• 한국토양비료학회지
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• 제38권5호
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• pp.287-293
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• 2005

본 연구에서는 농업용 미생물제 수요의 증가에 따른 보다 안정한 미생물제 공급과 규격화된 품질 보증 및 미생물제 생산성 확대를 위하여 식품 산업에서 활용되고 있는 미생물제의 미세캡슐화 기술을 응용하여, 농업용 미생물제 캡슐화 소재선발 및 캡슐화 최적조건을 조사하고 생산된 미생물 캡슐제의 생균력과 안정성에 관하여 검토하였다. 본 실험의 캡슐화 장치는 extrusion 기법에서 주로 사용되고 있는 air atomizing device 대신 저속의 연동펌프를 이용한 micro-nozzle 방식을 설계하여 수행하였다. 농용 미생물의 캡슐화 소재선발을 위해 bead 형성이 용이하며 생균력을 안정적으로 유지할 수 있고 저렴한 비용으로 구입이 가능한 캡슐제를 조사한 결과 Na-alginate와 K-carragenan은 bead 형성이 우수하게 나타났으며 캡슐내 생균수는 $5.3-7.4{\times}10^7cfu\;g^{-1}$로 gellan gum과 locust bean gum 등에 비하여 6배 이상 높은 생균수를 나타냈다. Na-alginate의 경우 캡슐이 매우 단단하고 매끄러웠으며, K-carragenan보다 7배 이상 저렴한 것으로 조사되었다. 이상 농업용 미생물제의 캡슐화 소재로서 Na-alginate를 사용하는 것이 가장 효율적이고 경제적이라 판단되었다. 농업용 미생물제의 캡슐화를 위한 최적의 캡슐화 소재로 1.5% 농도의 Na-alginate에 1.0% starch와 같은 안정제를 혼합하여 사용할 경우 생균력을 유지하는 데 보다 안정적이었다. 최적조건에서 형성된 캡슐의 형태를 관찰한 결과 캡슐의 표면구조는 매끈하고 규칙 바른 구형을 나타내었으며, 내부 구조는 비교적 균일한 polymatrix를 형성하였 으며 부분적으로 큰 공극을 형성하였다. 미세 캡슐 내 미생물 생존력을 유지하기 위한 캡슐막의 효과를 나타낼 수 있는 안정제로 저렴한 가격으로 구입이 용이한 starch와 zeolite를 이용하여 생균력 증진효과를 검토하였다. 세균을 이용한 미생물 캡슐체의 경우 starch와 zeolite 모두 약 70-80% 생균력을 나타내었으며, 효모의 경우 starch를 안정제로 이용한 경우 67%의 생균력을 나타내었으나 zeolite를 안정제로 첨가한 경우 80% 이상의 높은 생균력 증진을 나타내었다. 이상의 결과로부터 미생물을 캡슐화 할 경우 무기재료인 zeolite를 첨가할 경우 장기간 생균력 안정성이 유지되는 것으로 나타났다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권2호
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• pp.83-88
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• 2017

본 연구의 목적은 screen printed 탄소계 전극에 기반하여 기능성 식품중에 포함된 소량의 Sildenafil과 Vardenafil(SDF 및 VDF)을 쉽게 검출하기 위한 전류계 면역센서를 개발하고자 하였다. 본 연구에서 개발한 면역센서는 horseradish peroxidase로 labeling 시킨 후 비경쟁적 샌드위치 ELISA 측정법에 의한 원리를 이용하였다. 개발된 센서는 그래핀 산화물 및 키토산(ErGO-CS) 복합체를 단순한 전기화학적 증착에 의해 screen printed 탄소계 전극을 이용하는 원리이며, 감지된 화학물질을 평가하고 센서특성을 최적화하기 위해 전기 화학적 임피던스분광법, 순환 전압 전류법 등을 포함한 일련의 전기화학적 실험방법에 기초하여 완성되었다. 본 연구에서 개발된 센서는 100 pg/mL ~ 300 ng/mL 농도의 SDF 및 VDF에 대하여 직선상의 농도-의존적인 반응을 나타내었다. 또한 최저 검출 한계는 55 pg/mL이었으며, 센서의 민감도는 $1.02{\mu}Ang/mL/cm^2$로 산출되었다. 센서의 성능은 7.1%의 상대 표준편차로 매우 우수한 재현성을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 센서의 전략적 가치는 향후 건강기능식품중에 함유된 SDF 및 VDF과 같은 의약품의 미량을 현장에서 쉽게 분석 할 수 있어서 비용-효과적 측면에서 그 가치가 우수하다는 것을 제시한다.

