KR0134562B1 - 신균주 로우도슈도모나스 k-2(kctc8550p)와 이를 이용한 미생물제제 - Google Patents

Abstract

본발명은 토양에서 분리한 신균주 로우도슈도모나스(Rhodopseudomonas sp.) K-2(KCTC 8550P)와 여기에 아미노산 추출액과 셀룰라아제 또는 글루코아밀라아제 등의 효소가 혼합되어 이루어짐으로써 환경처리 및 동식물의 생육 촉진에 우수한 효과를 나타내는 미생물제제에 관한 것이다.

Description

신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC8550P)와 이를 이용한 미생물제제

제1도는 본 발명의 균주를 이용하여 제조된 미생물제제의 환경용 제제로서 사용시 돈사에서의 암모니아 가스제거효과를 그래프로 나타낸 것이다.

본 발명은 토양에서 분리한 신균주 로우도슈도모나스 (Rhodopseudomonas sp.) K-2(KCTC 8550P)와 여기에 아미노산 추출액과 셀룰라아제 또는 글루코아밀랑아제 등의 효소가 혼합되어 이루어짐으로써 환경처리및 동식물의 생육 촉진에 우수한 효과를 나타내는 미생물제제에 관한 것이다.

근래에 들어서 환경오염과 인축에 대한 안정성 문제 때문에 자연환경에 스트레스를 주고, 과잉 사용시 환경 오염원으로 작용하는 화학적 환경제제의 사용을 기피하고 환경오염을 방지하면서도 자연환경과 동화되는 생물학적 제제에 의한 처리, 특히 미생물제제에 대한 관심이 점차 높아지고 있다.

이와같은 미생물제제로는 세균, 방선균, 효모균및 곰팡이에 대한 연구보고 [오태광, 고영희등, 한국수의공중보건학회지, 15(2)권, 185(1992)] (대한민국특허공고 제 92-4158)는 다수 알려져 있지만 광합성 세균을 이용한 경우는 미비한 실정이다.

광합성 세균에 관한 현재까지의 특허는 광합성 세균을 이용한 황의제거(미국특허 제 4,666,852호) (1987), 광합성을 이용한 유기산의 혐기적 소화 (미국특허 제 4,919,813호) (1990), 식물조직 배양에서 광합성 세균의 효과 (미국특허 제 5,217,892호)(1983)등이 있고, 국내및 유럽에서는 주로 광합성 세균을 폐수처리에 직접 이용하기 위한 광합성 세균의 배양장치및 광투입장치가 각각 대한민국 특허공고 제 92-1554와 유럽특허 제 65574호 (1989)등에 제시되어 있지만 광합성 세균을 이용한 미생물제제의 개발에 대한 연구는 미비하다.

광합성 세균중 혐기적 상태에서 자라는 균주인 퍼플 박테리아 (Purple Bacteria), 그린 박테리아(Green Bacteria)및 제네라 인서테 세디스 (Genera Incertae Sedis)등 (Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 이하 버지스 매뉴얼이라 함 1989)은 광합성 세균자체가 아미노산, 미량의 광물질및 비타민이 풍부하여 원예, 축산및 어류용 먹이로 중요할 뿐만 아니라 이들 미생물이 원예, 축산및 어류용의 재배및 사육시 발생하는 해로운 성분을 분해하는 역할을 하게 됨에 따라서 건전한 환경에서 생육할 수 있게 하여 질병을 예방할 수 있어서 동식물의 성장및 사료효율등을 증대시키는 역할을 할 수 있다.

또한, 광합성 세균을 환경처리제로 사용하면 혐기적 상태에서 광합성 세균이 악취성분등을 분해하여 탈취하고 해로운 환경정화 저해제를 분해하여 환경처리의 진행을 교정시켜서 정상적인 미생물 활동을 유지시키는 역할을 함으로서 환경처리를 원활하게 하는 역할을 하게 된다.

현재까지 국내에서 시판되는 원예, 축산 어류및 환경용 미생물제제중 광합성 세균이 포함된 제품이 일부 유통되고 있지만 이들은 대부분 미국, 일본등지에서 수입된 광합성 세균을 희석및 증량하여 고가로 판매되고 있는데 이러한 광합성 세균을 함유한 제제들은 첫째, 우리나라 환경에 맞지 않아서 이용시 효과를 기대하기 어렵고 둘째, 외국에서 수입해서 들어오기 때문에 수입되어서 시판되는 기간안에 대부분 사멸되어 있는 상태이고 셋째, 수입된 광합성 세균을 희석하여 영양제 또는 증량제로 사용하기 때문에 균제로서 효능농도가 너무 낮다.

