KR102395146B1 - 농작물 성장촉진 비료제조방법 - Google Patents

Abstract

엠에스엠을 포함하는 비료를 제조하여 농작물의 제조시 시비하는 것으로 농작물의 성장을 촉진시킬 수 있으며, 화학비료의 사용을 최소화할 수 있는 엠에스엠을 이용한 농산물 재배방법을 개시한다.
본 발명은, 엠에스엠(MSM, Methylsulfonylmethane)을 포함하는 비료를 제조하는 단계; 토양에 상기 비료를 살포하는 단계; 상기 살포가 완료된 토양에 농작물을 파종하는 단계; 물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 10~30일 간격으로 토양에 추비하는 단계; 및 물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 30~50일 간격으로 엽면에 살포하는 단계를 포함하는 사포닌 함량 개선방법을 제공한다.

Description

농작물 성장촉진 비료제조방법{Fertilizer manufacturing method for promoting crop growth}

본 발명은 농작물 성장촉진 비료제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엠에스엠을 포함하는 비료를 제조하여 농작물의 제조시 시비하는 것으로 농작물의 성장을 촉진시킬 수 있는 농작물의 성장을 촉진할 수 있는 비료제조방법에 관한 것이다.

MSM은 DMSO(Dimethyl Sulfoxide)의 산화과정에서 생성되는 천연물인데, 그 생리적 작용을 기초로 하여, 식품 첨가제, 의약품, 화장품으로 제형화되어, 항암제, 해독제, 근육통 치료제, 통증 완화제, 항우울제, 염증 치료제, 피부 외용제 등으로 다양하게 사용되고 있다.

지금까지 알려진 MSM의 생리적 작용은 1) 통증완화 작용, 2) 염증 억제 작용, 3) 우수한 약물 전달계에서 약물 전달 담체로서의 용도, 4) 혈관 팽창 및 혈액 흐름의 개선 작용, 5) 노화 방지 및 장의 연동 작용에 의해 변비 개선 작용 및 6) 피부 조직을 이루는 성분으로서 콜라겐(Collagen)의 교차 결합 과정을 변화시켜 빠르게 흉터 조직을 감소시키는 작용 등이다.

또한, MSM의 정제된 천연 식이유황 성분은 수용성의 무미 무취의 백색물질로서 생물학적으로 가장 안전한 물질 중의 하나이다.

이와 같은 MSM은, 살아있는 생명체에서 발견되는 유황 성분의 85%에 달하는 원료성분이면서도 사람들의 몸에서 직접 생산되지 않고 음식물로서만 섭취가 가능하다. 구체적으로는 포유동물의 우유, 신선한 과일과 채소 등에 상당량 함유되어 있다. 그러나 이러한 천연물 속에 들어있는 MSM은 (인체가 필요로 하는 양에 비하여) 그 함유양이 너무 작아, 원하는 효과를 기대하기가 어려운 실정이다. 참고로, MSM은 알팔파 0.07ppm, 옥수수 0.11ppm, 근대 0.18ppm, 토마토 0.2-0.86ppm, 맥주 0.14ppm, 커피 1.6ppm, 우유3.3ppm, 차 0.3ppm, 그 밖에 사탕무, 양배추, 오이, 귀리, 사과, 나무딸기 등에서 0.01ppm이하가 검출된다.

이러한 MSM의 효과를 설명하면, 유황은 항염 성분이 있어 관절염, 근육 및 관절통을 비롯한 원인이 알려지지 않은 각종 통증에 탁월한 효과를 지니고 있다. 특히, 신경 섬유와 관련된 충격으로 인한 통증의 억제, 염증 완화, 혈액 공급 활성화, 근육 경련 완화, 흉터의 완화에 확실한 효과를 나타낸다.

또한, MSM은 식이유황의 천연형태로, 관절의 연골, 건, 인대의 연결조직 등을 구성하여 균형을 이루고 섭취 즉시 체내에 흡수되어 사용된다. 즉, 글루코사민[glucosamine], 콘드로이틴[chondroitin]과 함께 보충될 경우 글 루코사민과 콘드로이틴의 기능을 강화시킬 수 있다. 더불어, MSM은 우리 몸의 세포와 체내 단백질 속에 있는 호르몬, 소화효소, 항체, 노화방지제와 같은 신체 요소에 매우 중요한 황을 함유하고 있으며, 주요 아미노산도 황에 영향을 많이 받는다. 특히, 무릎 관절염 환자가 천연 식이유황을 섭취하면 통증 경감 및 무릎 기능 개선에 도움이 된다는 연구 결과가 있다.

우리가 섭취하는 야채, 과일 등의 농산물에 유기황이 보다 많이 함유될 수 있도록 하면, 그로부터 인체에 공급되는 유기황의 양도 자연히 많아질 수 있을 것이다. 그러나 농산물에 유기황이 보다 많이 함유될 수 있도록 하는 방법은 아직까지 제안된 적이 없다.

한편, 우리나라의 농업을 관리하는 당국은 지난 수십년간 화학 영농 재배기술 보급을 근간으로 한 증산 위주의 정책을 펼쳐왔으며, 그 결과 농산물의 수확이 급격히 증대함으로써 이제는 우리에게 양적인 충족감을 줄 수 있게 되었다. 그러나 반대급부로서, 과다한 농약사용으로 인한 극심한 생태계의 파괴, 지나친 비료 사용으로 인한 토양 산성화, 그리고 유기물 함량의 감소로 인한 토양의 황폐화를 초래하였다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 근자에는 퇴비사용을 통한 유기농을 장려하고 있으나, 퇴비사용만으로 병충해에 적절히 대응할 수 없기 때문에 유기농으로 농작물을 재배하는 농가의 비율은 극히 저조한 실정이다.

더구나 WTO 체제가 출범하면서 농산물의 국제 경쟁이 치열해지고 있고, 특히 이웃 국가인 중국으로부터 값싼 임금에 의한 저렴한 농산물이 대거 수입됨으로 인하여, 우리 농가로서는 제품의 고급화, 차별화 등의 특별한 방안을 마련하지 않고서는 살아남기 어려운 상황에 처해지게 되었다. 상황이 이와 같기에, 정부로서는 우리 농가를 살리기 위하여 온갖 수단을 동원하고 있으나, 지금까지 각 농가의 자발적인 자구노력에 의존하는 것 이외에 별 뾰족한 해결책을 제시하지 못하고 있다.

위에서 보았듯이, 현재 우리 농업환경은 두 가지 문제를 안고 있는바, 그 하나는 화학영농을 탈피함으로써 농촌 생태계 및 토양 황폐화를 극복하는 문제이고, 다른 하나는 농산물의 양적 질적 향상을 통하여 우리농업의 국제 경쟁력을 강화시키는 문제이다. 우리 농촌의 문제점이 이와 같이 분명하나, 아직 이 문제들을 해결할 수 있는 구체적인 제안이 제시되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 농산물의 재배방법이 필요한 실정이다.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1520296호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1828850호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 농작물의 재배시 엠에스엠을 포함하는 비료를 시비하는 것으로 농작물의 성장을 촉진시킬 수 있는 비료제조방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 엠에스엠을 포함하는 비료에 홍게부산물 발효액, 해조류추출물 및 규소분말을 포함하여 농작물의 생장을 촉진할 수 있는 비료를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 엠에스엠(MSM, Methylsulfonylmethane)을 포함하는 비료를 제조하는 단계; 토양에 상기 비료를 살포하는 단계; 상기 살포가 완료된 토양에 농작물을 파종하는 단계; 물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 10~30일 간격으로 토양에 추비하는 단계; 및 물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 30~50일 간격으로 엽면에 살포하는 단계를 포함하는 사포닌 함량 개선방법을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 비료를 제조하는 단계는, 물 100중량부 대비 홍게 부산물에서 추출된 키토산 20~50중량부, 메틸설포닐메탄5~20중량부, 해조류 추출물50~80중량부 및 규소 5~20중량부를 혼합하여 엠에스엠 혼합물을 제조하는 단계; 상기 엠에스엠 혼합물에 초음파를 공급하여, 혼합 및 분산시키는 단계; 상기 혼합 및 분산이 완료된 이후, 보관용기에 장입하고 20~50일간 보관하는 단계; 상기 보관이 완료된 이후 상기 보관용기내의 고형분을 제거하는 단계; 및 상기 고형분이 제거된 액체를 진공농축 및 동결건조하여 비료를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 홍게 부산물에서 추출된 키토산은, 홍게부산물을 세척한 다음, 상기 세척된 홍게부산물 홍게부산물 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 1~10중량부의 단백질 분해효소를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 단백질 제거단계; 상기 단백질 제거단계 이후 90~110℃로 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화 시키는 단계; 상기 단백질이 제거된 홍게부산물 100중량부 대비 100~300의 산성물질에 침지하되, 반응시간을 5~20시간으로 하여 상기 홍게부산물에 존재하는 칼슘을 용해시켜 칼슘을 제거하는 단계; 상기 칼슘이 제거된 홍게부산물을45~55℃의 3~5중량%농도의 pH 9~ 11로 조정된 에탄올 수용액에 50~70분간 침지하여 키틴을 제조하는 단계; 상기 제조된 키틴 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하여 탈아세틸화 시키는 단계; 상기 탈아세틸화가 완료된 이후 물로 세척하여 키토산을 제조하는 단계; 상기 제조된 키토산 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 10~15중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하는 단계; 상기 활성탄을 제거하고 키토산을 분리한 다음, 상기 분리된 키토산을 물 100중량부 대비 아스코르빈산 5~10중량부 및 솔비톨 5~10중량부가 혼합된 용액에 5~10일간 침지하여 수용성 키토산을 제조하는 단계; 및 상기 수용성 키토산을 진공농축한 다음, 동결건조하여 수용성 키토산 분말을 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되며, 상기 산성용액은 레몬즙, 유자즙, 당유자즙, 오렌지즙 및 식초를 포함하는 군에서 선택되는 1종이상의 혼합물이며, 상기 염기성 용액은, 조개 패각을 분리한 다음, 세척하는 단계; 상기 세척된 조개 패각을 800~1200℃의 온도에서 소성하는 단계; 상기 소성이 완료된 조개 패각을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 조개 패각을 조개 패각 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하는 단계; 및 상기 조개 패각의 고형분을 분리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 용액이며, 상기 초음파는 20~130kHz의 진동수를 가지고, 300~800W의 강도로 공급되며, 상기 조개패각 고형분은 상기 토양에 시비될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 해조류 추출물은, 다시마 100중량부 대비, 함초 5~20중량부, 김 20~40중량부, 클로렐라 20~40중량부를 혼합하여 해조류 혼합물을 제조하는 단계; 상기 해조류 혼합물을 평균입경이 1~5mm가 되도록 분쇄한 다음, 분쇄된 해조류를 다공성 트레이에 올려 3~10일간 건조하여 수분량이 10중량부 미만이 되도록 건조하는 단계; 상기 건조된 해조류 혼합물을 고압 쳄버 내에 장입한 다음, 10~20℃를 유지하며 액체 질소를 공급하여 상기 챔버내부의 압력을 5~10기압으로 가압하고 30~70분간 유지하는 단계; 상기 챔버내의 압력을 급격히 감압하여, 상기 챔버 내부의 해조류 혼합물을 팽화시키는 단계; 상기 팽화된 해조류 혼합물 100중량부 대비 100~200중량부의 물에 혼합한 다음, 유산균을 접종하여 20~30℃의 온도에서 10~50일간 발효시키는 단계; 및 상기 발효가 완료된 이후 가라앉은 해조류 고형분을 분리하여 해조류 추출물을 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 토양에 비료를 살포하는 단계는, 시비하는 비료의 양을 표토 1000kg당 100~200g 또는 농지 1㎡당 10~20g으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 농작물에 식이유황인 엠에스엠을 공급하는 것으로 추가적인 화학비료의 사용없이도 농작물의 성장을 촉진시킬 수 있는 비료제조방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 엠에스엠과 홍게 부산물, 해조류 추출물 및 규소를 혼합하여 사용하는 것으로 농작물의 성장을 촉진시킬 수 있는 비료제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 엔에스엠을 이용한 농작물 재배방법을 간략히 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 엠에스엠의 화학식을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 홍게의 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 홍게 껍질이 회수된 것을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다시마를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 다시마가 건조가공된 것을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 함초를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 김을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 김이 건조 가공된 것을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 클로렐라를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 클로렐라를 재배하고 있는 광생물 반응기를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 클로렐랄르 확대한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 조개패각을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 물과 혼합된 비료를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 상추의 재배모습을 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 상추를 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 상추가 성장한 것을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

