KR101151297B1

KR101151297B1 - 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기 및 보습 첨가제를 포함하는 신규한 미생물 배양 배지의 제조 방법

Info

Publication number: KR101151297B1
Application number: KR1020090098038A
Authority: KR
Inventors: 오정균; 이상수; 이진성
Original assignee: (주)나래바이오테크
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2012-06-08
Also published as: KR20100042237A; WO2010044613A3; WO2010044613A2

Abstract

본 발명은 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기와 이 배양용기에 주입되는 미생물 배양 배지의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선택적 개폐에 의해 용기 내부에 공기를 공급하거나 차단할 수 있도록 하여 미생물 배양용 배지의 수분 증발을 억제하는 배양용기와 수분 증발 억제효과가 있는 미생물 배양 배지 첨가제 그리고 이를 이용한 배지의 제조 방법으로, 미생물 배지의 품질(성능)을 장기간 보존할 수 있게 한다.

미생물, 배양용기, 배지

Description

선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기 및 보습 첨가제를 포함하는 신규한 미생물 배양 배지의 제조 방법{The microbe culture dish capable of opening and closing selectively, and manufacturing method of novel medium containing moisturizing additives}

본 발명은 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기와 수분증발을 억제하는 보습제가 첨가된 배지의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선택적 개폐에 의해 용기 내부에 공기를 공급하거나 차단할 수 있도록 하여 미생물 배양용 배지의 성능을 장기간 보존할 수 있게 하는 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기, 미생물 배양 배지의 수분이 증발되는 것을 억제하여 미생물 배지가 장기간 품질을 유지하도록 하는 보습 첨가제 및 이들 첨가제를 이용한 미생물 배양 배지의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 미생물 배양용기는 미생물 배양용 배지를 수용하는 원통형의 용기 본체와, 상기 용기 본체의 상부에 결합되는 뚜껑으로 이루어진다.

이러한 구조를 갖는 미생물 배양용기는 미생물 배양용 배지의 성분 중 90% 이상을 차지하는 수분의 증발과 미생물 배지의 성분 중 공기와 접촉할 시 산화되면 서 기능을 상실하는 성분의 변성을 막을 수 없어 결국 배지의 성능을 신뢰할 수 있는 기간이 2주 이하로 인식되어 빈번한 배지 제조에 따른 많은 불편이 예상된다.

실제로, 상기의 배지 성능이 장기간 지속하지 못하는 단점으로 인해 산업체 및 병원, 실험실 등에서 실제 미생물 배양을 수행하는 과학자 및 기술자들은 필요시마다 사용량을 직접 제조하여 사용할 수밖에 없었고, 이로 인해 미생물 배양의 시간 및 노동력과 비용 측면에서의 비효율성을 초래하고 있다.

또한, 종래의 미생물 배양용기는 다수개를 적층할 때 불안정한 구조로 인해 보관 및 관리가 어렵고, 작업 공간이 제한되는 문제점이 있었다.

한편, 일부에서는 종래의 미생물 배양용기에 미생물 배양 배지를 분주하여 사전에 제조된 배지를 상용화하고 있으나, 수분 증발이 쉬운 종래의 미생물 배양용기는 단점으로 인하여 미생물 배양 배지의 성능 보존력이 현저히 개선되지 못하고 있다.

미생물 배지 내에서 물 분자는 용질이나 고체의 표면에 흡착되므로 이런 물질이 많으면 많을수록 미생물이 사용할 수 있는 물의 양은 감소하게 되어 미생물의 배양 상태가 극히 불량하게 된다. 수분량에 의해서 결정되는 삼투 농도는 미생물의 생리적 특성에 많은 영향을 주는데, 미생물이 이용할 수 있는 수분의 가용성 정도를 수분활성도라는 지표로서 나타내며, 서식처별 최저 수분활동을 보면 표 1에서처럼 미생물의 종류에 따라서 최적 수분활성도가 다름을 알 수 있다.

