 또는 조성물에 사용가능한 유형의 통상적인 불활성(식물 양립가능성 또는 제초적으로 불활성)인 살충제 희석제 또는 팽창제, 예를 들어, 통상적인 가스, 용액, 에멀젼, 현탁제, 에멀젼화 가능한 농축액, 분무 분말, 페이스트, 가용성 분말, 집진제, 과립, 거품제, 페이스트, 정제, 에어로졸, 활성 화합물과 혼입된 천연 및 합성 물질, 마이크로캡슐, 종자에 사용되기 위한 코팅 조성물 및 발염성 카트리지, 발포성 캔 및 발포성 코일뿐만 아니라 ULV 냉풍 안개 및 온풍 안개 제제와 같은 버닝 장비와 함께 사용되는 제제 등과 함께 혼합되어 제제화될 수 있다. 상기 담체는 천연 잎응애 방제용 조성물의 제형, 살포장소 및 살포방법에 따라 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기의 조성물을 포함하는 잎응애 방제 제품(예컨대, 살충제)을 제공한다.

상기 잎응애 방제 제품은 사용 목적 및 용도에 따라서 적절한 형태로 제형화된 것일 수 있으며, 예컨대, 과립제, 산제, 액제, 에어로졸제, 스프레이제, 엑스제, 페이스트제, 유동엑스제, 유제, 현탁제, 캡슐제, 액상수화제, 과립수화제, 수화제, 분제, 미립제, 오일제, 젤형제제, 훈연제, 훈증제 등일 수 있으며, 살충제 조성물의 휘발성을 적절히 조절할 수 있는 제형으로 유제, 훈연제, 훈증제 또는 에어로졸제가 가장 바람직하다.

본 발명은 약학적으로 유효한 양의 잎응애 방제용 조성물을 작물에 적용하는 단계를 포함하는 잎응애 방제 방법을 제공한다.

본 발명의 잎응애 방제용 조성물은 에어로졸, 펌프 스프레이, 액제, 현탁제, 분무제, 캡슐제, 도료제 또는 젤제 등의 제형으로 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 분무제로는 LPG, n-부탄, 이소부탄, 프로판, 이산화탄소, 프레온, HCFC, HFC, 질소 및 산소를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 에어로졸 제형을 위한 분사제로는 액화천연가스와 디메틸에스테르, 압축공기, 압축질소 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 이용할 수 있고, 이때 조성물 대 분사제의 비율은 부피비로 65 : 35 내지 40 : 60을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 잎응애 방제용 조성물은 식물 추출물에 휘발성이 좋은 용제를 함께 사용할 수 있으며, 상기 휘발성이 좋은 용제로는 에탄올 또는 메탄올이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 잎응애 방제용 조성물은 섭식독제 또는 접촉독제로 모두 사용할 수 있으며, 살충 효과를 증진시키기 위해 접촉독제로 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

해충은 그 표면에 액체성분이 닿을 경우 표면장력을 이용하여 물방울이 흘러내리도록 함으로써 체내에 침투하지 못하도록 하는 자연적인 방어시스템을 지니고 있으므로, 이와 같은 현상을 방지하기 위해, 본 발명의 잎응애 방제용 조성물에 침투제를 혼합 사용하는 것이 바람직하다.

상기 잎응애 방제용 조성물은 사용 시에 적당한 농도로 희석하여 사용할 수 있다.

상기 희석 용매로는 물, 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 예컨대 물을 사용할 수 있다.

상기 잎응애 방제 방법은 잎응애 방제용 조성물을 시설지 내 작물 및/또는 토양에 직접 살포 또는 도포하는 방법으로 적용 가능할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 알로에 베라 추출물 및 이로부터 분리된 화합물의 제조

1.1. 알로에 베라 추출물의 제조 공정

알로에 베라는 2015년 제주도에서 생산한 알로에 베라를 구입하였다. 건조되고 분쇄된 5kg의 알로에 베라를 50 L의 메탄올에 넣고 3회에 걸쳐 실온에서 7일 동안 추출을 하였다. 메탄올 추출물은 여과 후 진공회전 농축기로 45℃에서 감압 농축하였다. 메탄올농축액 (A-MeOH)은 물에 현탁시킨 후 헥산, 클로로폼, 에틸아세테이트로 차례로 분획하여 헥산 분획물(A-nHex.), 클로로폼 분획물(A-CHCl₃), 에틸아세테이트 분획물(A-EA) 및 물 분획물(A-H₂O)을 얻었다.

