KR20200144623A - 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자색광-적외선 혼합광을 곰팡이에 조사하는 단계를 포함하는 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자색광-적외선 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법은 사람, 동물 및 식물에 유해를 가하지 않고, 공간 및 환경에 상관없이 효과적으로 곰팡이를 억제할 수 있으며, 식품 및 알레르기 원인균, 무좀균 및 식물병 유발균 중에서 선택된 1종 이상의 곰팡이의 생장 및 포자 형성이 현저하게 억제되는 것을 확인하였으므로, 곰팡이가 자주 발생하는 공간 및 식품의 살균처리 및 곰팡이에 의해 발생하는 알러지, 무좀의 치료뿐만 아니라 식물병 방제 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 자색광-적외선 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법은 사람, 동물 및 식물에 유해를 가하지 않고, 공간 및 환경에 상관없이 효과적으로 곰팡이를 억제할 수 있으며, 식품 및 알레르기 원인균, 무좀균 및 식물병 유발균 중에서 선택된 1종 이상의 곰팡이의 생장 및 포자 형성이 현저하게 억제되는 것을 확인하였으므로, 곰팡이가 자주 발생하는 공간 및 식품의 살균처리 및 곰팡이에 의해 발생하는 알러지, 무좀의 치료뿐만 아니라 식물병 방제 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
Description
본 발명은 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자색광-적외선 혼합광을 곰팡이에 조사하는 단계를 포함하는 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법에 관한 것이다.
곰팡이는 적당한 조건 아래에서 급속하게 생장할 수 있으며, 주거공간과 산업공간, 공산품에도 다양한 곰팡이가 생장할 수 있다. 곰팡이 생장에 따른 부식, 변색 및 착색 등에 의해 주거공간과 산업공간, 다양한 공산품들이 적지 않은 피해를 입을 뿐 아니라, 질병 전파의 요인이 되기도 한다. 곰팡이는 콧물, 눈 자극, 피부 발진, 비염, 특히 천식을 악화시킬 수가 있으며, 유아와 어린이 그리고 호흡기 질환이나 알레르기를 갖는 사람, 면역력이 약해진 사람 등에게 더욱 영향을 미칠 수가 있기 때문에, 곰팡이의 생성 및 번식억제를 위한 꾸준한 관리가 필요하다.
일반적으로 곰팡이를 제거하기 위해 화학제품을 사용하지만, 화학제품의 경우 유기물(오염물)과 의 접촉시 산화(살균)작용과 함께 염소가스가 발생하기 때문에 인체의 안구, 호흡기 점막 등에 자극을 주게 되며, 사방이 막힌 곳에서의 사용시 작업자가 질식하게 되는 위험성이 있어 그 취급 및 사용에 있어 주의를 요하게 된다.
곰팡이가 주로 발생하는 공간을 살균하기 위해서 자외선과 광촉매를 이용한 방법을 사용하는 방법도 선행연구 되어 있지만, 자외선의 경우 넓은 공간을 살균하는데 적절하지 않으며, 자외선광은 수은을 사용하기 때문에 이로 인한 환경문제, 사용시 깨짐으로 인한 수은 노출 등의 위험이 존재한다. 또한, 대부분의 자외선광은 인체에 노출시 눈과 피부에 악영향을 미치는 한편, 특히, 250nm 영역의 단파장은 DNA를 파괴시키고 피부암을 유발하며, 300 ~ 390nm의 장파장이라도 망막이나 피부에 조사되는 강도가 강하면 눈과 피부를 자극하게 되므로 인체에 유해하다는 문제점이 있었다.
한편, 곰팡이에 의해 유발되는 질병 중 무좀의 경우, 치료를 위해 내복약이나 연고 등을 주로 사용하지만, 치료기간이 길고 재발이 빈번하게 이루어지는 단점이 있다. 이에, 무좀의 원인인 곰팡이를 사멸시킬 수 있는 좀 더 적극적인 치료방법이 요구되고 있다.