표 1. 미생물의 생장에 필요한 최저 수분활성도(Aw)^*

수분활성도	세균	환경
0.95	대부분의 그람음성균	혈액, 채소, 과일
0.95	대부분의 그람양성 간균	빵
0.90	대부분의 구균과 바실러스	햄
0.85	포도상구균속	살라미
0.75	호염균, 내압삼투성 효모	설탕절임

^*A.D.Brown, "Microbial water stress, in Bacteriological Reviews, 40(4):803-846, 1976.

결국, 수분활성도는 미생물 배지라는 서식 환경을 생각할 때 용질과 배양용기 표면에 부착 혹은 결합된 결합수 이외의 자유수가 증발되는 것을 억제하거나 최소화할 때 세균의 최적 배양 환경을 좀 더 유지시킬 수 있게 된다.

하지만, 종래의 미생물 배지는 수분 증발을 억제하거나 보습 기능을 하는 성분이 포함되어 있지 않아서 배지 수분이 쉽게 증발하게 되어 건조화가 빠르게 진행된다. 또한, 미생물을 배양하는 데 있어서 수분의 중요성은 식품공전의 시험조작 부분에 기재되어 있는 '배지는 배양 중에 수분 중량이 15% 이상 감소되어서는 안된다.'라는 내용에서처럼 미생물 배양 배지의 수분 함량은 상당히 중요한 요인이 된다.

따라서 미생물 배양 배지가 수분이 증발되어 건조한 상태가 되는 현상 혹은 일련의 과정을 최소화하거나 억제하는 방법은 미생물을 배양하여 검사, 진단하거나 연구하는 많은 사람들에게 시간과 노동력 그리고 비용을 현저히 개선시키는 효과를 줄 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 용기의 선택적 밀폐와 개방을 실현하는 구조의 기능적 특성을 통해 보관 시에는 용기의 내부가 밀폐상태가 되도록 하고 개방 시에는 용기의 내부와 외기가 제한적으로 소통되게 하거나 원활히 소통되게 하여 배지 성능 보존력 부재의 문제점을 개선함과 동시에 미생물 배양에 있어 혐기성 배양조건 및 호기성 배양조건을 동시에 충족하도록 함으로써 미생물 배양의 시간 및 노동력과 비용의 비효율성을 개선한 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기를 제공하는 것과 다수개의 배양용기를 안전하게 적층할 수 있도록 하여 보관 및 관리를 용이하게 해 주는 데 첫 번째의 목적이 있다.

두 번째 목적은 상기의 용기에 주입되는 미생물 배지에 수분 증발을 억제하는 신규한 보습제의 첨가를 통해서 미생물의 생장에 필수적인 수분이 증발되는 것을 지연시켜 배지의 최적 품질을 연장시켜 배지의 빈번한 제조시 발생하는 시간과 비용을 개선시키데 있다.

마지막으로 상기의 수분증발 억제 혹은 지연을 위한 첨가제를 이용한 미생물 배양 배지의 제조방법으로, 신규한 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제를 이용하여 고체 배지를 제조할 때 가장 우수한 효과를 주는 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 상부가 개방되고 외주 둘레면이 상협하광 형태로 경사지게 형성되며 내부에 배지 외주 둘레면에 다수개의 절단홈이 형성되며 사용자의 선택적 개폐 에 따라 상기 용기 본체의 입구를 개폐하는 뚜껑을 포함하는 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기를 제공한다.

