참나무 목초액의 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물{The composition comprising the extraction or fraction of oak vinegar having insect resistance or insecticidal activities for protection of cultural heritage}

본 발명은 참나무 목초액의 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물에 관한 것이다.

우리나라의 지정문화재 중 유기질 문화재가 국보의 28.5 %, 보물의 44.1 %로 매우 높은 비율을 차지하고 있어 해충이나 미생물 등 생물적 손상에 따른 보존관리의 필요성이 매우 중요하게 부각되고 있다(한성희 외 1997). 금속, 석재, 도토기와 같은 무기질 문화재에 비해 섬유, 종이, 목재 등으로 이루어진 유기질 문화재는 그 재질의 특성상 미생물, 곤충과 같은 생물적 요인에 의한 피해가 야기되기 쉽다. 미생물 및 곤충과 같은 생물열화원에 의한 유기질 문화재의 피해는 문화재 외관을 오염시키거나 글씨, 무늬 장식등에 손상을 주어 미적가치를 하락시킬 뿐만 아니라 재질손상으로 인한 구조적 관점에서도 심각한 문제를 야기한다.

목조 문화재내의 많은 목재들은 심각한 부후균의 가해를 받고 있으며 이에 의한 목재의 부후는 구조적 또는 미학적인 관점에서 심각한 문제를 야기하는 것으로 알려져 있다(김규혁 외 1999). 부후를 일으키는 균류로는 백색, 갈색부후균 그리고 표면오염균을 들 수 있는데 주로 목재 조직의 건조, 부패와 균열, 스펀지화, 솜털화, 분말화 그리고 변색 등 다양한 목재 손상 특성을 나타낸다(Savluchinske-Feio et al . 2007).

권연벌레( Lasioderma serricorne )는 담배벌레라고도 하며 일년에 2-3회 발생하여 담배, 곡물, 종이, 의복, 목재 등에 가해를 입히는 주요 저장해충으로 잘 알려져 있다(Freeman 1980, Tdri 1984). 또한 목조건축 문화재와 유기질 동산문화재에 서식하면서 심각한 구조적 손상을 야기하는 문화재 가해 해충이기도 하다(이규식 2001). 최근 국립문화재연구소에서 실시한 주요 목조문화재 생물피해 조사 결과 흰개미 및 권연벌레 등에 의한 목조문화재의 손상사례가 조사되었으며, 이를 보존하기 위한 충해방제사업이 추진되고 있는 실정이다.

흰개미(Reticulitermes speratus)는 사회생활을 하는 곤충으로서 여왕개미를 계급분화를 통해 집단을 이루며 한 곳에서 30년 이상 정착하며 생활하면서 인간에게 피해를 주는 해충이다. 또한 파라오개미(Monomrium pharaonis) 역시 가정 내에 거주하면서 음식물 오염 등의 주범이며 특히 유아가 있는 가정에서 그 피해가 심각한 종이다. 임업연구원이 1997년부터 2006년까지 실시하는 임업연구사업조사 중간보고서에 따르면 국보지정 목조 문화재 69개소 가운데 전남 강진 무위사 극락보전(국보 제13호), 충북 보은 법주사 대웅전(보물 제915호), 전남 순천 실상사 극락전(유형문화재) 등 33개소가 흰개미 피해를 본 것으로 조사되었다.

흰개미에 대한 섭식 저해 효과를 나타내는 천연물에는 운향과(Rutaceae)와 멀구슬나무과(Meliaceae)의 리모노이드(limonoids)가 보고되었고(Serit, M., et al., Journal of chemical ecology , 1992, 18(4); 593-603), 님오일(neem oil from Azadirachta indica)에서도 섭식 저해 효과가 있음이 보고되었다(Ishida, M., et. al., Bioscience Biotechnology and Biochemistry , 1992, 56(11);1835-1838).

살충제에 내성이 가장 강한 것으로 알려진 쌀바구미( Sitophilus oryzae (L.) )는 범세계적으로 분포하면서 저장곡물의 양적 손실만이 아니라 저장환경의 온도와 습도의 변화를 통한 품질의 저하를 초래함은 물론 곰팡이의 급속한 성장을 유도함으로써 곡물의 부패를 야기하고 곰팡이 독소(mycotoxin)의 생성을 가능하게 함으로써 식품의 안전을 위협하는 해충이다.

