[논문]미산성 차아염소산수의 식물병원균류에 대한 살균 효과

송정영; 김나래; 남명현; 박범진; 황의일; 최종명; 김홍기

doi:10.4489/kjm.2013.41.4.274

[국내논문] 미산성 차아염소산수의 식물병원균류에 대한 살균 효과
Fungicidal Effect of Slightly Acidic Hypochlorous Water against Phytopathogenic Fungi 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.41 no.4, 2013년, pp.274 - 279

송정영 (충남대학교 응용생물학과) , 김나래 (충남대학교 응용생물학과) , 남명현 (충남농업기술원 논산딸기시험장) , 박범진 (한국코스믹라운드(주)) , 황의일 ((주)케이티엔지 R&D본부 기술연구소) , 최종명 (충남대학교 원예학과) , 김홍기 (충남대학교 응용생물학과)

초록
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미산성 차아염소산수는 다양한 종류의 미생물들에 대해 강력한 살균력을 나타내지만 인간과 자연에 무해한 살균제로 잘 알려져 있다. 4%의 희석된 염산만으로 무격막 전해조에서 전기분해를 통해 만들어졌으며 유효염소 농도가 20~30 ppm(HOCl 97%)이고 pH 5.0~6.5인 미산성 차아염소산수의 식물병원균들에 대한 살균효과를 조사하였다. Botrytis cinerea, Colletotrichum acutatum, Phytophthora capsici 등의 포자들에 대해서는 대략 10초 정도의 처리시간으로도 100% 살균효과가 나타났으나 Penicillium hirsutum의 경우는 3분 이상의 처리시간이 요구되었다. 희석농도에 따른 C. acutatum에 대한 살균효과를 조사한 결과 1:1(미산성 차아염소산수:멸균수)의 비율로 희석한 처리구에서는 포자발아가 100% 억제되었으나 1:2 처리구에서는 63%로 억제율이 낮아졌다. 고추탄저병균 C. acutatum을 고추열매에 접종한 후 24시간이 지나서 처리된 미산성 차아염소산수의 병방제 효과를 조사한 결과 방제가는 70.4%였다. 본 연구를 통해 미산성 차아염소산수의 강하고 광범위한 살균력이 확인되었으며 식물병 방제를 위한 살균제로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 예상됐다.

Abstract ▼ AI-Helper

Slightly acidic hypochlorous water (SAHW) is well known for having a powerful and broad spectrum antimicrobial activity, and is harmless to the environment and humans. SAHW (pH 5~6.5, 20~30 ppm available chlorine concentration) was generated by electrolysis of dilute solution of HCl (4%) in a chamber of a non-membrane electrolytic cell. Our objective was to determine SAHW has a potential fungicidal activity on some phytopathogenic fungi. Spores of Botrytis cinerea, Colletotrichum acutatum and Phytophthora capsici were not culturable on agar media at approximately 10 seconds after treatment by SAHW. However, inactivation of Penicillium hirsutum was required over 3 min. Dilution of SAHW with sterilized distilled water (SDW) at the ratio of 1:1 (SAHW:SDW) against C. acutatum showed 100% inactivation but, the efficacy in 1:2 decreased until 63.2%. Control value of SAHW was 70.4% against C. acutatum on pepper fruits when applied upto 24 h postinoculation. SAHW has a powerful and wide spectrum antifungal activity and could be applied as a potential alternative to fungicidal agent for control of plant disease.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 미산성 차아염소산수의 식물병원균류들에 대한 살균 효과를 조사하여 농업현장에서 친환경 방제제로서의 활용 가능성을 확인하고자 수행되었다.

제안 방법

capsici의 포자현탁액은 10% V8 agar 배지에서 25℃의 조건으로 5~7일 동안 배양 후 형광조건에서 유주자낭을 유도했으며, 이로부터 4℃ 암상태에서 보관시 얻어진 유주자를 두 겹의 거즈로 걸러 포자현탁액을 만들었다. 살균효과 검정을 위해 포자현탁액 10 µl을 990 µl의 미산성 차아염소산수에 현 탁한 후 10초 이내로 즉시 각각의 최적 배지에 평판 도말하였으며, 20~27℃ 온도범위의 생장상에서 각각 1~2일간 균총 발생 저해율을 관찰하였다. 모든 실험은 3반복으로 수행되어졌다.
4%의 희석된 염산만을 무격막 전해조에서 전기분해를 통해 만들어진 유효염소 농도 20~30 ppm(HOCl 97%)과 pH 5.0~6.5인 미산성 차아염소산수를 이용해 다양한 식물병원균류들에 대한 살균효과를 조사하였다. 미산성 차아염소산 수는 잿빛곰팡이병균 B.
식물체 표면에 존재하는 병원균 포자에 대한 미산성 차아염소산수의 살균력을 조사하여 실제적인 병방제 활용가능성을 확인하고자 고추탄저병균 C. acutatum 포자를 건전한 고추열매에 무상처 접종한 후 처리시간에 차이를 두고 나타나는 병방제 효과를 조사하였다(Table 2, Fig. 3). 접종원과 미산성 차아염소산수를 동시에 처리한 경우와 무처리구는 병이 발생치 않았으나 병원균만 단독처리한 경우 고추탄저병 이병율은 45.