또한, 본 발명은 액체 배지를 본 발명의 미생물 배양용기에 투입하여 미생물 배양용 고체 배지를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기와 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제는 용기 내에 주입된 미생물 배양용 배지로 유입되는 공기, 즉 산소와의 접촉을 최소화함으로써 배양 배지의 산화방지를 통하여 배지의 최적 품질 유지 기간을 연장함과 동시에 혐기성 및 호기성 배양환경을 선택적으로 구현할 수 있는 효과와 수분 증발을 억제하는 첨가제에 의해 용기 내에 주입된 미생물 배양용 배지의 생육 환경을 연장시키는 효과를 제공함으로써, 배지의 유효성능을 유지하면서 보관 및 유통 가능한 기간을 증대시켜 일련의 제조공정을 거쳐 제조된 배양용 배지의 상용화를 기대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수개의 배양용기를 안전하게 적층할 수 있도록 하여 보관 및 관리가 용이하며, 미생물 배양을 수행하는데 공간적 제약을 극복할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기는, 상부가 개방되고 외주 둘레면이 상협하광 형태로 경사지게 형성되며 내부에 배지를 수용하게 되는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 상부에 결합되고 외주 둘레면에 다수개의 절단홈이 형성되며 사용자의 선택적 개폐에 따라 상기 용기 본체의 입구를 개폐하는 뚜껑을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용기 본체의 하부면에 원주방향을 따라 돌기부가 하향 돌출 형성되고, 상기 뚜껑의 상부면에 상기 돌기부와 대응되는 함몰홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용기 본체의 내부 바닥에 격자구조의 칸막이가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 액체 배지를 본 발명에 따른 미생물 배양용기에 투입하여 미생물 배양용 고체 배지를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 액체 배지는 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제를 함유할 수 있다. 본 발명을 통해서 제조된 미생물 배양용 고체 배지는 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제가 함유되거나 함유되지 않은 액체 배지를 적당히 식힌 후 본 발명에 따른 미생물 배양용기에 적당량 투입하여 굳어진 고체 배지를 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제는 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 트리할로스(trehalose), 소듐 락테이트(sodium lactate), 콘드로이틴(chondroitin), 히알루론산(hyaluronic acid), 메소 에리트리톨(meso erythritol) 및 글리세롤(glycerol)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이거나 또는 상기 첨가제의 유도체 또는 상기 첨가제를 포함하는 복합체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 첨가제의 유도체 또는 상기 첨가제를 포함하는 복합체는 포스파티딜콜 린(Posphatidylcholine), 팔미토일 펜타펩티드(Palmitoyl pentapeptide), 소듐 피롤리돈 카르복실레이트(Sodium Pyrrolidone Carboxylate), 슈도세라미드(pseudoceramide)(PC104), 콜레스테롤(cholesterol), 리놀산(linolic acid), 파이토스핑고신(phytospingosine), 스테아르산(stearic acid), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 히알루론산 트리에탄올아민(hyaluronic acid triethanolamine), 폴리펩티드 및 소듐 락테이트(polypeptide and sodium lactate; PSL), 스핑고리피드(sphingolipid), 세레브로시드(cerebroside), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 소듐 스테아로일 글루타메이트(sodium stearoyl glutamate), 스쿠알렌(squalane), 디메티콘(dimethicone), 세타릴 이소노나노에이트(cetaryl isononanoate), 소듐 폴리아크릴레이트(sodium polyacrylate), PEG-40 수수화 피마자유(hydrogenated caster oil), PEG-60 수수화 피마자유(hydrogenated caster oil), 메틸 파라벤(methyl paraben), 프로필 파라벤(propyl paraben), 페닐 트리메티콘(phenyl trimethicone), 옥틸도데세스 16(octyldodeceth 16), 수소화 