KR20180060146A - 식물 추출물의 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법 - Google Patents

식물 추출물의 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물추출물의 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 항균성이 있는 식물추출물 및 식물성 오일을 유화제를 사용하여 유화시킨 마이크로에멀젼을 제조하고, 이를 생분해성 천연 다당류를 피막물질로 사용하여 마이크로캡슐화하며, 상기 제조한 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 일정 비율로 혼합하여 식물 추출물에 분산 및 안정화시키는 방법으로 친환경 식물병해방제용 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법으로 제조되는 친환경 식물병해방제용 조성물은 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 일정비율로 혼합함으로써, 항균 및 살균 활성을 크게 향상시키고, 항균 및 살균력을 오랜 기간 동안 지속시킬 뿐만 아니라, 작물의 각종 유해세균 및 곰팡이균과 같은 식물성 병원성균들의 발생과 증식을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

식물 추출물의 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법{Method for producing eco-friendly composition for controlling plant diseases using microemulsion and microcapsule of plant extract}
본 발명은 식물 추출물과 식물성 오일을 유화시켜 제조되는 마이크로에멀젼과 상기 제조한 마이크로에멀젼을 캡슐화하여 제조되는 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
식물병해는 병원성 생물의 침입으로 인해 식물체 일부 혹은 전체가 생리적인 기능이 나빠지고, 형태의 변화가 일어나 정상적인 생육을 할 수 없는 것을 의미한다. 세균, 진균 및 바이러스의 병원균에 의한 식물병해에 대하여, 생물학적, 화학적 및 경종적 방제 수단으로 식물병해를 방제하고자 노력하고 있으며, 특히, 식물병해를 방제하기 위한 수많은 화학농약이 개발되어 사용하고 있으나, 유사골격을 갖는 동일 작용계를 갖는 합성 약제의 동종 병해 방제의 빈번한 사용이나 과잉 투여 등에 의해, 식물 병원균의 내성화 및 화학농약의 축적 등 여러가지 문제가 발생하고 있다. 이에 천연약제에 대한 요구가 늘고 있다. 이와 같이 친환경적이면서도 효과가 우수하며, 장기간 그 효과가 지속되는 식물병 방제용 조성물에 대한 요구는 점차 늘고 있다. 이에 따라, 고체상 또는 액체상의 각종 농약 유효성분에 서방성을 부여하여 한번에 적정한 농도의 농약을 살포하여 오랜 기간 동안 농약의 효과가 유지되도록 농약성분의 활성 발현 시기를 제어하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 연구의 일환으로 서방성 농약을 제조하는 방법에 대한 연구가 종래 진행되었으며, 일 예로 농약 유효성분을 마이크로캡슐에 넣는 방법, 농약 유효성분을 사이크로텍스트린 등에 포접시키는 방법, 입제나 분제 등의 농약 제제 유효성분을 단독으로 또는 증량제 등과 함께 혼합하여 입자를 제조하고, 제조된 입자 핵을 왁스 또는 각종 수지로 피복하는 방법 등이 보고되고 있다. 그러나, 상기 종래 연구된 방법은 제조 공정이 복잡하거나, 사용되는 소재가 고가라는 등의 경제적인 문제점과 환경에 부정적 영향을 미친다는 환경적인 문제점이 지적되어 왔다.