저장곡물에서의 쌀바구미 방제는 그 자체로 의미가 있지만 식품위생의 측면에서는 곰팡이에 의한 부패와 독소생성을 예방하거나 억제한다는 점에서 의미가 더 크다(윤태중, et. al., Korean J. appl . Entomol . , 2003, 42(4);329-334).

문화재에 서식하는 균?충류를 살멸하는 방법으로 현재 널리 사용되고 있는 방법은 가스에 의한 훈증법이다. 현재 살균제로 메틸브로마이드(methyl bromide)나 설푸릴플루오라이드(sulfuryl fluoride)와 같은 살충용 훈증가스, 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)나 프로필렌옥사이드(propylene oxide)와 같은 살균용 훈증가스, 메틸브로마이드와 에틸렌옥사이드를 혼합한 살충?살균제인 훈증가스, 파라디클로로벤젠( p -dichlorobenzene), 디클로보스(dichlovos), 장뇌(camphor), 클로버 오일(clover oil)과 같은 승화성 살충?살균제인 파라포름알데히드( p -formaldehyde)나 티몰(thymol)과 같은 승화성 살균제나 방미제가 이용되고 있다(오준석 2007).

이중, 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)와 살충제인 메틸브로마이드(methyl bromide)의 혼합가스가 세계적으로 문화재를 가해하는 균?충류 방제에 사용되고 있다.

그러나 이러한 가스 훈증제는 안정성과 속효성으로 효과가 우수하지만, 잔유성이 없으므로 훈증처리 후 건조물의 목부제는 별도의 방부제에 의한 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 현재 사용되고 있는 무색, 무취의 독성 화학물질인 메틸브로마이드는 CFC의 오존층 파괴 효과보다 50배나 강력한 환경오염 규제대상 물질로서 선진국의 경우 검역용을 제외하고는 거의 사용을 중지하고 있는 실정이다.

또한, 현재 유기질 문화재 생물방제를 위해 사용되고 있는 화학 약제에 대한 문화재 재색 변화, 안료와 도료의 박락 등 재질 안정성과 인체 유해성이 지적 되면서(Kim 1996, Lee et al . 1999) 천연물로부터 유래한 보존처리제 개발에 대한 요구가 증가되고 있다.

현재까지 살충?살균 활성이 있는 천연물에 대한 연구결과는 다음과 같다.

국내산 약용식물 추출물에 대한 항균성 검색과 항균 특성을 조사한 결과, 귤피, 연교, 우방자, 진교, 호황련, 희첨, 자육, 금앵자, 소목, 육두구 등은 미생물에 대한 뚜렷한 증식 억제효과를 나타내며, 향신료인 마늘, 양파, 고추, 무의 추출물은 Escherichia coli , Salmonella thyposa , Shigella dysentriae 그리고 Staphylococcus aureus 등의 성장을 억제시킨다고 보고되었다.

일본에서는 삼나무 수피 추출액의 수목병원균에 대해 항균 활성을 실험하였다(Hisayoshi et al . 2006). 프랑스에서는 European oak 심재의 페놀성 추출물로 백색부후균에 대한 내구성을 실험하였고(Aloui 2004), 최근에는 Eperua 속의 심재에서 추출한 물질을 백색부후균에 적용하여 그 활성을 실험하였다(Neacsu et al . 2007). 미국에서는 Western red cedar와 Alaska cedar의 심재를 유기용매 추출하여 얻은 물질을 갈색부후균과 충에 대한 저항성도 함께 확인하였다(Taylor et al . 2006). 그리고 타이완 편백에서 추출한 히노키톨이라는 물질이 효모균 등의 진균류뿐만 아니라 목재부후균인 담자균류에 강한 항균성이 있는 것을 발견하였다.

