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          계피 또는 데리스 추출물을 주원료로 하는 유기농업자재의 약효 성분 안정성

          최근형(Geun-Hyoung Choi),진초롱(Cho-Long Jin),박병준(Byung-Jun Park),임성진(Sung-Jin Lim),노진호(Jin-Ho Rho),문병철(Byung-Cheol Moon),공승헌(Seung-Heon Kong),김진효(Jin Hyo Kim) 한국농약과학회 2016 농약과학회지 Vol.20 No.3

          계피 추출물의 지표성분으로 알려진 cinnamaldehyde와 cinnamyl alcohol, 데리스 추출물의 지표성분인 deguelin과 rotenone을 대상으로 유기농업자재 제품 중 안정성을 평가하였다. 시험은 4℃, 23℃, 35℃, 45℃, 54℃에서 각각 진행하였으며, 계피 추출물을 주성분으로 하는 유기농업자재 중 고상제품(Biopesticide A, B)의 유효성분 반감기가 15.1-46.2 days로 액상제품(Biopesticide C, D)에 비해 보관 중 안정성이 높게 나타났다. 또한, 동일 제품 내에서는 cinnamaldehyde의 안정성이 cinnamyl alcohol보다 높은 것으로 나타났다. 데리스 추출물을 사용한 제품(Biopesticide E, F, G)의 rotenoid계 유효성분 반감기는 1.5-173 days로 제품별 보관온도에 따른 지표성분 안정성이 큰 차이를 나타내었으며, 동일 제품에서 deguelin과 rotenone의 안정성은 큰 차이를 나타내지 않았다. The stabilities of bioactive compounds in cinnamon or derris extract were investigated in commercial agricultural organic materials (biopesticide) during storage on different temperature conditions (0℃, 23℃, 35℃, 45℃℃, and 54℃). The selected bioactive compounds were cinnamaldehyde, and cinnamyl alchol in cinnamon extract and deguelin, and rotenone in derris extract. Half-lives of the total cinnamyl derivatives in biopesticide (A, B, C, and D) ranged from 15.1 to 46.2 days on the different temperature and cinnamaldehyde was more stable than cinnamyl alcohol in the biopesticide. The half-lives of total rotenoid ranged from 1.7 to 173 days on the different temperature in the tested biopesticide (E, F, and G) containing derris extract. The stabilities of deguelin, and rotenon in the biopesticide showed similar values in the same condition.

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          수도작 작물의 토양 잔류 Endosulfan 흡수 이행성

          최근형(Geun-Hyoung Choi),이득영(Deuk-Yeong Lee),류송희(Song-Hee Ryu),노진호,박병준(Byung-Jun Park),문병철(Byung-Cheol Moon),김진효(Jin-Hyo Kim) 한국농약과학회 2018 농약과학회지 Vol.22 No.1

          엔도설판은 2012년부터 생산 및 판매가 금지된 유기염소계 농약이지만, 높은 잔류특성으로 인해 최근까지 경작지토양에서 검출되고 있다. 특히 이러한 유기오염물질은 토양에서 작물로 흡수이행되어 작물잔류와 안전성에 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 수도작 작물에서의 엔도설판 흡수이행성을 측정하고자 3 mg kg<SUP>−1</SUP>과 10 mg kg<SUP>−1</SUP> 엔도설판오염 처리구에서 각각 벼를 재배한 후 현미와 볏짚에서의 생물농축계수(BCF)를 산출하였다. 볏짚에서의 BCF는 0.125-0.188(생물기준)로 확인되었고, 현미에서는 엔도설판이 불검출되어 정확한 BCF (<0.0001) 산출이 어려웠다. Endosulfan has not allowed to use in agriculture since 2012 in South Korea, but the residue issue in crop is not solved due to the long half-life of endosulfan in environment. In this study, the plant uptake of endosulfan was investigated from soil to rice through the calculation of bioconcentrate factor (BCF). The plant uptake experiments were designed on the two different endosulfan concentrations (3 and 10 mg kg<SUP>−1</SUP>) in the soil, and endosulfan was quantified by GC-ECD analysis. From the experiments, only endosulfan was detected in the rice straw (0.546 and 1.258 mg kg<SUP>−1</SUP> as total endosulfan in the low and the high contaminated soil), but not in brown rice. Thus, the BCF was calculated to 0.125-0.188 in rice straw, and below 0.0001 in brown rice. Additionally, endosulfan sulfate was the main contributor to total endosulfan residue in rice straw.