• 방사선산업학회지
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• 제5권2호
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• pp.159-164
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• 2011

A variety of natural polymers have been used as tissue engineering scaffolds, drug delivery system, and cosmetic materials due to their higher biocompatibility and water uptake. As a major component of extracellular matrix, hyaluronic acid consisting of D-glucuronic acid and N-acetylglucosamine has been popularly used as a hydrogel material. Even though it has good properties to be used in the tissue engineering and cosmetic industry, its higher viscosity has limited a potential use in a variety of applications; only low content should be applied in preparing above products. In the present study, we investigated the effect of electron beam irradiation on the properties of hyaluronic acid. Hyaluronic acid paste containing low contents of water changed to solution after electron beam irradiation ranging from 1 to 10 kGy, which didn't exhibit any alteration of surface properties and morphological change after freeze-drying. However, its viscosity was significantly decreased as absorbed dose increased, which was approximately one by hundred in comparison with the viscosity of original hyaluronic acid solution with same concentration. In addition, it can still interact with positive charged chitosan generating polyelectrolyte complex. Therefore, only viscosity was decreased after electron beam irradiation, whereas other properties of hyaluronic acid maintained. Consequently, these hyaluronic acids with lower viscosities can be used in a variety of applications in tissue engineering, drug delivery, and cosmetic industry.

• Molecules and Cells
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• 제41권12호
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• pp.1016-1023
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• 2018

Regenerative orthopedics needs significant devices to transplant human stem cells into damaged tissue and encourage automatic growth into replacements suitable for the human skeleton. Soft biomaterials have similarities in mechanical, structural and architectural properties to natural extracellular matrix (ECM), but often lack essential ECM molecules and signals. Here we engineer mineralized polysaccharide beads to transform MSCs into osteogenic cells and osteoid tissue for transplantation. Bone morphogenic proteins (BMP-2) and indispensable ECM proteins both directed differentiation inside alginate beads. Laminin and collagen IV basement membrane matrix proteins fixed and organized MSCs onto the alginate matrix, and BMP-2 drove differentiation, osteoid tissue self-assembly, and small-scale mineralization. Augmentation of alginate is necessary, and we showed that a few rationally selected small proteins from the basement membrane (BM) compartment of the ECM were sufficient to up-regulate cell expression of Runx-2 and osteocalcin for osteoid formation, resulting in Alizarin red-positive mineral nodules. More significantly, nested BMP-2 and BM beads added to a non-union skull defect, self-generated osteoid expressing osteopontin (OPN) and osteocalcin (OCN) in a chain along the defect, at only four weeks, establishing a framework for complete regeneration expected in 6 and 12 weeks. Alginate beads are beneficial surgical devices for transplanting therapeutic cells in programmed (by the ECM components and alginate-chitosan properties) reaction environments ideal for promoting bone tissue.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권2호
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• pp.225-231
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• 2015