레시틴(hydrogenated lecithin), 트리에탄올아민(triethanolamine), 트리소듐(trisodium) EDTA 등일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 배지는 플레이트 카운트 아가(Plate Count Agar), 엔도 아가(Endo Agar), 에오신 메틸렌 블루 아가(Eosine Methylene Blue Agar), 뉴트리엔트 아가(Nutrient Agar), 데스옥시콜레이트 락토스 아가(Desoxycholate Lactose Agar), 브롬 크레졸 퍼플 함유 플레이트 카운트 아가(Plate Count Agar with Brom Cresol Purple), 포테이토 덱스트로스 아가(Potato Dextrose Agar), 난황 아가 함유 만니톨 식염 아가(Mannitol Salt Agar with Egg Yolk Agar), 티오설페이트 시트레이트 담즙산염 수크로스 아가(Thiosulfate Citrate Bile Salt Sucrose Agar), 리버 아가(Liver Agar), 클로스트리디움 퍼프린젠스 아가(Clostridium perfringens Agar), 살모넬라 쉬겔라 아가(Salmonella Shigella Agar), 맥콘키 아가(MacConkey Agar), 데스옥시콜레이트 시트레이트 아가(Desoxycholate Citrate Agar), 옥스포드 아가(Oxford Agar), 리튬 클로라이드 페닐에탄올 목사락탐 아가(Lithium Chloride Phenylethanol Moxalactam Agar), 트립틱 소이 아가(Tryptic Soy Agar), 트립토스-설파이트-시클로세린 아가(Tryptose-Sulfite-Cycloserine Agar), 맥콘키 소르비톨 아가(MacConkey Sorbitol Agar), 세프술로딘 이르가산 노보비오신 아가(Cefsulodin Irgasan Novobiocin Agar), 만니톨 난황 폴리믹신 아가(Mannitol Egg Yolk Polymyxin agar), 리버-빌 난황 아가(Liver-Veal Egg Yolk Agar), 혐기성 아가(Anaerobic Agar), 자일로스 라이신 데스옥시콜레이트 아가(Xylose Lysine Desoxycholate Agar), 크로모제닉 엔테로박터 사카자키 아가(Chromogenic Enterobacter sakazakii Agar), 바이올렛 레드 담즙 글루코스 아가(Violet Red Bile Glucose Agar), 바이올렛 레드 담즙 아가(Violet Red Bile Agar), 바이드-파커 아가(Baird-Parker Agar), 비스무스 설파이트 아가(Bismuth Sulfite Agar) 또는 폴리믹신 아크리플라빈 LiCl 세프타지딤 에스쿨린 만니톨 아가(Polymyxin Acriflavin LiCl Ceftazidime Esculin Mannitol Agar)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 수분증발 억제 효과를 갖 는 첨가제를 액체 배지 멸균 후에 액체 배지에 첨가하는 것이 바람직한데, 이는 액체 배지와 함께 가열 멸균하면 첨가제가 열에 의한 변성이 될 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 첨가제는 별도로 주사기 필터(syringe filter)와 같은 멸균기구를 통해서 멸균 후에 멸균된 액체 배지에 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 프로필렌 글리콜, 트리할로스, 소듐 락테이트, 히알루론산, 메소 에리트리톨, 글리세롤, 이의 유도체 또는 복합체를 5%(w/v) 이하의 농도로 액체 배지에 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1~5%(w/v)의 농도로 액체 배지에 첨가하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 콘드로이틴, 이의 유도체 또는 복합체를 0.1%(w/v) 이하의 농도로 액체 배지에 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.01~0.05%(w/v)의 농도로 액체 배지에 첨가하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에 있어서, 상기 미생물 배양용기는 원형 또는 사각형 또는 원형과 사각형이 다수로 하여 규칙적으로 배열되어 있는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 미생물 배양용기는 당해 특허 기술인 상협하광을 특징으로 하고, 6웰 플레이트, 12웰 플레이트, 96웰 플레이트와 같이 내부의 미생물 배양 공간을 다수(1개 이상)로 한 형상을 의미하는 것으로, 이를 통해서 사용자는 1개 이상의 서로 다른 배지에 한 종류의 세균을 한 개의 용기에서 배양할 수 있어 다양한 배지 종류별 세균의 배양 성상을 시험할 수 있다. 또한 한 종류의 배지를 다수 개 만들고 여기에 서로 다른 종류의 세균을 한 개의 용기에서 배양함으로 써 하나의 배지에 대한 다수 세균의 배양 성상을 동시에 하나의 용기에서 시험할 수 있는 장점을 가진다.