이와 같이 약효의 지속시간을 연장하기 위한 기술의 일례로는 한국등록특허 제1659332호에 서방성 농약 및 그 제조방법에 대해 개시되어 있고, 한국등록특허 제1633290호에 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제 및 이를 이용한 방제방법이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제2014-0115304호에 살균 활성 성분을 함유하는 마이크로캡슐에 대하여 개시되어 있으나, 본 발명의 식물 추출물과 식물성 오일을 유화시켜 제조되는 마이크로에멀젼과 마이크로에멀젼을 캡슐화하여 제조되는 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법에 대하여 언급된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법을 제공하고, 상기 제조방법으로 제조한 친환경 식물병해 방제용 조성물이 항균력이 우수하고, 항균력 지속시간이 길어, 효과적으로 식물병해를 예방 및 방제할 수 있다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 항균성 제1 식물 추출물 및 식물성 오일을 혼합하여 고속 교반 유화시켜 W/O 마이크로에멀젼을 형성시키는 단계;
(2) 상기 W/O 마이크로에멀젼을 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액으로 다중 유화시켜 W/O/W 마이크로에멀젼을 형성시키는 단계;
(3) 상기 W/O/W 마이크로에멀젼을 알긴산나트륨 용액으로 가교 시켜 캡슐화하여 마이크로캡슐을 제조하는 단계; 및
(4) 상기 단계 (2)에서 제조한 W/O/W 마이크로에멀젼 및 상기 단계 (3)에서 제조한 마이크로캡슐을 혼합하고, 제2 식물 추출물, 목초액, 발효식초 및 미생물 발효액 중에서 선택된 어느 하나와 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액을 혼합한 혼합물에 분산시켜 안정화하는 단계;를 포함하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 친환경 식물병해 방제용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 친환경 식물병해 방제용 조성물을 작물의 묘포, 재배버섯, 수경작물, 특용작물, 원예 및 농작물의 병해방제제로 이용하는 방법을 제공한다.
본 발명은 식물 추출물과 식물성 오일을 유화시켜 제조되는 마이크로에멀젼과 상기 제조한 마이크로에멀젼을 캡슐화하여 제조되는 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 항균성이 있는 식물추출물 및 식물성오일을 유화제를 사용하여 유화시킨 마이크로에멀젼을 제조하고, 이를 생분해성 천연 다당류를 피막물질로 사용하여 마이크로캡슐화한다. 상기 제조한 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 일정 비율로 혼합하여 식물 추출물에 분산 및 안정화시키는 방법으로 친환경 식물병해방제용 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법으로 제조된 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해방제용 조성물은 항균 및 살균력이 우수할 뿐만 아니라, 서방성 약물로서 항균 및 살균 효과를 오랜 기간 지속할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 식물 추출물의 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 이용하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광분해법에 의해 분해된 분해시간별 키토산 평균분자량을 나타낸 것이다.
도 3은 키토산의 분자량별 항균활성에 대한 결과이다.
본 발명은 (1) 항균성 제1 식물 추출물 및 식물성 오일을 혼합하여 고속 교반 유화시켜 W/O 마이크로에멀젼을 형성시키는 단계;
(2) 상기 W/O 마이크로에멀젼을 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액으로 다중 유화시켜 W/O/W 마이크로에멀젼을 형성시키는 단계;
(3) 상기 W/O/W 마이크로에멀젼을 알긴산나트륨 용액으로 가교 시켜 캡슐화하여 마이크로캡슐을 제조하는 단계; 및
(4) 상기 단계 (2)에서 제조한 W/O/W 마이크로에멀젼 및 상기 단계 (3)에서 제조한 마이크로캡슐을 혼합하고, 제2 식물 추출물, 목초액, 발효식초 및 미생물 발효액 중에서 선택된 어느 하나와 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액을 혼합한 혼합물에 분산시켜 안정화하는 단계;를 포함하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
상기 단계 (1)에서, 항균성 제1 식물 추출물은 계피, 겨자, 울금, 어성초, 삼백초, 산초, 강황, 살구씨, 은행 및 자몽씨 중에서 선택된 하나 이상으로부터 추출한 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 은행 추출물과 살구씨 추출물이지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 식물성 오일은 카놀라 오일(Canola oil), 살구씨 오일, 로즈제라늄 오일(Rose geranium oil), 타임 오일(Thyme oil), 클로브버드 오일(Clove bud oil), 피마자 오일(Castor oil) 및 님 오일(Neem oil) 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다.
상기 단계 (1)에서, 5~30중량부의 제1 식물 추출물과 5~30중량부의 식물성 오일을 혼합하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 5~30중량부의 살구씨 및 은행 추출물에, 5~30중량부의 카놀라 오일을 혼합하는 것이며, 추가로 1~10중량부의 발효주정 또는 폴리올(polyol)을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 제1 식물 추출물과 식물성 오일의 혼합용액 100중량부에 대하여, 유화제, 5~50중량%의 트윈-20(Tween-20)을 첨가하고, 호모게나이져를 사용하여 5000~7000rpm으로 유화시키거나, SPG막 유화장치를 이용하여 유화시킴으로써, W/O 마이크로에멀젼을 제조하는 것이 바람직하다.
