KR20180081417A - 영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영릉향(零陵香) 추출물 포집 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병(rice blast disease) 방제용 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 벼 도열병 방제에 효과가 있는 것으로 알려진 영릉향 추출물의 약제침투성을 개선시키기 위하여 영릉향 추출물을 지질 나노 입자화시킨 벼 도열병 방제용 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조 방법에 따라 제조되는 영릉향 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물은 약제침투성이 우수하여 영릉향 추출물이 갖는 우수한 항균력을 벼에 효과적으로 전달할 수 있으므로 벼 농사와 관련된 농업 산업에 효과적으로 이용될 수 있다.

Description

영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물 및 이의 제조 방법{COMPOSITION FOR CONTROL OF RICE BLAST DISEASE COMPRISING LYSIMACHIAE FOENUM GRAECI COLLECTED LIPID NANO PARTICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 영릉향(零陵香) 추출물 포집 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병(rice blast disease) 방제용 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 벼 도열병 방제에 효과가 있는 것으로 알려진 영릉향 추출물의 약제침투성을 개선시키기 위하여 영릉향 추출물을 지질 나노 입자화시킨 벼 도열병 방제용 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도열병은 모 도열병, 잎 도열병 및 이삭 도열병으로 구분되고, 이 중 이삭 도열병에 의한 피해가 가장 크다(Ribot, C., Hirsch, J., Balzergue, S., Tharreau, D., Notteghem, J. L., Lebrun, M. H. and Morel, J. B. 2008. Susceptibility of rice to the blast fungus, Magnaporthe grisea. Journal of Plant Physiology. 165:114-124). 국내에서 재배되는 벼에 가장 심각한 피해를 주는 병해로 알려진 도열병에 의한 피해는 우리나라 뿐만 아니라 벼를 재배하고 있는 세계의 모든 지역에서 발생하는데 수량 감소와 쌀 품질 저하 외에 약제 방제에 따른 경영비 증가로 인한 경제적 손실, 잔류 독성 등의 환경 오염 등을 감안하면 피해는 상당하다(Noh et al., 1998).

그러나, 이러한 벼 도열병의 방제는 작물 보호제를 이용한 화학적인 방제법에 의해 주로 이루어져 왔다(Kang, K. D., Choi, Y. C., Park, Y. W., Kim, K., Choi, U. G. and Park, H. C. 2008. Biological control of plant pathogens by Bacillus sp. AB02. 2008. Journal of Life Science. 18(6):858-864). 그러나, 농약의 과다 사용으로 인한 난분해성 물질의 잔류에 의한 공기, 토양, 지하수의 오염으로 환경과 생태계에 악영향, 인축 독성 등 문제점들이 보고되어 왔다(Burpee, L. L. and Goulty, L. G. 1984. Evaluations of fungicides for control of pink and gray snow mold on creeping bentgrass. pp.6-7, In; Turfgrass Research Annual Report, R. W. Sheard(ed). Unic. of Guelph, Ontario. 38 및 Yoshie, Y., Katsushige, I., Yoshihisa, U., Atsuko, O., Kazutoh, T. and Hiroshin, N. 1993. Isolation, structures, and antifungal activities of new Aureobasidins. J. Antibiotics. 46:1347-1354).

이러한 문제점에 대한 대안으로, 천연물 살균제와 같은 생물 농약 등의 개발이 이루어지고 있다. 그 중 하나로, 대한민국 특허 688907호 (2007년 2월 23일 등록)는 울금 추출물 또는 커큐미노이드계 화합물을 유효성분으로 하는 벼 도열병 방제용 조성물을 개시하고 있다. 이 특허 공보에 따르면, 울금의 수 추출물이 아닌 메탄올 추출물이 벼 도열병에 매우 높은 방제 활성을 나타낸다는 것을 입증하고 있다.

한편, 영릉향의 줄기는 높이가 70 ㎝ 정도이며, 잎은 어긋나고 겹잎으로 여름에 잎겨드랑이에서 꽃줄기가 나와서 작은 나비 모양의 꽃이 피는 앵초과(Primulaceae)의 두해살이풀로서, 유럽이 원산지이고, 우리나라에도 분포하며 한방에서는 진통작용, 항염증작용 및 미백효과가 있는 것으로 알려져 있다.

본 발명자는 벼 도열병에 대한 천연 살균제를 개발하기 위한 연구의 일환으로 다수의 천연 약재의 추출물을 이용한 벼 도열병에 대한 방제 활성을 예의 연구한 결과, 영릉향 추출물이 벼 도열병에 대한 방제 활성이 있음을 발견하고, 이를 대한민국 등록특허 제10-1306883호로 보고한 바 있다. 그러나, 상기 특허문헌에 의한 영릉향 추출물 자체를 벼 도열병의 방제제로 직접 적용하는 경우에는 약제침투성이 그리 양호하지 않아 영릉향 추출물 자체의 우수한 항균력에도 불구하고 63.3% 정도의 방제가를 나타낼 뿐이어서 영릉향 추출물의 약제침투성을 개선시키기 위한 추가적인 연구가 요구되는 상황이었다.

