KR20220046787A - 해조류추출물을 이용한 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법 - Google Patents

Abstract

"친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법"이 개시된다. 본 발명에 의한 "친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법"은, 해조류를 비열 플라즈마 처리하는 단계와; 비열 플라즈마 처리된 해조류로부터 해조류추출물을 추출하는 단계와; 나노버블수를 이용하여 미세조류를 배양하고, 미세조류배양액을 발효하는 단계와; 강황으로부터 커큐민을 추출하는 단계와; 해조류추출물과 미세조류발효액과 커큐민을 혼합하여 억제제를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 해조류추출물과 상기 미세조류발효액 및 상기 커큐민의 혼합비율은 7: 1: 2의 비율이며, 상기 해조류추출물은 파래류, 김, 해인초, 서실, 청각, 스피리루나를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

해조류추출물을 이용한 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법{Eco-friendly honeybee mites inhibitor manufacturing method using marine plant extract}

본 발명은 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세히는 해조류추출물을 이용한 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법에 관한 것이다.

양봉산업을 영위하는 과정에서 발생하는 병해충은 양봉생산성을 저해하고 산물의 품질을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 대표적인 꿀벌 해충으로 꿀벌진드기와 꿀벌응애류(바로아디스트럭트, 트로필라스 크라레)가 있으며, 꿀벌 질병은 노제마병, 부저병, 백묵병, 바이러스성 질병이 있다.

이 중에서 꿀벌응애는 세계적으로 분포가 확대되었으며 양봉산업에 심각한 피해를 주는 외부기생 해충으로 꿀벌의 유충, 번데기 및 성충에 기생하면서 체액을 빨아먹는다. 이로 인하여 꿀벌은 정상적인 발육을 하지 못하며 정상 활동을 할 수 없고, 발생이 심하면 봉군의 세력이 크게 약화되어 폐군에 이르게 된다.

이러한 꿀벌응애의 방제를 위하여 세계적으로 유기합성 살비제에 대한 저항성 개체가 출현하고 있어 방제가 점차 어려워지고 있는 실정이며 우리나라 뿐만 아니라 세계적으로도 생산 양봉에서 꿀벌에 가장 위협이 되고 있다. 꿀벌응애는 1960년대에 발생이 확인된 이후 국내 꿀벌에 만성적으로 기생하고 있는데, 1990년대 중반에 외국에서 유입된 중국가시응애와 더불어 국내 양봉산업에 가장 큰 피해를 주고 있다.

꿀벌응애(바로아디스트럭트)의 경우에는 꿀벌 번식시기에 응애암컷의 수명은 성충벌의 수명과 비슷한 4~8주 정도이나, 시기에 따라 여름에는 2~3개월, 가을에는 5~8개월, 겨울동안에는 6~8개월 등으로 차이가 난다.

성충 꿀벌에 월동하는 동안 암컷 응애는 주기적으로 부드러운 복부의 첫 번째와 두 번째의 마디사이의 얇은 막을 통하여 혈액을 빨아먹는다. 일벌 성충에 대한 기생률은 이른 봄과 늦가을에 높고 번식기에는 낮다.

벌방 내 기생률은 봄부터 가을까지 계속 높아지며, 일벌 방보다 수벌 방에서 3~10배 정도 높은 것으로 알려져 있다.

중국가시응애(트로필라스 크라레)의 크기는 10㎜이고 체색은 적갈색을 띠며 체형은 장축이 긴 타원형을 하고 있으며 비교적 빨리 움직인다. 중국가시응애의 감염여부는 체구가 작아 확인하는 것이 쉽지는 않다. 꿀벌응애와 마찬가지로 감염된 봉군에서는 날개가 비정상적인 불구벌이 나타나며, 특히 심하게 감염된 벌방의 번데기는 복부가 줄어들고 검은색을 띠게 된다.

꿀벌응애류(바로아디스트럭트, 트로필라스 크라레)의 방제를 위한 기존 사용 방법으로는 현재 플루바리네이트, 플루메트린, 아미트라즈, 브롬프로피레이트 등 약제방제를 주로 이용하고 있으며, 처리방법으로는 훈연, 분무, 급이, 접촉 등이 있다.

훈연 처리시에는 약제의 독성으로 인한 중독의 위험이 있어서 훈연연기를 맡지 않게 조심하여야 하며 분무처리시에도 약제를 흡입하지 않도록 마스크를 착용하여야 하며, 급이 시에는 약제가 벌꿀에 잔류될 가능성이 더욱 높으므로 각별한 주의가 필요하다.