본 발명은, 엠에스엠(MSM, Methylsulfonylmethane)을 포함하는 비료를 제조하는 단계; 토양에 상기 비료를 살포하는 단계; 상기 살포가 완료된 토양에 농작물을 파종하는 단계; 물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 10~30일 간격으로 토양에 추비하는 단계; 및 물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 30~50일 간격으로 엽면에 살포하는 단계를 포함하는 사포닌 함량 개선방법에 관한 것이다.

상기 엠에스엠은 메틸설포닐메탄으로 불리는 물질로 일반적으로는 식이유황으로 알려져 있다. 이러한 정제된 천연 식이유황 성분은 수용성의 무미 무취의 백색물질로서 생물학적으로 가장 안전한 물질 중의 하나이다.

이와 같은 MSM은, 살아있는 생명체에서 발견되는 유황 성분의 85%에 달하는 원료성분이면서도 사람들의 몸에서 직접 생산되지 않고 음식물로서만 섭취가 가능하다. 구체적으로는 포유동물의 우유, 신선한 과일과 채소 등에 상당량 함유되어 있다. 그러나 이러한 천연물 속에 들어있는 MSM은 (인체가 필요로 하는 양에 비하여) 그 함유양이 너무 작아, 원하는 효과를 기대하기가 어려운 실정이다.

참고로, MSM은 알팔파 0.07ppm, 옥수수 0.11ppm, 근대 0.18ppm, 토마토 0.2-0.86ppm, 맥주 0.14ppm, 커피 1.6ppm, 우유3.3ppm, 차 0.3ppm, 그 밖에 사탕무, 양배추, 오이, 귀리, 사과, 나무딸기 등에서 0.01ppm이하가검출된다.

이러한 MSM은 인체의 구성성분인 황의 공급처로서 많이 사용되는 것이 일반적이지만, 식물에 공급하는 경우 식물이 필요로하는 황성분을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 식물과 공생하는 미생물 또는 식물 주변의 미생물의 성장을 강화하여 결과적으로 식물의 성장을 가속화할 수 있다.

또한 기존의 재배방법의 경우에는 상기 MSM을 직접 토양에 시비하거나 식물의 엽면에 살포하고 있어 MSM의 이용률이 떨어진다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 경우 이러한 MSM의 이용률을 높임과 동시에 다른 종류의 영양분을 공급하기 위하여 상기 MSM을 포함하는 비료를 제조하여 사용할 수 있다.

이를 위하여 상기 비료를 제조하는 단계는, 물 100중량부 대비 홍게 부산물에서 추출된 키토산 20~50중량부, 메틸설포닐메탄5~20중량부, 해조류 추출물50~80중량부 및 규소 5~20중량부를 혼합하여 엠에스엠 혼합물을 제조하는 단계; 상기 엠에스엠 혼합물에 초음파를 공급하여, 혼합 및 분산시키는 단계; 상기 혼합 및 분산이 완료된 이후, 보관용기에 장입하고 20~50일간 보관하는 단계; 상기 보관이 완료된 이후 상기 보관용기내의 고형분을 제거하는 단계; 및 상기 고형분이 제거된 액체를 진공농축 및 동결건조하여 비료를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 키토산의 경우 식물의 재배시 시비하게되면 식물의 세포를 활성화하여 생육을 촉진시킬 수 있으며, 이에 따라 농작물의 수확시기는 앞당길 수 있으며, 기존과 동일한 시기에 수확하는 경우 개체의 크기가 크거나 유효성분의 함량이 높은 농작물을 수확할 수 있다. 일반적으로 사용되는 키토산의 경우 물에 녹지 않는 고체로 제조되어 판매되고 있지만, 본 발명의 경우 제조되는 키토산에 아스코르빈산 및 솔비톨을 혼합하는 것으로 수용성키토산을 제조하며, 이를 비료에 사용하는 것으로 키토산의 이용률을 높일 수 있다.

또한 상기 키토산은 홍게 부산물에서 추출되는 키토산일 수 있다. 기존의 키토산의 경우 대게 또는 꽃게의 껍질을 이용하여 제조되는 것이 일반적이지만 대게는 그 수량이 한정적이며, 꽃게의 경우 불순물함량이 높고 껍질이 단단하여 가공이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 경우 껍질의 가공이 용이하며, 상업적으로 게살이 추출되어 판매되고 있는 홍게의 부산물을 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 홍게는 긴집게발게과에 속하는　게로 붉은대게라고도 하며, 이 이름 그대로　대게와 비슷한 모습에 뚜렷하게 붉은 색을 띄고 있다. 같은 속의 대게와 겉보기에는 비슷하지만 다리가 다소 짧고 홍게는 온 몸이 진홍색으로 붉다.　

또한 홍게의 경우 성체 갑각길이는 6~7 cm이며, 갑각은 전체적으로 둥근 삼각형을 이룬다. 아가미구역이 팽만이 심해 배갑의 후면이 급격히 경사진다. 배갑 위에는 작은 결절들이 흩어져 나있고 배갑의 가장자리에는 삼각형의 가시가 일렬로 늘어서 있다. 이마뿔은 배갑에서 평평하게 진출하며 가운데가 갈라져 둘로 나뉜다. 집게다리는 대칭이며 걷는다리에 비해 짧다. 걷는다리는 길고 납작하다. 같은 속의　대게와 형태적으로 유사하나 아가미구역이 부풀어 오른 정도와 이마뿔이 갈라진 형상에서 구분할 수 있다. 일반적으로 홍게의 경우 수심 480~2300 m에 서식하는 것으로 알려져 있다.

특히 홍게의 경우 대게에 비하여 개체수가 많은 특징을 가지고 있으며, 산업적으로 살물 추출한 다음, 포장하여 판매되고 있으므로, 상기 홍게의 부산물을 산업적으로 수거하는 것이 가능하며, 따라서 일반인들이 섭취한 대게에 비하여 이물질의 혼입이 적은 부산물을 획득하는 것이 가능하다.

상기와 같이 수집된 홍게 부산물은 수용성 키토산으로 제조되어 사용될 수 있다. 이를 위하여 상기 홍게 부산물에서 추출한 키토산은, 홍게부산물을 세척한 다음, 상기 세척된 홍게부산물 홍게부산물 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 1~10중량부의 단백질 분해효소를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 단백질 제거단계; 상기 단백질 제거단계 이후 90~110℃로 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화 시키는 단계; 상기 단백질이 제거된 홍게부산물 100중량부 대비 100~300의 산성물질에 침지하여 칼슘을 제거하는 단계; 상기 칼슘이 제거된 홍게부산물을 3~5중량%농도의 에탄올 수용액에 80~120분간 침지하여 키틴을 제조하는 단계; 상기 제조된 키틴 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하여 탈아세틸화 시키는 단계; 상기 탈아세틸화가 완료된 이후 물로 세척하여 키토산을 제조하는 단계; 상기 제조된 키토산 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 10~15중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하는 단계; 상기 활성탄을 제거하고 키토산을 분리한 다음, 상기 분리된 키토산을 물 100중량부 대비 아스코르빈산 5~10중량부 및 솔비톨 5~10중량부가 혼합된 용액에 5~10일간 침지하여 수용성 키토산을 제조하는 단계; 및 상기 수용성 키토산을 진공농축한 다음, 동결건조하여 수용성 키토산 분말을 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

상기 홍게부산물은 내부의 조직 즉 살이 회수되어 상품화되고 있지만, 부산물로 회수되는 껍질에도 일정부분 살과 내장이 남아있을 수 있다. 따라서 상기 홍게 부산물은 회수된 이후 물로 세척되어 사용되는 것이 바람직하다. 또한 이과정에서 상기 홍게부산물은 가공의 편의를 위하여 일정한 크기로 절단될 수도 있다. 특히 상업적으로 판매되는 다리살을 제거하기 위하여 압착을 실시하는 경우 상기 홍게의 다리 껍질이 길쭉한 형상을 유지하고 있으므로, 이를 적절한 크기로 절단하는 것으로 가공을 용이하게 할 뿐만 아니라 껍질내부를 개방하여 세척이 더욱 쉽게할 수 있다.