또한, 곰팡이에 의해 발생하는 식물병 중에서, 잿빛곰팡이병은 지상부에 발생하는 병 중에서 거의 모든 채소와 화훼, 과수에 발생하는 다범성균으로 주로 과실에 발생하여 많은 피해를 가져오고 있다. 또한 이 균은 수확 후 이차적으로 저장, 운송, 판매 중의 과일류와 채소류에 부패병을 일으킨다. 잿빛곰팡이병 방제를 위해 화학농약을 주로 사용하나, 화학농약에 대한 내성균이 빈번하게 출연하여 화학요법에 의한 방제의 효과가 떨어지고 있는 것이 현실이며, 일부 효과를 갖는 농약의 경우에도 잔류독성문제로 인하여 과실을 수확해야 하는 딸기나 오이 등에 있어서는 그 사용이 엄격하게 제한되고 있는 실정이다. 따라서 화학농약을 대체할 수 있는 잿빛곰팡이병 방제 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
이에 본 발명의 발명자들은 사람, 동물 및 식물에 유해를 가해지 않고, 공간 및 환경에 상관없이 효과적으로 곰팡이를 억제하는 방법을 도출하기 위해 예의 노력한 결과, 자색광-적외선 혼색광 조사에 인해 식품 및 알레르기 원인균, 무좀균 및 식물병 유발균으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 곰팡이의 생장 및 포자 형성이 현저하게 억제되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 혼합광 조사를 이용한 식물의 잿빛 곰팡이병 방제방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합광 조사를 이용한 식품의 곰팡이 발생 억제 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합광 조사를 이용한 무좀 치료용 기기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해,
본 발명은 자색광-적외선 혼합광을 곰팡이에 조사하는 단계를 포함하며,
상기 곰팡이는 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger), 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum) 및 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700 ~ 1500nm 파장대역일 수 있다.
본 발명은 또한, 잿빛곰팡이병이 발생한 식물에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 단계를 포함하는 잿빛곰팡이병 방제 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 잿빛곰팡이병은 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)에 의해 유발된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700 ~ 1500nm 파장대역일 수 있다.
본 발명은 또한, 식품에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 단계를 포함하는 식품의 곰팡이 발생 억제 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 자색광-적외선 혼합광 조사에 의해 식품 속의 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 또는 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum)의 생장 및 포자 형성이 억제될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700 ~ 1500nm 파장대역일 수 있다.
본 발명은 또한, 자색광을 발생시키는 적어도 하나의 자색 LED와, 전원인가시 적외선광을 발생시키는 적어도 하나의 적외선 LED를 포함하는 광원부;를 포함하고, 상기 자색광과 적외선광이 혼합된 혼합광을 무좀균에 조사하는 것을 특징으로 하는 무좀 치료용 기기를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 무좀균은 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 자색 LED는 360 ~ 420nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 광원이며, 상기 적외선 LED는 700 ~ 1500nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 광원일 수 있다.
본 발명에 따른 자색광-적외선 혼합광 조사를 이용한 곰팡이 생장 억제 방법은 사람, 동물 및 식물에 유해를 가하지 않고, 공간 및 환경에 상관없이 효과적으로 곰팡이를 억제할 수 있으며, 식품 및 알레르기 원인균, 무좀균 및 식물병 유발균 중에서 선택된 1종 이상의 곰팡이의 생장 및 포자 형성이 현저하게 억제되는 것을 확인하였으므로, 곰팡이가 자주 발생하는 공간 및 식품의 살균처리 및 곰팡이에 의해 발생하는 알러지, 무좀의 치료뿐만 아니라 식물병 방제 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 자색광-적외선 혼합광 조사를 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자색광 LED 및 적외선 LED를 포함하는 모듈에 적용되는 광원부를 도시한 것으로, (a)는 단일 모듈기판이고, (b)는 분할된 제 1, 2 모듈기판이다.
20 : 광원부, 21: 자색 LED, 22: 적외선 LED, 23: 모듈기판, 24a: 자색 LED가 복수 개 탑재되는 제1 모듈기판, 24b: 적외선 LED(22)가 복수개 탑재되는 제2모듈기판
도 2는 본 발명에 따른 실험에 사용된 장비를 나타내는 사진이다.
도 3은 푸사리움 그라미네아럼(Fusarium graminearum; Fg), 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata; Aa), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; An)에 자색광, 적외선 및 자색광-적외선 혼합광을 처리하였을 때, 곰팡이의 생장 및 포자 형성 정도를 확인한 데이터이다. 괄호 내 숫자는 배양 날짜를 나타내며, 붉은 화살표가 나타내는 진녹색(Aa), 검은색(An) 부분은 곰팡이 포자가 생성되어 집적된 부분을 나타낸다.