1.2. 알로에 베라의 클로로폼 및 에틸아세테이트로부터 화합물의 분리 정제 공정

알로에 베라의 클로로폼 분획물(A-CHCl₃)은 클로로폼과 메탄올을 이동상 (0→100 %, stepwise) 으로 하여 실리카겔 컬럼크로마토그래피를 수행하여 7개의 분획을 얻었다 (C1-7). E4 분획물은 메탄올과 물을 이동상 (0→100 %, stepwise)으로 하여 C-18 역상 컬럼크로마토그래피를 수행하여 화합물 1 (C41, 2 g)을 얻었다. C5 분획물은 메탄올과 물을 이동상 (0→100 %, stepwise)으로 하여 C-18 역상 컬럼크로마토그래피를 수행하여 4개의 분획물 (C51-4)과 화합물 6(20 mg)을 얻었다.

알로에 베라의 에틸아세테이트 분획물(A-EtOAc)은 클로로폼과 메탄올을 이동상 (0→100 %, stepwise)으로 하여 실리카겔 컬럼크로마토그래피를 수행하여 10 개의 분획을 얻었다 (E1-10). E4 분획물은 메탄올과 물을 이동상 (0→100 %, stepwise)으로 하여 C-18 역상 컬럼크로마토그래피를 수행하여 5개의 분획물 (E41-5)을 얻었다. E42 분획은 메탄올과 물을 이동상 (0→100 %, stepwise)으로 하여 C-18 역상 컬럼크로마토그래피를 수행하여 화합물 5(20mg)을 얻었다. E 43 분획은 메탄올과 물을 이동상 (0→100 %, stepwise)으로 하여 C-18 역상 컬럼크로마토그래피를 수행하여 화합물 3 (17 mg)와 4 (20 mg) 을 얻었다. E44 분획물은 클로로폼과 1% 물이 포함된 메탄올을 단일 이동상 (메탄올:물, 8:1, isocratic elution)으로 하여 실리카겔 컬럼크로마토그래피를 수행하여 화합물 2 (12 mg)을 얻었다.

실시예 2. 화합물의 구조 분석

2.1. 에모딘 ( emodin )

[화학식 1]

1) 물성 : 노란 분말 (Yellow powder) (m.p. 224-227℃)

2) 분자량 : 270

3) 분자식 : C₁₅H₁₀O₅

4) ¹HNMR(400MHz,DMSO-d₆)δ 7.82 (1H, t, J=7.8Hz,H-6),7.73(1H,d,J=7.8Hz,H-5),7.71(1H,s,H-4),7.4(1H,J=7.8Hz,H-7),7.31(1H,s,H-2),5.62(1H,t,J=5.0Hz,3-OH),4.64(2H,d,J=5.0Hz,H-15).

(ref. Kametani, S., Kojima-Yuasa, A., Kimuzaki, H., Kenney, D. O., Honzawa, M., Matsui-Yuasa, I. Chemical constituents of cape aloe and their synergistic growth-inhibiting effect on ehrlich ascites tumor cells. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2007. 71(5), 1220-1229).

2.2. 알로인 A( aloin A)

[화학식 2]

1) 물성 : 노란 분말 (Yellow powder) (m.p. 141-145℃)

2) 분자량 : 270

3) 분자식 : C₁₅H₁₀O₅

4) 선광도 [a] : - 85° (C 0.1, MeOH)

5) ¹HNMR(400MHz,MeOH-d₄)δ 7.48 (1H, t, J=7.8Hz,H6),7.08(1H,overlappedpeak,H5),7.06(1H,s,H4),6.87(1H,s,8,H2),6.85(1H,overlappedpeak,H7),4.64(2H,s,H15),4.61(1H,s,H10),3.55(1H,J=11.7Hz,H-6b'),3.42-3.24(4H,m,H-6a',1',3',2'),2.90(1H,brs,H-5'),2.89(1H,brs,H-4').

