초록 ▼

○ 연구결과
검색단계에서는 위의 수종의 균주를 사용하여 agar diffusion test법으로 100여 가지의 한약재 중 항균력이 우수한 12가지의 한약재를 선별하여 paper disk를 이용한 radial growth rate test 법으로 대황추출물이 다양한 균주에 대해 항균력이 가장 우수하였다.
대황추출물의 분획분리 실험을 통해 항곰팡이능을 나타내는 주요 유효성분일 것은 Anthraquinone 류 화합물로 판단되었으며 대황 특히 Anthraquinones인 Chrysophanic acid, Aloe-emodin

○ 연구결과
검색단계에서는 위의 수종의 균주를 사용하여 agar diffusion test법으로 100여 가지의 한약재 중 항균력이 우수한 12가지의 한약재를 선별하여 paper disk를 이용한 radial growth rate test 법으로 대황추출물이 다양한 균주에 대해 항균력이 가장 우수하였다.
대황추출물의 분획분리 실험을 통해 항곰팡이능을 나타내는 주요 유효성분일 것은 Anthraquinone 류 화합물로 판단되었으며 대황 특히 Anthraquinones인 Chrysophanic acid, Aloe-emodin, Emodin 성분을 유효 및 지표성분으로 선정하여 대황추출물을 표준화하고 규격관리를 하였다. 반면 total extract가 개별 유효성분의 동일량보다도 항곰팡이능이 우수하였으므로 Anthraquinone 성분뿐만이 아니라 기타 다른 함유성분이 복합적으로 항곰팡이능에 관여한다고 판단된다.
대황추출물의 표준화를 위하여 직선성, 정확성, 정밀성을 검증한 타성분과 간섭되지 않는 조건의 HPLC 분석조건을 설정하였다. 또한 원물에 대한 표준화를 위하여 총 6종의 국내외 대황을 구입하여 농도에 따라 radial growth rate test를 실시한 결과 이중 중국의 사천성 지역에서 생산되는 Rheum palmatum 종인 가장 항곰팡이능이 우수하여 이를 사용하여 공정단계가 용이한 표준공정법을 확립하고 표준추출물인 GNC011을 얻었다. 총 10회의 공정을 반복하여 평균수율 14.5%의 결과를 얻었다. 이는 저렴한 대황원물과 높은 추출수율로 인해 향후 천연물농약으로의 개발가능서이 높다고 사료된다.
GNC011은 radial growth rate test 법으로 농도별로 항곰팡이능을 시험해보았을 때 1mg/mL이상의 농도에서는 penicillium spp. 균사생장 을 현저하게 억제하여 1m/mL의 농도가 과실저장병 방제제로서의 최적농도로 판단된다.
GNC011의 농도에 따른 실험 및 포자농도에 따른 실험을 각각 실시하하여 결과를 광학현미경을 관찰하였을 때 Fig. 28에서의 곰팡이류의 life cycle에서 spore, sporangium, germ tube, spawn 등의 전반적인 형성을 억제하여 항곰팡이능을 가짐을 알 수 있었다.
감귤표면에 GNC011을 적용농도인 1mg/mL로 도말하여 준 후 곰팡이 배양편을 심어 배양한 결과 비교군에 비하여 곰팡이 생장억제효과가 탁월하였다. Field test 실시결과에서도 화학농약인 iminoctadine triacetate(베푸란)와 벤레이트와 거의 동일한 방제력을 보여 감귤을 비롯한 penicillium spp에 의해 야기되는 과실저장병에 대한 방제제로 개발될 가능성이 높은 것으로 판단되었다.
대황은 과량을 섭취할 경우 사하작용을 일으키게 되고, 소량 복용 시에는 지사작용을 일으키는 등 양면적 효능을 비롯하여 전통적으로 약제로 사용되어 왔다. 이미 안정성은 확보되었으나 본 연구에서 실시한 독성시험의 결과로도 어독성시험에서 LD50 수치가 333ppm(1 week)로 매우 안전한 것으로 판단되며 Rats를 이용한 급성독성시험에서도 LD50값은 50mg/㎏을 훨씬 상회하여 어떠한 독성 증상도 관찰되지 않았으며 경구투여 급성독성시험에서 안전한 물질인 것으로 판단된다.
본연구의 결과로 GNC011은 독성이 없고 안전한 친환경 과실저장병 방제제로 개발될 가능성이 매우 높으며 향후 Field test에서 과실에 도말이 잘 되지 않는 문제점을 해결하기 위한 제제, 제형연구와 품질관리를 위하여 다양한 지표 및 유효성분에 대한 후속연구가 필요하다고 사료된다.