도 4는 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum; Pi), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes; Tm), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum; Cg), 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)에 자색광, 적외선 및 자색광-적외선 혼합광을 처리하였을 때, 곰팡이의 생장 및 포자 형성 정도를 확인한 데이터이다. 괄호 내 숫자는 배양 날짜를 나타내며, 붉은 화살표는 곰팡이 포자가 생성되어 집적된 부분, Bc의 노란원은 균사 생장 경계를 나타낸다.
20 : 광원부, 21: 자색 LED, 22: 적외선 LED, 23: 모듈기판, 24a: 자색 LED가 복수 개 탑재되는 제1 모듈기판, 24b: 적외선 LED(22)가 복수개 탑재되는 제2모듈기판
도 2는 본 발명에 따른 실험에 사용된 장비를 나타내는 사진이다.
도 3은 푸사리움 그라미네아럼(Fusarium graminearum; Fg), 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata; Aa), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; An)에 자색광, 적외선 및 자색광-적외선 혼합광을 처리하였을 때, 곰팡이의 생장 및 포자 형성 정도를 확인한 데이터이다. 괄호 내 숫자는 배양 날짜를 나타내며, 붉은 화살표가 나타내는 진녹색(Aa), 검은색(An) 부분은 곰팡이 포자가 생성되어 집적된 부분을 나타낸다.
도 4는 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum; Pi), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes; Tm), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum; Cg), 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)에 자색광, 적외선 및 자색광-적외선 혼합광을 처리하였을 때, 곰팡이의 생장 및 포자 형성 정도를 확인한 데이터이다. 괄호 내 숫자는 배양 날짜를 나타내며, 붉은 화살표는 곰팡이 포자가 생성되어 집적된 부분, Bc의 노란원은 균사 생장 경계를 나타낸다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 일관점에서, 자색광-적외선 혼합광을 곰팡이에 조사하는 단계를 포함하며,
상기 곰팡이는 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata; Aa), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; An), 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum; Pi), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes; Tm), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum; Cg) 및 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700 ~ 1500nm 파장대역인 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자색광 LED 및 적외선 LED를 포함하는 모듈에 적용되는 광원부를 도시한 것으로, (a)는 단일 모듈기판이고, (b)는 분할된 제1,2 모듈기판이다.
도 1에서 상기 광원부(20)는 도 1a 에 도시한 바와 같이, 상기 자색 LED(21)와 적외선 LED(22)가 복수개 탑재되는 적어도 하나의 모듈기판(23)을 포함하거나 도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 자색 LED(21)가 복수개 탑재되는 제1모듈기판(24a)과, 상기 적외선 LED(22)가 복수개 탑재되는 제2모듈기판(24b)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 다양한 형태의 모듈기판을 제조하여 사용할 수 있다.
상기 모듈기판(23) 또는 제1모듈기판(24a)에 탑재되는 자색 LED(21)는 전원인가시 360 ~ 420nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키며, 상기 모듈기판(23) 또는 제2모듈기판(24b)에 탑재되는 적외선 LED는 700 ~ 1500nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 것이다.
상기 자색 LED(21)와 적외선 LED(22)로부터 방출되는 특정 파장대역의 빛은 곰팡이의 세포 내부에 존재하는 광감각제인 포르피린 등에 흡수되어 여기(excited)시키고, 여기된 포르피린 등은 세포 내부에 존재하는 안정적인 산소를 활성산소(ROS; Reactive oxygen species)로 변화시킬 수 있다. 이때, 적당한 양의 활성산소는 세포의 항상성 등에 도움을 주지만 급격히 그 양이 증가하게 되면 세포 내의 지질 과산화, 단백질 변성, DNA 손상 등을 일으키게 되어 곰팡이를 사멸시킨다.
또한, 적외선 LED에서 방출되는 특정파장 대역의 빛은 외부가 균사로 이루어진 곰팡이에 대한 침투가 더욱 효과적이다.
