열처리된 목질계바이오매스로부터 유래된 추출물의 식물병해방제 성능 평가

정지영*, 하시영, 이동환, 최민서, 양재경

(경상대학교 환경산림과학부, 농업생명과학연구원)

Antifungal activity of extracts derived from heat treated lignocellulosic biomass

Ji Young Jung*, Si Young Ha, Dong Hwan Lee, Min Seo Choe, Jae-Kyung Yang

(Division of Environmental Forest Science, Institute of Agriculture & Life Sciences, Gyeongsang National University)

요약: 천연 페놀성 화합물은 다양한 약리학적 특성 및 항진균 활성을 나타낸다. 열처리는 목재로부터 페놀성 화합물 생성에 가장 큰 영향을 미치는 공정이며, 화학 물질을 첨가하지 않고 처리 시간을 단축 할 수 있는 열처리 방법이 목질계바이오매스에 널리 적용된다. 열처리된 목질계 바이오매스로부터    점무늬병의 항균 활성에 영향을 미치는 페놀성 화합물 추출을 위한 3가지 독립 변수(에탄올 농도, 추출  시간 및 추출 액비)는 반응 표면 분석법(RSM)을 사용하여 최적화하였다. 독립 변수는 3가지 수준   (에탄올 농도 : 70 ~ 90%, 추출 시간: 90 ~ 150분, 추출 액비: 1/40 ~ 1/50 (w/v)으로 코딩되었고, 예비 실험 결과를 바탕으로 선택되었다. 점무늬병에 대한 항균 활성의 실제 값은 36.7 ± 1.4 %였으며, 이는 모델에 의해 예측된 예측값인 37.9%와 유사한 항균활성 수치를 나타냈다. 열처리된 목질계바이오매스로부터 추출된 추출물이 점무늬병의 성장을 현저히 억제하는 것으로 나타났으며, 이는 병해방제제로의 사용이 가능할 것이라고 판단된다.

Abstract: Natural phenolic compounds show various pharmacological properties and antifungal activities. The heat treatment was the process that most influenced the phenolic composition of wood. The effects of three independent factors (ethanol concentration, extraction time and solid:liquid) on phenolic compound and antifungal activity of spotting disease from the heat treated lignocellulosic biomass were optimized using response surface methodology (RSM). The independent variables were coded at three levels (ethanol concentration : 70 ~ 90%, extraction time: 90 ~ 150 min, solid:liquid : 1/40 ~ 1/50 (w/v)) and their actual values were selected on the basis of preliminary experimental results. The experimental antifungal activity obtained experimentally was 36.7 ± 1.4 %, which were very close to the values of 37.9% predicted by the model. It was found for the antifungal extracts from heat treated lignocellulosic biomass showed significant inhibition on the growth of spotting disease. This may provide a useful starting point for the development of bio-pesticides.

사사: 본 연구는 산림청(한국임업진흥원) 산림과학기술연구개발사업(No. 2013070D10-1819-AA03)의 지원에 의해 이루어진 것임.