Abstract ▼

Rheum palmatum, medicinal rhubarb is a large, leafy perennial with hollow stalk that may reach ten feet in height. The root/rhizome is the part used medicinally; it is thick and branching, with a brown exterior and a yellow interior. It is native to china and Tibet and is cultivated in Europe, India

Rheum palmatum, medicinal rhubarb is a large, leafy perennial with hollow stalk that may reach ten feet in height. The root/rhizome is the part used medicinally; it is thick and branching, with a brown exterior and a yellow interior. It is native to china and Tibet and is cultivated in Europe, India and Pakistan. The rhizomes contain powerful anthraquinones that act as stimulant laxatives and tannins that acts as astringents.
In this studies, 102 ethanol extracts of natural herbal plant were screened for antimicrobial activity against several bacteria, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli. From investigation of the inhibition zone diameter of microbial growth by paper disk diffusion test for antibacterial activity and radial growth rate test for antifungal activity, the most significant antimicrobial activity against bacterial species was observed from the extract of Rheum spp.
Anthraquinones are proved major constituent of Rheum spp. for antifungal effect by subfractionation and separation test. Chrysophanic acid, Aloe-emodin, Emodin were rheum specific anthraquinones. Rhubarb extract are standardized as it. HPLC analysis method for anthraquinones is determined. 6 samples from Rheum spp. were tested. Rheum palmatum is shown most effective antifungal effects. GNC011, standardized Rhubarb extract is developed by standard extraction process with Rheum palmatum. It contains 2.1% of anthraquinones (Chrysophanic acid, Emodin, Aleo-emodin) and the recovery rate is 14.5% by repeated ten process.
When GNC011 is investigated by radial growth rate test, the minimum inhibitory concentration (MIC) of the extract against the microorganisms was determined. GNC011 showed strong antimicrobial effects against penicillium spp. The MIC on penicillium spp was 0.1mg/mL and applied concentration was 1mg/mL.
Antifungal effect of GNC011 is not inhibition single mechnism but shown complex inhibiton pattern of spore, sporangium, germ tube, spawn generation in life cycle.
GNC011 was markedly effective to control the postharvest decay by spray at 7 days prior to harvest. When the fruits were sprayed at 7 days prior to harvest and subsequently store for 2 months, the percentage of diseased fruit by penicillium spp. was 3.5% in GNC011 at 1mg/mL and 2.6% in iminoctadine triacetate at 0.2mg/mL respectively. On the other hand, the percentage of diseased fruits was relatively high, 47.4% in no-treated group(negative control) at time to 20 days passed..
In toxicity test, there were low toxicity in fish, the LD50 value was 333ppm at 1 week later. There were no deaths at the high dose, 1,000mg/kg in rats. Mortality, organs size, morphological development and average body weight were unaffected in rats At the high dose.
In this studies, GNC011 was developed by nontoxic, safe antifungal agents against postharvest decay of fruits by penicillium spp.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 8
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제1절 연구의 목적 ... 10
• 1. 최종 연구 목표 ... 10
• 2. 개발 배경 ... 10
• 3. 개발대상제품 개요 ... 11
• 4. 년차별 연구개발 내용 및 범위 ... 12
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 14
• 1. 개발기술(제품)의 중요성 ... 14
• 2. 천연 농약의 신규시장확대 가능성 ... 15
• 제3절 연구개발의 추진체계 ... 16
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 제1절 천연물 농약 기술개발 동향 ... 17
• 제2절 항곰팡이제 개발동향 및 전망 ... 17
• 1. 기술개발 동향 ... 17
• 2. 사용제품의 문제점 ... 18
• 3. 연구개발 분야별 전망 ... 19
• 제3절 시장동향 ... 20
• 1. 주요국가의 농약시장 규모 및 전망 ... 20
• 2. 국내외 경쟁(기술)회사 현황 ... 20
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 제1절 연구개요 ... 21
• 1. 대황 (Rheum spp.) ... 21
• 2. 대황의 약효성분 및 효능 ... 25
• 3. 대황의 항균활성 ... 28
• 4. 과실썩음병 방제 천연물 농약 ... 29
• 제2절 연구 방법 ... 32
• 1. 실험재료, 사용기기 및 사용균주 ... 32
• 2. 실험 방법 ... 34
• 제3절 결과 ... 48
• 1. 항곰팡이능 천연물농약 후보물질 선정 ... 48
• 2. 대황 분획 항곰팡이능 시험 ... 49
• 3. 성분 분리 및 항곰팡이능 시험에 의한 유효성분 확인 ... 54
• 4. 표준분석법 개발 ... 57
• 5. 표준추출공정 개발 ... 59
• 6. 효능평가 ... 67
• 7. 독성평가 ... 81
• 8. 시제품생산 ... 89
• 9. 제제 검토 ... 92
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 94
• 제1절 연구개발목표의 달성도 ... 94
• 1. 목표달성도 ... 94
• 2. 연구개발 실적 ... 95
• 제2절 관련분야 기여도 ... 96
• 1. 기술적 측면 ... 96
• 2. 경제적 측면 ... 96
• 3. 사회적 측면 ... 97
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 98
• 1. 사업화 계획 ... 98
• 2. 결과물의 적용 확대 ... 98
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 99
• 1. 과채류의 저장성 향상을 위한 기술개발 ... 99
• 2. 딸기 저장병 방제 관련 ... 99
• 제7장 참고문헌 ... 101
• 끝페이지 ... 116