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          천일염 중 유기염소계 잔류성 유기오염물질(POPs) 잔류분석

          최근형(Geun-Hyoung Choi),박미란(Miran Park),박종민(Jong Min Park),홍수명(Su-Myeong Hong),권오경(Oh-Kyoung Kwon),박연기(Yun-Ki Park),김진효(Jin Hyo Kim) 한국농약과학회 2011 농약과학회지 Vol.15 No.4

          최근 국내외 환경규제를 강력히 받고 있는 잔류성 유기오염물질(POPs)의 농식품에 대한 잔류 허용기준은 설정되어 있으나, 천일염은 제조특성상 환경으로부터 이들 유해물질의 오염 가능성이 매우 높음에도 불구하고 지금까지 관련 조사 및 연구가 이루어지지 않았다. 따라서, 본 논문에서는 천일염에 잔류 가능한 24종의 유기염소계 POPs(α-HCH 1, β-HCH 2, γ-HCH 3,δ-HCH 4, trans-chlrodane 5,2,4"-DDE 6,α-endosulfan 7,cis-chlordane 8, 2,4"-DDD 9, endrin 10, β-endosulfan 11,2,4"-DDT 12,endosulfan sulfate 13, HCB 14, aldrin 15,/ram-nonachlor 16, 4,4"-DDE 17, dieldrin 18, 4,4"-DDD 19, di-nonachlor 20,4,4"-DDT 21,heptachlor 22, heptachlor epoxide 23 and mi rex 24) 를 대상으로 GC-ECD(DB-5,30 m × 250 ㎛ × 0.25 ㎛)를 활용한 정량분석을 실시하였다. 24종 POPs 물질의 retention time은 l9.18 min의 a-HCH를 시작으로 34.69 min의 mirex 순서로 검출되었으며, 각각의 peak간 간격은 최소 0.05 min 이상인 것으로 확인되었다. 이들 POPs 의 LOQ는 0.003 ~ 0.033 ng/g 범위에서 확인되었고,0.1 ng/g 수준에서 측정한 회수율은 60.9% ~ 120.8%로 나타났다. 본 연구에서 분석한 모든 천일염 시료에서 이들 POPs 물질이 정량한계 이상 검출된 시료는 없었다. Most countries have the legislation and regulation for POPs control in food. In here, we studied the quantitative analysis of 24 organochlorine POPs (α-HCH 1, β-HCH 2, γ-HCH 3, δ-HCH 4, trans-chlrodane 5,2,4"-DDE 6, α-endosulfan 7, 챤-chlordane 8,2,4´DDD 9,endrin 10,β-endosulfan 11, 2,4´-DDT 12,endosulfan sulfate 13, HCB 14, aldrin 15, trans-nonachlor 16, 4,4"-DDE 17,dieldrin 18, 4,4"-DDD 19, cis-nonachlor 20, 4,4"-DDT 21, heptachlor 22, heptachlor epoxide 23 and mirex 24) with GC-ECD. The retention time of analytes were ranged between 19.18 min and 34.69 min, and their peak intervals were over 0.05 min at least. LOQs were ranged 0.003~0.033 ng/g, and their recovery rates were showed 60.9~120.8% on the 0.1 ng/g concentration of 24 organochlorine POPs. All tested 30 sundried salts were collected on Korean retailed market, and any analyte was not found in all the samples on LOQ levels.