또한 천연물을 이용한 살충제에 관한 연구로 아프리카산 콩과 식물의 일종인 Physostgima venenosum 종자에서 분리한 독성분인 physostigmine이 acetylcholinesterase를 특이적으로 저해한다는 사실이 확인되었고, 제충국 꽃에 함유된 살충성분인 pyrethrin은 DDT와 마찬가지로 곤충신경계의 측색막에 K ⁺ , Na ⁺ 이온의 막투과성에 영향을 주어 정상적인 신경자극의 전달을 방해하여 치사시키는 살충작용을 갖는다고 보고되는 등 식물이 가진 살충성 2차 대사산물을 이용한 새로운 살충제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

대한민국 공개특허 제 2002-0063375호에는 정향, 유향 및 팔각회향을 포함하는 생약재의 휘발성 추출물을 유효성분으로 하는 문화재보존용 살생물제 조성물 및 그를 이용한 문화재의 보존방법에 대하여 보고하고 있고, 대한민국 공개특허 제 2002-0087568호에서는 석창포(Acorus gramineus), 창포(Acorus calamus var. angustatus), 편뇌(Cinnamomum camphora), 곽향(Agastache rugosa), 육계(Cinnamomum sieboldii), 계피(Cinnamomum cassia), 삼내자(Kaempferia galanga), 대회향(Illicium vernum), 백지(Angelica dahurica), 천궁(Cnidium officinale), 후추(Piper nigrum), 초피(Zanthoxylum coreanum), 촉초(Zanthoxylum piperitum), 산초(Zanthoxylum schinifolium), 정향(Eugenia carrophillata), 감송향(Nardostachys chinensis), 자단향(Tiliaamurensis), 영릉향(Lysimachia davurica), 침향(Aquillaria agallocha), 백초향(Agastacherugosa), 겨자(must ard oil, Brassica juncea) 및 양고추냉이(horseradish oil, Cocholeria aroracia)의 식물 추출물을 포함하는 살충성 조성물 및 상기의 식물에서 추출한 살충성 화합물에 대하여 보고하고 있다.

그러나, 아직까지 참나무 목초액의 추출물 또는 분획물의 방충 또는 살충효과에 대하여는 보고된 바가 없다.

이에, 본 발명자들은 다양한 천연물로부터 생리활성물질을 추출하여 유기질 문화재에 유해한 곤충에 대한 방충 및 살충 활성을 조사하던 중, 참나무 목초액이 문화재 가해 해충에 대해서 우수한 방충 또는 살충효과를 나타냄을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 참나무 목초액의 추출물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 참나무 목초액의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 문화재 보존 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 참나무 목초액의 추출물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 참나무 목초액의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 문화재 보존 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 참나무 목초액의 추출물 또는 이의 유기용매 분획물은 담배, 곡물, 종이, 의복 및 목재 등에 가해를 입히는 권연벌레, 나무의 속을 갉아먹는 흰개미 및 곡류에 심각한 피해를 주며, 살충제에 내성이 가장강한 것으로 알려진 쌀바구미에 대하여 우수한 방충 또는 살충효과를 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 분획물에 대한 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물에 대한 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 참나무 목초액의 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물에 대한 권연벌레의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물에 대한 흰개미의 평균 사충수를 나타내는 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물에 대한 흰개미의 섭식 저해 효과를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 분획물에 대한 쌀바구미의 평균 사충수를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 참나무 목초액(oak vinegar)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.

상기 참나무 목초액은 직접 제조하여 사용할 수 있고, 구입하여 사용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

상기 정제된 참나무 목초액을 진공회전증발 농축기(EYELA, Japan.)를 이용하여 감압 농축하여 참나무 목초액 추출물을 수득할 수 있다.

상기 참나무 목초액의 감압 농축시 온도는 18 내지 32 ℃ 이고, 바람직하게는 20~27 ℃의 온도에서 감압 농축할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

또한, 본 발명은 참나무 목초액(oak vinegar)의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 방충 또는 살충용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 유기용매 분획물은 메틸렌클로라이드(MC) 분획물, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 또는 부탄올(BuOH) 분획물인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 참나무 목초액의 유기용매 분획물은 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.

참나무 목초액 추출물을 얻는 단계(단계 1); 및

상기 단계 1에서 얻은 참나무 목초액 추출물에 물 및 메틸렌클로라이드(MC)를 첨가하여 혼합한 혼합물을 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 얻는 단계(단계 2); 및

상기 단계 2에서 분리된 물층에 에틸아세테이트(EtOAc)를 첨가하여 혼합한 혼합물을 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 얻는 단계(단계 3); 및

상기 단계 3에서 분리된 물층에 부탄올(BuOH)을 첨가하여 혼합한 혼합물을 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 물 분획물과 부탄올(BuOH) 분획물을 얻는 단계(단계 4)를 포함한다.