또한, 곰팡이의 경우 고등생물로써 주변환경을 인지하여 환경에 적응하면서 영양생장과 생식생장을 하며, 이러한 환경적 요인, 즉 주변의 빛과 온도, PH, 주변 영양분, CO2 등을 통해 주변 환경을 인식한다. 이러한 곰팡이의 빛을 인지하는 색소는 피토크롬(Phytochorom)계열, 시토크롬(Cytochrome)계열, DNA 광분해효소(DNA photolyase) 계열이며, 각각의 색소계열은 360 ~ 420nm와 700 ~ 1500nm 계열의 빛을 최대로 흡수할 수 있다. 따라서 곰팡이에 대한 영양생장(생육)과 생식생장(포자형성)에 대한 빛의 효과는 단일 파장을 적용하였을 때 보다 본 발명처럼 혼합할 경우 더욱 효과적이다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 도 2에 나타낸 사진과 같이 박스의 상부에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 LED 모듈이 구비되어 있는 장비를 제작하여 사용하였다. 자색광-적외선 혼합광을 조사할 수 있는 광 모듈이라면 특별한 제한은 없으며, 자색광을 발광하는 모듈과 적외선을 발광하는 모듈이 반드시 하나의 모듈로 구성되어야 하는 것도 아니며, 곰팡이가 존재하는 것으로 파악되는 부위로 광이 조사되어 혼색광의 형태로 제공될 수 있다면 어떠한 구성이어도 좋다.
본 발명의 구체적인 다른 일실시예에서, 자색광-적외선 혼합광의 항곰팡이 효능을 확인하기 위해, 총 7종의 곰팡이를 이용하여 실험을 수행하였다 (표 1). 암조건, 자색광 단일파장(405nm), 적외선 단일파장(850nm) 및 자색광-적외선 혼합파장(405 nm + 850 nm) 조건에서 7종의 곰팡이를 각각 배양한 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata; Aa), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; An)의 경우, 혼합파장 조건에서 포자의 생성량이 감소한 것을 확인하였다.
포자생성량이 감소한다는 것은 두 가지 중요한 의미를 갖는다. 첫째, 곰팡이의 포자는 곰팡이가 가지고 있는 가장 강력한 번식 수단이므로 포자생성량의 감소는 전체적인 곰팡이 생장 억제를 유도할 수 있다. 실제로 식물이나 동물 병원성 곰팡이를 제어하고자 할 때 포자생성을 억제하는 수단을 많이 사용하기도 한다. 따라서 포자생성량을 감소시키는 빛의 의한 효과는 일종의 강력한 항곰팡이 효과로 볼 수 있다. 둘째, 곰팡이에 의한 알레르기의 원인은 주로 곰팡이가 생성하는 포자에 의해 유발되므로 빛 조건에 의한 포자생성량의 감소는 곰팡이에 의한 알레르기 감소 효과를 가져올 수 있다.
또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum; Pi), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes; Tm), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum; Cg), 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)의 경우, 단일 파장 조건 보다 혼합파장 조건에서 곰팡이 생장이 현저하게 억제되는 것을 확인하였다.
즉, 본 발명에서는 자색광 및 적외선 두 파장대의 빛을 혼합함으로써 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제에 명확한 상승효과를 보이는 것을 확인하였으며, 식품 및 알레르기 원인균, 무좀균 및 식물병 유발균 중에서 선택된 1종 이상의 곰팡이의 생장 및 포자 형성이 현저하게 억제되는 것을 확인하였으므로, 곰팡이가 자주 발생하는 공간의 살균처리 및 곰팡이에 의해 발생하는 알러지, 무좀의 치료뿐만 아니라 식물병 방제 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 다른 관점에서, 잿빛곰팡이병이 발생한 식물에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 단계를 포함하는 잿빛곰팡이병 방제 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 잿빛곰팡이병은 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)에 의해 유발된 것을 특징으로 하지만, 자색광-적외선 혼합광에 의해 생장 및 포자 형성 억제 효과를 보이는 식물병 유발 곰팡이에 모두 적용이 가능하다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 식품에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 단계를 포함하는 식품의 곰팡이 발생 억제 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 자색광-적외선 혼합광 조사에 의해 식품 속의 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; An) 또는 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum; Pi)의 생장 및 포자 형성을 억제하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명은 또 다른 관점에서, 자색광을 발생시키는 적어도 하나의 자색 LED와, 전원인가시 적외선광을 발생시키는 적어도 하나의 적외선 LED를 포함하는 광원부;를 포함하고, 상기 자색광과 적외선광이 혼합된 혼합광을 무좀균에 조사하는 것을 특징으로 하는 무좀 치료용 기기에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 무좀균은 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes; Tm)인 것을 특징으로 하나, 자색광-적외선 혼합광에 의해 생장 및 포자 형성 억제 효과를 보이는 무좀균 유발 곰팡이에 모두 적용이 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 자색 LED는 360 ~ 420nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 광원이며, 상기 적외선 LED는 700 ~ 1500nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 광원인 것을 특징으로 하며, 바람직하게 무좀 치료용 기기는 도 1의 모식도와 같이 자색광 LED 및 적외선 LED를 포함하는 모듈을 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
자색광-적외선 혼합광을 조사하는 LED 모듈 제작
본 발명에서는 자색광-적외선 혼합광에 의한 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 효능을 확인하기 위해, 도 2에 나타낸 사진과 같이 박스의 상부에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 LED 모듈이 구비되어 있는 장비를 제작하여 사용하였다.
