KR100262549B1 - 키틴 및 키토산계 버섯성장촉진제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯 재배시 농약을 사용할 경우 버섯 포자의 발아를 억제, 사멸시켜 사용할 수 없으며, 특히 주요 병해인 푸른곰팡이(원인균 : Trichoderma sp)와 세균성 갈변병(원인균 : Pseudomonas)은 한 번 발병하면 버섯 재배포를 폐상해야 하는 등 경제적 피해가 극심하여도 농약 또는 비료를 사용 할 수 없음에 착안하여, 버섯의 포자는 살리고 버섯의 유해질병(푸른곰팡이, 세균성 갈변병)을 유발하는 Trichoderma sp와 Pseudomonas세균 등을 선택적으로 억제하는 물질을 연구하던 중, 키틴·키토산 유도체가 인체 및 버섯의 포자에 무해, 무독하며 동일한 키틴질로서 영양원으로 공급되고 항 곰팡이성, 항 세균성이 우수하다는 것을 알고 제안한 발명으로서 버섯의 포자에는 전혀 해가없이 버섯의 발아촉진은 물론 생육을 왕성하게 하면서 고품질의 버섯을 계속적으로 재배하여 농가의 소득을 증대할 수 있는 것임.

Description

키틴 및 키토산계 버섯성장촉진제

본 발명은 키틴 및 키토산을 함유하는 버섯의 성장촉진제에 관한 것이다.

키틴 및 키토산은 새우나 게 등의 갑각류와 매미, 메뚜기, 개미 등의 외피에 존재하는 것을 분리·추출 한 것이며, 여기에 미량요소 성분으로 붕소, 아연, 철, 몰리브덴, 망간, 구리 등의 수용성 화합물등을 첨가하여 일정한 조건하에서 합성·제조 생산 한 것으로, 버섯 병해의 방지 및 발병의 원인이 되는 병원균의 발생을 억제하고 생육환경을 개선하며 버섯 포자의 발아를 좋게 하고 버섯과 같은 키틴질로서 영양 공급원이 되는 등, 우수한 특성을 갖고 있는 키틴·키토산계의 버섯 성장촉진제로서 버섯 포자의 발육을 활발하게 하면서도 발육을 저해하는 갈반병, 푸른곰팡이병 등의 발병을 억제하여 버섯과 같은 키틴질로서 영양공급원이되어 고품질의 버섯을 계속적으로 재배할 수 있도록 한 것이다.

종래에 벤지미다졸계, 이미다졸계, 계면활성제등의 농약은 대부분이 독성을 갖는 제품으로 이런 농약을 사용하여 버섯을 재배 할 경우 살균 소독 후 독성이 잔류하여 버섯 포자의 발아를 억제하고 생육 환경 또한 악화시키며, 버섯에 유용한 균(방선균)마져 억제하는 결과를 가져오고 버섯의 병해의 발생 방지와 성장에 그리 큰 효과를 거두지 못하고 있다. 이런 이유로 수확기의 버섯에 병해가 잦고 저품질의 버섯이 생산되는 결점이 있었으며, 또한, 최근 들어 쓸모 없이 버려지던 게 껍질에서 분리 추출하여 얻어진 키틴·키토산이 기능성 재료로서 각광받고 있고, 학술적인 연구와 개발이 진행되고 있다. 특히 농업 분야에서 연구가 미흡하였으나 지금은 활발하게 진행되고 있고 비료로서 선 제품이 나왔으나, 버섯에 사용할 때 비료 중 포함되어 있는 질소, 칼리, 인이나 기타 유해한 금속성분 성분으로 인해 버섯 포자의 발아 저해효과, 유해 가스등의 발생 그 유해질병의 발생 등으로 재배에 악영향을 미쳐 그다지 만족스럽지 못한 결과를 얻을 수밖에 없는 결점이 있었다.

본 발명 상기의 제반 결점을 해결하기위하여 종래에 사용되었던 농약(벤지미다졸계, 이미다졸계, 계면활성제)대신에 본 발명품인 키틴·키토산계의 버섯 성장촉진제를 사용함으로써 버섯 병해의 방지 및 발병의 원인이 되는 병원균의 발생을 억제하고, 생육환경을 개선하며, 버섯 포자의 발아율을 종전의 농약 또는 비료를 사용할 때 보다 좋게 하였으며, 약 100평당 순이익 700여만원의 고소득을 올릴 수 있으나 유해질병(푸른곰팡이, 세균성 갈반병)의 발생으로 기존 투자비 약400만원(원료비, 소요인건비 등 : 98년 농민신문기준)도 회수하지 못하는 버섯재배농가의 실정을 본 발명의 제품을 사용함으로써 질병의 피해를 줄이고 농가 소득 증대를 향상 시킬수 있도록 함을 목적으로 제안하였다.