상기 단계 (2)의 30~54kDa의 키토산을 포함하는 키토산 용액은 (1) 고분자 키토산을 0.5~1.0%(v/v)의 초산 용액에 용해시켜 1~5%(w/v)의 키토산 초산 용액을 제조하는 단계; 및
(2) 상기 단계 (1)에서 제조한 키토산 초산 용액에 이산화티타늄(TiO2)의 광촉매를 첨가하고, 자외선을 조사하여 키토산의 분자량을 조절하는 단계;를 포함하는 광분해법으로 제조된 것이 바람직하지만, 이에 제한하지 않고, 광분해 조건에 따라 얼마든지 조절하여 제조하는 것이 가능하다.
상기 단계 (2) 또는 단계 (4)의 30~54kDa의 키토산을 포함하는 키토산 용액은 30~54kDa의 키토산을 유기산에 용해시킨 1~3중량%의 30~54kDa의 키토산 용액인 것이 바람직하지만 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 단계 (2)에서, W/O 마이크로에멀젼 100중량부에 대하여, 유화제인 트윈-80(Tween-80)을 5~15중량부를 첨가하고, 0.1~1.0%의 유기산에 용해시킨 1~3중량%의 30~54kDa의 키토산 용액 5~30중량부를 가한 후, 500~3,000rpm으로 10~30분 동안 교반하거나, SPG막유화장치를 사용하여 유화시켜 W/O/W 마이크로에멀젼을 제조하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 단계 (3)에서, W/O/W 마이크로에멀젼 100중량부에 대하여, 0.5~1.5중량% 알긴산나트륨 용액을 5~15중량부 첨가하여 캡슐의 피막이 얇고 소프트(Soft)한 마이크로캡슐을 제조하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하지 않는다.
상기 단계 (4)의 제2 식물 추출물은 솔잎, 은행잎, 감잎, 녹차잎, 쇠비름, 소리쟁이, 산초나무, 주목나무, 측백나무 및 편백나무 중에서 선택된 하나 이상으로부터 추출한 식물 추출물인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 솔잎 추출물인 것이지만 이에 제한하지 않는다.
상기 단계 (1) 또는 단계 (4)에서 제1 식물 추출물 또는 제2 식물 추출물의 추출 용매는 물, C1~C4의 저급 알코올, 아세톤, 초산, 구연산, 젖산 또는 이들의 혼합물인 것이지만 이에 제한하는 것은 아니다. 본 발명에 있어서 추출방법은 당업자가 필요에 따라 얼마든지 변형하여 실시할 수 있다.
상기 단계 (4)의 제2 식물 추출물, 목초액, 발효식초 및 미생물 발효액 중에서 선택된 어느 하나와 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액을 혼합한 혼합물 100중량부에 대하여, 5~50중량부의 W/O/W 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐의 혼합 용액을 분산시켜 안정화시키는 것이 바람직하며, 상기 단계 (4)에서의 W/O/W 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐의 혼합 비율은 1~10:10~1의 부피비인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 30~70:70~30의 부피비율로 혼합하는 것이고, 더욱더 바람직하게는 30:70, 50:50 또는 70:30의 부피비율로 혼합하는 것이지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 친환경 식물병해 방제용 조성물에 관한 것이다.
상기 식물병해는 황색포도상구균(S. aureus), 대장균(E. coli), 고초균(B. subtilis), 녹농균(P. aeruginosa) 및 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum)을 포함하는 식물병원균에 의한 식물병해일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 식물병해 방제용 조성물은 식물병원균의 세포벽 및 원형질을 파괴하거나, 작물의 표면에 물리적 피막을 형성함으로써 병원균의 침입을 억제하는 특징이 있고, 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐을 일정비율로 혼합함으로써, 약물의 방출 기간을 연장하여 효과가 오랫동안 지속될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 친환경 식물병해 방제용 조성물을 작물의 묘포, 재배버섯, 수경작물, 특용작물, 원예 및 농작물의 병해방제제로 이용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 식물병해 방제용 조성물을 이용한 병해 방제방법은 상기 식물병해 방제용 조성물 원액을 물로 희석하여 사용하며, 작물의 생육초기에는 병해방제용 조성물 원액을 500~1000배, 성장기에는 300~500배, 결실기에는 200~400배의 물로 희석하여 1~2주 간격으로 옆면 살포하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
실시예 1. 키토산의 광분해
1kg의 키토산을 0.5%(v/v)의 초산 용액 20ℓ에 용해시켜 5%(w/v)의 키토산 용액을 제조하고, 상기 제조한 5%(w/v)의 키토산 용액에 1g의 광촉매(TiO2)를 첨가하고, 교반해 주면서 72시간 동안 자외선을 조사하여 광분해 하였다.