자색광-적외선 혼합광에 따른 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제능 확인
2-1: 곰팡이 준비
항곰팡이 효과 검증대상은 총 7종을 선발하였다(표 1). 확보한 곰팡이 균주 중 푸사리움 그라미네아럼(Fusarium graminearum; Fg)과 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)를 제외한 균주들은 해당 곰팡이 종의 분류/동정에 사용되는 표준균주로서(Type strain) 해당 종의 특성을 파악하는데 전세계적으로 가장 활용도가 높은 균주이다. 표준균주들은 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)로부터 구매/분양받아 사용하였다.
| 곰팡이 학명 (약어) | 출처 | 특성 |
| 푸사리움 그라미네아럼 Fusarium graminearum (Fg) |
국내분리균주 | 붉은곰팡이병균(옥수수, 밀, 보리, 벼 등) |
| 알터나리아 알터나타 Alternaria alternata (Aa) |
생물자원센터 (KCTC6005) |
실내 오염균(알레르기 원인균) |
| 아스페르길루스 니게르 Aspergillus niger (An) |
생물자원센터 (KCTC6317) |
검은빵곰팡이 |
| 페니실리움 이탈리쿰 Penicillium italicum (Pi) |
생물자원센터 (KCTC6437) |
푸른곰팡이병균(식품 및 알레르기 원인균) |
| 트리코파이톤 멘타그로파이트 Trichophyton mentagrophytes (Tm) |
생물자원센터 (KCTC6077) |
실내 오염균(무좀균) |
| 케토미움 글로보숨 Chaetomium globosum (Cg) |
생물자원센터 (KCTC6059) |
실내 오염균(알레르기 원인균) |
| 보트리티스 시네레아 Botrytis cinerea (Bc) |
국내분리균주 | 잿빛곰팡이병균(딸기, 포도 등) |
2-2: 자색광-적외선 혼합광 조사
빛에 의한 효과 이외에 곰팡이의 생장에 영향을 줄 수 있는 외부 요인들을 통제하기 위하여 영양배지(complete medium) 조건에서 곰팡이를 중앙 접종한 후에 배지로부터 10cm 위에서 하루 24시간 빛을 조사하며 생육 최적온도인 상온(25 ~ 30℃에서 배양하였다. 자색광-적외선 혼합광의 항곰팡이 효능을 확인하기 위해, 총 7종의 곰팡이를 이용하여 실험을 수행하였다 (표 1).
암조건, 자색광 파장(405nm), 적외선 단일파장(850nm) 및 자색광-적외선 혼합파장(405 nm + 850 nm) 조건에서 7종의 곰팡이를 각각 배양하였으며, 실험 결과에 따라 두 그룹으로 나누어 도 3 및 도 4에 결과를 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, 첫 번째 그룹은 푸사리움 그라미네아럼(Fusarium graminearum; Fg), 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata; Aa), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger; An)가 속하며, 이들 세 종의 곰팡이는 빛 조건에도 명확한 생장의 저해를 보이진 않았다.
하지만 Fg의 경우 암조건과 850nm 조건에 비해 405nm 단일파장과 혼합파장(405nm+850nm) 조건에서 색소의 생성이 크게 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 붉은 색소인 aurofusarin계열의 색소 생성보다는 자외선에 대한 방어 메커니즘으로 생성되는 오렌지색의 carotenoid 생성이 더 많이 유도되었음을 의미한다.
Aa와 An의 경우 Fg에서와 마찬가지로 빛의 조사에 의해 눈에 띄는 생장의 저해를 보이진 않았으나 진한 색소의 축적이 405nm에서와 혼합파장에서 명확히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
Aa에서 진녹색, Am에서 검은색은 곰팡이 포자를 나타내며, 색소 축적이 감소하였다는 것은 포자의 생성량이 크게 감소한 것을 의미한다. 즉, 혼합파장 조건에서 Aa 및 An의 생장이 크게 감소하지는 않았지만, 단일파장에 비해 포자 형성의 억제 효과가 우수한 것을 확인하였다.