상기 단계 1의 추출물은 직접 제조할 수 있고, 구입하여 사용할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

본 발명의 일실시 형태에 따른 참나무 목초액 추출물의 살충성을 확인하기 위해 권연벌레 및 쌀바구미의 사충수를 측정한 결과, 권연벌레의 경우, 시간이 지남에 따라 총 30 마리 중 15 ~ 25가 사망하는 것으로 나타났고, 쌀 바구미의 경우, 총 30 마리 중, 11 ~ 24 마리가 사망한 것을 나타냄으로 본 발명의 참나무 목초액 추출물은 살충 효과가 있는 것으로 확인되었다(표 1 및 6 참조).

또한, 본 발명의 일실시 형태에 따른 참나무 목초액 추출물의 유기용매 분획물의 살충성을 확인하기 위해 권연벌레의 사충수를 측정한 결과, 본 발명의 참나무 목초액 추출물의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 주사한 후의 사망한 권연벌레의 수는 총 30 마리 중 20 ~ 30 마리로 나타났고, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 경우, 사망한 권연벌레의 수는 총 30 마리 중 17 ~ 28 마리로 나타나 살충효과가 있는 것으로 확인되었다.

특히, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 경우, 사망한 권연벌레의 수가 많으므로 살충효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났다(표 1 및 도 1 참조).

나아가, 상기 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 경우, 농도 및 시간에 의존적으로 살충효과가 나타나는 것으로 확인되었다(표 2, 3 및 도 2, 3 참조).

또한, 본 발명의 일실시 형태에 따른 참나무 목초액 추출물의 유기용매 분획물의 살충성을 확인하기 위해 흰개미의 사충수를 측정한 결과, 본 발명의 참나무 목초액 추출물의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 소나무 및 느티나무 목재 시편에 처리한 결과, 총 100 마리 중 사망한 흰개미의 수가 각각 32 및 27 마리로 나타났고, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 소나무 목재 시편 및 느티나무 목재 시편에 처리한 결과, 사망한 흰개미의 수가 각각 16 및 18 마리인 것으로 확인되었다(표 4 및 도 4 참조).

나아가, 본 발명의 일실시 형태에 따른 참나무 목초액 추출물의 유기용매 분획물의 흰개미에 대한 섭식 저해 효과를 확인하기 위해 목재 시편의 질량감소율을 측정한 결과, 소나무 및 느티나무 목재 시편에 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 각각 처리한 경우, 목재 시편의 질량이 각각 2.24 % 및 4.38 % 줄어든 것으로 나타났으며, 소나무 및 느티나무 목재 시편에 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 각각 처리한 경우, 목재 시편의 질량이 각각 6.07 % 및 9.58 % 줄어든 것으로 나타났다. 이는 대조군의 소나무 목재 시편(13.67 %) 및 느티나무 목재 시편(18.01 %)의 질량감소율보다 적은 것으로 나타나 본 발명의 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물이 흰개미에 대하여 섭식 저해 효과가 있는 것으로 나타났다(표 5 및 도 5 참조).

특히, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 경우, 소나무 목재 시편에 처리한 경우에는 흰개미가 32 마리 사망하였고, 목재 시편의 무게가 2.24 % 줄어들었으며, 느티나무 목재 시편에 처리한 경우에는 흰개미가 27 마리 사망하였고, 목재 시편의 무게가 4.38 % 줄어든 것으로 나타나 본 발명의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물이 흰개미의 살충효과 및 섭식 저해 효과가 가장 우수한 것으로 확인되었다(표 4, 5 및 도 4, 5 참조).

또한, 본 발명의 일실시 형태에 따른 참나무 목초액 추출물의 유기용매 분획물의 살충성을 확인하기 위해 쌀바구미의 사충수를 측정한 결과, 본 발명의 참나무 목초액 추출물의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 처리한 결과, 총 30 마리 중 21 마리가 사망하였고, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 경우에는 18 마리가 사망한 것으로 나타나 살충효과가 있는 것으로 확인되었다.

특히, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 경우, 사망한 쌀바구미의 수가 많으므로 살충효과가 가장 뛰어난 것으로 확인되었다(표 6 및 도 6 참조).

따라서, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 분획물은 권연벌레, 흰개미, 쌀바구미 등에 대하여 살충효과가 뛰어나므로 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로써 유용하게 사용될 수 있다.