실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기를 나타낸 분리사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기의 결합상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기의 사용 시 공기의 유입 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기는, 용기 본체(1)와, 상기 용기 본체(1)에 결합되는 뚜껑(2)을 포함하여 구성된다.

상기 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기(이하, 편의상 '미생물 배양용기' 라 함)는, 상기 뚜껑(2)의 선택적 개폐에 따라 상기 용기 본체(1)를 완전 밀폐시키거나, 외부 공기가 유통되도록 한다.

보다 상세하게는 상기 뚜껑(2)과 상기 용기 본체(1)의 결합은, 용기 내부와 외기의 소통이 완전히 차단되는 밀폐상태와, 용기 내부와 외기의 소통이 제한적으로 이루어지는 혐기성 배양상태와, 마지막으로 용기 내부와 외기의 소통이 원활히 이루어지는 호기성 배양상태로 선택적으로 이루어질 수 있게 한다. 이를 통해 상기 용기 본체(1)의 내부에 수용되는 배지성능 보존기간을 연장함과 동시에 혐기성 및 호기성 배양환경을 선택적으로 구현 가능하게 한다.

먼저, 상기 용기 본체(1)는 상부가 개방되고 외주 둘레면이 상협하광 형태로 경사지게 형성되며 내부에 배지를 수용하게 된다. 상기 용기 본체(1)는 미생물 배양용 배지가 올려지는 원판형의 베이스 판(13)과, 상기 베이스 판(13)의 외곽 둘레에 상향 돌출 형성되는 외벽(14)으로 이루어진다.

상기 용기 본체(1)의 외벽(14) 상단에는 상기 뚜껑(2)과의 결합 시 뚜껑(2)의 내측 상부에 형성된 걸림홈(23)에 걸리도록 걸림돌기(141)가 형성된다.

상기 걸림돌기(141)의 외경은 상기 뚜껑(2)의 내경보다 크게 형성되고, 상기 용기 본체(1)의 외벽(14)이 경사지게 형성된다. 따라서, 미생물 배양용기의 보관 및 유통단계에서 상기 뚜껑(2)과 억지끼움 결합되어 미생물 배양용 배지를 수용하여 보관하고자 하거나, 또는 유통과정 중에 발생하는 미생물 배양용 배지에 함유된 수분의 증발을 예방함으로써 미생물 배양용 배지의 함수량 감소를 방지하여 미생물 배양용 배지의 보존력을 향상시킨다.

한편, 상기 용기 본체(1)의 내부 바닥에 격자구조의 칸막이(12)가 형성되며, 상기 칸막이(12)의 형성에 따라 상기 용기 본체(1)의 내부에 수용된 미생물 배양용 배지의 유동을 방지할 수 있고, 콜로니(colony)의 카운팅을 용이하게 한다.

상기 용기 본체(1)의 하부면에 원주방향을 따라 돌기부(11)가 하향 돌출 형성되고, 상기 뚜껑(2)의 상부면에 상기 돌기부(11)와 대응되는 함몰홈(22)이 형성된다.

상기 뚜껑(2)의 함몰구조를 통해 미생물 배양용기 내부의 배지가 도말된 상 태에서 잔류하는 공기의 양을 최소화할 수 있는 것이다. 다시 말해, 미생물 배양용기의 내부 잔존 공기량을 최소화함으로써, 공기 중 산소량을 최소화하여 수용되는 미생물 배양용 배지 구성성분의 산화작용에 의한 변성을 방지함으로써 미생물 배양용 배지의 성능보존력을 향상시킨다.

또한, 상기 돌기부(11)와 함몰홈(22)의 형성에 의해 다수개의 미생물 배양용기를 적층 보관 시 안정성을 보장함으로써, 보관 및 관리가 용이하다.

한편, 상기 뚜껑(2)은 상기 용기 본체(1)의 상부에 결합되되 외주 둘레면에 다수개의 절단홈(21)이 형성되며 사용자의 선택적 개폐에 따라 상기 용기 본체(1)의 입구를 개폐한다. 상기 절단홈(21)은 반타원형으로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 한정되지 않고 얼마든지 변형 가능하다.

상기 뚜껑(2)은 원형의 상판(24)과, 상기 상판(24)의 하부에 직각되게 돌출 형성되는 외벽(25)으로 이루어진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미생물 배양용기를 이용하여 미생물을 배양하고자 할 때, 시료 샘플에 존재하는 미생물의 산소 요구성에 따라서 즉, 호기성 미생물의 경우는 본 미생물 배양용기의 뚜껑을 상부쪽으로 밀어 올려 개폐하여 용기내로 산소의 유입양을 늘려줄 수 있고, 혐기성 미생물의 경우는 본 미생물 배양용기의 뚜껑을 하부쪽으로 내려 밀폐하여 용기내로 산소의 유입을 차단할 수 있도록 사용자가 조절할 수 있다. 즉, 용기의 뚜껑(상부)를 조절하고 이를 통해서 내부공간의 높이를 증감시킬 수 있어 호기성 및 혐기성 미생물의 생육 조건을 사용자가 조절할 수 있는 것이다.