상기와 같이 세척이 완료된 이후 상기 홍게부산물은 단백질 제거단계를 거칠 수 있다. 상기 단백질의 경우 그대로 이후과정에 혼입되면 부패하거나 원하지 않는 미생물이 우점종으로 번식할 수 있다. 따라서 상기 단백질을 제거하기 위하여 단백질 분해효소를 사용하는 것으로 상기 홍게 부산물의 단백질을 제거할 수 있다. 이 단백질 제거단계는 홍게부산물 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 1~10중량부의 단백질 분해효소를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 것이 바람직하다. 상기 비율 미만의 물 또는 분해효소가 사용되거나 상기 시간 미만으로 반응시키는 경우 단백질의 분해가 완전하지 못할 수 있으며, 상기 비율을 초과하거나 상기 시간을 초과하는 시간동안 분해하는 경우 더 이상의 효과가 없으면서 비용이 상승할 수 있다. 또한 본 발명에 사용되는 분해효소의 경우 생물체 내에서 작용하는 효소이므로 20~40℃의 온도에서 최대 활성을 가질 수 있지만, 이온도 범위에서는 반응속도가 감소하여 전체적인 반응시간이 많이 필요하게 되므로 50~70℃의 온도에서 반응시키는 것이 바람직하다. 상기 반응온도가 50℃미만인 경우 반응속도가 떨어져 단백질 분해에 많은 시간일 필요할 수 있으며, 70℃를 초과하는 경우 상기 단백질 분해효소가 열변형되어 활성이 떨어질 수 있다. 또한 이때 사용되는 단백질 분해효소는 엔도(endo)-유형 단백분해효소(Alcalase)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 단백질의 분리가 완료된 이후 상기 홍게 부산물의 칼슘을 제거하는 공정을 거칠 수 있다. 상기 칼슘의 경우 비료에 포함되는 원료로서 작용할 수 있지만, 키토산의 제조시 산이나 염기와 반응하여 반응성을 떨어트림으로서 고순도의 키토산을 제조하기 어렵도록 할 수 있다. 따라서 본 발명의 경우 상기 칼슘을 일정부분 제거하는 것으로 상기 키토산의 반응성을 높일 수 있으며, 이에 따라 고순도의 키토산의 제조가 가능하다.

또한 기존의 키토산 제조방법의 경우 강산인 염산을 이용하여 상기 칼슘을 제거하고 있지만, 키토산에 염산이 흡착되어 비료로 사용되는 경우 염산에 의하여 토지가 오염될 수 있으므로, 본 발명의 경우 천연산성용액을 사용할 수 있다. 상기 산성용액은 레몬즙, 유자즙, 당유자즙, 오렌지즙 및 식초를 포함하는 군에서 선택되는 1종이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 다만 염산에 비하여 반응성이 떨어질 수 있으므로, 홍게부산물 100중량부 대비 100~300의 산성물질에 침지하되, 그 반응시간을 5~20시간으로 하여 상기 홍게부산물에 존재하는 칼슘을 충분히 용해시키는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만으로 산성물질을 사용하거나 상기 시간 미만으로 침지하는 경우 칼슘의 용출이 불완전할 수 있으며, 상기 범위를 초과하거나 상기 시간을 초과하는 시간동안 반응시키는 경우 키토산이 산에 의하여 변성될 수 있다.

상기와 같이 산처리에 의하여 칼슘이 제거된 이후에는 상기 홍게부산물을 에탄올이 침지하여 키틴을 제조할 수 있다. 상기 키틴은 홍게의 껍질을 이루는 주요성분으로 상기 단백질 분리 및 칼슘제거를 통하여 불순물이 제거되어 키틴만이 남아있게 된다. 하지만 상기와 같이 단백질 및 칼슘이 제거되더라도 홍게의 외피 색소인 아스타잔틴(astaxanthin)이라는 카로티노이드(carotenoid)계의 적색색소가 함유되어 있을 수 있다. 이 색소의 경우 일종의 폴리페놀에 해당하므로 인체에 유익한 효능을 가질 수 있지만, 식물에는 흡수가 어려울 수 있으며, 키토산 제조시 불순물로 작용할 수 있으므로, 상기 칼슘이 제거된 홍게 부산물을 에탄올에 침지하는 것으로 상기 색소를 제거하여 키틴을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 탈칼슘 및 탈단백질 처리하여 얻은 키틴을 45~55℃의 3~5중량% 에탄올 수용액에 50~70분간 침지하면 키틴 중의 아스타잔틴이 용매에 추출되며, 이를 물로 깨끗이 세척하여 아스타잔틴을 제거할 수 있다.

또한 상기 아스타잔틴은 염기성 분위기에서 에탄올에 좀 더 용이하게 추출될 수 있으므로, 상기 에탄올에 후술할 과정에서 사용될 염기성용액을 첨가하여 pH 9~11로 조정한 후 키틴을 침지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 색소의 추출이 완ㄹ표된 이후 상기 키틴을 염기성용액에 침지하여 아세틸기를 제거하는 탈아세틸화 과정을 거칠 수 있다. 이 탈 아세틸화과정을 통하여 상기 키틴은 키토산으로 전환될 수 있다. 이 탈 아세틸화 과정은 키틴 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하여 수행될 수 있다. 이때 상기 초음파는 상기 키틴과 공진을 일으켜 탈 아세틸화를 촉진하는 용도로 사용될 수 있으며, 이를 통하여 기존의 탈아세틸화 과정이 수행되는 온도인 100~120℃를 80~100℃로 낮출 수 있으며, 강염기로 사용되는 수산화나트륨을 대신하여 조개패각을 이용하여 제조되는 수산화 칼슘을 사용할 수 있다.

본 발명의 경우 염기성용액으로 조개패각을 이용하여 제조되는 용액을 사용할 수 있다. 상기 탈아세틸화의 경우 기존에는 강염기인 수산화나트륨을 이용하여 수행되는 것이 일반적이었다. 하지만 잔류되는 수산화나트륨을 통한 토양의 오염문제가 발생할 수 있으며, 상기 수산화나트륨을 중화하는 경우 발생하는 염분에 의하여 식물의 성장이 방해받을 수 있으므로, 본 발명의 경우 조개패각을 이용하여 제조되는 탄산칼슘 및 이 탄산칼슘이 물에 용해되어 생성되는 수산화칼슘이 포함되는 용액을 사용할 수 있다.

이러한 염기성용액은 조개 패각을 분리한 다음, 세척하는 단계; 상기 세척된 조개 패각을 800~1200℃의 온도에서 소성하는 단계; 상기 소성이 완료된 조개 패각을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 조개 패각을 조개 패각 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하는 단계; 및 상기 조개 패각의 고형분을 분리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 용액일 수 있다.

상기 조개의 패각은 다량의 탄산칼슘을 주성분으로 구성되어 있으며, 대부분은 폐기물로 처리되고 있다. 따라서 이러한 조개패각에서 탄산칼슘을 추출하여 사용하는 경우 원하는 효과를 발휘하면서도 자원 재활용 환경보호 등에 일조할 수 있다. 상기 조개패각은 세척되고 유기물이 제거된 다음, 800~1200℃의 온도에서 소성될 수 있다. 이를 통하여 상기 조개패각에 존재하는 유기물을 비록한 기타 불순물이 산화되어 제거될 수 있으며, 탄산칼슘만 남이 있을 수 있다. 이때 상기 소성온도가 800℃미만인 경우 원활한 소성이 이루어지지 않을 수 있으며, 1200℃를 초과하는 경우에는 에너지 사용량이 늘어날 뿐만 아니라 소성에 의하여 탄산칼슘이 분해되어 수율이 떨어질 수 있다.

본 발명의 경우 상기 조개패각으로 다양한 조개의 패각을 사용할 수도 있지만, 많은 양의 패각이 생성되는 굴을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 이매패강　굴목 굴과에 속하는　연체동물로 영양이 풍부하여 동서양을 막론하고 여러 지역에서 소비되고 있는　조개의 일종이다.

굴은 해안가 바위에 다닥다닥 붙어 산다. 세계적으로 널리 소비되는 굴은　Crassostrea속과　Ostrea속이다.

우리가 보통 굴 하면 떠올리는 종류는 동아시아 해안에 널리 퍼져 있는 종류인　Crassostrea gigas(참굴, pacific oyster)로, 전세계적으로 가장 많이 소비되는 종류다.

반면　Ostrea속 굴은 둥글납작한 외형이 특징이다. 대서양 지역에서 전통적으로 소비된 '유럽납작굴'(O. edulis)과 동아시아 황해안에서 볼 수 있는 '토굴'(떡굴,　O. denselamellosa), 그리고 태생굴(O. circumpicta)이 있다.

자연산 굴과 양식 굴은 외형으로 구분하기 쉽다. 자연산은 바닷물에 침수되고 공기에 노출되는 과정을 반복하면서 파도에 휩쓸려 가지 않게 껍데기가 얇고 물결무늬가 있다. 양식 굴은 계속 바닷속에 머물기 때문에 둥글넙적하고 크게 자란다. 양식은 크기 때문에 먹기엔 편하지만 맛은 자연산이 더 진하다는 것은 약간 잘못된 내용으로, 키우는 지역에 따라 다르다. 서해안 쪽의 양식은 갯벌에서 키우거나 조수간만의 차가 심한 곳에서 키우기 때문에 바닷물에 침수되고 공기중에 노출되며 키워지기 때문이다.

굴의 제철은 9월 중순 이후부터 이듬해 4월까지이고, 5월부터 8월까지는 산란기이다. 예로부터　아시아에서는 '보리가 피면 굴을 먹어선 안 된다'고 했으며　유럽과　미국에서는　라틴 문자　R이 들어가지 않은 달인 5~8월　4개월 동안에는 굴을 먹어서는 안 된다고 한다.　일정 수온 이상일 경우 마비성 패독(貝毒)으로 싹 튼　감자　먹듯 아린 맛이 나고, 과량으로 섭취할 경우 호흡곤란 혹은　사망까지도 불러일으킬 수 있다. 대표적인 패독으로는 삭시톡신과 베네루핀이 있는데 이 중 굴은 베네루핀의 함량이 더 높다.