따라서 수입된 광합성 세균을 이용한 제제는 전체적으로 원예, 축산, 어류및 환경처리제로서의 효과를 기대하기 어렵다.

이와같이 이유에서 본 발명자들은 국내 토양에서 분리된 우리나라 환경에 잘 적용된 광합성 세균을 분리하고자 노력한 결과 생존률이 높고 원예, 축산, 어류및 환경처리용 제제로 사용하기에 적합한 광합성 세균을 전부 익산군 함열읍 근교 논바닥에서 분리하여 검정한 결과 로우도슈도모나스 (Rhodopseudomonas sp.)계통의 균주 1주를 얻었고 이를 이용한 원예, 축산, 어류및 환경용 미생물 제제를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)와 이 신균주와 아미노산등이 혼합되어 환경처리및 동식물 생육촉진에 유용한 미생물제제를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 토양으로부터 분리된 신균주 로우도슈도모나스(Rhodopseudomonas sp.)K-2(KCTC 8550P)에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)와 필수 아미노산 추출물이 8∼9 : 2∼1의 중량비로 함유되어 있는 원예용 미생물제제를 포함한다.

또한, 본 발명은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P) 10 중량부와 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 2 : 2의 중량비로 혼합된 액 1∼5 중량부로 이루어진 축산용 미생물제제를 포함한다.

또한, 본 발명은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P) 1 중량부와, 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 1 : 3의 중량비로 혼합된 액 0.1∼0.5 중량부및 질석 10 중량부로 이루어진 환경처리용 미생물제제를 포함한다.

또한, 본 발명은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)의 어류용 미생물제제로서의 용도에 관한 것을 포함한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)와 이를 이용한 미생물제제에 관한 것으로서, 본 발명의 신균주 로우도슈도모나스 K-2는 전북 익산군 함열 근교의 논토양에서 분리된 것으로서 1994년 1월 3일자로 한국과학기술연구원 유전공학연구소 유전자은행에 기탁번호 KCTC 8550P로 기탁되었다.

본 발명의 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)의 미생물학적 특징을 열거하면 다음과 같다.

(1) 균의 형태적 특성

버지스 매뉴얼 규정에 따라서 30℃에서 3일간 300룩스의 광의 존재하에서 혐기적으로 신균주를 배양한 후 육안및 광학 현미경으로 형태학적 특성을 조사한 결과 그람(gram) 음성균주로 일반적인 광합성 세균이 갖는 특성과 같이 광이 존재하에서는 붉은색 콜로니를 형성하고 광이 존재하지 않을때는 흰색 콜로니를 형성하였다.

세포한개의 크기는 1.7-2.5 m로서 둥근형의 간균이고 현미경 하에서 이동성이 있었다.

(2) 균의 생리학적 특성

로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)의 생리학적 특성을 조사하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

(주) + : 이용 또는 반응 - : 미이용 또는 미반응

상기 표 1에서와 같이 본 발명의 신균주는 염분 요구성이 없고 술페이트및 술파이트를 완전히 분해하며 나이트레이트를 이용하고 당이용성도 광범위하게 유기산을 이용함을 알았다. 이와같은 형태적, 생리적 특성은 버지스 매뉴얼에 의하면 로우도슈도모나스 스래르디데스 (Rhodopseudomonas sphaerdides)의 변종임을 알 수 있어서 본 발명자들은 신균주를 로우도슈도모나스 K-2로 명명하였다.

본 발명의 신균주는 생리적 특성에서 보는 바와같이 어류양식이나 축산사육, 화훼재배 또는 환경폐기물에 발생하는 술페이트및 술파이트를 완전 산화시키고 나이트레이트를 이용함으로서 이들을 무독화시킬 뿐아니라 생리적 특성에서 보는 바와같이 어류, 원예, 축산및 환경제제에 발생하는 술페이트및 술파이트를 다양하게 이용하여 균체를 증식시킴으로서 토양및 환경조건을 산성화시키지 않고 중성화시키는 역할을 하고 균체 생육시 공중질소를 고정하여 식물체에 질소원을 공급하기도 한다. 이런 신균주에 식물, 어류및 동물에 필요한 일부 아미노산을 공급하면 식물, 어류, 동물의 환경요인을 좋게하여 질병을 예방하고 쾌적한 조건을 조성하여 성장, 생육등을 현저히 촉진시킬 수 있다. 또한 환경처리에 있어서는 신균주가 가지고 있는 무독화, 탈취화 작용에 의해서 쾌적한 환경을 만드는데 상기 표 1에서 보는 바와같이 악취원인 술페이트, 술파이트, 나이트레이트 부틸레이트등을 잘 분해하여 이용하는 것을 알 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)에 아지닌, 글리이신, 류이신, 시스틴 또는 세린등의 필수 아미노산에서 14종을 선택하여 그 추출물을 신균주에 8∼9 : 2∼1의 중량비로 혼합하여 원예용 미생물제제로 사용한다. 이들 제제는 화훼, 잔디등에 처리되어 생육을 촉진시키고 직물의 색깔 및 품질, 개체의 크기를 증진시키는 역할을 하게 된다.