KR 10-1306883 B

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 벼 도열병에 대한 방제 효과가 있는 영릉향 추출물의 약제침투성을 개선시켜 보다 효과적인 방제제로서 적용하고자 영릉향 추출물을 지질 나노 입자화시킨 벼 도열병 방제용 조성물 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물을 제공한다.

상기 지질 나노 입자에는 분산제, 보존제, 안정제 및 색소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 추가 성분을 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 에탄올에 지질 성분을 첨가하여 녹이고, 영릉향 추출물 및 유화제를 첨가하여 녹인 후, 냉수를 첨가하여 균질화시키는 것을 포함하는 영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자의 제조 방법을 제공한다.

상기 에탄올은 50% 에탄올인 것이 바람직하다.

상기 지질 성분은 스테아르산, 팔미트산 또는 트리미리스틴인 것이 바람직하다.

상기 유화제는 트윈 80인 것이 바람직하다.

상기 지질 나노 입자에는 분산제, 보존제, 안정제 및 색소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 추가 성분이 더 첨가되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 따라 제조되는 영릉향 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물은 약제침투성이 우수하여 영릉향 추출물이 갖는 우수한 항균력을 벼에 효과적으로 전달할 수 있으므로 벼 농사와 관련된 농업 산업에 효과적으로 이용될 수 있다.

도 1은 영릉향 추출물의 벼 도열병균에 대한 항균 활성을 평가한 결과이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물의 약제방제 효과시험 결과의 시험결과보고서를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하며, 대한민국 등록특허 제10-1306883호에 기재된 사항은 전체로서 본 발명의 명세서에 통합된다.

본 발명의 발명자는 영릉향 추출물의 우수한 벼 도열병균에 대한 항균 효과에도 불구하고 식물에 살포시 약제침투성이 약하여 63.3% 정도의 방제가를 나타내는 점을 개선시키기 위한 연구를 거듭한 결과, 영릉향 추출물을 지질 나노 입자 형태로 제조함으로써 식물의 약제침투성을 획기적으로 개선하여 영릉향 추출물의 항균 작용을 효과적으로 나타내게 할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물을 제공한다.

상기 영릉향 추출물은 대한민국 등록특허 제10-1306883호에 기재된 방법으로 제조할 수 있다. 본 명세서에서는 이에 대한 구체적인 기재를 생략한다.

한편, 본 발명의 상기 지질 나노 입자에는 분산제, 보존제, 안정제 및 색소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 추가 성분을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자를 포함하는 조성물은 살포시 여기에 한정되는 것은 아니지만 통상 약 천배 정도로 희석하여 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명의 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자의 제조 공정을 상세하게 설명한다.

본 발명의 영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자의 제조 방법은 에탄올에 지질 성분을 첨가하여 녹이고, 영릉향 추출물 및 유화제를 첨가하여 녹인 후, 냉수를 첨가하여 균질화시키는 공정에 의하여 제조된다.

먼저, 100ml 실린더에 에탄올 40ml, 물 40ml를 섞어 50% 에탄올 80ml를 제조한다. 100% 에탄올도 사용 가능하지만, 스터러(stirrer)에서 가열되면서 휘발되어 버리기 때문에 50% 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 1L 비이커에 50% 에탄올 80ml 넣은 후, 지질 성분으로서 스테아르산(stearic acid) 2g을 계량하여 넣고 스터러에 녹여준다. 스테아르산은 지질 성분으로 녹아서 영릉향 추출물 성분을 둘러싸 캡슐화한다. 2~3% 정도의 스테아르산을 넣었을 때 뭉치거나 가라앉지 않으면서 입자 형성이 잘되므로, 상기 농도의 스테아르산을 사용하는 것이 바람직하다. 지질 성분으로서 스테아르산 외에도 팔미트산(palmitic acid) 또는 트리미리스틴(trimyristin) 등을 사용하기도 하나, 세 가지 성분을 각각 사용했을 때, 결과물은 비슷하게 만들어지고 단지 단가의 차이가 나므로, 가장 저렴한 스테아르산을 사용하는 것이 경제성 측면에서 좋다.

다음으로, 영릉향 추출물 20ml 및 유화제 5ml을 넣고 스터러를 이용하여 2~3분간 잘 섞는다. 영릉향 추출물은 예를 들어 메탄올 추출물을 사용할 수 있고, 약 10배 농축된 것을 사용할 수 있다. 상기 유화제는 트윈(tween) 80을 사용하는 것이 바람직하다. tween 80의 HLB 값은 15로서, HLB 값이 13~15정도 되었을 때, 입자가 가장 잘 만들어지기 때문에 tween 80을 유화제로서 사용하는 것이 좋다.