본 연구에서는 백미 발효물을 곡류 효소함유 식품으로 개발하고자Bacillus subtilis CBD2를 접종하여 96시간 발효한 다음 알긴산 및 키토산을 피복물질로 사용하여 분무건조 미세캡슐 분말을 제조하였고, 분말의 물리화학적 특성 및 amylase 활성을 조사하였다. 백미 발효물의 생균수, pH 및 amylase 활성은 각각 7.61 log CFU/mL, pH 5.08 및 159.43 unit/mL이었다. 백미 발효물의 미세캡슐 분말 제조는 알긴산 1.0% 및 키토산을 각각 0.3%, 0.5%, 1.0%를 첨가하여 분무건조 하였다. 분무건조 미세캡슐 분말의 수분함량은 2.90~3.68%였으며, 색도는 키토산 첨가량이 증가함에 따라 L값 및 a값은 감소하고, b값 및 ${\Delta}E$값은 상대적으로 증가하였다. 입자크기는 분무건조 미세캡슐 분말에서 $48.13{\sim}68.48{\mu}m$로 동결건조 분말 $357.87{\mu}m$ 보다 작았으며, 표면 구조는 전반적으로 구형을 나타내었으나, 키토산 함량이 증가함에 따라 표면 굴곡이 증가하였다. 수분흡수지수는 분무건조 미세캡슐 분말에서 2.40~2.65로 동결건조 분말 2.66에 비해 낮은 흡수지수를 나타내었으며, 수분용해지수는 분무건조 미세캡슐 분말에서 9.17~10.89%로 동결건조 분말(7.12%)보다 높게 나타났다. 생균수 및 amylase 활성은 동결건조 분말에서 각각 7.01 log CFU/g 및 506.02 unit/g으로 나타났으며, 분무건조 미세캡슐에서는 각각 4.46~4.62 log CFU/g 및 196.63~268.57 unit/g으로 나타나 동결건조 분말 보다 낮게 나타났다. 분말의 인체 내 소화 모델에서, 모든 분말은 pH 1.2의 인공위액에서 활성을 나타내지 않았으며, 최종적으로 pH 7.4의 대장조건에서 알긴산에 0.3%의 키토산을 첨가한 분무건조 미세캡슐 분말이 85.93%의 amylase 활성을 나타내어 인체에서의 높은 이용률이 기대되었다.

• 한국균학회지
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• 제27권2호통권89호
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• pp.164-169
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• 1999

팽이버섯 재배에 있어 가장 문제되는 병해 중의 하나인 팽이버섯 세균성갈색무늬병(세균성갈반병)의 방제약제를 선발하기 위해 제오라이트입제, 키토산, 목초액, $Ca(OCl)_2$, NaOCl 등 5종의 약제를 공시하여 기내와 버섯재배사에서 시험을 수행한 결과, 목초액과 $Ca(OCl)_2$는 0.5% 농도에서 F. velutipes의 균사생장 억제력은 낮았으나, 병원세균인 P. tolaasii에 대해서는 현저한 생장억제력을 보여 팽이버섯 세균성갈색무늬병의 방제약제로 이용가능성이 있는 것으로 나타났다. 발병율은 무처리구에서 43.8%로 매우 높게 나타났으나, $Ca(OCl)_2$ 0.5% 처리구의 경우 14.6%로 가장 낮은 발병율을 보였고, 목초액 0.5% 처리구 및 $Ca(OCl)_2$ 1.0% 처리구에서 20% 내외, 그리고 목초액 1.0% 처리구에서 26.1%의 매우 낮은 발병율을 보였다. 또한 약제 처리농도의 경우 1.0% 보다는 오히려 0.5%의 저농도에서 억제효과가 높은 것으로 나타났다. 무처리구에 비해 처리구에서 품질이 현저히 향상되었으며, 수량도 30% 정도 증수되었고, 특히 $Ca(OCl)_2$ 1.0% 처리구의 경우 35.6%로 가장 높은 증수효과를 나타냈다. 그러나 발병억제율, 품질, 수량 등 전체적인 처리효과를 볼 때, 목초액보다는 $Ca(OCl)_2$가 상대적으로 더 유효하고, 약제별 사용농도는 $Ca(OCl)_2$ $0.5{\sim}1.0%$, 목초액은 0.5%의 농도가 본 병의 억제에 가장 유효한 것으로 나타났다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제33권1호
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• pp.27-35
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• 2003