현재 가장 많이 사용되고 있는 플루바리네이트, 플루메트린을 이용한 접촉용 스트립 형태의 약제는 벌들의 활동이 활발한 시기에 효과적이며 기온이 떨어진 시기에는 효율성이 떨어지며 벌집에 직접적 접촉은 반드시 피해야 한다.

국내 꿀벌응애에 대한 방제 시기는 월동 전후인 가을과 봄철에 처리하고, 봉군의 이동이 가장 많은 아카시아채밀 이후 발생여부에 따라 추가 처리하면 효과적으로 방제된다.

그러나 유럽에서는 꿀벌응애의 약제 저항성에 대해 조사한 바 있는데, 플루바리네이트에 대해 감수성인 세 지역의 꿀벌응애에 비해 저항성인 두 지역에서는 95% 치사량 수준에서 최고 1,109배의 저항성 발달을 보여주고 있다.

현재 우리나라에서 가장 많이 사용하고 있는 왕스, 마브릭, 만패, 아피스탄 등도 모두 합성 플루바리네이트를 원제로 하고 있으나, 그 방제 효과가 떨어지는 문제점이 있다. 이는 이들 약제를 연속적으로 사용함으로써 꿀벌응애에 내성을 갖게 하였음이 그 원인이다.

이미 대다수 양봉가들이 현재 사용하고 있는 약제의 약효에 대해 의문점을 가지고 있는데, 그 이유는 이미 오랫 동안 사용해온 탓에 유럽의 경우처럼 저항성이 상당한 수준에 달했기 때문으로 볼 수 있다.

따라서, 기존 약제들이 가지고 있는 독성 및 내성으로 인한 피해를 예방할 수 있는 새로운 꿀벌진드기/응액 억제제의 개발이 시급하다.

문헌 1. 대한민국특허청, 실용신안공개번호 제10-1998-059490호, "꿀벌 진드기응애의 제거장치 및 훈연에 의한 접착구제제" 문헌 2. 대한민국특허청, 등록특허 제10-2142484호, "플라즈마를 이용한 꿀벌통내 꿀벌응애 방제장치"

본 발명의 목적은 기존 약제들이 가지고 있는 독성 및 내성으로 인한 피해를 예방하기 위하여 천연물로만 혼합하여 양봉농가에 악영향을 미치는 꿀벌진드기와 응애를 효과적으로 방제할 수 있는 해조류를 이용한 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적은 해조류추출물을 이용한 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법은, 해조류를 비열 플라즈마 처리하는 단계와; 비열 플라즈마 처리된 해조류로부터 해조류추출물을 추출하는 단계와; 나노버블수를 이용하여 미세조류를 배양하고, 미세조류배양액을 발효하는 단계와; 강황으로부터 커큐민을 추출하는 단계와; 해조류추출물과 미세조류발효액과 커큐민을 혼합하여 억제제를 제조하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 해조류추출물과 상기 미세조류발효액 및 상기 커큐민의 혼합비율은 7: 1: 2의 비율이며, 상기 해조류추출물은 파래류, 김, 해인초, 서실, 청각, 스피리루나를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 꿀벌진드기/응애 억제제는 친환경 물질을 서로 혼합하여 제조되었으므로 꿀벌에게는 피해가 없으나 진드기와 응애는 치사율을 높이는 효과가 있다. 특히, 벌통 내 응애와 진드기 개체수가 현저하게 감소되고 응애의 증식 속도 또한 줄어들게 되므로 방역횟수도 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 커큐민과 미세조류발효액에 의해 꿀벌의 체력이 증진되어 꿀생산량도 증가될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해조류추출물을 이용한 꿀벌진드기/응애 억제제 제조과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

양봉농가에서 꿀벌을 사육하는 과정에서 가장 중요한 것은 꿀벌의 질병 관리 및 사양관리의 편리성을 통한 고품질의 양봉산물을 안정적으로 생산하는 것이다. 이렇듯 양봉농가들이 꿀벌을 사육하는 과정에서 주변 환경의 변화를 비롯한 꿀벌의 병해충에 의한 꿀벌의 피해가 발생하여 양봉농가의 생산성에 악영향을 준다.

이들 병해충 중에서 가장 심각한 피해를 유발하며, 가장 방제하기가 어려운 것으로 꿀벌응애류(바로아디스트럭트, 트로필라스 크라레)와 진드기를 들 수 있다.

