Editorial Board

님 추출물 또는 고삼 추출물을 주원료로 하는 ‘목록공시’ 등록 제품 각 3종을 무작위 선정하고 구매하여 열 안정성 평가시험에 사용하였다.

Azadirachtin A, azadirachtin B, salannin, deacetylsalannin, matrine, oxymatrine 등 표준품은 Chromadex Co. (CA, USA)에서 구매하였다. Acetonitrile, methanol, dichloromethane, sodium sulfate anhydrous는 HPLC급 용매(Tedia Co., OH, USA)를 구입하여 사용하였다. Hydrophilic-Liphophilic Balanced (HLB) solid-phase extraction (SPE) cartridge (60 mg, Supelco Co., MA, USA)와 Florisil SPE(500 mg, Applied Separation Co., USA), C18 SPE (500 mg, GL Science, Japan)을 시료 전처리에 사용하였다.

식물 추출물 및 이를 주원료로 하는 제품을 용기개봉 후 즉시 1.5 mL 밀폐용기에 1.2 mL를 옮겨 담고, 30°C, 35°C, 40°C, 45°C, 54°C로 설정된 항온기에 빛을 차단하여 각각 보관한 후 7일 간격으로 1 mL의 시료를 취하여 유효성분 함량을 분석하였다.

님나무 추출물의 유효성분인 limonoids계 4성분은 Lee 등(2013)이 보고한 방법에 따라 HLB cartridge와 Florisil cartridge를 사용하여 정제하였고, 고삼 추출물의 유효성분인 alkaloids계 2성분은 Lim 등(2014)의 방법에 따라 HLB cartridge와 C18 cartridge를 사용하여 정제하였다. 정제된 시료는 BEH-C18 (1.7 μm, 2.1 × 100 mm) 칼럼이 장착된 UPLC (Waters Co., USA)에서 deionized water (DW)와 acetonitrile을 이동상으로 사용하여 Lee 등(2013a)과 Lim 등(2014)의 조건에 따라 217 nm에서 정량분석을 실시하였다.

님 추출물을 활용한 유기농업자재의 유효성분을 Limonoid 4성분(Azadirachtin A, B, salannin, deacetylsalannin)으로 정하고, 이들 지표물질에 대한 제품 중 열 안정성을 평가하였다. 님 추출물을 주원료로 하는 유기농업자재 3종(제조사별 1종)의 제품 내 포함된 총 limonoid 함량은 모두 2.5% 이하로 확인되었으며(Table 1), 이에 따라, 유통기한 설정에 적합한 유효성분 허용범위는 85-115%로 확인되었다(Table 2). 최대 120일까지 진행된 시험에서 시험기간 중 층분리, 침전물 발생과 같은 물성 변화는 관찰되지 않았다. 그러나, limonoid 성분을 중심으로 지표성분 변화를 관찰한 결과, 54°C에서 7일 보관 후 모든 평가대상에서 15% 이상 지표성분 감소가 관찰되었으며, 45°C 이하의 시험 조건에서도 농약에 설정된 유통기한 설정 규정을 충족시키지는 못하였다. 보관 온도에 따른 제품별 분해 속도 k는 single exponential equation을 사용하여 산출한 결과, 0.003-0.027로 제품별 편차가 컸으며, 이에 따른 반감기는 25.6-220일로 예측되었다(Fig. 1). 님 추출물의 유효성분인 limonoid는 산소, 광, 미생물 등 노출에 대해 쉽게 분해되는 것이 알려져 있으며(Kim 등 2014), 또한 본 시험결과와 같이 열 안정성도 높지 않은 것이 확인되어 효능물질을 기반으로 장기간 유통기한 설정을 위해서는 저온유통 혹은 질소 충진 포장, 안정제 등 보조제 사용과 같은 유통기술 개발이 보완되어야 할 것으로 판단된다.

Fig. 1. 
An example for thermal stability of limonoidal active compounds in a commercial biopesticide.

고삼 추출물을 주성분으로 하는 유기농업자재 3종(제조사별 1종)의 주요 효능성분인 alkaloid계 matrine과 oxymatrine을 지표물질로 설정하고 제품 내 지표성분의 열 안정성을 평가하였다. 열 안정성 평가는 5개 설정온도에서 180일간 암조건에서 보관하면서 관능적 변화와 지표성분 변화를 관찰하였다. 또한, 시험에 사용된 유기농업자재에 포함된 총 matrines 함량이 2.5% 이하로 확인됨에 따라(Table 1), 유통기한 설정시 유효성분 허용범위는 85-115%로 설정되었다. 시험결과, 고삼 추출물을 주성분으로 한 유기농업자재 최대 보관일까지 제품의 관능적 품질변화는 관찰되지 않았다. 또한, 54°C에서 14일 보관시 평가대상 제품 3종 모두 지표성분 변화가 15% 미만으로 유통기한 1년 기준을 충족시키는 것이 확인되었다. 보관 온도별 분해 속도 k는 0.002-0.003으로 확인되었으며, 예측된 반감기는 보관 온도와 제품에 따른 차이가 있으나 231-346일로 나타났다. 고삼 추출물 및 이를 주성분으로 하는 유기농업자재는 주요 지표성분 안정성 평가에서 현행 규정에서 설정한 유통기한 1년 이상 조건을 충족시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 또한, Kim 등(2015)의 보고와 같이 환경매체 노출 시에도 고삼 추출물의 유효성분 안정성이 님 추출물의 유효성분인 limonoid계 성분보다 안정적이어서, 고삼 추출물을 주원료로 하는 유기농업자재가 님 추출물을 주원료로 하는 제품보다 품질관리 측면에서의 장점이 있는 것으로 확인되었다.

Fig. 2. 
An example for thermal stability of alkaloidal active compounds in a commercial biopesticide.