나아가, 본 발명의 조성물을 이용한 문화재 보존 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 조성물은 추출물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 또는 부탄올(BuOH) 분획물을 유효성분으로 함유할 수 있고, 바람직하게는 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 유효성분으로 함유할 수 있다.

본 발명의 상기 문화재는 유기질 문화재일 수 있고, 상기 유기질 문화재는 목재류, 지류 또는 섬유류이고, 더욱 바람직하게는 목재 문화재이며, 상기 문화재에 적용하기 위한 본 발명의 방충 또는 살충용 조성물은 추출된 휘발성 추출물을 순수하게 또는 사용하기 적합한 농도로 희석하여 사용할 수 있다. 상기 방충 또는 살충용 조성물을 문화재에 적용하기 위한 수단은 직접분무법, 도포법, 훈증법, 방향처리법, 방충 또는 살충용 조성물이 도포 된 포장지로 포장하는 방법 등이 있으나, 이들에 한정되지는 않는다. 또한, 본 발명의 방충 또는 살충용 조성물을 문화재에 적용하기 위한 제형으로는 직접분무를 위한 에어로졸, 훈증 처리나 방향 처리하기 위한 팅크제, 액제, 서방성 제형을 위한 메트릭스 겔 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.

본 발명의 방충 또는 살충용 조성물의 문화재 적용 유효량은 포함된 성분과 적용수단에 따라 다르지만, 예컨대 방향처리법에서는 공기 중 농도가 통상적으로 50 ml/m ³ 이상, 바람직하게는 125 ml/m ³ 이상이 되도록 조절한다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 참나무 목초액 추출물의 제조

참나무 목초액으로서 400 ℃의 온도에서 탄화시켜 증류법으로 제조된 참나무류의 정제된 참나무 목초액을 (주)수촌임산으로부터 구입하여 사용하였다.

정제된 참나무 목초액 20 ℓ를 25 ℃의 온도에서 진공 회전 증발농축기(EYELA, Japan.)를 이용하여 감압 농축하여 참나무 목초액 추출물 68.64 g을 수득하였다.

< 실시예 2> 참나무 목초액 분획물의 제조

상기 실시예 1에서 얻은 참나무 목초액 추출물 68.94 g에 물 1 ℓ 및 메틸렌클로라이드(MC) 1 ℓ를 혼합하고, 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 유기층을 메틸렌클로라이드(MC) 분획물로서 얻고, 상기 물 분획물에 에틸아세테이트(EtOAc) 1 ℓ를 첨가하여 혼합한 다음 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 유기층을 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물로서 얻고, 상기 물층에 부탄올(BuOH) 1ℓ를 첨가하여 혼합한 다음 분별깔때기를 이용하여 물층과 유기층으로 분리하여 물 분획물과 유기층을 부탄올(BuOH) 분획물로서 얻었다.

그 결과, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물(40.10 g), 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물(6.64 g), 부탄올(BuOH) 분획물(1.88 g) 및 물 분획물(4.95 g)을 수득하였다.

< 실시예 3> 참나무 목초액 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물의 제조

상기 실시예 1 또는 2에서 제조한 참나무 목초액 추출물 또는 분획물을 각각 0.005, 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 및 1.0 g/㎖ 농도로 에탄올에 녹여 참나무 목초액 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 제조하였다.

< 실험예 > 참나무 목초액 추출물 또는 분획물의 살충 활성 측정

<1-1> 참나무 목초액 추출물 또는 분획물의 살충 활성 측정을 위한 공시충의 사육방법

본 발명에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 이의 분획물이 가지는 살충 효과를 검증하기 위해 권연벌레( Lasioderma serricorne ), 흰개미( R. speratus kyushuensis Morimoto) 및 쌀바구미( Sitophilus oryzae )가 사용되었다.

상기 공시충은 KT&G에서 분양받아 배양하였다. 권연벌레는 28 ℃, 70 %의 항온 및 항습기안의 통밀가루와 이스트 비율을 95:5로 혼합하여 실온에서 3일간 발효시킨 배지에서 배양하였고, 흰개미와 쌀바구미는 실온에서 사육하였다.