도 4에 나타난 바와 같이, 두 번째 그룹에는 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum; Pi), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes; Tm), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum; Cg), 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; Bc)가 속하며, 이들 곰팡이 종들에 대해서는 405nm와 혼합파장(405nm + 850nm)의 빛 조사에 따라 강력한 항곰팡이 활성을 보이는 것을 확인하였다.
특히 Pi의 경우 생장 억제 효과뿐만 아니라 포자 형성(도 5의 붉은 화살표)이 억제된 것을 확인하였으며, Cg, Pi, Bc의 경우 405nm 단일 파장보다 혼합파장에서 곰팡이 생장이 현저하게 억제되는 것을 확인하였다.
즉, 본 발명에서는 자색광 및 적외선 두 파장대의 빛을 혼합함으로써 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제에 명확한 상승효과를 보이는 것을 확인하였으며, 식품 및 알레르기 원인균, 무좀균 및 식물병 유발균 중에서 선택된 1종 이상의 곰팡이의 생장 및 포자 형성이 현저하게 억제되는 것을 확인하였으므로, 곰팡이가 자주 발생하는 공간의 살균처리 및 곰팡이에 의해 발생하는 알러지, 무좀의 치료뿐만 아니라 식물병 방제 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
20: 광원부, 21: 자색 LED, 22: 적외선 LED, 23: 모듈기판, 24a: 자색 LED가 복수 개 탑재되는 제1 모듈기판, 24b: 적외선 LED(22)가 복수개 탑재되는 제2 모듈기판
Claims (11)
- 자색광-적외선 혼합광을 곰팡이에 조사하는 단계를 포함하며,
상기 곰팡이는 알터나리아 알터나타(Alternaria alternata), 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger), 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum), 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes), 케토미움 글로보숨(Chaetomium globosum) 및 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700 ~ 1500nm 파장대역인 것을 특징으로 하는 곰팡이 생장 및 포자 형성 억제 방법.
- 잿빛곰팡이병이 발생한 식물에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 단계를 포함하는 잿빛곰팡이병 방제 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 잿빛곰팡이병은 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)에 의해 유발된 것을 특징으로 하는 잿빛곰팡이병 방제 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700 ~ 1500nm 파장대역인 것을 특징으로 하는 잿빛곰팡이병 방제 방법.
- 식품에 자색광-적외선 혼합광을 조사하는 단계를 포함하는 식품의 곰팡이 발생 억제 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 자색광-적외선 혼합광 조사에 의해 식품에 발생하는 아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 또는 페니실리움 이탈리쿰(Penicillium italicum)의 생장 및 포자 형성을 억제하는 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 발생 억제 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 자색광은 360 ~ 420nm 파장대역이며, 적외선은 700~1500nm 파장대역인 것을 특징으로 하는 식품의 곰팡이 발생 억제 방법.
- 자색광을 발생시키는 적어도 하나의 자색 LED와, 전원인가시 적외선광을 발생시키는 적어도 하나의 적외선 LED를 포함하는 광원부;를 포함하고, 상기 자색광과 적외선광이 혼합된 혼합광을 무좀균에 조사하는 것을 특징으로 하는 무좀 치료용 기기.
- 제9항에 있어서, 상기 무좀균은 트리코파이톤 멘타그로파이트(Trichophyton mentagrophytes)인 것을 특징으로 하는 무좀 치료용 기기.
- 제9항에 있어서, 상기 자색 LED는 360 ~ 420nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 광원이며, 상기 적외선 LED는 700 ~ 1500nm의 파장대역을 갖는 빛을 발생시키는 광원인 것을 특징으로 하는 무좀 치료용 기기.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116617586A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-22 | 北京工业大学 | 一种紫外光交联辅助红外光照射的光调控系统及应用和方法 |
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2019
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| CN116617586A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-22 | 北京工业大学 | 一种紫外光交联辅助红外光照射的光调控系统及应用和方法 |
| CN116617586B (zh) * | 2023-05-25 | 2024-01-23 | 北京工业大学 | 一种紫外光交联辅助红外光照射的光调控系统及应用和方法 |
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