본 발명은 이러한 양봉농가에서 고질적인 해충으로 자리 잡고 있는 진드기와 꿀벌응애류(바로아디스트럭트, 트로필라스 크라레)의 발생을 억제할 수 있는 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법을 제공한다.

본 발명의 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제는 천연물질인 해조류추출물과, 강황에서 추출한 커큐민과, 나노버블수에서 배양된 미세조류배양액을 발효한 미세조류발효액을 기준비율로 혼합하여 제조된다.

해조류는 크게 갈조류, 녹조류 및 홍조류로 구분되는데, 해조류에는 영양성분, 생리기능물질 및 풍미를 향상할 수 있는 다양한 특수 성분이 다량 함유되어 있어 기능성과 영양학적 측면에서 경제적 부가가치가 매우 높은 식품이다.

해조류에는 알긴산, 후코이단, 라미나린, 포크스테롤, 엽록소, EPA, DHA, 리놀레산, 비타민 A와 B1, B2 및 만니톨 등과 성분이 다량 함유되어 있으며, 골격, 치아형성, 산후 자궁수축, 지혈작용을 증진하는 칼슘 등과 같은 미네랄 성분과 갑상선 호르몬의 구성 성분으로서 심장, 혈관 및 신진대사 촉진을 가능하게 하는 알칼리성 식품인 요오드가 풍부하게 함유되어 있다.

특히, 해조류는 주로 아미노산이나 펩타이드 등 저분자 질소화합물과 저분자 당류와 유기산으로 되어 있고, 해조류 추출물은 항균성, 구충성, 항미생물 작용, 면역력 기능 강화 등 각종 생리활성 유효성분을 함유하고 있다.

이 중 파래류와 김은 혈압강화작용을 하고, 해인초와 서실 및 청각은 구충 및 살균효과가 있다. 또한, 스피리루나는 면역강화, 가축의 성장촉진, 항염증, 항바이러스 및 해충 억제작용이 있다.

본 발명의 해조류는 비열 플라즈마 처리를 통해 표면에 존재하는 미생물의 살균효과를 높이고 항균성과 살균효과를 향상시키게 가공된다.

강황은 주요성분으로 커큐민(curcumin) 1~3%, 정유 1~5%, 녹말 30~40%를 포함하고 있으며, 노란색소는 커큐민이 주성분이다. 이외에도 메치돌이루카비놀(ρ-methydollrucabinole), 투메론(tumerone), 줄렌(azulene), 캄파(kampfa) 후라보노이드, 식물 섬유 등 다양한 성분들이 함유되어 있다.

커큐민(curcumin)[1, 7 - bis - (4 - hydroxy - 3 - methoxyphenyl) - 1, 6 - heptadiene - 3, 5 - dione]은 강황이 노란색을 띠게 하는 물질로 소염작용과 항산화작용을 비롯한 항암효과가 있는 것이 밝혀지면서 많은 연구가 발표되었다.

커큐민은 오랜 기간 식생활에 사용되어왔으며, 특히 인도에서는 수세기 동안 섭취해 온 기록이 있다. 인도의 경우, 하루에 60 ~ 100㎎의 커큐민을 섭취하는 것으로 보고되고 있으며, 성인이 하루에 8000㎎의 커큐민을 3개월 동안 복용하였을 경우에도 부작용이 나타나지 않았다는 보고가 있다.

이러한, 커큐민은 콜레스테롤 수치를 감소시키며 발암 물질을 억제시키는 항암성, 항돌연변이성, 항종양성 등의약학적으로 유용한 성분으로 알려져 있으며, 항산화, 항암, 항염증, 항바이러스 등에 대한 보고가 있다.

본 발명의 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제는 강황으로부터 커큐민을 추출한 커큐민 추출물을 함유하여 제조된다.

미세조류(microalgae)는 이산화탄소와 광에너지를 이용하여 유기물질의 합성하고 산소를 생성하는 광합성 단세포 생물로, 대략 4만 종 이상이 지구상에 분포하고 있는 것으로 알려져 있다. 미세조류는 다양한 생리적 특성을 지니고 있으며 특히 항산화효과가 있어, 산업분야에서는 다양하게 이용되어 왔다.