1. 목적 생체재료의 생체친화성을 증진시키고 치유를 촉진하기 위한 목적으로 생체재료의 생화학적 표면개질에 관한 연구가 널리 진행되고 있다. 이와 같은 목적으로 이용되어 온 부착분자에는 아미노산, 펩타이드, 단백질, 효소 및 성장인자들을 들 수 있으며, 이들 분자들을 금속, 골대체물질 및 폴리머와 같은 생체재료의 표면개질에 이용하여 왔다. 이 연구의 목적은 생체적합성이 우수하고 생분해성을 지닌 키토산으로 얇은 막을 제작한 후, 세포외 기질의 구성성분 중 세포부착에 관여하는 RGD 펩타이드를 부착시킨, 표면개질 키토산막의 생물학적 영향을 MG-63 조골양세포를 이용하여 관찰하는 것이다. 2. 방법 2% acetic acid에 키토산 가루를 녹여 만든 2% 키토산 용액으로 24-well 배양접시의 표면을 도포 후 24시간 동안 건조시켜 키토산막을 제작하였다. GRGDS 펩타이드를 cross-linker(EDC, NHS) (Sigma, MO, USA) 용액과 반응시켜서 펩타이드의 카르복실기를 활성화시켰다. 이들을 PBS 완충용액으로 수화시킨 키토산막과 결합시켜 펩타이드의 활성화된 카르복실기와 키토산의 아민기 간에 안정적인 아미드 결합(amide bond)이 형성되도록 하였다. 하루 동안 반응을 일으킨 후 PBS 완충용액과 증류수로 씻어내고 냉동 건조시킴으로써 GRGDS가 결합된 키토산막을 제작하였다. 재료 표면의 화학 성분을 알아보는데 사용되는 방법의 일종인 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 분석을 통하여 부착분자가 키토산막에 결합된 여부를 확인하였다. GRGDS 펩타이드에 요오드를 결합시킨 후, 이것을 키토산막에 공유 결합시키고 XPS를 통해 요오드가 재료 표면에서 검출되는지를 검사하였다. 요오드가 검출된다면 이것은 키토산막 표면에 실제로 GRGDS 펩타이드가 존재하는 것을 의미하게 된다. 표면개질된 키토산막에 사람조골양세포인 MG-63을 접종하여 이를 실험군으로 하였고, 표면이 개질 되지 않은 키토산막을 대조군으로 하였다. 세포부착의 최적화 농도를 확인하기 위하여 GRGDS를 0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0mg/ml의 농도로 준비하였다. 배양 후 1일, 7일째에 각 well에서 trypsin EDTA를 이용하여 세포를 분리한 후, 이를 원심 분리하여 세포수측정기를 이용하여 부착 세포의 수를 측정하여 세포의 부착 정도를 비교하였다. 배양 2시간, 24시간 후 주사전자현미경을 이용하여 키토산막에 부착된 세포의 양상을 관찰하였다. 3. 결과 XPS를 통한 표면의 화학 성분 분석 결과 GRGDS 펩타이드를 결합시킨 키토산막에서 요오드가 검출되었으며 펩타이드를 부착하지 않은 대조군에서는 검출되지 않았다. 따라서 cross-linker를 이용한 펩타이드와 키토산막의 공유결합을 확인할 수 있었다. 세포 배양 후 1일째 부착된 세포 수를 측정한 결과 0.1mg/ml 이상의 GRGDS 펩타이드 농도로 공유 결합시킨 키토산막에서 부착 세포 수가 다른 농도에 비해 유의성 있게 많이 관찰되었다. 이 농도 이하에서는 대조군과 실험군간에 세포부착의 유의한 차이가 없었다. 따라서 주사전자현미경을 이용한 부착 세포의 양상에 관한 관찰은 0.1mg/ml 농도의 펩타이드를 이용하였다. 세포 배양 7일째, 부착된 세포 수 측정 결과 GRGDS의 농도에 따른 유의성 있는 차이가 없었으며, 실험군과 대조군간에도 유의성 있는 차이가 없었다. 주사전자현미경 관찰결과 2시간 및 24시간 배양된 실험군 모두에서 별모양의 세포들이 키토산막 표면에 편평하게 잘 부착되어 있으며 많은 위족이 발달된 소견을 보인 반면, 대조군에서는 원형 또는 다각형 모양의 세포들이 실험군에 비해 부착이 덜 되어있는 양상을 보였다. 이 연구를 통하여 기능성 펩타이드를 생체재료의 표면에 공유결합 시키는 방법을 확립할 수 있었으며, RGD 펩타이드의 공유결합으로 표면개질된 키토산막이 조골세포의 부착능을 증진시킬 수 있음을 확인하였다. 표면개질된 생체재료를 소, 중동물에 적용시켜 생체 내에서의 생물학적 영향을 평가할 필요가 있으며, 이 실험의 결과는 향후 다양한 기능성 부착분자를 선발, 고안하여 임플란트용 생체재료의 표면개질에 이용하는 이른바 모방생체재료분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제15권1호
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• pp.109-121
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• 2007