또한 태풍이 잦은 해에는 육상의 부유물이 폭우와 바람을 통해 바다로 많이 내려오게 되며, 이에 따라 굴　양식업에는 호재가 될 수 있다.　

이러한 굴은 바다의　우유라 불리며, 영양가 높고 풍부한 맛을 지닌 진미이자 고급　해산물　중 하나로 꼽힌다.

굴에는　아연이 풍부한데, 아연 성분이　남성 호르몬인　테스토스테론　분비를 촉진하고,　정자의 생성과 활동을 돕기　때문에 정력도 상관이 있는 것으로 알려져 있다. 단　호르몬　수치가 정상범위 미만일 때에 회복효과가 있다는 이야기이며, 이미 정상인 사람에게는 큰 의미가 없다. 신체가 항상성을 유지하기 위하여 과다한 분비는 억제하기 때문이다. 대부분의 정력 관련 음식에 대한 오해 중 하나. 후술하겠지만 유명한　카사노바가 늙은 나이에도 정력을 유지한 비결 중 하나로 굴을 즐겨먹었다는 얘기가 전해져 정력을 상징하는 식자재가 된 것으로 보인다.

또한 '배 타는　어부의 딸 얼굴은 까맣고, 굴 따는 어부의 딸 얼굴은 하얗다'라는 말처럼 멜라닌 색소를 분해하는 효과를 가지고 있고, 피부미용에도 좋아서　클레오파트라와 같은 미인들도 즐겨 먹었다고 한다.

또한 탈모　예방에도 좋은 음식이라고 하는 주장도 있다. 굴에 많이 들어있는 아연이 정자생성을 촉진시켜주는 것뿐만 아니라 탈모의 원인이 되는 DHT호르몬의 생성을 억제하기　때문으로 보인다. 아울러 감기를 낫게 하는 데 좋다는 연구도 있다.

이러한 굴의 경우 가열했을 때 미세한 수준의 영양소의 손실이 일어난다. 미세한 양의 비타민이 손실될 뿐 굴의 주요 성분인 단백질과 무기질의 손상은 일어나지 않는다. 따라서 가열해 먹어도 영양적으로 유의미한 손해는 없다. 또한 생식은 소화흡수율이 낮아 비효율적인 섭취법이므로 가열해 먹는 것이 오히려 나을 수 있다.　

상기와 같이 소성이 완료된 다음, 이를 분쇄할 수 있으며, 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하여 탄산칼슘 수용액을 제조할 수 있다. 이때 물이 1000중량부 미만으로 사용되는 경우 제조되는 수용액의 양이 줄어들어 효율이 감소될 수 있으며, 5000중량부를 초과하는 물을 사용하는 경우 탄산칼슘의 농도가 낮아져 탄산칼슘에 의한 효과를 기대할 수 없다.

또한 상기 과정에서 발생하는 잔유물 즉 조개패각 잔사물의 경우 다량의 칼슘 및 미네랄을 함유하고 있으므로, 이를 토양에 시비하여 본 발명의 비료의 보조재로서 사용할 수도 있다.

또한 상기 탈 아세틸화 과정에서 사용되는 초음파는 20~130kHz의 진동수를 가지고, 300~800W의 강도로 공급될 수 있다. 상기 초음파가 상기 진동수 범위를 벗어나는 경우 키틴과 공진현상을 일으키지 못하여 탈 아세틸화 효율이 떨어질 수 있으며, 300W미만의 강도로 공급되는 경우 초음파에 의한 효과를 기대하기 어렵다. 또한 800W를 초과하는 강도로 공급되는 경우 키틴의 분해강도가 강해지므로 키틴의 분자구조를 분해할 수 있으므로 추출효율이 감소할 수 있다.

또한 통상 키틴의 아세틸기가 70 % 이상 제거된 것을 키토산이라고 규정하고 키토산의 물리적 성질과 기능성을 좌우하는 요인은 크게 점도와 탈아세틸화도이며 키토산의 점도는 키토산의 분자량에 따라 좌우된다.

상기와 같이 탈아세틸화공정을 거쳐 제조되는 키토산은 고체형태로 제작될 수 있다. 따라서 상기 제조된 키토산을 아스코르빈산(ascorbic acid) 5~10 중량%와 솔비톨(sorbitol) 5~10 중량% 가 함유된 물에 5~10 일간 침지하여 키토산이 수용성을 가지도록 할 수 있다.

아스코르빈산은 물속에서 해리되어 양이온과 음이온으로 분리되고 아스코르빈산의 양이온은 키토산의 아민기와 상호작용하여 아민기가 양이온으로 하전되며, 솔비톨은 물에 해리된 후 솔비톨 음이온이 키토산의 아민기 양이 온과 이온결합을 형성하여 안정된 구조를 가지면서 키토산이 수용성을 지니게 된다.

상기와 같이 제조되는 수용성 키토산은 보관의 편의를 위하여 진공농축한 다음, 동결건조하여 수용성 키토산 분말로 제조되어 사용될 수 있다.

본 발명의 경우 상기 홍게 키토산 분말 이외에도 해조류 추출물을 사용할 수 있다. 상기 해조류는 식물의 성장에 필요한 미네랄을 비롯한 미량원소를 다량 포함하고 있으며, 각종 금속염을 포함하고 있으므로 토양의 산성화에도 불구하고 식물의 생장을 정상적으로 수행할 수 있도록 보조할 수 있다.

이를 위하여 상기 해조류 추출물은, 다시마 100중량부 대비, 함초 5~20중량부, 김 20~40중량부, 클로렐라 20~40중량부를 혼합하여 해조류 혼합물을 제조하는 단계; 상기 해조류 혼합물을 분쇄한 다음, 건조하는 단계; 상기 건조된 해조류 혼합물을 고압 쳄버 내에 장입한 다음, 10~20℃를 유지하며 액체 질소를 공급하여 상기 챔버내부의 압력을 5~10기압으로 가압하고 30~70분간 유지하는 단계; 상기 챔버내의 압력을 급격히 감압하여, 상기 챔버 내부의 해조류 혼합물을 팽화시키는 단계; 상기 팽화된 해조류 혼합물 100중량부 대비 100~200중량부의 물에 혼합한 다음, 유산균을 접종하여 20~30℃의 온도에서 10~50일간 발효시키는 단계; 및 상기 발효가 완료된 이후 가라앉은 해조류 고형분을 분리하여 해조류 추출물을 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명에 사용되는 해조류는 다양한 미네랄과 영양성분을 보급함과 동시에 그 제조비용을 감소시키기 위하여 다시마 100중량부 대비, 함초 5~20중량부, 김 20~40중량부, 클로렐라 20~40중량부를 혼합하여 사용할 수 있다. 이중 다시마와 김의 경우 식용으로 채취된 다시마와 김을 가공하고 남은 잔유물을 사용할 수 있으며, 함초의 경우 자생하는 함초를 채취하여 사용할 수 있다. 또한 클로렐라의 경우 바다속에 자생하는 클로렐라를 사용할 수도 있지만, 최근 많이 사용되고 있는 광생물반응기에서 수확되는 클로렐라를 사용하는 것도 가능하다. 또한 이러한 해조류의 경우 상기 범위의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 범위내에서는 저렴한 비용으로 제조가 가능하며, 식물의 성장에 최적의 효율을 가질 수 있지만, 상기 범위를 벗어나는 경우 제조비용이 증가하거나 식물의 성장 증대효과가 떨어질 수 있다.

상기 다시마는 갈조강 다시마목 다시마과에 속하는 해조류로, 바위에 붙어 포자로 번식한다. 두께 2~3mm 정도의 두꺼운 잎을 가지고 있는 것이 특징이며 한대, 아한대 연안에만 서식한다. 주로 동해안 북부나　홋카이도,　토호쿠　연안,　캄차카 반도,　사할린　섬 등에서 많이 서식한다고 한다. 한국 중남부 해역에선 원래 자연적으로 서식하지 않았으나,　동해안을 비롯해 남해안까지 대량　양식으로 생산되고 있으며, 완도를 중심으로 한 전남지역이 전체 생산량의 대부분을 차지하고 있다.　지리적 표시제/대한민국에서는　기장군,　완도군,　고흥군　다시마가 등록되어 있다.

특히 주변이 온통 바다인　한국과　일본,　사할린에서는　미역,　김　만큼이나 많이 먹는 해조류로 값싸고 구하기도 쉽다. 특히 특유의　감칠맛　때문에 말려서 국물 육수 용도로 쓰는 경우가 많다. 그 외 날것으로 먹거나, 다시마를 튀겨서 설탕을 묻혀 먹는 튀각 등 종류가 다양한 편으로 조미료를 친 다음 압착하고 반건조해서 젤리처럼 만들어서 먹기도 한다.　영미권에서는 원래 해조류를 안 먹다보니 상당히 생소한 식품이었던 듯. 요즘엔 샐러드 등에 넣는 레시피가 개발되고 있다. 프랑스 등지에서는 다시마 등의 해조를 넣은 버터도 있는 등 여러 조리법들이 시도되고 있다.

상기 함초는 바닷가에서 자라는 한해살이 식물이다. 학명에서 미루어 알 수 있듯　유럽에서 주로 분포하고 활용하며, 학명조차도　분류학을 시작한　린네가 붙였을 정도. 한대지방에 주로 분포하며, 유럽 이외에도 북미, 동북아시아에서도 서식한다.　한국에서도　전라북도와　경기도,　평안도,　함경도　해안에서 난다. 맛이 짜다고 하여 짤 함(鹹)자를 써서 함초(鹹草)라는 이름도 많이 사용한다. 꽃은 8~9월에 피며, 잘 자라면 35cm까지 자란다고 한다. 원래　녹색이었다가　가을이 되면 붉게 물드는데, 초가을에 핑크색이 되었다가 늦가을이 되면 적갈색으로 변해간다.