그 결과, 도 2에 개시한 바와 같이 자외선 조사시간에 따라 키토산의 분해율이 증대되었으며, 자외선을 72시간 조사하였을 경우 평균 분자량이 1만 이하로 감소하였다. 광분해법으로 제조되는 저 분자량의 키토산은 순도와 수율이 거의 100% 수준이고, 분자량이 균일하며, 자외선 조사기간에 따라 분자량을 마음대로 조절할 수 있는 특징이 있다.
실시예 2. 살구씨 추출물의 제조
건조한 살구씨를 분쇄한 조미립자 분말 100g을 70%(v/v) 메탄올 500㎖에 넣고, 환류추출 장치를 사용하여 40~65℃에서 12시간 동안 교반해 주면서 가열 추출한 후 여과하였으며, 그 여과액을 회전감압증발기(Rotary evaporator)를 이용하여 감압 농축하였다.
실시예 3. 은행 및 솔잎 추출물의 제조
은행 및 솔잎 1kg을 각각 20중량%의 초산용액 5ℓ에 넣고, 실온에서 가끔 저어주면서 3개월 동안 침적시켜 추출한 후 여과하여 은행 추출물을 제조하였다. 상기 제조한 은행 및 솔잎 추출물에 탄산나트륨을 가하여 중화시킨 후, 가열 농축하여 셀로판 반투막 튜브에 넣고 3일 동안 투석하여 불순물을 제거하였다.
실시예 4. 마이크로 에멀젼의 제조
1단계 : 상기 실시예 2 및 실시예 3에서 제조한 은행 추출물 30중량부 및 살구씨 추출물 10중량부를 혼합하여 혼합 식물 추출물을 제조하였다.
카놀라 오일 15중량부; 살구씨 오일 5중량부; 및 폴리에틸렌글리콜(평균 분자량 600) 10중량부를 혼합하여 식물성 오일을 제조하였고, 상기 제조한 혼합 식물 추출물에 첨가하여 혼합용액을 제조하였다.
2단계 : 상기 제조한 혼합용액에 친유성 유화제인 5중량부의 디하이드록시 스테아릭산(Dihydroxy stearic acid) PEG-30을 첨가하고, 5,000~7,000rpm으로 5분동안 고속 교반하여 유화시켜 W/O 마이크로에멀젼을 형성시켰다.
3단계 : 상기 W/O 마이크로에멀젼 50중량부에 pH 6인 완충용액 10중량부를 첨가하고, 친수성 고분자 유화제 및 아크릴릭산-라우릴 아크릴레이트 공중합체(Acrylic acid-Lauryl acrylate copolymer)를 5중량부 첨가하고, 1,500rpm으로 교반하면서 저분자량의 키토산(평균분자량: 30kDa)을 0.5%(w/v) 초산용액에 용해시켜 3%(w/v) 키토산 용액 30중량부를 가하고, 다중 유화시켜 W/O/W 마이크로에멀젼을 제조하였다.
실시예 5. 마이크로 캡슐의 제조
상기 실시예 4에서 제조한 W/O/W 마이크로에멀젼 30중량부에 pH 6인 완충용액 10중량부를 가하고, 1,500rpm으로 교반하면서 1% 알긴산나트륨용액 15중량부를 가하고, 30분간 교반하여 가교시켜 캡슐화하여 마이크로캡슐 용액을 제조하였다. 상기 마이크로캡슐 용액을 여과한 후, 증류수로 충분히 씻어주고 자연건조하여 마이크로캡슐 분말을 얻었다.
