KR0145975B1 - 신균주인 Bacillus stearothermophilus NSHC 1-7 - Google Patents
신균주인 Bacillus stearothermophilus NSHC 1-7Info
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Abstract
본 발명은 유기 폐기물 분해에 이용될 수 있는 신규한 균주에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 고온에서 단시간내에 유기 폐기물을 분해할 수 있는 바실러스속(Bacillus)의 신규 균주 Bacillus stearothermophilus NSHC 1-7에 관한 것이다.
본 발명에 의한 균주를 이용할 경우 고온에서 48시간이내의 단시간에 유기물 폐기물을 효율적으로 분해할 수 있으므로 종래의 방법에 비하여 효과적으로 유기 폐기물을 자원화할 수 있다.
Description
본 발명은 고온에서 단시간내에 유기물을 분해할 수 있는 우수한 유기물 분해균에 관한 것이다.
최근 환경오염원으로 대두되고 있는 유기 폐기물을 자원으로 재활용하는 분야에 대한 관심이 고조되고 있다. 유기 폐기물은 그 상태에 따라 사료화 또는 퇴비화 과정을 거쳐 자원으로 이용되는데, 이때 호기성 고온 미생물을 사용하여 유기 폐기물을 단시간내에 분해시키는 고속 발효법이 주로 이용된다. 또한, 유기 폐기물을 바로 토양에 매립하면 악취 발생, 침출수에 의한 지하수오염, 동물 및 인체 병원균의 전파 등이 문제시 되므로 매립에 앞서 반드시 분해처리 하여야 한다. 고속 발효법에 의해 유기 폐기물을 분해할 경우, 이러한 문제점이 상당 부분 해결될 뿐만 아니라 발효 과정중 유기물이 미생물의 호흡에 의해 대부분 이산화탄소로 소실되므로 전체적으로 폐기물의 양이 크게 감소하는 장점도 있다.
일반적으로 유기물이 분해되어 안정화되는 과정은 여러 환경요인에 의해 영향을 받는데 이들 요인 중에서도 온도, 공기, pH, 수분, 유기물의 구성성분등의 중요하며, 고온단계(49∼69℃)의 발효과정에서 작용하는 미생물이 특히 중요하다고 알려져 있다.
미생물 발효에 의해 유기물을 비료화 또는 사료화하는 방법으로는, 바실러스 브레비스(Bacillus brevis)균주를 이용하여 25∼30℃에서 25∼35일간 발효하여 유기질 비료로 만드는 방법(대한민국 특허출원 제92-20194호); 사상균, 방선균, 효모 등의 균복합제제를 이용하여 10일간 발효하여 비료를 제조하는 방법(일본국 특허 소 53-121204호)등이 있으나, 이러한 방법에서는 중온 미생물을 사용하므로 장시간 발효가 요구된다는 단점이 있다.
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 이용하여 43℃에서 15시간 1차 발효한 후 동균주를 재접종하여 12시간 2차 발효하여 비료를 제조하는 방법(일본국 특허 평4-151069호)도 있으나, 2차에 걸쳐 접종해야 하는 번거로움이 있다. 고온 미생물을 이용한 발효방법으로는 바실러스 스티어로 써모필러스(Bacillus stearothermophillus)를 이용하여 50℃에서 6일간 발효하는 방법 (일본국 특허 소 59-88191호)이 있으나, 이 역시 미생물의 유기물 분해활성이 낮기 때문에 장시간의 발효를 요하는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 55℃의 고온에서 활발히 생육하면서 유기물의 고속 발효시 48시간 이내에 유기물의 분해가 가능한 균주의 분리, 동정이 요구되나, 국내에서 유기 폐기물 분해 미생물의 분리, 동정은 거의 전무한 실정이다.
이에 본 발명자들은 산업적으로 유기물을 효과적으로 퇴비화 또는 비료화할 수 있는 미생물제제를 제조하기 위해서, 고온에서 단시간내에 유기 폐기물을 분해할 수 있는 우수한 유기 폐기물 분해균을 전국에서 선발, 동정한 결과, 바실러스 스티어로써모필러스(Bacillus stearothermophilus)에 속하는 신규한 균주를 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 고온에서 신속하게 유기 폐기물을 분해할 수 있는 새로운 균주를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 신규한 고온 발효 미생물을 함유하고 있는 미생물제제를 사용하여 산업적으로 유기물을 효과적으로 퇴비화 또는 비료화하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 내용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 새로운 균주는 본 발명이 속하는 분야에서는 관용화되어 있는 균주 스크리닝 방법을 이용하여 선발할 수 있다.