항산화제는 생물학적 시스템에서 산화 손상 방어 및 세포의 주요 신호화 경로 참여를 비롯한 여러 기능을 갖는다. 세포에서 항산화제의 주요 작용중 하나는 반응성 산소 종이 작용하여 야기되는 손상을 방지하는 것이다.

최근, 항산화제는 식품, 의약품 및 화장품과 같은 산화성(oxidizable) 제품의 열화를 방지하기 위한 중요한 첨가제로 이용된다. 천연물 유래의 항산화제에 대한 연구는 대부분 육상 식물에서 추출하여 정화된 화합물에 집중되어 있다.

미세조류 중 헤마토코쿠스 플루비아리스는 강한 빛의 노출, 배지 내 영양분 고갈 등의 스트레스에 노출될 때 세포분열을 멈추고 세포 내부에 아스타잔틴을 축적하는데, 아스타잔틴은 적색의 색소로써 식품첨가물로 쓰이고 있으며 최근에는 높은 항산화력으로 인하여 의약품 및 기능성 건강식품의 원료로 사용되고 있다.

본 발명의 친환경 꿀벌진드기/응애 억제제는 나노버블수를 이용해 헤마토로쿠스 속 미세조류를 배양한 배양액을 혼합하여 사용한다. 그리고, 미세조류배양액을 발효하여 미세조류의 항산화력을 더욱 향상시켜 사용한다.

앞서 설명한 해조류는 꿀벌진드기와 응애를 억제하는 구충 및 살균효과를 가지며, 커큐민은 세균 및 바이러스를 억제하며 자연적인 항염증제 화합물로써 꿀벌의 지방체기능을 더욱 강화하여 진드기와 응애에 의해 떨어진 꿀벌의 면역력을 높여준다.

또한, 미세조류는 높은 항산화력을 가지므로 꿀벌에게 항산화작용을 하여 진드기와 응애에 의해 떨어진 꿀벌의 체력을 증진시키는 효과가 있다. 나노버블수에 배양된 미세조류는 발효과정을 거쳐 항산화성을 더욱 증진시켜 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 꿀벌진드기/억제제 제조과정을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 꿀벌진드기/억제제를 제조하기 위해 먼저 해조류를 비열 플라즈마 처리한다(S110). 본 발명의 꿀벌진드기/억제제를 제조하기 위해 사용되는 해조류는 파래류, 김, 해인초, 서실, 청각, 스피리루나로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

상술한 해조류는 깨끗하게 세척된 후 비열 플라즈마 처리된다. 플라즈마는 기체에 방전함으로써 음전기를 가진 전자와 양전기를 가진 이온으로 이루어진 상태로, 전하와 이온의 분리도가 매우 높지만 전체적인 전하와 이온의 밀도가 같아 중성을 가지게 된다. 기체가 높은 에너지를 받아 전하와 이온으로 분리되면서 플라즈마 상태가 되는데 에너지를 흡수하면서 궤도 전자의 에너지 준위가 상승하는 들뜬 상태의 이온들이 다량 발생하게 된다.

이 들뜬 상태의 이온들, 혹은 들뜬 상태의 이온들이 만들어 내는 자외선 등이 미생물을 사멸시키는 데에 영향을 준다. 플라즈마는 고온플라즈마와 저온플라즈마로 구별되는데, 열에 취약한 식품의 특성상 저온(콜드)플라즈마만을 식품에 응용할 수 있다.

대한민국 특허 공개번호 제1998-068414호(19981015) 및 미국 특허 등록번호 제US8,896,211B2호(20141125)는 저온 플라즈마를 식물종자에 처리하여 식물 생장을 촉진시키는 장치를 개시하고 있으며 또한, 대한민국 특허 공개번호 제2014-0063211호(20140527)는 코로나방전 플라즈마 제트(CDPJ)와 같은 저온 플라즈마 제트를 이용한 농식품의 잔류 농약 성분의 분해제거방법을 개시하고 있다.

본 발명에서는 해조류에 비열 플라즈마 처리하여 해조류 표면에 잔류하는 미생물을 살균하여 제조된 꿀벌진드기/응애 억제제의 안전성을 확보할 수 있다.

해조류의 비열 플라즈마 처리가 완료되면, 해조류로부터 해조류추출물을 추출한다(S120). 여기서, 추출되는 해조류의 혼합비율은 파래 또는 김 40중량부, 해인초 또는 서실 또는 청각 20 중량부 및 스피리루나 40중량부로 이루어진다.