실시예 6: 식물병해방제제용 조성물의 제조
상기 마이크로에멀젼과 마이크로캡슐을 50:50의 부피비율로 혼합한 마이크로에멀젼-마이크로캡슐 혼합용액 30중량부를, 솔잎추출물과 3%의 키토산용액(평균 분자량: 30kDa)을 50:50의 부피비율로 혼합한 혼합용액 70중량부에 분산시켜 식물병해방제용 조성물을 제조하였다.
실험예 1: 항균활성 시험 1
LB 액체배지에 pH 6으로 조절된 분자량별 키토산과 식물추출물의 시료용액을 각각 희석하여 0, 0.01, 0.015, 0.02, 0.025, 0.03, 0.035, 0.04, 0.05, 0.1%가 되도록 점적한 후, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ; ATCC 25923), 대장균 (Escherichia coli ; ATCC 25922)의 병원성 균주(피검균수: 104~105 CFU/㎖)를 접종하고, 30℃에서 24시간 진탕 배양하였다.
상기 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ; ATCC 25923), 대장균 (Escherichia coli ; ATCC 25922)의 병원성 균주 배양액을 생리식염수(0.85%(w/v) NaCl)로 희석하여 LB한천 평판배지에 고르게 펼쳐놓고, 30℃에서 24시간 배양한 후, 균 수에 변화가 없는 키토산 용액과 식물추출물의 농도를 최소성장억제농도(MIC, %) 값으로 하였다.
그 결과, 분자량별 키토산 용액의 항균 활성을 시험한 결과는 도 3에 개시하였으며, 식물추출물의 항균활성은 표 1에 개시하였다.
도 3에 개시한 키토산의 분자량별 최소성장억제농도(MIC)를 측정하여 항균활성 결과를 자세히 살펴보면, 30~54kDa의 범위에 속하는 36kDa 및 54kDa의 키토산 용액은 황색포도상구균(S. aureus) 및 대장균(E. coli)에 대한 MIC 값은 0.04~0.06%로, MIC 값이 감소되어 항균활성이 증대된 것을 확인하였으며, 키토산 분자량이 54kDa을 초과하거나, 30kDa 미만인 경우에는 오히려 항균 활성이 저하되는 것을 확인하였다.
또한, 표 1에 개시한 본 발명에 따른 식물추출물의 세균에 대한 최소성장억제농도(MIC)를 측정한 결과를 자세히 살펴보면, 은행/살구씨/솔잎 추출 혼합물(조성비 1:3:12 및 3:1:12)의 황색포도상구균(S. aureus) 및 대장균(E. coli)에 대한 MIC 값은 0.02~0.035%로 각 추출물을 단독으로 사용한 것에 비해 항균활성이 증진되었다.
식물 추출물의 항균활성
시료명
최소성장억제농도(MIC, %)
대장균 (E. coli ) 황색포도상구균(S. a ureus)
은행 추출물 0.075 0.060
살구씨 추출물 0.065 0.050
솔잎 추출물 0.100 0.080
1:3:12의 부피비로 혼합한 은행/살구씨/솔잎 추출물 0.035 0.025
3:1:12의 부피비로 혼합한 은행/살구씨/솔잎 추출물 0.030 0.020
실험예 2. 항균 활성 시험 2
PDA(Potato dextrose agar) 배지에 pH 6으로 조절된 식물추출물의 혼합비율이 다른 혼합용액, 실시예 4에서 제조한 다중 마이크로에멀젼(W/O/W), 실시예 5에서 제조한 마이크로캡슐 및 실시예 6에서 제조한 식물병해방제용 조성물을 각각 250배로 희석하여 점적한 후, 고초균(B. subtilis), 녹농균(P. aeruginosa ) 및 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum; ATCC 6205) 병원성 곰팡이 균주(피검균수: 104~105 CFU/㎖)를 접종하고, 30℃에서 24시간 진탕 배양하였다.
상기 병원성 세균 및 곰팡이균 배양액을 생리식염수(0.85% NaCl)로 희석하여 한천 평판배지에 고르게 펼친 다음, 30℃에서 48시간 동안 배양한 후, 집락수(CFU)를 세어 균 감소율(%)을 측정한 결과는 표 2와 같다.