2.3. 알로에레신 E( aloeresin E)

[화학식 3]

1) 물성 : 노란무정형 분말 (Yellowish amorphous substance) (m.p. 141-145℃)

2) 분자량 : 540

3) 분자식 : C₂₉H₃₂O₁₀

4) 선광도 [a] : - 100° (C 0.1, MeOH)

5) ¹HNMR(400MHz,MeOH-d₄)δ7.48 (2H,m, H-5", 9"), 7.44 (1H, J = 15.6 Hz, H-3"), 7.35 (3H, m, H-6", 7", 8"), 6.79 (1H, s, H-), 6.26 (1H, d, J=15.6Hz,H-2"),6.13(1H,s,H-2),5.75(1H,t,J=9.7Hz,H-2'),5.21(1H,d,J=10.2Hz,H-1'),4.38(1H,m,H-10),3.98(1H,s,H-6b'),3.93(1H,m,H6a'),3.88(3H,s,7-OCH₃),3.81-3.45(4H,m,H-2',3',4',5'),2.87(1H,dd,J=14.1,7.8Hz,H-10b"),2.77(1H,m,H-10a"),2.67(3H,s,5-CH₃),1.31(3H,d,J=6.3Hz,11-CH₃).¹³CNMR(100MHz,MeOH-d₄)δ182.2(C-4),167.6(C-1"),167.5(C-2),161.9(C-7),159.5(C-1a),146.4(C-3"),144.6(C-5),135.5(C-4"),131.6(C-7"),130.0(C-6",8"),129.2(C-5",9"),118.3(C-2"),117.2(C-4a),112.6(C-6),112.2(C-3),111.8(C-8),82.8(C-5'),77.8(C-3'),74.0(C-2'),72.6(C-4'),72.1(C-1'),66.8(C-10),63.0(C-6'),57.1(7-OMe),44.6(C-9),23.7(C-11),23.6(5-CH₃).

(ref. Okamura, N., Hine, N., Harda, S., Fujioka, T., Mihashi, K., Yagi, A. Phytochemistry,1996,43,495-498.)

2.4. 아이소알로에레신 D( isoaloeresin D)

[화학식 4]

1) 물성 : 무정형 분말 (White amorphous substance) (m.p. 150-152℃)

2) 분자량 : 556

3) 분자식 : C₂₉H₃₂O₁₁

4) 선광도 [a] : - 80° (C 0.1, MeOH)

5) ¹HNMR(400MHz,MeOH-d₄)δ7.33 (1H, d, J=16.0Hz,H-3"),7.27(2H,d,J=8.7Hz,H-5",9"),6.73(3H,m,H-6",8",6),6.13(1H,s,H-2),6.03(1H,d,J=16.0Hz,H-2"),5.74(1H,t,J=9.7Hz,H-2'),5.20(1H,d,J=10.2Hz,H-1'),4.38(1H,m,H-10),3.96(1H,s,H-6b'),3.93(1H,s,H6a'),3.84(3H,s,7-OCH₃),3.79-3.50(4H,m,H-2',3',4',5'),2.86(1H,dd,J=14.1,7.8Hz,H-10b"),2.77(1H,dd,J=14.1,5.8Hz,H-10a"),2.67(3H,s,5-CH₃),1.31(3H,d,J=5.8Hz,11-CH₃).¹³CNMR(100MHz,MeOH-d₄)δ182.2(C-4),168.1(C-1"),167.5(C-2),161.9(C-7),161.2(C-7"),159.5(C-1a),146.7(C-3"),144.6(C-5),131.1(C-),131.1(C-5",9"),126.9(C-4"),116.9(C-6",8"),114.6(C-4a),112.6(C-2"),112.2(C-8),82.7(C-5'),77.8(C-3'),74.0(C-2'),72.6(C-4'),72.1(C-1'),66.8(C-10),63.0(C-6'),57.1(7-OMe),44.6(C-9),23.7(C-11),23.6(5-CH₃).