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          Headspace 법을 사용한 유기농업자재 중 잔류 유기용매 분석

          최근형(Geun Hyoung Choi),공승헌(Seung-Heon Kong),박병준(Byung-Jun Park),문병철(Byeong-Cheol Moon),김진효(Jin-Hyo Kim) 한국농약과학회 2016 농약과학회지 Vol.20 No.2

          본 연구에서는 유기농업자재 중 잔류 휘발성 유기용매의 정성 및 정량분석을 위해 Headspace-GC 분석법을 matrix 조성을 달리하여 검출능을 중심으로 시험하였다. Headspace sampler내 흡습제처리 혹은 DMSO molar ratio를 증가시키는 방법을 통해 친수성기를 갖는 유기용매의 분석능이 최대 715% 향상되었으며, 특히 농자재의 보조제로 많이 사용되는 계면활성제의 경우 시료 중 농도가 계면활성제의 종류보다 유기용매 분석능에 미치는 영향이 큰 것을 확인할 수 있었다(68.5-179.1%). 특히 병해충 관리용 유기농업자재의 보조성분 및 함량이 정확히 공개되지 않은 상황에서 유기용매의 함량 정량분석을 위해서는 각각의 분석시료마다 matrix-matched calibration을 통한 정량분석으로의 접근이 검토되어야 할 것으로 판단된다. Volatile organic solvents are used to extract the bioactive materials from raw materials for environmentally-friendly farming materials (EFFM), but the solvent should not remain in EFFM for the safety reasons. Thus qualitative and quantitative analysis method for the solvents using Headspace-GC were evaluated. Water content depleted the detection ratio of hydrophilic solvents and disturbing the hydrophilic interaction with solvents by DMSO might be helped to increase the detection ratio (up to 715%). Surfactant concentration affected to the detection ratio (68.5-179.1%) while surfactant type was not deeply involved the solvent detection. On the other hand, matrix-matched calibration method was accepted the minimum requirements for the quantitative analysis of the solvents in EFFM.

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          다소비 채소작물인 시금치와 당근의 토양 중 엔도설판 흡수이행능

          최근형 ( Geun-hyoung Choi ),정동규 ( Dong-kyu Jeong ),임성진 ( Sung-jin Lim ),노진호 ( Jin-ho Ro ),류송희 ( Song-hee Ryu ),박병준 ( Byung-jun Park ),문병철 ( Byung-cheol Moon ),김진효 ( Jin Hyo Kim ) 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2017 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.60 No.4

          Endosulfan은 스톡홀름협약을 통해 잔류성유기오염물질(POPs)로 지정되어 생산 및 사용이 금지되었으나, 여전히 국내 농업환경에서 검출되고 있고, 이로 인한 작물잔류는 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 따라서, 경작지 잔류 endosulfan으로부터 안전한 농산물을 생산하기 위한 작물흡수이행능 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 지금까지 보고된 endosulfan의 생물농축계수(BCF)를 조사하였고, 당근과 시금치의 BCF를 시험을 통해 검증하였다. 문헌조사결과 endosulfan의 BCF는 0.002-4.460으로 작물별, 재배지역별 차이가 크게 나타났으며, 실험을 통해 검증한 당근과 시금치의 BCF는 0.285와 0.040-0.047로 각각 나타났다. Endosulfan 중 작물에 주로 잔류하는 이성체는 endosulfan sulfate로 확인되었다. Residual endosulfan in an agricultural environment has been reported, although endosulfan was listed to persistent organic pollutants and banned. To produce the safe crop from endosulfan residue risk, the plant uptake potential of endosulfan from soil to crop should be studied. In here, the plant uptake potentials of endosulfan in various crops were surveyed and ranged from 0.002-4.460. And the bioconcentration factors (BCF) of total endosulfan in carrot and spinach were calculated from the pot experiment. The BCFs in carrot and spinach were 0.285 and 0.040-0.047 respectively. Endosulfan sulfate was contributed to over 42.8% of the crop residue as a major contributor among the three endosulfan congeners in both of carrot and spinach.