함초는 식물 중에서는 특이하게 염분이 많은 늪지역, 그러니까　갯벌에서 주로 서식한다. 우리나라 동해안에서 거의 발견되지 않는 이유는 모래땅에서는 자라지 못하기 때문이다. 또한 생리 현상에 염분을 꼭 필요로 하는 식물이니만큼 개체 전체에 풍부한 염분을 품고 있다. 이런 특성을 이용해서　한국에서는 이걸 채취해다 갈아서　소금　대용으로, 즙을 짜내서　간장　대용으로 사용한다. 어차피 짭잘하므로 간 맞추는데는 무리없이 쓸 수 있는 편이며 주 베이스가 짠맛이고 다른 맛이 큰 것도 아닌지라 맛을 확 해치지도 않는다. 대표적으로 활용해낸 음식이 함초갈비라고 불리는 돼지 양념갈비가 있다.

영국인들은 이걸 그냥　섭취한다. 사실, 전근대시대에 소금이 얼마나 귀한 것인지 생각해본다면 염분이 풍부한 이 식물을 소금의 대용으로 섭취한 것으로 보인다. 영국　외의 유럽 지역에서도 생식하기는　하지만　아스파라거스와 같은 선상에서 요리에 활용되기도 한다. 영어권에서는 대중적으로 쓰이는 호칭은 'Glasswort'라고 한다.　유리를 만들 때 필요한 탄산나트륨을 화학적으로 대량 생산하기 전까지는 퉁퉁마디를 태운 재에서 얻었기 때문으로 보인다.

상기 김은 분류학적으로 엄밀히 말해 김은 보라털과 김속에 속하는 해조를 총칭한 표현이다. 오랫동안 김은 원시색소체생물(Supergroup Archaeaplastida) 홍조식물(Rhodophyte)에 속한다고 알려졌었으나, 최근 연구 결과에 따르면 원시색소체생물계는 단계통군(monophyletic group)이 아닌 측계통군(paraphyletic group)을 이루고, 김을 포함한 홍조식물은 회청조식물(Glaucocystophyte), 녹조식물(Chlorophyte)과 함께 식물계(Plantae)에 속한다는 것이 정설이 되었다.　근거　다만, 해당 저널은 2010년에 게시됐다.

2012년, 2014년, 2016년 등, 좀더 최근의 분류에 따르면 원시색소체생물(原始色素體生物, Archaeplastida) 하위에 녹색식물(Viridiplantae)을 비롯한, 홍조식물(Rhodophyta) 회청조식물(Glaucophyta) 등이 있으며, 녹색식물(Viridiplantae) 하위에 식물계(Plantae)가 있고, 녹조식물(Chlorophyta)을 비롯한 윤조식물(Charophyta), 유배식물(Embryophyta)등 만이 식물계(Plantae)에 속하게 된다.　즉, 식물계(Plantae) 자체가 원시색소체생물(Supergroup Archaeaplastida) 녹조식물(Chlorophyte)의 하위로 들어가게 되면서, 김은 여전히 원시색소체생물(Supergroup Archaeaplastida) 홍조식물(Rhodophyte)에 속한다.

참고로 원시색소체생물은 대략 15억년 전에 분화됐는데, 후편모생물은 대략 13억년전에 분화됐기 때문에, 녹조식물인　파래와 홍조식물인 김은 균계인　버섯과 동물계인　인간보다도 생물학적으로 더 큰 차이가 있다.

홍조식물에는 다양한 종이 있는데, 대략 6,000종이 알려져 있다. 홍조식물에는　광합성에 필요한 빛을 효율적으로 모으는 색소의 하나인 phycoerythrin이 포함되어 있는데, 이는 홍조류(red algae)의 어원이며 또한 홍조식물이 붉게 보이는 이유다. 이 색소는 빛의 파장 중 파란빛과 초록빛을 주로 흡수한다. 홍조식물이라고 전부 붉은색을 띠는 것은 아니고 종에 따라, 심지어는 같은 종이어도 개체에 따라 색이 다양한데 이러한 색의 차이는 대체적으로 홍조식물을 채집한 물의 깊이에 따라 다르며 이는 물을 통과할 수 있는 빛의 파장이 다르다는 사실과 관련되어 있다. 푸른 계통의 빛이 가장 깊은 수심까지 도달하기 때문에 매우 얕은 곳에 사는 홍조식물은 초록색이 감도는 붉은 빛이고, 이 보다 조금 더 깊은 깊이에 사는 것은 밝은 붉은색을 띠며, 이보다 깊은 곳에 사는 것은 거의 검을 빛을 띤다. 나아가 어떤 종은 광합성 능력을 잃어버린 채 다른 생물에 기생하여 살아간다.

가장 깊은 곳에 사는 것은 260m의 수심에서 살아가는 것이 확인되었다. 많은 홍조식물은 다세포생물이지만 다시마목의 바닷속에서 군집을 이루는 생물들(kelps)만큼 긴 것은 발견되지 않았다. 홍조식물은 또한 세대교번(diplohaplontic) 또는 triphasic이라는 특이하고 독보적인 생식 방식으로 자손을 퍼뜨리고, 다른 종류의 조류의 정자와는 다르게 홍조식물의 정자는 꼬리가 없으므로 해류를 이용하여 알에 도달하여 수정한다.

이러한 김은 아이오딘이 풍부하게 들어있는 것으로 알려져 있다. 또한 식물성 식품 중 유일하게　시아노코발아민(비타민 B12)이 매우 풍부한 음식이다. 식물성 식재료 중에서는 단백질 함량이 높은 축에 속한다.

상기 클로렐라는 미세한 크기의 타원형　단세포　녹조류이다. 운동성은 전혀 없으며, 개체 분열이라는 원시적 방법을 통해 증식한다. 단세포이다보니 육안으로는 개체 식별이 불가능하며, 현미경 중에서도 광학현미경을 이용해야 식별할 수 있다. (미세조류의 특성상 엽록소의 유무로 그 존재를 알 수 있다) 현재까지 대략 10종 정도가 발견되었고,　광합성　능력이 뛰어나 성장이 빠르고 증식도 빠르다. 적당한 조건이 갖춰지면 하루에 10배 정도 증식될 수도 있다.

같은 양의　벼와 비교 시, 1년동안 생산할 수 있는 유기물의 양이 8배나 된다. 게다가 세포 안에 3대 에너지원인　탄수화물,　단백질,　지방이 모두 들어있고,　비타민,　섬유질　역시 존재하는 완전식품이다. 배양조건에 따라서 함량을 조절할 수도 있기 때문에,　미래의 대체식량으로서 가치를 인정받고 있다. 문제가 있다면 너무 작은 데다가, 소화흡수율이 낮고, 무엇보다 맛이 없다는 단점을 가지고 있다. 대부분 맛을 음미하면서 먹을 수 없을 만큼 맛이 없어서 그냥 농축 캡슐을 물과 삼키는 정도로 먹는다.

무균배양 기술과 암배양 기술을 통해 소화흡수율을 높인 클로렐라가 등장하여　건강식품으로서 불티나게 팔리곤 했다. 국내에서는　대상그룹에서 출시한 클로렐라　건강식품이 유명하다. 광고에서는　아미노산, 멀티 비타민, 항산화 성분, 피부 미용 성분 등등을 이야기하고 있는데, 사실상　과장광고에 가깝다. 없는 건 아니지만 너무나 미량이고 흡수율도 작기 때문. 어쨌든 광고의 효력에 힘입어 종합영양제나 마찬가지의 위상을 자랑하고 있다.

그 외에 영양식품으로 쓰이기도 하고,　미생물　발육 촉진, 색소, 물 정화 등 다양한 분야에 이용되고 있다.

개발이 점점 진행되어 먹을 만한　맛이 나는 클로렐라도 개발되었다. 씹어보면 눅눅한 김 같은 식감이랑 맛없는 냄새가 함께 느껴지는데, 이게 그나마 먹을 만한 수준으로 개발된 것이다. 입이 온통 초록색으로 물드는 데다가 양치를 해도 물이 잘 안빠진다. 경험자에 따르면 5번을 양치하고도 물이 빠지지 않고, 오히려 칫솔이 초록색으로 변해버렸다고 한다.

그냥 먹는 경우 대부분 과립이나 환으로 만들어놓은 것을 씹지 않고 삼킨다. 그 외에는 첨가물로서 이용되는 경우가 더 많다.

이러한 강력한　염색　특성 덕분에 천연 식용색소로 크게 활약하는 중이다.　식품　중에　녹색이 들어있는 것은 대부분 클로렐라 때문이다. 가장 많은 수혜를 본 것이 바로 녹차식품. 선명하게 초록색을 보여줄 수 있기 때문에 녹차가 들어있다는 이미지메이킹을 확실하게 했다. 녹차국수 같은 식품들도 대부분은 녹차보다 클로렐라로 색을 낸 것이다. 클로렐라 자체는 몸에 좋으면 좋지 나쁠건 없으나, 그 선명한 색을　녹차의 것으로 속이는게 문제이다.

상기 비율로 혼합된 해조류는 후술할 팽화과정을 위하여 분쇄된 다음, 건조될 수 있다. 이때 상기 분쇄를 평균입경이 1~5mm가 되도록 분쇄하는 것이 바람직하며, 상기와 같이 분쇄된 해조류를 다공성의 트레이에 올려 3~10일간 건조하는 것으로 수분량이 10중량% 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 건조된 해조류 혼합물은 팽화과정을 거칠 수 있다. 기존의 팽화과정의 경우 고온으로 가열하여 고압조건을 형성한 다음, 팽화대상물 내의 수분을 급격한 감압을 통하여 기채화하는 것으로 수행되고 있다. 하지만 이러한 가열을 통한 팽화의 경우 상기 해조류 혼합물에 포함되어 있는 유효성분이 열분해될 수 있을 뿐만 아니라 상기 해조류의 가열시 표면이 경화되어 후술할 추출과정이 더욱 어려워질 수 있다는 단점을 가지고 있다.

따라서 본 발명의 경우 이러한 가열식 팽화과정을 대신하여 불활성기체를 이용하여 가압한 다음, 급격하게 감압하는 것으로 가열에 의한 열손상 및 경화를 최소화할 수 있다.