상기 용기 본체(1)와 결합되는 뚜껑(2)을 가압하지 않고 살짝 올려놓음으로써 뚜껑(2)의 외벽(25)에 형성된 다수개의 절단홈(21)과 용기 본체(1)의 외벽(14) 상단 사이에 공기유입통로(B)가 미세하게 형성된다. 따라서, 배양환경에 따라 상기 공기유입통로(B)를 통해 미생물 배양용기의 내부로 공기가 유입되는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 신규한 미생물 배양용기의 보습 효과

본 발명에 의해 고안된 미생물 배양용기(LOP, Lab On a Plate)를 실험군으로 현재 가장 많이 사용하는 페트리 디쉬를 대조군으로 하여 수분 증발 억제능, 즉 보습효과를 비교 평가하였다. 우선 대조군으로서 종래의 페트리 디쉬와 실험군인 본 발명의 미생물배양 용기에 사용할 배지의 제조를 위해서 121℃, 1기압에서 15분간 멸균하여 식힌 LB agar 배지(Luria Bertani agar, Casein enzymic hydrolysate 10g, yeast extract 5g, sodium chloride 10g/1000ml)를 표준 배지로 하여 17ml 정량 주입하고 무균대 안에서 30분간 건조함으로서 고형화하였다. 전자저울을 이용하여 고형화된 건조된 배지와 그것을 포함하는 페트리 디쉬와 본 발명의 미생물 배양용기의 중량을 각각 칭량하고, 수분 증발을 위한 조건으로 4℃, 25℃, 32℃ 및 37℃ 등 4개의 인위적 설정 온도로 하여 셋팅된 항온기에 넣고 24시간마다 배지를 포함하는 대조군과 실험군의 중량을 칭량하였다. 본 시험에서 수분증발은 페트리 디쉬의 무게를 뺀 최초 시기(배지를 처음 주입한 시점)인 T0의 순 배지 중량을 4일 마다 칭량한 잔존하는 순 배지량의 차로 정의하였으며 데이터의 기록은 최소 T0 시점의 배지 순 중량을 100%로 하고 이후 4일 마다(T1~T8) 순 배지 중량을 칭량하여 T0 시점 대비 백분율로 기재하였다. 4일마다 칭량하는 모든 시험은 동일조건에서 만들어진 각 3개의 시험 샘플을 칭량(3회 반복)하여 평균값을 산출하였다.

각 설정 온도에 따른 잔존 배지중량의 결과에서처럼(표 2), 4개의 설정 온도 모두에서 본 발명의 미생물 배양용기의 보습효과가 종래의 페트리 디쉬보다 높은 것으로 나타났다.

표 2. 각 설정 온도별에 따른 잔존 배지중량

시험조건		T0	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	T8
4℃	페트리디쉬	100	98.65	98.28	95.48	94.31	93.4	91.15	89.21	89.03
4℃	본 발명의 미생물 배양용기	100	100.00	100.00	99.84	99.83	99.68	99.68	99.29	98.8
25℃	페트리디쉬	100	93.08	86.60	91.90	88.20	58.73	26.33	23.59	23.04
25℃	본 발명의 미생물 배양용기	100	99.92	98.26	99.83	99.58	99.59	99.36	99.28	98.69
32℃	페트리디쉬	100	78.01	56.78	30.14	4.66	4.28	3.69	3.65	3.63
32℃	본 발명의 미생물 배양용기	100	99.13	97.90	96.50	95.47	94.61	93.89	92.24	89.26
37℃	페트리디쉬	100	59.29	19.44	4.56	4.29	4.23	4.07	3.57	3.34
37℃	본 발명의 미생물 배양용기	100	98.63	96.26	94.99	92.38	90.6	86.94	82.85	82.16