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          피마자유와 양명아주 추출물을 원료로 하는 유기농업자재 유효성분의 열 안정성 평가

          최근형 ( Geun-hyoung Choi ),정동규 ( Dong-kyu Jeong ),진초롱 ( Cho-long Jin ),노진호 ( Jin-ho Rho ),박병준 ( Byung-jun Park ),문병철 ( Byung-cheol Moon ),김진효 ( Jin-hyo Kim ) 한국환경농학회 2017 한국환경농학회지 Vol.36 No.1

          BACKGROUND: Castor oil and wormseed extract are important active ingredients for biopesticide, and ricinoleic acid in castor oil and three monoterpenes (ascaridole, carvacrol and p-cymene) in wormseed extract are known bioactive substances. However, their stabilities had not been studied, even though the stability was the core property for estimation of shelf-life of biopesticide. Aimed to investigate the thermal stabilities of the bioactive substances in castor oil and wormseed extracts. METHODS AND RESULTS: The contents of ricinoleic acid and three monoterpenes (ascaridole, carvacrol and p-cymene) were analyzed by gas chromatography (GC). The thermal stabilities of the bioactive substance were measured at 0℃, 23℃, 30℃, 40℃, 45℃and 54℃for 84 d. The half-lives of ricinoleic acid in biopesticides was ranged from 28.9 d to 57.8 d at 30℃, and the stability of pure castor oil were located in the range (t<sub>1/2</sub>=46.2 d for Indian product and 27.7 d for Korean product) at the same temperature. The half-lives of the total monoterpenes in biopesticides were ranged from 3.9 d to 27.7 d at 30℃. Among the monoterpenes, the stability ascaridole and p-cymene were decreased in acidic condition. All the bioactive substances showed similar stability on the different thermal conditions. CONCLUSION: The half-lives of most bioactive substance from castor oil and wormseed extracts were less than 100 d. To increase the stability of bioactive substance in biopesticide, stabilizing additives like antioxidant and oxygen remover should be considered to extend of the shelf-life.

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          님 또는 고삼추출물을 주원료로 하는 작물병해충 관리용 유기농업자재의 유효성분 열 안정성

          김진효(Jin Hyo Kim),최근형(Geun-Hyoung Choi),강재은(Jae-Eun Kang),박병준(Byung-Jun Park) 한국농약과학회 2015 농약과학회지 Vol.19 No.2

          님 추출물 또는 고삼 추출물을 주원료로 하는 유기농업자재의 유효성분인 limonoid계 4성분 (azadirachtin A, azadirachtin B, deacetylsalannin, salannin)과 alkaloid계 2성분 (matrine, oxymatrine)을 중심으로 열 안정성을 평가하였다. 시험은 30℃, 35℃, 40℃, 45℃, 54℃에서 각각 진행하였으며, 님 추출물을 주성분으로 하는 유기농업자재 3종에서 유효성분 반감기는 25.6-220일로 제품에 따라 열 안정성의 차이가 큰 것을 확인하였다. 반면, 고삼 추출물을 주성분으로 하는 유기농업자재의 유효성분 반감기는 231-346일로 님 추출물에 비해 상대적으로 열 안정성이 높은 것으로 나타났다. This study investigated the thermal stabilities of the four limonoidal active compounds like azadirachtin A, azadirachtin B, deacetylsalannin and salannin and of the two alkaloidal active compounds like matrine and oxymatrine in commercial biopesticides at incubated conditions (30℃, 35℃, 40℃, 45℃, and 54℃). Half-lives of the limonoidal compounds in biopesticide ranged from 25.6 to 220 days. And the total limonoid contents changed over 15% after 14 days at all the conditions in the tested biopesticide containing neem extract. On the contrary, half-lives of the alkaloidal compounds in biopesticide showed the ranges from 231 to 346 days. And total alkaloidal compounds in all the tested biopesticides containing Sophora flavescens extracts decomposed below 15% after 14 days incubation at 54℃.