이를 위하여 상기 건조된 해조류 혼합물은 고압챔버내로 장입될 수 있으며, 장입이 완료된 이후 상기 챔버를 폐쇄하고 액체질소를 주입할 수 있다. 이과정에서 상기 챔버내부를 가압하기 위하여 상기 챔버내부는 10~20℃를 유지할 수 있다. 이를 통하여 상기 챔버 내부는 5~10기압으로 가압될 수 있다. 상기 온도 및 압력이 삼기 범위 미만인 경우 정상적으로 팽화가 수행되기 어려우며, 상기범위를 초과하는 경우 과도한 고압으로 인하여 상기 챔버의 제작비용 및 운영비용이 늘어날 수 있다. 또흔 이 과정에서 상기 공급되는 액체질소의 일부는 상기 해조류 혼합물 내로 유입될 수 있으며, 이렇게 유입된 액체질소는 후술할 팽화과정에서 기체화되어 상기 해조류 혼합물의 팽화를 수행할 수 있다.

상기 가압은 30~70분간 유지될 수 있다. 상기 가압과정에서 상기 해조류 혼합물내부의 압력이 높아지기 위해서는 일정한 시간이 필요로 한다. 특히 해조류의 경우 식물과 유사하게 세포벽을 가지고 있으므로, 상기와 같은 시간을 유지하여 해조류의 팽화를 원활하게 수행할 수 있다.

상기 와같이 일정시간 압력을 유지한 다음, 상기 챔버를 급격하게 감압하여 상기 해조류 혼합물을 팽화시킬 수 있다. 이 과정에서 상기 해조류 혼합물로 유입되는 액체 질소 및 해조류 혼합물 내부의 기체와 수분이 기화 및 팽창될 수 있으며, 이를 통하여 기존의 가열 팽화방법과 유사하게 해조류 혼합물을 팽화시키는 것이 가능하다.

상기와 같이 팽화가 완효된 해조류 혼합물을 팽화과정에서 다공성을 띠게되며, 이는 후술할 추출과정을 원활하게 수행할 수 있다. 특히 상기 팽화과정에서 상기 해조류의 세포벽 일부가 손상되어 유효성분의 추출이 더욱 용이하게 수행될 수 있다.

상기와 같기 팽화가 완료된 해조류 추출물은 유산균을 접촉하여 추출될 수 있다. 상기 유산균의 경우 배양되면서 산성물질을 배출할 수 있다, 따라서 상기 해조류 혼합물의 표면을 분해하여 내부에 포함되는 유효성분을 추출할 수 있다. 이때 상기 유산균이 접종되지 않은 경우에도 상기 유효성분의 추출이 가능하지만, 이 경우 미생물이 번성하게 되어 변질되거나 부패할 수 있으므로, 상기 유산균을 접종하여 배양하는 것으로 상기 해조류 혼합물의 부패를 막으면서도 유효성분을 용이하게 추출할 수 있다.

상기 유산균은 발효　결과물로　유산을 주로 생성하는　그람양성세균으로, 젖산균이라고도 한다. 넓게 보면　락토바실루스목의 락토바길루스과 젖산균속 세균들을 총칭하는 말이고, 좁은 의미로는 사람의 내장, 구강, 성기 등에서 사람과　공생하는 유익균을 뜻한다. 러시아의 과학자　일리야 메치니코프에 의해 그 존재와 효능이 처음 알려졌다.

이러한 유산균은 인체　건강에 이로운 작용을 하는　균으로, 장내 유해균 증식을 막아 면역력을 정상 수치로 조절하고　아토피와　건선　같은 자가면역성 피부질환을 개선하며,　고혈압(연구결과) 및　대사증후군을 억제, 인슐린 저항성을 낮추는 효과 등이 있다고 알려져 있다. 또한 장에 있으면서 뇌내신경물질에 관여해　우울증　등에도 일정 부분 도움을 준다는 연구 결과도 있다. '람노오스(Rhamnose)'라는 다당류를 분비해 인체가 이에 맞서 면역반응을 유도하는 물질인　사이토카인이나　케모카인을 분비한다는　연구도 발표되었다.

유산균은 일반적으로 장 건강에 도움이 된다고 알려져 있다. 이것은 유산균의 특성으로 기인하는데, 유산균은 다른 세균을 죽이기 위해　젖산(유산)을 분비하는 특성이 있어서 '유산균'이라는 이름이 붙었다. 그런데 재미있는 점은 이 상태가 지속되어 산도가 너무 높아지면　자기들이 분비한 젖산에 자기들이 죽어버린다. 이것을 실생활에서 볼 수 있는 것이 바로 신김치로서, 김치가 점점 시게 되면 유산균들이 많이 증식한다는 뜻이고, 마침내 쉬어 버려 군내가 나거나 김치가 갑자기 물러지기 시작하면 유산균들이 자신의 젖산에 다 죽어버려　효모균이 자라고 있다는 뜻이다.　그래서 군내가 나기 직전 김치가 몸에 가장 좋다고 한다.　다만 김치 자체보단 김치국물에 유산균이 많다는 말도 있다.

과거엔　요구르트의 유산균이　충치의 원인이 될 수 있다는 설도 있었지만, 현재는 충치와 관련이 없다는 게 정설이다. 충치의 핵심 원인은 뮤탄스(S. Mutans)균이 분비하는 젖산(유산)이다. 다만, 뮤탄스균은 유산균은 아니고　연쇄상구균의 일종이다.　뮤탄스군, 유산균(락토바실러스)는 둘 다　젖산을 분비하는 락토바실러스목에 속한다.

오늘날 유전자만큼이나 건강에 영향을 미치는 것으로 밝혀질 만큼 중요하다고 여겨지는 것이 체내 미생물인데, 우리 몸은 그 중 전체 70% 이상이 우리 장(대부분 소장과 대장에 존재)에 존재하는 세균이고 우리의 몸은 그 세균들로부터 분비되는 산물에 영향을 받는다. 따라서 유산균은 우리 건강, 특히 면역 조절과 감염 등에 효과를 미친다. 우리가 흔히 건강식이라고 생각하는 모유, 유기농, 무방부제, 무항생제, 발효 음식, 신선식품, 슬로우 푸드, 음식을 가리지 않고 먹는 것, 항염증 음식, 채식, 생식, 적절한 향신료, 따뜻한 물, 신 음식, 싱거운 음식, 올리고당, 스트레스 받지 않는 것, 칫솔 주기적인 교체 등의 행동이 실은 우리 건강에 효과가 나타나기 전까지 체내세균의 조성에 영향을 줘서 돌고 돌아 결과적으로 유익균 확보로 건강이 증진되는 것이다. 실제로 인간은 영양학적으로 수분, 비타민, 단백질, 탄수화물, 지방, 무기질과 적절한 섬유질만으로도 생명을 유지할 수 있으나, 세균을 간과할 순 없다. 이 세상은 세균으로 가득 뒤덮혀 있고, 우리 몸도 세균의 터전이다. 세균 입장에서는 환경에 크게 영향을 받고, 개체 수도 실시간으로 조절을 받는데, 이 때 체내 조직에까지 영향을 주는 것이 장내 세균이다. 또 독자적으로 장내세균은 우리 몸 속 환경에 유리한 조건을 가지게 되어 개체수가 일정 수준 늘어나게 되면, 우리 몸의 대사와 건강에도 관여한다. 더욱이 몇몇 균체는 외부 병원균을 차단하고, 감염을 예방한다. 다양한 유익균과 함께 건강한 상태에서 정착한 유산균의 경우 전신의 건강을 유지시킨다.

이러한 유산균은 발효 식품인　요구르트,　김치　등에 많이 포함되어 있다.　우유로　요거트를 만들어 먹다 보니 동물성이라고 생각하기 쉽지만, 알고보면 식물성 요거트도 얼마든지 만들 수 있다.　두유나　아몬드　밀크로도 만들어 먹는 경우가 많다. 약국이나 마트, 온라인　등에서 분말/캡슐형 유산균 제품을 팔기도 한다. 또한 복용하는 유산균의 효과 증가를 위해 장내 유산균의 에너지가 되는 FOS(프락토올리고당) 보조제까지 같이 섭취하는 경우도 있는데, 보통은 유산균 제품에 같이 포함되어있는 경우가 많다.

상기 유산균은 인체에 이로운 살아있는 비병원성 미생물인 프로바이오틱스 중 엄밀하게는 락토바실러스(Lactobacillus)만을 일컬으나, 국내에선 비피도박테리움(Bifidobacterium)을 비롯하여 모든 프로바이오틱스를 유산균이라고 부른다. 과거에는 비피더스균도 락토바실러스의 일종으로 생각했기 때문이다.

대표되는 유산균으론 락토바실러스 카제이(L.casei), 락토바실러스 애시도필러스(L.acidophilus), 락토바실러스 불가리쿠스(L.bulgaricus), 비피도박테리움 롱굼(B.longum), 비피도박테리움 비피둠(B.bifidum), 액티레귤라리스(Actiregularis), 락토바실러스 람노서스(L.rhamnosus)[18]　등이 있다. 이 외에도 다양한 종류의 유산균들이 존재한다.

이때 사용되는 유산균은 시중에서 판매되고 잇는 유산균이라면 제한없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 락토바실러스 플란타룸, 락토바실러스 사케이, 락토바실러스 루테리, 락토바실러스 람노수스 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 팽화된 해조류 혼합물 100중량부 대비 100~200중량부의 물에 혼합한 다음, 유산균을 접종하여 20~30℃의 온도에서 10~50일간 발효시킬 수 있다. 삼기 범위내의 조건에서는 유선균에 의한 발효가 용이하지만 상기 범위를 초과하는 경우 미발효되어 추출효율이 감소하거나, 다른종류의 미생물이 성장하여 이취가 발생할 수 있다.