본 발명은 선행된 연구결과로 밝혀진 키틴·키토산의 항 세균성과 항 곰팡이 효과를 갖고 병원균의 발생 억제와, 같은 키틴질로써 버섯에 영양원으로 공급되어 생육을 왕성하게 해주고 버섯의 포자에는 전혀 해가 없으며 오히려 발아를 촉진한다는 사실을 알고 이를 이용하여 버섯의 성장촉진을 도모하는 반면에 버섯의 발육을 저해하는 갈반병, 푸른곰팡이등을 선택적으로 죽이면서도 버섯에 영양공급원이되어 고품질의 버섯을 계속적으로 재배할 수 있도록함을 과제로 한다.

본 발명의 성장촉진제는 상기와 같은 기존농약 및 비료의 미흡한 점을 해소하면서 버섯이나 인체에 무독·무해하며 2차 적인 오염을 일으키지 않으며, 앞서 밝힌바와 같이 세균성 및 곰팡이 질병의 억제 및 방지 효과를 발휘하고 생육환경의 개선과 환경의 변화에 대한 대처 능력을 길러주며 영양원의 공급과 버섯 포자의 발아촉진, 병에 대한 내병성을 좋게 하는 능력을 길러준다.

본 발명에 이용된 키틴·키토산의 구조는 다음과 같다.

키틴 :

키토산 :

본 발명의 성장촉진제에 이용된 무기질의 성분은 하기 일반식(1)의 수용성 붕산과 하기 일반식(2)의 수용성 몰리브덴이다.

〈 일반식 1 〉 : H₃BO₃

〈 일반식 2 〉 : (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O

또한 사용된 무기질의 금속 성분은 아연, 철, 구리, 망간으로 이루어져 있으며 그 성분 중에서 선택된 2가지 이상의 성분을 함유하는 수용성 화합물로서 다음과 같이 열거할 수 있다.

ZnCl₂(염화아연), FeSO₄·4H₂O(황산철), CuSO₄·5H₂O(황산구리), MnSO₄·5H₂O(황산망간)등이다.

본 발명에서는 상기의 미량 금속성분 중 두 성분 이상을 함유하며 그뿐 아니라, 본 발명의 성장촉진제 제조상 침전물 및 결정의 석출을 방지하고 안정성을 높이기 위해 유산 및 초산을 적당 함량으로 첨가하였다.

본 발명의 성장촉진제는 100∼1000배까지 희석 가능하다. 즉, 버섯의 수확관리기에 약 1000배 희석하여 재배상에 살포하고, 주기별로 1회씩 살포하는 것이 정상적이며, 가령 1000평을 살포 할 경우 1000배 희석, 1회 살포시 1평당 1l가 소요된다. 때로는 100배의 농도를 가하여 살포 할 수도 있으며 생육시기, 성장상태, 발병상태에 따라 농도 및 살포회수 등의 조절이 가능하고 살포주기는 약 7∼14일 정도이다.

본 발명에 사용된 키틴·키토산은 예를 들어, 헥크만(Hackman)법에 의해 게 껍질로부터 분리 추출할 수 있으며, 붕산, 몰리브덴산 암모늄, 유산, 초산 등의 약산, 그리고 미량 금속성분 등은 시중에서 시판되는 1급 시약을 사용하였다.

헥크만(Hackman)법에 의한 분리 추출과정을 설명하면 다음과 같다.

게 껍질을 흐르는 물에 충분히 세척한 후 건조한 다음, 게 껍질 1Kg에 대해 5중량% NaOH 수용액 10내지 20l로 90 내지 100℃의 온도에서 4내지 8시간 동안 단백질을 추출한다. 단백질이 충분히 제거된 후 깨끗히 세척하여 pH를 7 내지 7.5로 조정하고 여과 후 건조한다. 이렇게 단백질을 제거한 게 껍질 1Kg에 대해 2N HCl 수용액 10 내지 20l로 40℃의 온도에서 4내지 8시간 동안 석회질을 제거한다. 이어서 깨끗한 물로 충분히 세척하여 pH를 6.5내지 7.0으로 조정하고 최종적으로 에탄올 수용액에 1일간 침적시킨 후 여과하여 건조한다. 이렇게 얻어진 키틴 1Kg에 대해 40 내지 50중량% NaOH 수용액 10 내지 20l로 70 내지 110℃의 온도에서 3내지 10시간 동안 가열 처리하여 탈 아세틸화한 키토산을 제조한다. 반응 종료 후 세척하여 pH를 7 내지 7.5로 조정하고 여과 후 건조하여 얻어진 것이 키토산이다. 이 키토산은 산성 상태의 용액 중에서 비교적 잘 용해한다.

위의 설명에 대한 공정도는 다음과 같다.

〈 키틴·키토산의 생산 공정도 〉

〈 실시예 〉

이하, 본 발명은 다음의 실시예에서 더욱 상세하게 설명한다.