전남지역의 쌈채류 무농약 유기농산물 생산농가의 잡초관리, 병해충방제 기술과 농자재의 사용실태를 조사 분석하여 그 기술을 검증하고 표준화하여 정립된 기술을 개발하고자 상추, 들깻잎, 치커리, 케일 등 쌈채류 재배로 무농약 유기농산물 품질인중을 받은 21농가(무농약재배 16, 유기재배 5)를 대상으로 재배실태를 조사하였으며, 그 결과를 하면 다음과 같다. 종자 파종시 종자소독을 실행한 농가는 28.6%에 그치고 소독방법은 소금물가리기, 키토산액 침지 등 검정되지 않은 간이방법으로 수행되었다. 육묘 중 묘상에서의 병 방제를 위한 친환경 농자재의 살포 횟수는 55.6%가 살포 횟수가 없었으며, 해충 방제를 위한 살포횟수는 1회 살포가 50.0% 이었다. 따라서 육묘 기간이 비교적 짧은 쌈채 작물에서의 육묘 중 병해충 방제를 위한 농자재 살포횟수는 1회${\sim}$2회 살포로도 가능하였다. 토양소독을 실행한 농가 비율은 71.4%로 많았으며 소독 방법은 태양열소독으로 소독 횟수는 1회/년을 기준으로 토양소독을 실시하였다. 재배포장의 잡초방제 방법으로 이랑의 잡초는 대다수의 농가가 흑색PE필름을 이용한 멀칭재배로 잡초 발아를 억제하였으며, 고랑의 잡초는 85% 이상의 농가가 인력으로 김매기를 수행하고 일부농가는 기계제초와 멀칭재배로 잡초를 관리하고 있었다. 봄 작기를 기준으로 병 방제 횟수는 무 방제가 57.1%이었고 병해 예방을 위해 시설이나 재배지의 토양과 온 습도 등 환경 조절로 52.4%가 병해 관리를 하였으며, 병 방제는 천연자원이용 농가 자가제조 농자재나 미생물제재를 이용하여 $1{\sim}2$회 방제 하였다. 쌈채의 작목별 주요 발생 해충은 상추에서는 목화진딧물, 케일에서는 배추좀나방, 쌈추는 배추좀나방과 배추벼룩잎벌레, 들깨에서는 들깨잎말이나방이 문제시 되는 해충이었다. 해충의 방제는 봄 작기를 기준으로 해충 방제 횟수는 10회 이상 살포가 많았고 해충 방제용 농자재 종류는 $1{\sim}5$종을 이용한 농가가 많았으며 자가 제조한 농자재 보다는 시중에서 구입하여 이용한 농가가 많았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 무농약 유기재배 쌈채 생산을 위해서는 건열처리 등에 의한 종자소독 방법과 병해충 예방을 위한 환경 관리기술의 과학적인 검증 및 주요 발생 병해충에 대한 체계적인 방제 매뉴얼 개발이 요구된다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제16권6호
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• pp.577-583
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• 2000