위와 같은 공정에 의하여 준비된 약 105ml의 용액을 균질기(homogenizer)에 넣고 회전시킨다. 그리고, 냉수 395ml를 넣어 총 500ml 까지 맞춰준다. 이때 냉수를 넣고 회전속도를 높임으로서 입자가 보다 더 잘 형성될 수 있다. 유화(고속회전)하면서 나노 입자가 만들어졌을 때 냉수로 냉각하는데, 이는 녹아있던 지질들이 굳어있는 상태가 되어 영릉향 추출물 성분을 캡슐화하기 용이하기 때문이다. 균질기에서 약 20분 동안 균질화시킨다.

본 발명의 영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자에는 상기 설명된 각 성분들 이외에도 추가적으로 분산제, 보존제, 안정제 및 색소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 추가 성분이 더 첨가되는 것이 바람직하다.

분산제는 지질 성분이 오래 되면 서로 뭉쳐서 결합될 수 있으므로, 이것을 방지하기 위해 첨가한다. 예를 들어, 잔탄검을 사용할 수 있으며, 점도를 높여 서로 뭉치는 것을 방지할 수 있다.

보존제는 약제의 곰팡이 오염을 방지하기 위한 것으로서, 예를 들어, 솔빈산 칼륨(Potassium sorbate)을 들 수 있다.

안정제는 약제가 처리된 후 식물체에 점착성이 유지되게 하는 것으로서, 예를 들어 마이크로 입자 시약으로서 네오 HP(제조사 :삼약제닉스/옥수수전분) 또는 글루타르알데히드(Glutaraldehyde) 25%(제조사: DAEJUNG) 등을 사용할 수 있을 것이다.

색소는 이를 지질 나노 입자에 포함시킴으로써 약제를 살포한 후 물을 뿌리고 남은 색소 물질을 확인함으로써 약제의 식물체에 점착성을 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예를 기재한 것이며, 하기 실시예에 기재된 사항에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되어 해석되는 것은 아니다.

[실시예]

1. 영릉향 추출물의 제조

영릉향 메탄올 추출물은 완전 건조한 영릉향을 분쇄기로 분쇄하고, 이 분말 시료와 6배 부피의 95% 메탄올을 혼합하고 50℃에서 24시간 동안 추출하여 여과한 후 농축하여 제조하였다.

2. 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자의 제조

100ml 실린더에 에탄올 40ml, 물 40ml를 섞어 50% 에탄올 80ml를 제조한다. 1L 비이커에 50% 에탄올 80ml 넣은 후, 스테아르산 2g을 계량하여 넣고 스터러에 녹여준다. 다음으로, 영릉향 메탄올 추출물 20ml 및 tween 80 5ml을 넣고 스터러를 이용하여 2~3분간 잘 섞는다. 위와 같은 공정에 의하여 준비된 약 105ml의 용액을 균질기(homogenizer)에 넣고 회전시킨다. 그리고, 냉수 395ml를 넣어 총 500ml 까지 맞춰준다. 균질기에서 약 20분 동안 균질화시켜 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자를 제조하였다.

3. 벼 도열병 방제 효과 평가

3.1. 영릉향 추출물의 벼 도열병균에 대한 항균 효과 검정

벼 도열병균(Magnaporthe oryzae)을 시험균주로하고 플레이트에 컨플루언트하게 배양하였다. 여기에 디스크평판법으로 영릉향 추출물을 각 농도별로 처리하여 5일 동안 배양하였다. 도 1 및 표 1에 나타난 바와 같이, 영릉향 추출물은 농도 의존적으로 벼 도열병균에 대한 항균 활성이 증가함을 확인할 수 있었다.

[표 1] 영릉향 추출물의 벼 도열병균의 성장 억제 효과

3.2. 벼 잎도열병 약제방제 효과시험

상기 항목 2.로부터 제조된 본 발명의 영릉향 추출물 지질 나노 입자를 포함하는 약제 조성물을 대상으로 경기도 수원시 소재의 (주)한국식물환경연구소에 벼 잎도열병 약제방제 효과시험을 의뢰하였다. 도 2 내지 도 7은 시험결과보고서로서, 본 발명의 영릉향 추출물이 포집된 지질 나노 입자의 방제가는 83.0%로서 영릉향 추출물의 방제제가 63.3%보다 방제 효과가 현저히 우수함을 알 수 있었다.

Claims (7)

1. 영릉향(零陵香) 추출물이 포집된 지질 나노 입자를 포함하는 벼 도열병 방제용 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 분산제, 보존제, 안정제 및 색소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 추가 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 벼 도열병 방제용 조성물.
3. 에탄올에 지질 성분을 첨가하여 녹이고, 영릉향(零陵香) 추출물 및 유화제를 첨가하여 녹인 후, 냉수를 첨가하여 균질화시키는 것을 포함하는 영릉향 추출물 포집 지질 나노 입자의 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 에탄올은 50% 에탄올인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 지질 성분은 스테아르산, 팔미트산 또는 트리미리스틴인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 유화제는 트윈 80인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
7. 제 3항에 있어서, 분산제, 보존제, 안정제 및 색소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 추가 성분을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

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