2.5. 7- O - 메틸 - 알로에레신 A(7- O - methylaloeresin A)

[화학식 5]

1) 물성 : 노란 무정형 분말 (Yellow amorphous substance) (m.p. 143-145 ℃)

2) 분자량 : 556

3) 분자식 : C₂₉H₃₀O₁₁

5) 1H-NMR( MHz, CD₃OD)δ7.36(3H,m,H-3",5",9"),6.79(3H,m,H-6,6",8"),6.23(1H,s,H-2),6.07(1H,d,J=16.0Hz,H-2"),5.62(1H,t,J=9.7Hz,H-2'),5.14(1H,d,J=10.2Hz,H-1'),3.98-3.43(5H,m,H-3'-6'),3.92(3H,s,-OMe),2.74(3H,s,5-CH₃),2.34(3H,s,CO-CH₃).¹³C-NMR(MHz,CD₃OD)δ204.6(C-10),182.2(C-4),168.1(C-1"),163.1(C-7),162.2(C-7),161.4(C-7"),159.7(C-1a),146.6(C-3"),144.7(C-5),131.2(C-5",9"),127.1(C-4"),116.9(C-6",8"),114.8(C-4a),113.6(C-2"),112.9(C-2"),112.1(C-8a),82.9(C-5'),77.9(C-3'),74.1(C-2'),72.6(C-4'),72.2(C-1'),63.4(C-6'),57.2(C-OMe),48.3(CO-CH₃),23.7(5-CH₃).

(ref. Schmidt, J. and Blitzke, T. Eur J Mass Spectrom 2001; 7: 481-490.)

2.6. 페랄로라이드 ( feralolide )

[화학식 6]

1) 물성 : 무정형 분말 (White amorphous substance) (m.p. 170-172℃)

2) 분자량 : 344

3) 분자식 : C₁₈H₁₆O₇

4) 선광도 [a] : - 95° (C 0.1, MeOH)

5) ¹HNMR(400MHz,MeOH-d₄)δ6.29(1H,d,J=2.3Hz,H-7'),6.25(1H,d,J=2.3Hz,H-5'),6.19-6.18(1H,m,H-7/-5),4.73-4.69(1H,m,H-3),3.06(1H,dd,J=2.3Hz,H-1'b),2.95(1H,dd,J=2.3Hz,H-1'a),2.53(3H,H-8').¹³CNMR(100MHz,MeOH-d₄)δ 206.9(C-8'),171.4(C-1),166.5(C-6),165.7(C-8),161.5(C-4'),160.3(C-6'),143.3(C-4a),139.5(C-2'),121.9(C-3'),111.6(C-7'),108.2(C-5),102.6(C-5'),102.3(C-7),101.6(C-8a),81.5(C-3),39.7(C-1'),33.6(C-4,8').

(ref. Speranza, G., Manitto, P., Cassara, P., Monti, D. Phytochemistry,1993,1,175-178.)

실시예 3. 알로에 베라 추출물 및 이로부터 분리된 화합물의 점박이응애 약 충과 성충에 대한 살충력 분석

3.1. 시험곤충 사육

살충활성 시험에는 국내 대표적인 잎응애인 점박이응애 약충과 성충을 이용하였다. 점박이응애는 2015년 3월부터 국립원예특작과학원 원예특작환경과 해충관리온실에서 살충제 및 합성농약으로부터 격리된 항온기(24 ± 1℃, RH 65 ± 5%, 16L : 8D)에서 50세대 이상 누대사육 중이던 개체를 이용하였다. 점박이응애의 먹이로는 플라스틱 포트(6 × 6 × 6 cm, 직경 9.5 × 높이 9 cm)에 원예용 상토를 넣고, 파종 후 3주 이상이 경과한 건전한 강낭콩을 먹이로 공급하였다.

3.2. 시용에 사용된 추출물 및 물질

점박이응애에 대한 살충활성 검정에는 추출물인 노르말 헥산 분획물 (n-hexane), 클로로폼 분획물 (ChCl₃), 메탄올 추출물 (MeOH), 에틸아세테이트 분획물 (EA), 물 분획물 (Water), 물질을 녹이는 역할을 하는 유화제인 메탄올 (MeOH), 분리 정제된 화합물인 에모딘(emodin), 알로인 A(aloin A), 알로에레신 E(aloeresin E), 아이소알로에레신 D(isoaloeresin D), 7-O-메틸-알로에레신 A(7-O-methylaloeresin A) 또는 페랄로라이드(feralolide), 대조약제로는 살충제인 밀베멕틴(milbemectin 1% SC) 및 친환경유기농자재 (SMC) 등을 이용하였다.