기준비율로 혼합된 해조류혼합물은 추출탱크게 투입되고 가열된 후 열수추출된다. 이 과정은 70 내지 90℃의 온도에서 90 내지 120분 동안 가열하여 이루어진다. 이 때, 가열온도가 70℃ 미만이거나 가열시간이 90분 미만이면 해조류에 함유된 유효성분의 추출효율성이 저하되며, 가열온도가 90℃를 초과하거나 가열시간이 120분을 초과하게 되면 해조류에 함유된 영양성분이 파괴될 수 있으며 추출공정의 효율성이 저하될 수 있다.

열수추출된 해조류추출물은 0.5 내지 1 마이크로미터의 직경을 갖는 필터로 여과하여 여과물에 함유되어 있는 고체성분과 불순물이 제거된다. 이렇게 여과된 해조류추출물은 균질기에서 균질화단계를 거친 후 보관된다.

미세조류는 나노버블수를 이용하여 배양된다(S130). 이를 위해 헤마토코쿠스 속 미세조류를 준비하고, 나노버블수를 이용하여 배지를 제조한다. 그리고, 나노버블수 배지에 헤마토코쿠스 속 미세조류를 접종한다. 그리고, 미세조류 접종단계에서 제조한 나노버블수를 이용하여 배지에 접종된 헤마토코쿠스 속 미세조류를 배양한다. 여기서, 나노버블수는 수소기체 또는 산소기체를 버블로 물에 잔류시켜 형성된다.

이렇게 준비된 나노버블수에 배양된 미세조류배양액은 발효과정을 거친다. 미세조류배양액은 발효과정을 거치면서 항산화 활성이 더욱 증가될 수 있다. 미세조류배양액은 한세눌라 폴리모르파 효모에 의해 발효될 수 있다.

커큐민은 강황으로부터 추출되어 준비된다(S140). 이를 위해 강황을 세척하는 단계, 세척된 강황을 분쇄하는 단계, 강황 분쇄물을 열수추출하는 단계, 강황 열수추출물을 농축하는 단계, 농축된 강황 열수수출물을 동결건조한 후 분말화하는 단계를 포함할 수 있다.

동결건조된 후 분말화된 커큐민은 기준비율로 혼합되어 사용된다.

그리고, 앞선 과정에서 준비된 해조류추출물과, 발효과정을 거친 미세조류발효액과 커큐민분말을 혼합하여 꿀벌진드기/응애 억제제를 제조한다. 이 때, 해조류추출물과 미세조류배양액 및 커큐민분말은 기준비율로 혼합된다. 100중량부를 기준으로 해조류추출물은 70중량부, 커큐민분말은 20중량부, 미세조류배양액은 10중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.

이렇게 제조된 본 발명의 꿀벌진드기/응애 억제제는 평상시/유밀기에는 면역강화와 수명연장을 위해 사양액 20L에 2L를 첨가하여 사용된다. 응애나 진드기의 피해가 발생된 경우에는 사양액 20L에 4L를 첨가하여 사용된다. 봄벌깨울때나 사양꿀 생산때 또는 세력이 약군일 때는 사양액 20L에 4L의 억제제를 혼합하여 사용된다.

이렇게 투입된 본 발명의 꿀벌진드기/응애 억제제는 친환경 물질을 서로 혼합하여 제조되었으므로 꿀벌에게는 피해가 없으나 진드기와 응애는 치사율을 높이는 효과가 있다.

이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

Claims (2)

1. 해조류를 비열 플라즈마 처리하는 단계와;
   비열 플라즈마 처리된 해조류로부터 해조류추출물을 추출하는 단계와;
   나노버블수를 이용하여 미세조류를 배양하고, 미세조류배양액을 발효하는 단계와;
   강황으로부터 커큐민을 추출하는 단계와;
   해조류추출물과 미세조류발효액과 커큐민을 혼합하여 억제제를 제조하는 단계를 포함하며,
   상기 해조류추출물과 상기 미세조류발효액 및 상기 커큐민의 혼합비율은 7: 1: 2의 비율이며,
   상기 해조류추출물은 파래류, 김, 해인초, 서실, 청각, 스피리루나를 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류추출물을 이용한 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 해조류추출물은 파래 또는 김 40중량부, 해인초 또는 서실 또는 청각 20 중량부 및 스피리루나 40중량부로 이루어진 혼합물을 열수 추출하여 제조되는 것을 특징으로 하는 해조류추출물을 이용한 꿀벌진드기/응애 억제제 제조방법.

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