또한, 본 발명의 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P) 10 중량부에 효소로서 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 2 : 2의 중량비로 혼합된 액을 1-5 중량부 첨가하여 이루어진것을 축산용 미생물제제를 사용한다.

상기 효소들이 구성비율과 혼합액의 첨가량이 상기 범위를 벗어나면 경제성이 떨어지거나 목적하는 바의 효과를 거두기 어렵다.

상기 축산용 미생물제제는 가축등의 먹이로 이용되어 증체율과 산란율을 향상시키고 계란크기를 크게하며, 특히 계란의 경우는 계란중의 베타카로틴의 함량을 높여 고부가가치의 계란의 생산이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P) 1 중량부에 효소로서 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 1 : 3의 중량비로 혼합된 액 0.1-0.5 중량부와 질석 10 중량부가 첨가되어 이루어진 것을 환경용 미생물제제로 사용한다. 이들 제제는 탈취및 무독화 작용을 하며, 특히 음식찌거기 처리시 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본발명의 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)만을 사용하여 물속의 물고기 배설물을 분해하고 유독성 물질을 제거할 뿐만 아니라 본 발명의 신균주가 먹이사슬의 중간자 역할을 하게 하여 생태계를 건전하게 환원시키는 역할을 하게 하는등 어류용 미생물제제로서도 유용하게 사용될 수 있다.

참고로 광합성 세균의 아미노산과 비타민 함유량을 다음 표 2와 3에 나타내었다.

상기한 바와같이 본 발명의 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)와 이를 이용한 미생물제제는 원예용, 축산용, 어류용 또는 환경용제제로서 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1] 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)의 선정과 배양

광합성 세균의 선정은 전북 익산군 함열읍 근교의 논토양을 시료로 하여 광합성 선택 배지에 마그네슘 술페이트 (MgSO₄), 칼슘 크로라이드(Cacl₂), 황산철(FeSO₄)및 EDTA(에틸렌디아민테트라아세틱에시드)가 포함한 염액 1L에 KH₂PO₄(제1인산 포스페이트) 0.06g,K₂HPO₄(제 2인산 포스페이트) 0.09g, 글루코오스 5.48g, L-글루타메이트와 아가 20g을 녹여서 121℃ 에서 살균한 배지에 광이 존재하는 데서 배양할시 붉은 콜로니를 형성하고 광이 존재하지 않는곳에 두어 흰 콜로니를 형성하는 세균을 광합성 세균으로 하고 이들 광합성 세균중 전술한 바와 같이 원예, 축산, 어류및 환경용 처리에 가장 적한한 균주를 선정하였다.

선정된 광합성 세균의 배양은 광합성 세균 배양배지(배양배지는 광합성 선택 배지웅 아가를 뺀 액체배지를 사용함)에 미리 종자배양된 부피에 1%의 용량을 접종하고 30℃에서 3000룩스의 광 존재하에서 3일간 배양하였다. 이때 얻어지는 균주는 단위 미리리터당 10¹¹의 균체를 얻을 수 있었다.

[실시예 2] 원예용 미생물액제및 분말처리제의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 광합성 세균을 이용하여 액체의 경우는 배양된 광합성 세균에 아미노산 추출액 10%를 넣고 여기에 극소량의 인산, 칼리를 첨가한 액을 액제로 하고, 분말의 경우는 아미노산 추출액과 극소량의 인산, 칼리를 포함한 액을 다시 질석에 흡착시키고 광합성 세균과 아미노산 추출액이 포함된 질석을 무게비 10 : 1의 비율로 혼합된 원예용 제제를 제조하였다.