또한 상기 추출과정에서 상기 유산균의 배양을 더욱 촉진하기 위하여 올리고당을 혼합할 수 있다. 상기 올리고당은 후술할 유산균의 먹이가 되는 물질로서, 본 발명의 경우 추출을 위하여 유산균이 사용되고 있지만, 상기 비율로 혼합하여 사용하는 경우 유산균을 배양하기 위한 당성분이 모자를 수 있다. 따라서 상기 올리고당을 혼합하여 유산균이 배양되기 적절한 환경을 조성하는 것이 바람직하다. 이때 상기 올리고당이 1중량부 미만으로 포함되는 경우 유산균을 배양하기 위한 당 농도를 가질 수 없으며, 5중량부를 초과하여 첨가되는 경우 과도한 올리고당으로 인하여 사용시 액상 비료의 제조가 어려울 수 있다.

상기와 같이 유산균에 의한 발효가 완료된 이후 용기 바닥으로 가라앉은 고형분을 분리하여 해조류 추출물을 제조할 수 있다.

물 100중량부 대비 홍게 부산물에서 추출된 키토산 20~50중량부, 메틸설포닐메탄5~20중량부, 해조류 추출물50~80중량부 및 규소 5~20중량부를 혼합하여 엠에스엠 혼합물이 제조될 수 있다. 이때 사용되는 키토산 및 해조류 추출물은 위에서 살펴본 바와 같으며, 메틸설포닐메탄과 규소의 경우 비료용으로 판매되는 것 또는 시약용으로 판매되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 범위내에서는 상기 비료가 정상적인 효과를 발휘할 수 있지만, 상기범위를 벗어나는 비율로 사용하는 경우 비료의 제작비용이 증가하거나 농작물의 성장률이 낮아질 수 있다.

상기 엠에스엠 혼합물에 초음파를 공급하여, 혼합 및 분산시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 원료의 경우 물과 용이하게 혼합될 수 있지만, 혼합시 초음파 진동을 가하는 것으로 상기 성분들의 혼합이 더욱 균일하게 형성될 수 있으며, 또한 액상의 해조류 추출물 및 고체상의 수용성 키토산분말의 혼합을 촉진하여 빠른 속도로 혼합이 가능하다.

상기와 같이 혼합이 완료된 이후 보관용기에 장입하고 20~50일간 보관할 수 있다. 이 보관 과정에서 미처 혼합되지 않은 고형분이 아래로 가라앉을 수 있으며, 또한 각 성분사이에 발생하는 부반응에 의하여 생성된 침전물 역시 분리할 수 있다. 상기와 같이 보관이 완료된 이후 고형분을 제거하고 진공농축 및 동결건조하여 비료를 제조할 수 있다.

상기와 같이 제조된 비료는 토양과 농작물에 3단계에 걸쳐 시비될 수 있다. 그 첫번째로 토양에 농작물을 파종하기 이전 상기 비료를 시비하여 토양의 유효성분을 늘릴 수 있다. 이때 시비되는 비료의 양은 표토 1000kg당 100~200g 또는 농지 1㎡당 10~20g으로 농작물의 종류 및 주변환경에 따라 적절히 가감할 수 있다. 상기 범위 미만으로 시비하는 경우 상기 비료에 의한 효과를 기대하기 어려우며, 상기 범위를 초과하는 양으로 시비하는 경우 농작물의 성장이 너무 가속화되어 상품성이 떨어지거나 병충해에 취약할 수 있다.

또한 농작물이 파종된 이후에서 추가적으로 시비 즉 추비될 수 있다. 상기 농작물의 파종이전 비료의 시비는 상기 토양에 유효성분을 늘려주는 역할을 하지만, 이러한 유효성분은 농작물에 흡수되어 소모됨과 동시에 비에 의하여 손실될 수 있다. 따라서 이러한 유효성분의 농도를 적절하기 유지하기 위해서는 농작물의 파종이후에도 적절하게 추비하여 상기 비료의 효과를 높일 수 있다.

이를 위하여 상기 추비하는 단계는, 상기 파종된 농작물사이에 일정간격으로 추비용 관을 설치하는 단계; 상기 추비용 관의 일측에 추비용 비료 공급부를 연결하는 단계; 상기 추비용 비료 공급부에 물 100중량부 대비 5~10중량부가 혼합된 비료를 공급하는 단계; 및 상기 물과 혼합된 비료를 일정시간마다 가압하여 상기 추비용 관을 통하여 상기 파종된 농작물 사이에 추비하는 단계를 포함하며, 상기 추비용 관은 10~100cm의 간격으로 0.1~3mm의 홀이 형성되어 있는 것일 수 있다.

상기 추비의 경우 인력을 이용하여 추비하는 것도 가능하지만 많은 인력이 필요할 뿐만 아니라 균일하게 추비되기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 추비를 자동으로 실시할 수 있도록 추비용 관을 이용하는 것으로 인력의 사용을 줄이면서도 균일하게 추비하는 것이 가능하다. 이때 상기 추비용 관은 상기 농작물의 사이에 일정간격으로 설치될 수 있으며, 바람직하게는 30~200cm간격을 가지도록 설치될 수 있다. 상기 추비용관이 30cm미만의 간격을 가지는 경우 농작물의 성장에 필요한 공간이 줄어들 수 있으며, 200cm을 초과하는 간격을 가지는 경우 균일하게 추비용 비료가 공급되기 어려울 수 있다.

또한 상기 추비용 관에는 10~100cm의 간격으로 0.1~3mm의 홀이 형성될 수 있다. 상기 홀은 상기 추비용 관을 통하여 공급되는 비료가 분출되는 부분으로 단순히 관에 홀을 설치할 수도 있지만 더육 균일한 추비를 위하여 상기 홀에는 노즐이 설치될 수도 있다. 또한 상기 홀의 간격이 상기 범위 미만이거나 상기 직경을 초과하는 경우 과도한 비료가 공급될 수 있으며, 상기 범위를 초과하거나 상기 직경 미만의 홀을 사용하는 경우 비료의 공급이 원활하지 않을 수 있다.

또한 상기 추비용 비료의 경우 물 100중량부 대비 5~10중량부의 비율로 혼합하여 공급될 수 있다. 이를 통하여 농작물에 수분과 비료를 동시에 공급할 수 있으며 또한 동시에 공급되는 물의 흐름을 이용하여 상기 추비용 비료를 더욱 먼거리까지 균일하게 공급할 수 있다. 상기 비율 미만으로 혼합되는 경우 과도한 물이 혼합되어 추비효과가 떨어질 수 있으며, 상기범위를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 비료의 농도가 높아져 효과가 떨어질 수 있다.

아울러 상기 추비용 관은 상기와 같은 비료의 추비용으로 사용되는 것이 일반적이지만 물의 공급, 또는 추가적인 비료의 공급에도 사용될 수 있다.

상기 추비용 관의 일측에는 추비용 비료 공급부가 연결될 수 있다. 상기 추비용 비료 공급부는 상기 추비용 관에 추비용 비료를 공급하기 위하여 설치되는 것으로 추비용 비료를 저장할 수 있는 저장조 및 가압부로 구성될 수 있다. 즉 상기 저장조에 상기 비료와 물을 적절한 비율로 혼합하여 주입한 다음, 상기 가압부를 작동하여 상기 저장조 내의 추비용 비료를 가압하여 상기 추비용관으로 공급할 수 있으며, 이렇게 가압되어 공급되는 추비용 비료는 상기 추비용 관에 형성된 홀을 통하여 외부로 분사될 수 있다. 또한 이러한 추비를 자동으로 수행하기 위하여 상기 가압부에는 콘트롤러가 연결될 수 있으며, 상기 콘트롤러는 지정된 시간에 상기 가압부를 작동 및 정지하는 것으로 상기 추비를 적절한 시간간격으로 수행할 수 있다. 이때 상기 추비는 10~30일 간격으로 수행될 수 있다. 상기 추비가 10일 간격미만으로 수행되는 경우 과도한 비료가 공급될 수 있으며, 30일 추과하는 경우 상기 추비에 의한 효과가 떨어질 수 있다.

또한 상기 최초시비 및 추비와는 별도로 농작물의 엽면에도 비료를 살포할 수 있다. 상기 시비 및 추비의 경우 토양에 비료를 공급함에 따라 상기 비료가 뿌리를 통하여 흡수됨과 더불어 토양의 성분을 동시에 흡수할 수 있다는 장점을 가질 수 있지만, 비료의 사용량에 비하여 흡수되는 양이 적다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이를 보완하기 위하여 30~50일 간격으로 엽면에 비료를 살포하는 것으로 상기 비료에 의한 효과를 상승시키는 것이 가능하다. 이때 엽면에 살포되는 비료의 경우 물 100중량부 대비 상기 비료 20~40중량부를 혼합하여 사용할 수 있으며, 분무기등을 이용하여 농작물의 상부에서 살포하여 농작물의 표면에 직접 비료를 공급하는 것이 바람직하다. 상기 살포간격이 상기 기간 미만이거나 혼합비율이 40중량부를 초과하는 경우 과도한 비료가 공급될 수 있으며, 상기 간격을 초과하거나 20중량부 미만의 비율로 혼합하는 경우 비료의 효과가 떨어질 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

실시예 1

강원도 강릉시에서 수거된 홍게부산물을 3cm의 크기로 절단하고 세척한 다음, 홍게부산물 100중량부 대비 물 250중량부 및 단백질 분해효소 5중량부의 비율로 혼합하고 60℃의 온도에서 12시간동안 반응시켜 단백질을 제거하였다. 상기 단백질 제거단계 이후 100℃로 20분간 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화하였다.

물 100중량부에 레몬즙 50중량부의 비율로 혼합하여 산성물질을 준비하였으며, 상기 단백질이 제거된 홍게부산물 100중량부 대비 200중량부의 산성물질에 12시간동안 침지하여 칼슘을 제거하였다.

상기 칼슘이 제거된 홍게부산물을 3~5중량%농도의 에탄올 수용액에 100분간 침지하여 키틴을 제조하였다.

남해시에서 수거된 굴껍질을 세척한 다음, 상기 세척된 굴껍질을 1000℃의 온도에서 소성하였다. 상기 소성이 완료된 굴껍질을 분쇄하고 분쇄된 굴껍질 100중량부 대비 2000중량부의 물과 혼합한 다음, 7일간 방치하였다. 방치가 완료된 이후 굴껍질 고형분을 제거하여 염기성용액을 제조하였다.