또한, 상기에서 얻어진 시험온도 중에서 즉시 상용 배지(ready-to-use)의 일반적인 보관 온도인 4℃ 조건에서 수분 증발량(수분증발량=100-각 시점별 잔존 배지량)에 대한 데이터를 SPSS 통계 프로그램에 적용하여 회귀방정식을 구해서 배지중의 수분이 5% 증발할 때(5%의 수분증발량)를 한계 품질 지표로 설정하고 안전계수를 0.7로 하여 본 발명의 미생물 배양용기와 페트리 디쉬와의 유통기한을 비교한 결과(표 3), 본 발명의 미생물 배양용기가 종래의 페트리 디쉬(10.04092141일)보다 약 100일 정도 긴 110일(110.8121212일)의 유통기한을 가지는 것으로 산출되어 본 발명의 미생물 배양용기가 종래의 페트리 디쉬에 비하여 유통기한에서 11배 이상의 우수한 특성을 보여 주었다.

이상의 결과로부터 미생물 배양시 가장 중요한 환경요인 중에 하나인 수분함량을 가장 장기간으로 보존하고 유지시키는데 있어서 당해 발명기술인 본 발명의 미생물 배양용기가 종래의 미생물 배양용기인 페트리 디쉬보다 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

표 3. 본 발명의 미생물 배양용기와 페트리디쉬의 유통기한 비교

	회귀방정식	유통기한(일)	안전계수가 반영된 유통기한(일)
본 발명의 미생물 배양용기	y=-0.033x+100.224	158.3030303	110.8121212
페트리디쉬	y=-0.369x+100.293	14.34417344	10.04092141

실시예 2: 미생물 배양 배지에 신규한 첨가제(보습제)의 첨가에 따른 보습 효과

프로필렌 글리콜(propylene glycol), 트리할로스(trehalose), 소듐 락테이트(sodium lactate), 콘드로이틴(chondroitin), 히알루론산(hyaluronic acid), 메소 에리트리톨(meso erythritol) 및 글리세롤(glycerol)의 7종의 첨가제가 미생물 배양 배지의 수분 증발을 억제할 수 있는지 여부를 시험하기 위해서, 종래의 미생물 배양 배지인 페트리 디쉬를 이용하여 아래와 같이 실시하였다. 우선 대조군인 첨가제 미처리군과 실험군인 첨가제 처리군에 사용할 배지의 제조를 위해서 페트리 디쉬의 무게를 칭량한 후 121℃, 1기압에서 15분간 멸균하여 55℃로 식힌 PCA(Plate count agar) 배지를 대조군으로 그리고 표 4에서처럼 각 첨가제별로 서로 다른 농도별로 첨가한 것을 실험군 배지로 하여 17ml 정량 주입하고 무균대 안에서 30분간 건조하였다. 전자저울을 이용하여 건조된 배지와 그것을 포함하는 페트리 디쉬의 중량을 칭량하고, 수분 증발을 가속화하기 위해 30℃로 셋팅된 항온기에 넣고 24시간마다 배지를 포함하는 페트리 디쉬의 중량을 칭량하였다. 본 시험에서 수분증발은 페트리 디쉬의 무게를 뺀 최초 시기(배지를 처음 주입한 시점)인 T0의 순 배지 중량을 24시간마다 칭량한 잔존하는 순 배지량의 차로 정의하였으며 데이터의 기록은 최초 T0 시점의 배지 순 중량을 100%로 하고 이후 24시간마다(T1~T9) 순 배지 중량을 칭량하여 T0 시점 대비 백분율로 기재하였다. 24시간마다 칭량하는 모든 시험은 동일조건에서 만들어진 각 3개의 시험 샘플을 칭량하여 평균값을 산출하였다. 또한, 시험에서 사용된 첨가제가 다른 배지에서도 수분 증발 억제 효과가 있는지를 평가하기 위해서 첨가제로 글리세롤을 사용하여 PCA, PDA(Potato dextrose agar), Coliform 배지를 대상으로 상기와 같은 동일한 방법으로 시험을 실시하였다. 배지에 첨가된 첨가제가 유의한 수분증발 억제 효과가 있는지를 알기 위해서 통계 프로그램인 SPSS(ver. 13.0)의 paired samples T test를 이용하여 95% 이상의 신뢰수준에서 첨가제 종류에 따른 유의한 최적 수분증발 억제 농도를 분석하였다(표 7).