대상 데이터

본 연구에서 사용되어진 미산성 차아염소산수는 4%의 희석된 염산만을 무격막 전해조(한국코스믹라운드(주), BC120)에서 전기분해하여 만들어진 전해수로 유효염소 농도는 20~30 ppm(HOCl 97%)이며 pH 5.0~6.5인 것을 활용하였다. 미산성 차아염소산수의 생성원리는 무격막 전해조에서 공급하는 희석염산이 전해에 의해서 양극에서 염소가 음극에는 수소를 발생시켜 생성되며, 생성된 염소는 물에 녹아 차아염소산용액을 연속적으로 생성한다.
미산성 차아염소산수의 식물병원균류들에 대한 살균효과를 검정하기 위해 충남대학교에 보관중인 Botrytis cinerea (CNUBC413, 오이분리균), Penicillium hirsutum (CNUPH 03, 마늘분리균), Colletotrichum acutatum (CNUCG01, 고추분리균), Phytophthora capsici (CNUPC21, 고추분리균) 등을 대상으로 20~27℃의 조건에서 각각의 최적배지(10% V8 agar 배지 또는 PDA(potato dextrose agar)에 5~7일간 배양하고 포자 형성을 유도한 후 멸균된 증류수를 이용하여 10⁵~10⁶ spores/ml의 포자현탁액을 만들었다. P.

데이터처리

발병률(%)은 처리구 당 시험개체 이병율합/처리구 시험 개체수로 하였으며, 방제가(%)는 (무처리구의 발병률−미산성 차아염소산수 처리구의 발병률/무처리구의 발병률)×100으로 산출하였다. 처리들 간 비교는 MYSTAT 통계프로그램을 이용하여 Duncan multiple range test (p=0.05)를 실시하였다.

성능/효과

5인 미산성 차아염소산수를 이용해 다양한 식물병원균류들에 대한 살균효과를 조사하였다. 미산성 차아염소산 수는 잿빛곰팡이병균 B. cinerea, 고추역병균 P. capsici, 고추탄저병균 C. acutatum 등의 포자에 매우 짧은 반응으로도 100% 살균효과를 나타냈으나(Table 1, Fig. 1), 마늘푸른곰팡이병의 원인균인 P. hirsutum 포자에 대해서는 3분 이상의 처리시간이 필요했다(Fig. 1). 추가적인 연구가 요구되지만 미산성 차아염소산수는 많은 농작물의 수확 후 저장 및 유통시에 막대한 피해를 발생시키는 B.
2). 희석된 농도가 30% 이하로 낮아진 경우에는 63% 이하의 포자 발아 억제율을 나타냈지만 5분 이상의 처리시간을 둘 경우는 99% 이상의 포자 발아 억제율이 나타났다. 또한, P.
2%로 나타났다. 포자를 접종한 후 각각 2시간과 4시간 그리고 6시간이 지나 미산성 차아염소산수를 처리한 결과 방제가는 각각 93.3%, 92.0%, 91.1%로 처리구간 큰 차이없이 매우 높게 나타났으나 접종 24시간 후 처리했을 때는 방제가가 70.4%로 감소했다. 이는 병원균의 포자가 식물체 내부로 침투하지 않고 표면에 존재한 것으로 예상되는 접종 6시간까지는 미산성 차아염소산수에 의한 살균으로 방제 효과가 높게 나타난 것으로 추정된다.