<2-1> 권연벌레에 대한 참나무 목초액 추출물 및 분획물의 살충 활성 측정

권연벌레(L. serricorne) 성충에 대한 상기 참나무 목초액 추출물 또는 분획물의 살충효과는 국소처리법(topical application)(Miyaxawa et al., 2002)에 의해 측정하였다.

권연벌레 성충을 30마리씩 5개의 군으로 나누어 상기 권연벌레 성충의 복부에 상기 참나무 목초액 추출물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 및 부탄올(BuOH) 분획물의 조성물을 각각 0.7 g/ml의 농도로 에탄올에 녹여 1 ㎕ 주사하였고, 대조군으로는 에탄올만을 주사하였으며, 12시간 동안 낮과 밤에 조절되는 28 ℃의 항온, 70 %의 항습기에서 72시간 동안 배양한 후, 육안과 입체현미경(Stemi-2000C, Zeiss)으로 관찰하여 사충수를 측정하였으며 5번 측정하여 평균값을 결정하였다. 살충수의 확인은 권연벌레에 일시적인 빛을 가하여 뾰족한 막대로 성충의 복부를 자극하여 움직임이 없는 것으로 확인하였고, 대조군으로는 메탄올 100 %를 사용하였다. 측정 결과를 하기 표 1 및 도 1에 나타내었다.

표 1 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 조성물을 첨가한 다음 3시간 후, 권연벌레의 평균 사충수는 총 30마리 중 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 경우 20 마리, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 경우 17 마리, 참나무 목초액 추출물의 경우 15 마리, 및 부탄올(BuOH) 분획물의 경우 8 마리의 순으로 살충효과가 나타났으며, 48시간 후에는 추출물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 첨가한 경우 25~30 마리가 사망함으로써 대부분의 권연벌레가 사망하는 것으로 나타났다.

이로부터 본 발명에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 이의 분획물은 권연벌레에 대한 우수한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.

<2-2> 권연벌레에 대한 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 의 농도별 살충 활성 측정

상기 <2-1>에서 권연벌레에 대한 살충효과가 좋은 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 살충 활성에 대한 농도의존도를 측정하였다. 실험방법은 상기 실시예 3에서 제조한 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 조성물을 사용하고, 조성물을 주사한 후, 12시간 동안 배양한 것을 제외하고는 상기 <2-1>와 동일한 방법으로 진행하였다. 측정 결과는 하기 표 2 및 도 2에 나타내었다.

표 2 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물을 주사하고 3시간 후, 사망한 권연벌레의 수가 0.1 g/㎖에서 6 마리인 반면에 1.0 g/㎖에서는 29 마리로서 메틸렌클로라이드(MC) 분획물에 대한 살충효과는 농도가 높을수록 살충효과가 우수한 것으로 나타났고, 12시간 후에는 25~30 마리가 사망함으로써 대부분의 권연벌레가 사망하는 것으로 나타났다.

이로부터, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물은 권연벌레에 대한 우수한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.

<2-3> 권연벌레에 대한 참나무 목초액의 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 의 농도별 살충 활성 측정

상기 <2-1>에서 권연벌레에 대한 살충효과가 좋은 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 살충 활성에 대한 농도의존도를 측정하였다. 실험방법은 상기 실시예 3에서 제조한 참나무 목초액의 에틸아세테이트(EtOAc)의 조성물을 사용하고, 조성물을 주사한 후, 12시간 동안 배양한 것을 제외하고는 상기 <2-1>와 동일한 방법으로 진행하였다. 측정 결과는 하기 표 3 및 도 3에 나타내었다.

표 3 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 주사하고 3시간 후, 사망한 권연벌레의 수가 0.1 g/㎖에서 5 마리인 반면에 1.0 g/㎖에서는 24 마리로서 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물에 대한 살충효과는 농도가 높을수록 살충효과가 우수한 것으로 나타났고, 12시간 후에는 0.9~1.0 g/㎖의 농도에서 25~26 마리가 사망함으로써 대부분의 권연벌레가 사망하는 것으로 나타났다.

이로부터 본 발명에 따른 참나무 목초액의 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물은 권연벌레에 대한 우수한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 담배, 곡물, 종이, 의복 및 목재 등에 가해를 입히는 권연벌레에 대한 우수한 살충 활성을 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

<3-1> 흰개미에 대한 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 의 살충 활성 측정

본 발명에 따른 참나무 목초액의 분획물의 흰개미에 대한 살충력을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.