즉, 전국에서 채취한 시료 1g을 살균수로 희석한 후 1차적으로 통상의 영양배지(nutrient agar medium)에 도말하여 55℃에서 24시간 배양한다. 이때 55℃ 배양조건에서 자란 각 균주를 버기씨의 방법(Bergy's manual)에 따라 스타치 아가(starch agar)배지, 젤라틴 아가(gelatin agar)배지, 카제인 아가(casein agar)배지, 그리고 스킴 밀크(skim milk)배지에 각각 옮긴 후, 다시 55℃에서 배양하여 각 배지의 분해시 나타나는 분해환의 크기가 큰 것들을 2차로 선발한 후, 최종적으로 이들을 다시 2차 선발시 사용한 배지에 스트리킹(streaking)하여 55℃에서 배양한 후 분해환이 큰 단일 균총(colony)만을 각각 선발하여 동정하였다. 그중 특히, 탄수화물의 분해에 탁월한 능력을 가진 새로운 균주를 분리하여 균학적 특성을 버기씨의 방법에 따라 검토한 결과, 바실러스 스티어로써 모필러스(Bacillus stearothermophilus)에 속하는 새로운 균주로서 동정되었다(표1). 따라서, 본 발명자들은 동 신규 균주를 Bacillus stearothermophilus NSHC 1-7 균주로 명명하고, 한국 유전자은행에 기탁하여 KCTC 8658P의 수탁번호를 부여받았다.
+:분해환의 지름 1.0cm를 의미함
표2에서 보는 바와 같이 동균주는 탄수화물등 유기물의 분해능이 기존에 보고되어진 표준균주(type strain) Bacillus stearothermophilus ATCC 12980 균주에 비하여 현저히 우수하며, 65℃에서도 활발히 생육하는 특성을 가지고 있다.
본 발명의 균주를 이용할 경우 고온에서 48시간이내의 단시간에 유기물 폐기물을 효율적으로 분해할 수 있으므로 종래의 방법에 비하여 효과적으로 유기 폐기물을 자원화하는 것이 가능하다.
이하 본 발명의 균주의 배양 방법과 이를 이요하여 유기 폐기물을 분해시키는 방법을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제공되는 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 발명의 균주를 240㎖의 영양배지(nutrient broth)가 들어 있는 삼각 플라스크에 접종하여 50℃로 유지되는 진탕배양기안에서 24시간 동안 배양하였다. 온도를 50℃로 유지하고 있는 20ℓ 크기의 발효조에 함수율이 85%인 비지 10.0kg, 함수율이 30%인 쌀겨 5.0kg, 함수율이 15%인 밀기울 2.2kg, Mgso4, 17g, CaCO334g를 투입하여 전체의 수분함량이 약 60%가 되도록 조정한 뒤, 앞서 배양한 균주를 투입한 후 혼합하여 50℃에서 24시간 발효시켰다. 이를 미생물제제라 칭한다. 이 미생물제제 1g중에 55℃에서 생육하는 본 발명의 균주의 수는 3.8108∼4.0108으로 나타났다.
[실시예 2]
실시예 1에서 제조된 미생물제제를 이용하여 감자 폐기물을 다음과 같이 처리하였다. 온도를 50℃로 유지하고 있는 20ℓ 크기의 발효조에 함수율이 85%인 감자 폐기물10.0kg에 폐라면, 폐과자, 밀기울 등을 첨가하여 전체 수분을 약 60%로 조정한 후실시예1의 미생물제제 100g를 투입하여 잘 혼합한 후 50℃에서 42시간 발효시켰다. 그 결과, 발효종료 후 발효조내의 내용물의 무게는 4.4kg으로 발효전에 비하여 63.3%가 감소하였으며, 이때 수분함량은 15% 이하로 감소하였다. 내용물 1g중에 55℃에서 생육하는 본 발명의 비생물 균주의 수는 1.0107∼2.0107이었다.
Claims (2)
- 65℃ 이상의 고온에서 생육가능하고, 표준 균주(Bacillus stearothermophilus ATCC 12980) 보다 우수한 전분 분해능을 가지며, 대한민국 유전자 은행에 KCTC 8658P로 기탁되어 있는 Bacillus stearothermophilus NSHC 1-7 균주.
- 제1항의 균주를 사용한 유기 폐기물의 분해방법.
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