신선편의화된 신고배를 이용하여 연구를 수행한 결과 처리구 중에서 1% NaCl과 0.2% L-cysteine 용액에 1분간 처리한 절단배의 색도가 가장 적게 변화하였으며, 1% CaCl, 용액처리한 것이 가장 높은 경도를 나타내었다. Vitamin C의 함량은 초기 3.7mg%에서 저장 후에는 무처리구가 1.6mg%로 가장 많이 감소하였으며, 나머지는 처리구간 큰 차이가 없이 모두 2.3-2.9mg%의 범위를 유지하였다. 관능평가 결과 사각거림이나 다즙성, 풍미에 있어서는 큰 차이가 없었으나 외관에 있어서는 0.2% L-cysteine 처리구, 전체적 기호도에서는 1% NaCl 처리구가 각각 높은 선호도를 나타내었다. 신선편의 식품화를 위하여 배추를 절단한 후 저장수명과 품질변화를 관찰한 결과 4$^{\circ}C$에서 1% CaCl$_2$ 처리구와 1% NaCl처리구의 저장수명이 가장 길었으며 전반적인 외관의 유지효과 역시 2$0^{\circ}C$와 4$^{\circ}C$ 모두 1% CaCl$_2$처리구가 대조구와 다른 처리구들에 비하여 줄기절단 부위에 약간의 갈변 발생을 제외하고는 외관이 가장 좋았고, fiber함량, 색도, 산도 등의 생화학적인 변화에 있어서도 역시 다른 처리구에 비하여 효과가 우수하였다. 느타리버섯의 MAP조건은 포장재질, 두께 및 저장온도에 따라 저장수명의 큰 차이를 보여주었다. 포장두께는 사용한 creamic, polypropylene 및 polyethylene film 모두 60$\mu\textrm{m}$ 두께에서 가장 높은 저장수명을, 포장재질로는 polyethylene film이 2$0^{\circ}C$에서 30-50%, $0^{\circ}C$에서 30-125% 증가된 저장수명을 보여주었다. Polyethylene flim을 이용해 버섯의 고품질 유지기간의 연장을 위한 시도로 사용된 potassium permanganate와 SO$_2$발생 처리는 potassium permanganate 처리구가 30-50%, SO$_2$, 발생 처리구는 50-78%의 저장수명 연장 효과를 보여주었다. MA저장시 기체조성은 느타리버섯의 경우 $CO_2$ 10.2-11.6%, $O_2$ 1.2-l.9%, 표고버섯은 $CO_2$, 10.8-16.7%, $O_2$ 1.1-1.9%를 나타내었다.

• 식물병연구
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• 제14권3호
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• pp.187-192
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• 2008

본 연구에서는 키토메이트, 다이균, IC-66D, 골드보르도, 바이오스팟 등 5종의 친환경농자재의 포도 주요 균류병 병원균 7가지에 대한 생장억제 효과를 검정하였다. 병원균의 생장억제 효과는 친환경농자재 별로 차이를 보였는데, 천연 식물추출물성분인 다이균의 생장억제 효과가 가장 우수하였다. 다이균은 $2,500{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$을 포함한 PDA 배지에서 C. gloeosporioides 04-159를 제외한 병원균의 균사생장을 75% 이상 억제하였다. 키토메이트의 생장억제 효과는 병원균에 따라 큰 차이가 있었는데 $40,000{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$을 함유한 PDA 배지에서 B. cinerea 06-063의 균사생장을 81.1% 억제한 반면에 탄저병균인 C. gloeosporioides 04-159는 6.5% 균사 생장억제율을 보였다. 두 가지 보르도액 제제인 IC-66D와 골드보르도의 생장억제 효과는 흰얼룩 증상의 원인균인 Acremonium sp.을 제외하고 IC-66D가 골드보르도보다 약간 높았다. 바이오스팟은 다이균 다음으로 생장억제 효과가 높았는데 특히 탄저병균인 C. gloeosporioides 04-159에 대해서는 사용한 농자재 중에서 가장 높았다. 키토메이트, 바이오스팟, 골드보르도의 갈색무의병 포자 발아억제율은 같은 농도에서의 균사 생장억제율보다 월등히 높았다. 본 실험은 포도 친환경적병 방제를 위해서는 한 가지 친환경농자재를 사용할 것이 아니라 여러 가지 제제를 다양하게 사용할 것을 제안한다.