후속연구

1). 추가적인 연구가 요구되지만 미산성 차아염소산수는 많은 농작물의 수확 후 저장 및 유통시에 막대한 피해를 발생시키는 B. cinerea와 P. hirsutum 등과 같은 병원균류에 대해서 침지 및 세척의 방법을 사용하는 병방제용 살균제로 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 특히 B.
따라서 최초 생성된 미산성 차아염소산수(유효염소농도 대략 20~30 ppm)를 식물체 지상부에 살포할 경우 건조한 상태의 식물체 표면에 존재하는 대부분의 병원균류들을 즉시 살균시킬 수 있으며 수분이 존재하더라도 일정기간 동안 병원균과 접촉이 유지된다면 완전 살균효과가 나타날 것으로 예상된다. 또한 작물의 생육에 미치는 영향 등의 추가적인 연구가 필요하지만 처리농도가 30%(유효염소농도 6~9 ppm)일 경우 나타난 미산성 차아염소산수의 높은 살균효과는 작물재배시 병원균에 오염된 지하수 또는 양액에 대해 살균제로써 활용될 수 있음을 나타냈다.
, 2010) 저항성 유발 가능성도 낮을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서 미산성 차아염소산수는 다양한 식물병원균류들에 대해 신속하고 강력한 살균력과 병발생 억제력을 갖고 있는 것으로 확인되어졌는데 추후 작물별 또는 적용 병해별 최적 살포시기 및 방법을 체계적으로 확립하여 농업현장에 적용한다면 기존 농약 사용량의 감소 및 대체 유도가 가능해 친환경적 방제제로서 그 활용가치가 매우 높을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국내에서 강산성 차아염소수는 어떤 방면으로 활용됐는가?	일본 후생노동성은 2002년 식염수 또는 희석염산을 제조장치 내에서 전해된 차아염소산수를 주성 분으로 하는 산성의 수용액을 식품첨가물로 지정하였다. 한편, 국내에서는 2007년 강산성 차아염소산수(유효염소 20~60 ppm)와 미산성 차아염소산수(유효염소 10~30 ppm)가 식품첨가물 공전에 식품의 살균 목적으로 사용 가능한 품목으로 지정됐으며, 주로 강산성 차아염소수가 식품산업의 위생관리와 다양한 식물병의 방제에 활용되어 왔다(Al-Haq et al., 2001, 2002; Jeong and Park, 2012; Oh, 2012).
	미산성 차아염소산수는 어떤 장점이 있는가?	한편, 강산성 차아염소산수와 유사한 살균력을 갖고 있는 미산성 차아염소산수는 식염수를 전기분해로 얻어지는 차아염소산나트륨과는 달리 희석염산만을 전해질로 무격막전해조에서 전기분해하여 만들어진 차아염소산이 주성분으로 pH는 5.0~6.5이며, 유효염소 농도가 10~30 ppm으로 염소가스를 거의 발생시키지 않고 투입 원수 전액의 활용이 가능한 장점을 가지고 있다(Issa-Zacharia et al., 2010; Jeong & Park, 2012; Soli et al.
	전기분해를 통해 얻어지는 전해수는 어떤 분야에서 활용되고 있는가?	, 2010). 또한, 전세계적으로 식품, 의료, 생활환경, 농업 등의 다양한 분야에서 친환경적인 살균제로 폭넓게 활용되고 있는데 미국에서는 차아염소산을 무해물질로 인정하고 전해수 제조장치를 살균제 제조장치로 인가하였으며 미국식품의약국은 1999년부터 강산성 차아염소산수를 농수산물 세정에 사용을 허용하였다(Oh, 2012). 일본 후생노동성은 2002년 식염수 또는 희석염산을 제조장치 내에서 전해된 차아염소산수를 주성 분으로 하는 산성의 수용액을 식품첨가물로 지정하였다.

참고문헌 (24)

Al-Haq, M. I., Seo, Y., Oshita, S. and Kawagoe, Y. 2001. Fungicidal effectiveness of electrolyzed oxidizing water on postharvest brown rot of peach. Hort. Sci. 36:1310.
Al-Haq, M. I., Seo, Y., Oshita., S. and Kawagoe, Y. 2002. Disinfection effects of electrolyzed oxidizing water on suppressing fruit rot of pear caused by Botryosphaeria berengeriana. Food Res. Inter. 35:657-664.

상세보기
Al-Haq, M. I., Sugiyama, J. and Isobe, S. 2005. Applications of electrolyzed water in agriculture & food industries. Food Sci. Technol. Res. 19:135-150.
Buck, J. W., van Iersel, M. W., Oetting, R. D. and Hung, Y. C. 2002. In vitro fungicidal activity of acidic electrolyzed oxidizing water. Plant Dis. 86:278-281.

상세보기
Buck, J. W., van Iersel, M. W., Oetting, R. D. and Hung, Y. C. 2003. Evaluation of acidic electrolyzed water for phytotoxic symptoms on foliage and flowers of bedding plants. Crop Prot. 22:73-77.