본 발명의 식물병해방제용 조성물의 식물병원균에 대한 균 감소율(%)을 측정한 결과는 표 2에서 보는 바와 같이, 고초균(B. subtilis ), 녹농균(P. aeruginosa ) 및 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum)에 대한 균 감소율(%)은 조성물의 시료용액을 250배, 500배 희석용액에서 70~100%로 나타나 식물병원균에 대한 성장억제 효과가 매우 우수하였다.
본 발명에 따른 다중 에멀젼 및 조성물의 항균 활성

시료
균 감소율(%)
B. subtilis P. aeruginosa P. citrimium
250배 500배 250배 500배 250배 500배
실시예 4의 마이크로에멀젼 90 85 85 80 85 70
실시예 5의 마이크로캡슐 85 80 80 75 80 75
실시예 6의 조성물 100 100 100 95 95 90
균 감소율(%)={(조성물 무처리구의 균수-조성물 처리구의 균수)/조성물 무처리구의 균수}×100
실험예 3. 작물병해 방제 효과
실시예 6에서 제조된 식물병해 방제용 조성물의 푸른 곰팡이(Penicilum spp.)병에 대한 방제효과를 버섯(양송이) 재배 시험포장에서 시험하였다.
포장에서의 검정은 시료용액을 500배로 희석하여 버섯 재배 시험포장 배지에 발병하기 전부터 7일 간격으로 3회 처리하였고, 발병 10일 전 또는 발병 초부터 7일 간격으로 3회 처리하였으며, 식물병해방제용 조성물의 최종처리 10일 후에 발병도를 조사하여 방제효과를 평가하였다. 포장관리는 시설재배농가의 일반적인 경종법에 준하였고, 시험구는 난괴법으로 3번 반복 실시하였다. 조사방법은 최종 약제처리 후, 1m2의 버섯배지 면적을 1구로 기준하였으며, 1구 내에는 10~20주의 버섯을 포함하였다. 상기 버섯배지 1구당 병반 발생 배지 면적을 백분율로 환산한 것을 발병도(%)로 정의하였다.
본 실험예 3에서 실시한 양송이 버섯의 발병도(%) 및 방제가(%)를 하기 표 3에 개시하였다.
양송이 버섯의 푸른 곰팡이병에 대한 방제효과
시험군
발병도(%) 방제가(%)
1반복 2반복 3반복 평균
실시예 4의 마이크로에멀젼 발병초기 7.3 8.4 7.7 7.8 72.5
발명 10일 전 6.8 5.7 6.4 6.3 77.8
실시예 5의 마이크로캡슐
발병초기 7.4 7.0 6.6 7.0 75.4
발명 10일 전 4.7 6.3 5.8 5.6 80.3
실시예 6의 조성물 발병초기 4.5 3.9 5.0 4.5 84.2
발명 10일 전 2.5 2.2 2.8 2.5 91.2
무처리 27.3 25.6 32.4 28.4 -
발병도(%)=(1구에서 병반 발생 버섯배지의 면적/1구의 버섯배지의 전체면적)×100
방제가(%) = {(무 처리 시 발병도-처리 시 발병도)/무 처리 시 발병도}×100
상기 표 3에 개시한 바와 같이, 본 발명의 식물 추출물과 식물성 오일을 유화시켜 제조되는 마이크로에멀젼, 상기 제조한 마이크로에멀젼을 캡슐화하여 제조되는 마이크로캡슐을 식물병해 방제용 조성물을 시험포장에서 발병되기 10일 전부터 또는 발병 초에 처리한 경우, 버섯 시험포장에서의 푸른곰팡이 병에 대한 방제가는 각각 72.5%, 77.8%, 75.4%, 80.33%, 84.2% 및 91.2%로 나타났다.
본 발명의 식물병해 방제용 조성물을 발병 초기 또는 발병하기 10일 전에 처리한 경우, 식물 추출물과 식물성 오일을 유화시켜 제조되는 마이크로에멀젼 또는 상기 제조한 마이크로에멀젼을 캡슐화하여 제조되는 마이크로에멀젼 또는 상기 제조한 마이크로에멀젼을 캡슐화하여 제조되는 마이크로캡슐을 단독으로 처리한 경우에 비해 병해 방제효과가 현저하게 상승하였다.