3.3. 점박이응애 약충과 성충에 대한 살충력 검정

알로에 베라에서 추출 및 분리 정제된 고형 및 분말 물질은 1,000배 메탄올로 녹인 것을 원액으로 하여 1,000배 농도로 물로 희석하였다. 이후, 직경 5.5 × 높이 1.5 cm의 플라스틱 페트리디쉬에 필터페이퍼 2장을 깔고 그 위에 건전한 직경 5 cm 강낭콩 잎 절편을 놓았다. 잎 위에 점박이응애 약충과 성충을 구분하여 각 페트리디쉬 당 10마리씩 접종한 후 물로 희석된 각 추출물 및 화합물을 페트리디쉬로부터 10 cm 높이에서 분무기를 이용하여 5회 살포하였다. 시험은 1회 수행 시 3번 반복으로 5회 반복 수행하였다. 무처리군은 물만 5회 살포하였다. 조사는 처리 후 24시간째 해부현미경으로 점박이응애 약충과 성충의 생사유무를 조사하였다. 각 처리마다 죽은 개체를 조사하고 이들 사충율 중 무처리군 사충율을 근거로 보정사충률로 환산하였다. 하기 표 1은 알로에 베라의 메탄올 추출물, 각 분획물, 이로부터 분리된 화합물을 1,000배 농도로 희석하여 처리한 경우 점박이응애 약충에 대한 사충력을 나타낸 것이다.

추출물 및 성분	살충률(%)±SD
노르말 헥산 분획물 (n-hexane)	99.3±1.5
클로로폼 분획물 (ChCl₃)	94.0±4.4
메탄올 추출물 (MeOH)	77.3±2.8
에틸아세테이트 분획물 (EA)	95.3±4.5
물 분획물 (Water)	94.0±2.8
메탄올 (MeOH)	10.0±2.3
에모딘 (emodin)	92.0±1.8
알로인 A (aloin A)	94.0±2.8
알로에레신 E (aloeresin E)	38.0±3.8
아이소알로에레신 D (isoaloeresin D)	28.7±6.9
7-O-메틸-알로에레신 A (7-O-methylaloeresin A)	91.3±1.8
페랄로라이드 (feralolide)	95.3±3.8
대조 살충제 (milbemectin 1% SC)	99.3±1.5
대조 친환경유기농자재 (SMC)	88.0±1.8
무처리 (Control)	9.3±1.5

** 대조약제(친환경유기농자재): 회화나무(Sophora japonica)+멀구슬나무(Mela azedrach)+양명아주(Chenopodium ambrosiodes)를 주성분으로하는 식물추출 조성물

또한, 하기 표 2는 알로에 베라의 메탄올 추출물, 각 분획물, 이로부터 분리된 화합물을 1,000배 농도로 희석하여 처리한 경우 점박이응애 성충에 대한 살충력을 나타낸 것이다.

추출물 및 성분	살충률(%)
노르말 헥산 분획물 (n-hexane)	98.7±1.8
클로로폼 분획물 (ChCl₃)	89.3±2.8
메탄올 추출물 (MeOH)	68.0±1.8
에틸아세테이트 분획물 (EA)	88.0±1.8
물 분획물 (Water)	89.3±2.8
메탄올 (MeOH)	8.0±1.8
에모딘 (emodin)	82.7±2.8
알로인 A (aloin A)	90.7±2.8
알로에레신 E (aloeresin E)	31.3±1.8
아이소알로에레신 D (isoaloeresin D)	12.0±3.0
7-O-메틸-알로에레신 A (7-O-methylaloeresinA)	85.3±1.9
페랄로라이드 (feralolide)	86.0±3.7
대조 살충제 (milbemectin 1% SC)	96.7±4.1
대조 친환경유기농자재 (SMC)	80.7±3.7
무처리	5.3±3.8

** 대조약제(친환경유기농자재) : 회화나무(Sophora japonica)+멀구슬나무(Mela azedrach)+양명아주(Chenopodium ambrosiodes)를 주성분으로하는 식물추출 조성물

상기 표 1 및 2의 결과를 비교하면, 알로에 베라의 메탄올 추출물, 각 분획물, 이로부터 분리된 화합물을 처리한 경우 점박이응애의 성충보다 약충에서 보정사충률이 더 높음을 확인하였다.