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          신나밀계 화합물이 배추의 종자발아와 유묘생장에 미치는 영향

          김진효(Jin Hyo Kim),최근형(Geun-Hyoung Choi),박병준(Byung-Jun Park) 한국농약과학회 2014 농약과학회지 Vol.18 No.4

          신나밀계 화합물은 다양한 생물에 넓게 분포하는 생물 2차대사산물로 잘 알려져 있으며, 여러 생리활성이 규명되었다. 하지만, 작물의 생장조절기능성 연구결과는 잘 알려져 있지 않아, 본 연구에서는 신나밀기를 갖는 acid, amide, alcohol, aldehyde, ester등 46종의 유도체를 대상으로 발아와 유근생장억제능을 비교평가 하였다. 시험 결과, cinnamyl group을 기본 골격으로 하는 화합물의 경우 carboxylic acid group보다는 ester, amide, aldehyde와 같은 functional group에서 유근생장 억제능이 쉽게 관찰되는 것으로 확인되었다. 또한, EWG는 meta-position에 위치할 때 가장 효과가 높은 것으로 확인되었으며, cinnamamide, 3-chlorocinnamic acid와 4-methoxycinnamaldehyde는 100 mg/L 미만의 처리농도에서 배추에 대한 발아억제를 일으키지 않으며, 유근생장 생장억제기능성이 높아 작물 생장억제제로 사용가능한 cinnamyl 유도체임을 확인하였다. Cinnamyl derivatives are abundant secondary metabolite in biomass, and they have been studied on their biological activities. However, little information was available for plant growth regulation of the cinnamyl derivatives. In here, the acid, amide, alcohol, aldehyde and ester of cinnamyl derivatives were screened for their root growth inhibition properties including germination. The aldehyde, amide and ester derivatives showed better the root growth inhibition than the carboxylic acid, and the meta-positioned electron withdrawing group on cinnamyl derivatives enhanced the inhibition activity. 3-Chlorocinnamic acid, cinnamaimde and 4-methoxycinnamaldehyde were highlighted with the early stage root development inhibition (GR50 < 100mg/L) on Brassica campestris.

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          고삼 추출물을 주성분으로 하는 유기농자재의 alkaloid계 살충성분 2종의 토양 및 수계 노출 안정성

          김진효 ( Jin Hyo Kim ),최근형 ( Geun Hyoung Choi ),임성진 ( Sung Jin Lim ),박병준 ( Byung Jun Park ) 한국환경농학회 2015 한국환경농학회지 Vol.34 No.1

          BACKGROUND: The stabilities of the two alkaloidal insecticides of S. flavescens including matrine and oxymatrine are important factor to establish expiry date and usage manual for crop protection. However, the environmental stability of the compounds had not been studied with the extract and its commercial biopesticide. METHODS AND RESULTS: The environmental stabilities of the two alkaloids were performed with extract of S. flavescens, and its two commercial biopesticides both in controlled aquatic and soil conditions. The half-lives of the total matrines for the extract and its two commercial biopesticides were estimated over 200 days both under aerobic and anaerobic water condition. Under dry soil condition, the initial decay rates of the matrines were calculated 0.0804-0.1275 (t1/2 5.4-8.6 days), and the half-lives under wet soil condition were calculated 33.0-231 days. Total soil bacteria on the wet soil ranged 6.0-8.0 log CFU/g-soil during the experiments period. CONCLUSION: The aquatic mixture of the extract showed excellent stability both with the extract and its biopesticides, however, the stability of soil mixture were shorter than the aquatic mixture, suggesting that soil metal consider as a catalyst for the degradation of the two alkaloids.

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