본 발명의 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 방충 또는 살충용 조성물을 소나무 또는 느티나무 목재 시편에 처리한 후, 3주 후에 육안 관찰을 통해 총 100마리에 대한 흰개미의 사충수를 측정하였으며, 5번 측정하여 평균값을 결정하였다. 측정 결과를 하기 표 4 및 도 4에 나타내었다.

표 4 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 주사한 후, 흰개미의 평균사충수는 0.005 g/㎖의 농도를 처리한 경우, 소나무 목재시편의 경우에는 각각 14, 10 마리, 느티나무 목재시편의 경우에는 각각 18, 10 마리인 반면에 0.01 g/㎖에서 소나무 목재시편의 경우에는 각각 32, 16 마리, 느티나무 목재시편의 경우에는 각각 27, 10 마리로서 흰개미의 사충수가 주사된 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 농도에 증가하는 것으로 나타났다. 이로부터 본 발명에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물은 흰개미에 대한 우수한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.

<3-2> 흰개미에 대한 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트( EtOAc ) 분획물의 방충 활성 측정

본 발명에 따른 참나무 목초액의 분획물의 흰개미에 대한 방충 활성을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.

본 발명의 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 방충 또는 살충용 조성물을 소나무 또는 느티나무 목재 시편에 처리한 후, 3주 후에 국립산림과학원의 새로운 방의 시험 방법에 따라 소나무 또는 느티나무의 흰개미 100마리에 대한 섭식에 따른 질량감소율을 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 5 및 도 5에 나타내었다.

표 5 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 주사한 후, 목재시편의 질량감소율은 소나무의 경우 2.24~10.31%로써 대조군(13.67%)에 비하여 질량감소율이 낮아짐을 알 수 있으며, 느티나무의 경우에도 목재시편의 질량감소율이 4.38~15.91%로써 대조군(18.01%)에 비하여 낮은 것을 알 수 있다. 상기 목재시편의 질량감소는 흰개미가 목재시편을 섭식함으로써 발생되는 것인 바, 목재시편의 질량감소율이 낮아진 것은 흰개미의 섭식이 감소되었음을 나타낸다.

이로부터, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 또는 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물은 목재에 대한 흰개미의 섭식을 억제하는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 나무의 속을 갉아먹는 흰개미에 대하여 우수한 살충 또는 방충효과를 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

<4-1> 쌀바구미에 대한 참나무 목초액 추출물 및 분획물의 살충 활성 측정

본 발명의 참나무 목초액 추출물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물 및 부탄올(BuOH) 분획물의 조성물 0.7 g/ml을 400 ㎕를 페이퍼디스크에 흡수시킨 후 거름종이(5×5 ㎝, 1.0g)를 페트리디쉬에 올려놓고, 동일 집단에서 쌀바구미 30마리를 채집하여 현미 10 g으로 채워진 페트리디쉬(Φ= 80mm, h= 10mm)에 넣고 72시간 동안 배양한 후 육안과 입체현미경(Stemi-2000C, Zeiss)으로 관찰하여 쌀바구미의 사충수를 측정하였으며, 5번 측정하여 평균값을 결정하였다. 측정 결과를 하기 표 6 및 도 6에 나타내었다.

표 6 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 조성물을 첨가한 다음 3시간 후, 쌀바구미의 평균 사충수는 총 30마리 중 메틸렌클로라이드(MC) 분획물의 경우 21 마리, 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물의 경우 18 마리, 참나무 목초액 추출물의 경우 11 마리, 및 부탄올(BuOH) 분획물의 경우 9 마리의 순으로 살충효과가 나타났으며, 48시간 후에는 추출물, 메틸렌클로라이드(MC) 분획물 및 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물을 첨가한 경우 24~30 마리가 사망함으로써 대부분의 쌀바구미가 사망하는 것으로 나타났다.

이로부터 본 발명에 따른 참나무 목초액 추출물 또는 이의 분획물은 쌀바구미에 대한 우수한 살충 활성을 나타냄을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 참나무 목초액의 유기용매 분획물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 곡류에 심각한 피해를 주며, 살충제에 내성이 가장 강한 것으로 알려진 쌀바구미에 대하여 우수한 살충효과를 나타내므로 목재로 이루어진 가구, 고택 및 다수의 유기질 문화재 보존용 방충 또는 살충용 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.