게 껍질로부터 화학적 전처리를 통해 분리 추출한 키틴·키토산 분말 10g에 유산 10 내지 15ml 및 물을 혼합하여 5중량% 유산염 키토산 용액을 제조한다. 이 용액에 미량요소 성분으로 수용성 아연과 수용성 몰리브덴, 철, 붕소, 구리, 망간 등으로 구성되는 군중에서 선택된 성분 2가지 이상을 첨가하여, 여기에 키토산아제 효소를 첨가하여 교반하고 필요한 경우 여과한다. 상기의 미량요소 성분은 각각 H₃BO₃, (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O, ZnCl₂, FeSO₄·4H₂O, CuSO₄·5H₂O, MnSO₄·5H₂O로 이루어진 수용성 화합물로부터 보증하고, 각각의 성분 보증량은 붕소 0.05%이상, 아연 0.05%이상, 철 0.1%이상, 몰리브덴 0.0005%이상, 망간 0.1%이상, 동 0.05%이상으로 한다.

비교실험의예

본 발명의 실시예 1에서 제조한 성장촉진제와 물을 살포하여 효과를 시험한다.

실험방법은 일정한 버섯의 재배상에 동일한 종류의 느타리버섯의 종균을 접종한 후 본 발명의 실시예 1에서 제조한 성장촉진제와 깨끗한 물을 살포하였다.

실시예 1에서 제조한 성장 촉진제는 1000배 희석하여 살포하였고, 비료를 주지 않은 재배상(무처리재배상)에는 물을 살포하여 수분을 유지시켰다.

버섯 포자의 종균 접종 후 40 내지 45일 후 첫 수확을 하였으며, 이 후 5일 내지 7일에 1회씩 총 6회에 걸쳐 수확하였으며, 수확한 버섯의 재배 1평당 평균 중량으로 산출하였고, 또한 느타리버섯에 빈번하게 발생하는 푸른 곰팡이병의 원인균인 Trichoderma와 세균성 갈변병의 원인균인 Pseudomonas toiaasii를 무균 배지 실험을 통하여 항균성을 실험하여 그 결과를 표1, 과 표2에 도시하였다.

실시예 1에서 제조한 본 발명의 성장촉진제와 무 처리구 살포효과에 대한 비교실험.

시험구명항목	무처리구	실시예 1
실험 1	생체중량(Kg/1평)	45.7	72.3
실험 2	생체중량(Kg/1평)	57.4	75.6
실험 3	생체중량(Kg/1평)	40.9	78.2
실험 4	생체중량(Kg/1평)	12.7(세균성 갈변병으로 폐사)	72.5
실험 5	생체중량(Kg/1평)	53.9	79.3

실험장소 : 전남 곡성군 오산면 오봉산 버섯작목반 오형실, 정회덕, 김막례,

오형식, 김혁규

실험기간 : 97년 9월 10일∼98년 2월 13일

느타리버섯에 빈번하게 발생하는 푸른 곰팡이병의 원인균인 Trichoderma, 세균성 갈변병의 원인균인 Pseudomonas toiaasii의 키토산에 의한 생장억제 및 항균성에 관한 무균 배지 실험결과

시간균명	경과시간(hr)/증식의 비율(%)
	1	2	4	8	12	24	36	48	72
푸른 곰팡이병(Trichoderma)	대조구	100	100	100	100	100	100	100	100	100
	0.01%	100	92	81	76	68	53	62	71	98
	0.05%	98	82	65	42	16	0	0	0	0
	0.1%	75	36	9	0	0	0	0	0	0
세균성 갈변병Pseudomonas toiaasii	대조구	100	100	100	100	100	100	100	100	100
	0.01%	100	82	72	65	53	42	51	68	95
	0.05%	96	85	60	51	33	16	0	0	0
	0.1%	78	52	32	11	0	0	0	0	0

이와같이된 본 발명은 버섯 농가에서 농약이나 비료를 사용하지 않고 본 발명을 사용하므로서 버섯의 발육에 저해가 되는 갈반병, 푸른곰팡이는 죽이면서도 버섯의 포자를 죽이는 일이 없이 버섯의 영양공급원이 되어 버섯의 발육을 도모하여 고품질의 버섯을 계속적으로 재배할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 게 껍질로부터 화학적 전처리를 통해 분리 추출한 키틴·키토산계, 수용성 몰리브덴, 수용성 아연 및 미량금속성분, 결정석출 방지용 유산, 초산 등의 약산을 포함함을 특징으로 하는 키틴 및 키토산계 버섯성장촉진제.
2. 제1항에 있어서,

   미량금속성분이 망간, 붕소, 동, 철로 이루어진 그룹 중에서 선택된 성분을 둘 이상 함유하는 수용성 화합물인 키틴 및 키토산계 버섯성장촉진제.
3. 제1항에 있어서,

   키틴·키토산계의 올리고당 0.5 내지 10중량% 함유하는 키틴 및 키토산계 버섯성장촉진제
4. 제1항에 있어서,

   키틴·키토산 0.5 내지 10중량% : 수용성 몰리브덴 0.0005%이상 : 수용성 아연 : 0.05%이상 및 미량금속 성분을 함유하는 키틴 및 키토산계 버섯성장촉진제