상기 제조된 키틴 100중량부 대비 염기성용액 200중량부를 혼합하고 초음파를 가하여 탈아세틸화하였다. 이때 초음파는 90kHz의 진동수를 가지고, 600W의 강도로 10분간 공급되었다. 상기 탈아세틸화가 완료된 이후 물로 세척하여 키토산을 제조하였다.

상기 키토산 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 10~15중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하였으며, 상기 활성탄을 제거하고 키토산을 분리한 다음, 상기 분리된 키토산을 물 100중량부 대비 아스코르빈산 7중량부 및 솔비톨 6중량부가 혼합된 용액에 7일간 침지하여 수용성 키토산을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 수용성 키토산은 진공농축 및 동결건조과정을 거쳐 키토산 분말로 제조하였다.

다시마 100중량부 대비, 함초 10중량부, 김 30중량부, 클로렐라 30중량부의 비율로 혼합하여 해조류 혼합물을 제조하고 분쇄한 다음, 건조하였다. 상기 건조된 해조류 혼합물을 고압 쳄버 내에 장입한 다음, 15℃를 유지하며 액체 질소를 공급하여 상기 챔버내부의 압력을 8기압으로 가압하고 60분간 유지하였다. 60분이 경과된 이후 상기 챔버내의 압력을 급격히 감압하여, 상기 챔버 내부의 해조류 혼합물을 팽화하였다. 상기 팽화된 해조류 혼합물 100중량부 대비 150중량부의 물에 혼합한 다음, 유산균을 접종하고 25℃의 온도에서 20일간 발효시켰다. 상기 발효가 완료된 이후 가라앉은 해조류 고형분을 분리하여 해조류 추출물을 제조였다.

물 100중량부 대비 상기 홍게 부산물에서 추출된 키토산 40중량부, 메틸설포닐메탄 15중량부, 해조류 추출물 60중량부 및 규소 10중량부를 혼합하여 엠에스엠 혼합물을 제조하였다. 상기 엠에스엠 혼합물에 초음파를 공급하여, 혼합 및 분산하였으며 상기 혼합 및 분산이 완료된 이후, 보관용기에 장입하고 30일간 보관하였다. 상기 보관이 완료된 이후 상기 보관용기내의 고형분을 제거한 다음, 액체를 진공농축 및 동결건조하여 비료를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 엠에스엠을 사용하지 않은 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 홍게를 이용하여 제조되는 수용성 키토산을 사용하지 않은 것을 제와하고 동일하게 실시하였다.

실시예 4

상기 수용성 키토산의 제조시 기존의 방법과 동일하게 산성용액으로 염산, 염기성 용액으로 수산화나트륨 수용액을 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 해조류 추출물을 사용하지 않은 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실시예 6

상기 실시예 1에서 해조류 추출물의 제조시 불활성기체를 사용한 팽화법 대신 기존의 가열식 팽화법을 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.

실험예 1

본 발명의 의한 비료 및 재배방법에 의한 식물 생장효과를 확인하기 위한 실험을 실시하였다.

1㎡ 크기로 구획된 밭에 상기 실시예 1~6의 방법으로 제조된 비료를 15g을 시비하였으며, 10cm의 간격으로 상추를 파종하였다. 상기 파종이 완료된 이후 적절한 습도를 유지하며 재배를 수행하였으며, 15일 간격으로 추비와 40일 간격으로 엽면에 비료용액을 살포하며 100일간 재배하였다.

100일이 완료된 이후 전체 초본의 평균 높이, 잎의 수량 및 잎의 길이를 측정하여 평균을 내어 하기의 표 1에 나타내었다.

	높이(cm)	잎의 수(개)	잎의 크기(cm)
실시예 1	38	13	18
실시예 2	22	8	8
실시예 3	26	10	11
실시예 4	24	10	8
실시예 5	29	11	9
실시예 6	31	11	15

표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 1의 경우 가장 높은 성장률을 보이는 것으로 나타났다. 엠에스엠을 사용하지 않은 실시예 2의 경우 가장 낯은 성장률을 보이고 있으며, 나머지 성분을 사용하지 않거나 기존의 방법으로 제조된 경우에도 본 발명의 실시예 1에 비하여 낮은 성장률을 보이는 것으로 나타났다.

실험예 2

본 발명의 방법으로 제조된 비료가 식물의 유효성분함량에 주는 영향을 확인하기 위한 실험을 실시하였다.

상기 실험예와 동일한 방법으로 식물을 재배하되, 상추 대신 인삼을 이용하여 1년간 동일조건으로 재배하고 주요 유효성분인 사포닌의 함량을 측정하였다. 또한 인삼의 성장률을 측정하기 위하여 뿌리의 무게도 같이 측정하였다.

	사포닌 함량(mg/kg)	무게(g)
실시예 1	128.4	1.08
실시예 2	28.5	0.67
실시예 3	84.8	0.84
실시예 4	95.4	0.91
실시예 5	67.5	0.85
실시예 6	88.1	0.94

표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 1의 경우 그 무게가 다른 실시예에 비하여 크게 측정되었으며, 사포닌 함량 역시 대폭 증가하는 것으로 나타났다. 특히 엠에스엠을 사용하지 않은 실시예 2와는 그 차이가 매우 높게 나타나고 있어 본 발명의 실시예 1의 경우 성장 촉진 및 유효성분의 증대효과가 뛰어난 것으로 확인되었다.이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

Claims (2)

1. 엠에스엠(MSM, Methylsulfonylmethane)을 포함하는 비료를 제조하는 단계;
   토양에 상기 비료를 살포하는 단계;
   상기 살포가 완료된 토양에 농작물을 파종하는 단계;
   물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 10~30일 간격으로 토양에 추비하는 단계; 및
   물과 상기 제조된 비료를 혼합한 다음, 30~50일 간격으로 엽면에 살포하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 비료를 제조하는 단계는,
   물 100중량부 대비 홍게 부산물에서 추출된 키토산 40중량부, 메틸설포닐메탄15중량부, 해조류 추출물 60중량부 및 규소 10중량부를 혼합하여 엠에스엠 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 엠에스엠 혼합물에 초음파를 공급하여, 혼합 및 분산시키는 단계;
   상기 혼합 및 분산이 완료된 이후, 보관용기에 장입하고 30일간 보관하는 단계;
   상기 보관이 완료된 이후 상기 보관용기내의 고형분을 제거하는 단계; 및
   상기 고형분이 제거된 액체를 진공농축 및 동결건조하여 비료를 제조하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 홍게 부산물에서 추출된 키토산은,
   홍게부산물을 3cm 크기로 절단하고 세척한 다음, 상기 세척된 홍게부산물 홍게부산물 100중량부 대비 물 250중량부 및 5중량부의 단백질 분해효소를 첨가하여 혼합하고, 60℃의 온도에서 12시간동안 반응시키는 단백질 제거단계;
   상기 단백질 제거단계 이후 100℃로 20분간 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화 시키는 단계;
   상기 단백질이 제거된 홍게부산물 100중량부 대비 200중량부의 산성용액에 침지하고, 반응시간을 12시간으로 하여 상기 홍게부산물에 존재하는 칼슘을 용해시켜 칼슘을 제거하는 단계;
   상기 칼슘이 제거된 홍게부산물을 45~55℃의 3~5중량%농도의 pH 9~ 11로 조정된 에탄올 수용액에 100분간 침지하여 키틴을 제조하는 단계;
   상기 제조된 키틴 100중량부 대비 염기성용액 200중량부를 혼합하고 초음파를 가하여 탈아세틸화 시키는 단계;
   상기 탈아세틸화가 완료된 이후 물로 세척하여 키토산을 제조하는 단계;
   상기 제조된 키토산 100중량부 대비 물 200~300중량부 및 10~15중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하는 단계;
   상기 활성탄을 제거하고 키토산을 분리한 다음, 상기 분리된 키토산을 물 100중량부 대비 아스코르빈산 7중량부 및 솔비톨 6중량부가 혼합된 용액에 7일간 침지하여 수용성 키토산을 제조하는 단계; 및
   상기 수용성 키토산을 진공농축한 다음, 동결건조하여 수용성 키토산 분말을 제조하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되며,
   상기 산성용액은 물 100중량부에 레몬즙 50중량부의 비율로 혼합된 혼합물이며,
   상기 염기성 용액은,
   조개 패각을 분리한 다음, 세척하는 단계;
   상기 세척된 조개 패각을 1000℃의 온도에서 소성하는 단계;
   상기 소성이 완료된 조개 패각을 분쇄하는 단계;
   상기 분쇄된 조개 패각을 조개 패각 100중량부 대비 2000중량부의 물과 혼합한 다음, 7일간 방치하는 단계; 및
   상기 조개 패각의 고형분을 분리하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되는 용액이며,
   상기 초음파는 90kHz의 진동수를 가지고, 600W의 강도로 10분간 공급되며,
   상기 조개패각 고형분은 상기 토양에 시비되는 것을 특징으로 하고,
   상기 해조류 추출물은,
   다시마 100중량부 대비, 함초 10중량부, 김 30중량부, 클로렐라 30중량부를 혼합하여 해조류 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 해조류 혼합물을 평균입경이 1~5mm가 되도록 분쇄한 다음, 분쇄된 해조류를 다공성 트레이에 올려 3~10일간 건조하여 수분량이 10중량부 미만이 되도록 건조하는 단계;
   상기 건조된 해조류 혼합물을 고압 챔버 내에 장입한 다음, 15℃를 유지하며 액체 질소를 공급하여 상기 챔버내부의 압력을 8기압으로 가압하고 60분간 유지하는 단계;
   상기 챔버내의 압력을 급격히 감압하여, 상기 챔버 내부의 해조류 혼합물을 팽화시키는 단계;
   상기 팽화된 해조류 혼합물 100중량부 대비 150중량부의 물에 혼합한 다음, 유산균을 접종하여 25℃의 온도에서 20일간 발효시키는 단계; 및
   상기 발효가 완료된 이후 가라앉은 해조류 고형분을 분리하여 해조류 추출물을 제조하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하고,
   상기 토양에 비료를 살포하는 단계는,
   시비하는 비료의 양을 표토 1000kg당 100~200g 또는 농지 1㎡당 10~20g으로 하는 것을 특징으로 하는, 농작물 성장촉진 비료제조방법.
   
   
   
   
2. 삭제

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