또한, 본 발명의 식물병해 방제용 조성물을 병해가 발생하기 10일 전부터 처리한 경우에 비해서 병해 방제가가 7% 정도 상승하였다. 따라서 본 발명의 제조방법으로 제조한 식물병해 방제용 조성물을 재배 작물에 병해가 발생하기 전부터 본 발명의 식물병해 방제용 조성물을 250~500배 희석하여 1주에 1~2차례 처리함으로써 병해 발생을 예방할 수 있을 것으로 판단하였다.

Claims (12)

  1. (1) 항균성 제1 식물 추출물 및 식물성 오일을 혼합하여 고속 교반 유화시켜 W/O 마이크로에멀젼을 형성시키는 단계;
    (2) 상기 W/O 마이크로에멀젼을 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액으로 다중 유화시켜 W/O/W 마이크로에멀젼을 형성시키는 단계;
    (3) 상기 W/O/W 마이크로에멀젼을 알긴산나트륨 용액으로 가교 시켜 캡슐화하여 마이크로캡슐을 제조하는 단계; 및
    (4) 상기 단계 (2)에서 제조한 W/O/W 마이크로에멀젼 및 상기 단계 (3)에서 제조한 마이크로캡슐을 혼합하고, 제2 식물 추출물, 목초액, 발효식초 및 미생물 발효액 중에서 선택된 어느 하나와 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액을 혼합한 혼합물에 분산시켜 안정화하는 단계;를 포함하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)의 항균성 제1 식물 추출물은 계피, 겨자, 울금, 어성초, 삼백초, 산초, 강황, 살구씨, 은행 및 자몽씨 중에서 선택된 하나 이상으로부터 추출한 식물 추출물인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 식물성 오일은 카놀라 오일(Canola oil), 살구씨 오일, 로즈제라늄 오일(Rose geranium oil), 타임 오일(Thyme oil), 클로브버드 오일(Clove bud oil), 피마자 오일(Castor oil) 및 님 오일(Neem oil) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액은
    (1) 생분해성 키토산을 0.5~1.0%(v/v)의 초산 용액에 용해시켜 1~5%(w/v)의 키토산 초산 용액을 제조하는 단계; 및
    (2) 상기 단계 (1)에서 제조한 키토산 초산 용액에 이산화티타늄(TiO2)의 광촉매를 첨가하고, 자외선을 조사하여 키토산의 분자량을 조절하는 단계;를 포함하는 광분해법으로 제조된 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단계 (4)의 제2 식물 추출물은 솔잎, 은행잎, 감잎, 녹차잎, 쇠비름, 소리쟁이, 산초나무, 주목나무, 측백나무 및 편백나무 중에서 선택된 하나 이상으로부터 추출한 식물 추출물인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1) 또는 단계 (4)에서 제1 식물 추출물 또는 제2 식물 추출물의 추출 용매는 물, C1~C4의 저급 알코올, 아세톤, 초산, 구연산, 젖산 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단계 (2) 또는 단계 (4)의 30~54kDa의 키토산을 포함하는 키토산 용액은 30~54kDa의 키토산을 유기산에 용해시킨 0.1~3.0중량%의 30~54kDa의 키토산 용액인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 단계 (4)의 제2 식물 추출물, 목초액, 발효식초 및 미생물 발효액 중에서 선택된 어느 하나와 30~54kDa의 키토산을 함유하는 키토산 용액을 혼합한 혼합물 100중량부에 대하여, 5~50중량부의 W/O/W 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐의 혼합 용액을 분산시켜 안정화시키는 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 단계 (4)에서의 W/O/W 마이크로에멀젼 및 마이크로캡슐의 혼합 비율은 부피비로 1~10:10~1인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 친환경 식물병해 방제용 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 식물병해는 황색포도상구균(S. aureus), 대장균(E. coli), 고초균(B. subtilis), 녹농균(P. aeruginosa) 및 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum)을 포함하는 식물병원균에 의한 식물병해인 것을 특징으로 하는 친환경 식물병해 방제용 조성물.
  12. 제10항의 친환경 식물병해 방제용 조성물을 작물의 묘포, 재배버섯, 수경작물, 특용작물, 원예 및 농작물의 병해 방제제로 이용하는 방법.
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