[실시예 3] 축산용 미생물액제및 분말처리제의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 광합성 세균을 이용하되 액체의 경우는 본발명의 미생물과 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 2 : 2의 중량비로 혼합된 효소를 1 : 5 의 비율로 혼합하여 제조하였고, 분말의 경우는 액체를 만드는 방법과 동일하게 하되 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 2 : 2의 중량비로 혼합된 효소를 질석에 혼합하여 질석의 무게비 5 : 1 비율로 혼합하여 축산용 미생물제제를 제조하였다.

[실시예 4] 환경용 미생물제제의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 광합성 세균과 셀룰라아제, 글루코아밀라아제및 프로테아제가 3 : 1 : 3의 중량비로 혼합된 효소를 0.1 : 0.5 의 활성탄에 섞어 활성탄 무게비 10 : 1로 혼합하여 환경처리용 미생물제제를 제조하였다.

[실험예 1]

상기 실시예 2에서 제조된 원예용 미생물 액체를 하루 0.1g씩 각각 개화 시기에 있는 임파챈스와 베고니아에 엽면시비하여 그 결과를 다음 표 4와 5에 나타내었다.

[실험예 2]

상기 실시예 2에서 제조된 원예용 미생물 액제를 하루 0.1g씩 이식후 정상적으로 생육될때까지 잔디에 처리하여 그 결과를 미처리군과 비교하여 다음 표 6에 나타내었다.

[실험예 3]

상기 실시예 2에서 제조된 원예용 미생물 액제를 하루 0.1g씩 각각 모종에서 과육이 생산될때까지의 토마토와 오이에 처리하여 그 결과를 미처리군과 비교하여 다음 표 7에 나타내었다.

[실험예 4]

본 발명의 광합성 세균 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)로 이루어진 어류용제제 담수어인 미꾸라지 치어의 사료에 0.2 중량% 비율로 섞어서 적용하여 그 결과를 미처리의 경우와 비교하여 다음 표 8에 나타내었다.

사육기간 : 8일, 최초미수 : 10 (전장 10.1mm, 체장 9.2mm, 체중 13.8mg)

[실험예 5]

상기 실험예 4와 같은 방법으로 해수어인 광어치어에 적용한 결과를 미처리의 경우와 비교하여 다음 표 9에 나타내었다.

사육기간 29일

최초미수 : 10 (전장 23.2mm, 체장 18.5mm, 체중 15.9mg)

[실험예 6]

상기 실시예 3에서 제조된 축산용 미생물 액제를 사료에 0.2 중량% 첨가하는 방법으로 돼지에 적용하여 사양실험과 소화대사실험을 하였고 그 결과를 미처리군과 비교하여 다음 표 10및 11에 나타내었다.

* 공시 이유자 돈수 15두 x 2반복 x 3처리 = 60두수

* 연구기간 : 93. 8. 5 - 93. 11. 30

* 경기도 이천군 소재 S농장

[실험예 7]

상기 실시예 2에서 제조된 축산용 미생물 분말을 사료에 0.2 중량% 첨가하는 방법으로 육계 및 산란계에 적용하여 그 결과를 미처리군과 비교하여 다음 표 12및 13에 나타내었다.

[실험예 8]

상기 실시예 4에서 제조한 환경용 미생물제제를 주방및 S사 사원식당 음식쓰레기에 적용하여 각각 그 결과를 다음 표 14및 15에 나타내었다.

또한, 다음 표 16에는 상기 환경용 제제처리시의 탈취효과를 미처리시와 비교하여 나타내었고, 첨부도면 제1도에는 돈사에서의 암모니아 가스제거효과를 그래프로 나타내었다.

Claims (5)

1. 토양으로부터 분리된 신균주 로우도슈도모나스(Rhodopseudomonas sp.) K-2(KCTC 8550P)
2. 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)와 필수 아미노산 추출물이 8-9 : 2-1의 중량비로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 원예작물 생장촉진제.
3. 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P) 10 중량부와 ,셀룰라아제, 글루코아밀라아제 및 프로테아제가 3:2:2의 중량비로 혼합된액 1∼5중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 축산물 생육 촉진제.
4. 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P) 1중량부와,셀룰라아제,글로코아밀라아제및 프로테아제 3:1:3의 중량비로 혼합된액 0.1-0.5중량부및 질석 10중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 탈취제.
5. 신균주 로우도슈도모나스 K-2(KCTC 8550P)가 유효성분으로 함유된 것을 특징으로 하는 어류생육촉진제.