표 1을 자세히 살펴보면, 점박이응애 약충에 대하여 가장 살충력이 높은 것은 노르말 헥산 분획물(n-hexane)로서 90.0%의 보정사충률을 보였으며, 이는 대조살충제인 밀베멕틴과 동일한 효과를 보였고, 친환경 재배농가에서 활용하고 있는 친환경유기농자재(SMC)의 78.7% 보정사충률보다 11.3% 높은 살충력을 보임을 확인하였다.

또한, 표 2를 자세히 살펴보면, 점박이응애 성충에 대하여 가장 살충력이 높은 것도 역시 노프말 헥산 분획물(n-hexane)로서 93.4%의 보정사충률을 보였으며, 이는 대조살충제인 밀베멕틴(91.4%)보다 약간 더 높은 살충력을 보였고, 친환경유기농자재(SMC)(75.4%)보다 18% 정도 높은 살충력을 보임을 확인하였다.

5개의 알로에 베라의 메탄올 추출물 및 각 분획물과, 6개의 분리 정제된 화합물에 대한 점박이응애 약충에 대한 살충력을 조사할 결과, 노프말 헥산 분획물 (n-hexane) 등 5개의 추출물 또는 분획물에 대한 결과(68.0∼90.0%)가 분리 정제된 화합물(28.7∼86.0%)보다 살충력이 뛰어났음을 확인하였고, 점박이응애 성충에 살충력에서도 5개의 추출물 또는 분획물에 대한 결과(62.7∼94.4%)가 분리 정제된 화합물(26.0∼85.4%)보다 살충력이 뛰어났음을 확인하였다.

5개의 추출물 또는 분획물 중에서는 노르말 헥산 분획물 (n-hexane), 클로로폼 분획물 (ChCl₃), 에틸아세테이트 분획물 (EA) 및 물 분획물 (Water)이 점박이응애 약충에서 84.7% 이상, 성충에서 82.7%으로서 높은 보정사충률을 보였다.

6개의 분리 정제된 화합물 중에서는 에모딘 (emodin), 알로인 A (aloin A), 7-O-메틸-알로에레신 A (7-O-methylaloeresin A) 및 아이소알로에레신 D (isoaloeresin D)이 점박이응애 약충과 성충에 대하여 77.4% 이상의 높은 보정사충률을 나타내었다.

상기와 같이, 알로에 베라 추출물 및 각 분획물, 이로부터 분리된 화합물은 친환경유기농자재에 비해 높은 살충력을 가지며, 살충제인 밀베멕틴과 유사한 살충력을 가짐을 확인하였다.

따라서, 알로에 베라 추출물 및 각 분획물, 이로부터 분리된 화합물은 친환경적 방제 수단으로 다양한 활용이 가능할 수 있다.

Claims

알로에 베라 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 알로에 베라 추출물은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 에테르, 벤젠, 클로로폼, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드, 헥산 및 시클로헥산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 용매 추출물인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 분획물은 헥산 분획물(A-nHex.), 클로로폼 분획물(A-CHCl₃), 에틸아세테이트 분획물(A-EA) 및 물 분획물(A-H₂O)로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 잎응애는 점박이응애, 차응애, 차먼지응애, 점박이응애붙이 및 토마토녹응애로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 잎응애는 잎응애의 약충 또는 성충인 것을 특징으로 하는 조성물.
에모딘(emodin), 알로인 A(aloin A), 알로에레신 E(aloeresin E), 아이소알로에레신 D(isoaloeresin D), 7-O-메틸-알로에레신 A(7-O-methylaloeresin A) 또는 페랄로라이드(feralolide)을 유효성분으로 포함하는 잎응애 방제용 조성물.
제 6 항에 있어서,
상기 잎응애는 점박이응애, 차응애, 차먼지응애, 점박이응애붙이 및 토마토녹응애로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 6 항에 있어서,
상기 잎응애는 잎응애의 약충 또는 성충인 것을 특징으로 하는 조성물.