상세보기
Copping, L. G. and Duke, S. O. 2007. Natural products that have been used commercially as crop protection agent. Pest Manag. Sci. 63:524-554.

상세보기
Guentzel, J. L., Callan, M. A., Lam, K. L., Emmons, S. A. and Dunham, V. L. 2011. Evaluation of electrolyzed oxidizing water for phytotoxic effects and pre-harvest management of gray mold disease on strawberry plants. Crop Prot. 30:1274-1279.

상세보기
Hao, J. X., Li, L. T., Ma, Z. H., Cheng, Y. Q., Cai, C. J. and Liu, H. J. 2006. Study on electrolyzed functional water against wheat stripe rust. China Plant Protection 26:21-23. (in Chinese).
Huang, Y. R., Hung, Y. C., Hsu, S. Y., Huang, Y. W. and Hwang. D. F. 2008. Application of electrolyzed water in the food industry. Food Cont. 19:329-345.

상세보기
Issa-Zacharia, A., Kamitani, Y., Morita, K. and Iwasaki, K. 2010. Sanitization potency of slightly acidic electrolyzed water against pure cultures of Escherichia coli and Staphylococcus aureus, in comparison with that of other food sanitizers. Food Cont. 21:740-745.

상세보기
Jang, K. I., Lee, J. H., Choi, S. G. and Lee, H. B. 2008. Quality of stored grape (Vitis labruscana) treated with electrolyzed acid water humidification, electrolyzed acidic water sterilization and ozon water sterilization. J. Agri. Life Sci. 42:47-57. (in Korean).
Jeong, K. J. and Park, S. G. 2012. Sterilization effect of electrolyzed oxidized water by electrochemical methode. J. Indust. Sci. Technol. 12:119-123. (in Korean).
Kang, K. S., Kim, T. I., Lee, H. I., Han, H. J., Park, S. G., Kim, H. J., Han, S. D., Park, K. Y. and Rhee. Y. W. 2010. Investigation on the technology trend in electrolyzed sterilizing water by the patent analysis. Appl. Chem. Engin. 21: 188-194. (in Korean).
Nimitkeatkai, H. and Kim, J. G. 2009. Washing efficiency of acidic electrolyzed water on microbial reduction and quality of 'Fuji' apples. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 27:250-255.

상세보기
Oh, D. H. 2012. Application and technology trend of slightly acidic low concentration electrolyzed water. Safe Food 7:35-45. (in Korean).
Okamoto, M., Komagata, Y., Okuda, S., Nishimoto, Y., Kamoshida, M., Nakamura, T. and Komiyama, K. 2006. Microbicidal effect of slightly acidic electrolyzed water. J. Antibact. Antifungal Agents 34:3-10. (in Japanese).
Prutz, W. A. 1996. Hypochlorous acid iInteractions with thiols, nucleotides, DNA, and other biological substrates. Arch. Biochem. Biophy. 332:110-120.

상세보기
Soli, K. W., Motomatsui, A., Yoshizumi, A., Yamakawa, M., Misshima, T., Honjoh, K. I. and Miyamoto T. 2010. Comparison of the bactericidal effect of slightly acidic hypochlorous water with that of conventional sterilizers. J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 55:275-280.

상세보기
Tamaki, M., Kondo, S. and Sakai, Y. 2001. A study on the control of rice disease by electrolyzed water. Environ. Cont. Biol. 39: 85-101. (in Japanese).
Whangchai, K., Saengnil, K., Singkamanee, C. and Uthaibutra, J. 2010. Effect of electrolyzed oxidizing water and continuous ozone exposure on the control of Penicillium digitatum on tangerine cv. 'Sai Nam Pung'during storage. Crop Prot. 29: 386-389.

상세보기
Wu, L., Xiao, W. H. and Li, L. T. 2004. Test of electrolyzed functional water inhibiting grape anthracnose. Plant Prot. 30:82-83. (in Chinese).
Xiao, W. H., Li, L. T., Wang, H. M. and Li, Z. G. 2003. Report on the electrolyzed functional water against cucumber powdery mildew test. Plant Prot. 29, 50-51. (in Chinese).
Xiong, K., Liu, H., Liu, R. and Li, L. 2010. Differences in fungicidal efficiency against Aspergillus flavus for neutralized and acidic electrolyzed oxidizing waters. Int. J. Food Microbiol. 137:67-75.

상세보기
Zheng, L., Liu, H. J., Hao, J. X., Yang, H. B. and Li, L. T. 2010. Control of tomato leaf mold with electrolyzed functional water in greenhouses. Plant Prot. 36:162-164. (in Chinese).

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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