표 4. 수분억제능 시험에 사용한 첨가제의 농도 조건

	수분증발을 억제하는 첨가제(보습제)
	Propylene glycol	Trehalose	Sodium lactate	Chondroitin	Glycerol	Meso erythritol	Hyaluronic acid
시험농도 %(w/v)	0, 1, 3, 5	0, 1, 3, 5	0, 1, 3, 5	0, 0.01, 0.05, 0.1	0, 1, 5, 10	0, 0.1, 1	0.01, 0.02

표 5. 수분증발 억제를 위해 첨가된 첨가제별 24시간 주기별 배지의 중량 변화

상기 표 5에 기재된 %는 %(w/v)를 의미한다.

표 6. 수분증발 억제를 위해 첨가된 첨가제별 24시간 주기별 배지의 중량 변화

상기 표 6에 기재된 %는 %(w/v)를 의미한다.

미생물 배양 배지의 수분증발 억제 효과 여부를 평가하기 위해 시험에 사용한 7종류의 첨가제에 대한 통계분석 결과를 보면(표 7), 첫째 PCA 배지를 대상으로 해서는 7종의 모든 첨가제가 수분 증발을 억제하는 효과가 있음이 확인되었다. 세부적으로 살펴보면 propylene glycol의 경우는 1%(w/v)와 5%(w/v) 농도에서 각각 1.35%(w/v)와 0.67%(w/v)로 수분증발을 억제하는 효과가 있음이 유의하게 분석되었다(P=0.001, P=0.002). Trehalose와 sodium lactate의 경우는 1, 3, 5%(w/v)의 모든 시험 농도에서 수분증발 억제효과가 있음을 알 수 있었다. Chondroitin의 경우는 0.01%(w/v)와 0.05%(w/v)에서 유의한 수분증발 억제 효과가 확인되었고, hyaluronic acid와 meso erythritol의 경우는 각각 0.02%(w/v)와 0.1%(w/v)에서 수분증발 억제 효과가 인정되었다. 또한, 글리세롤의 경우는 3%(w/v)와 5%(w/v)의 농도에서 유의한 수분증발 억제효과가 확인되었다. 둘째로 Trehalose, sodium lactate 및 chondroitin은 농도가 증가할수록 비례하게 수분증발이 억제되는 것으로 확인되었다. 마지막으로 PDA 배지를 대상으로 한 글리세롤의 수분증발 억제효과가 1%(w/v)과 3%(w/v)에서 유의하게 나타나는 것으로 볼 때 상기의 모든 첨가제는 배지 종류에 상관없이 모든 미생물 배양 배지에 적용할 수 있으며 최적 농도에서는 다를 수 있겠지만 수분증발을 억제하는 유의한 특성이 있는 것으로 확인되었다.

표 7. 수분 증발 억제능을 갖는 첨가제의 통계분석 결과

시험 배지	첨가제	Paired Sample	Paired Sample 평균차	표준편차	표준평균오차	유의성
PCA	Propylene glycol	0-1%(w/v)	-1.36	0.79	0.26	0.001
		0-3%(w/v)	-0.15	0.40	0.13	0.285
		0-5%(w/v)	-0.67	0.45	0.15	0.002
	Trehalose	0-1%(w/v)	-0.48	0.32	0.10	0.002
		0-3%(w/v)	-0.84	0.43	0.14	0.000
		0-5%(w/v)	-1.39	1.10	0.36	0.006
	Sodium lactate	0-1%(w/v)	-0.90	0.67	0.22	0.004
		0-3%(w/v)	-1.06	0.69	0.23	0.002
		0-5%(w/v)	-3.72	4.20	1.40	0.029
	Chondroitin	0-0.01%(w/v)	-1.84	1.30	0.43	0.003
		0-0.05%(w/v)	-1.95	1.05	0.35	0.001
		0-0.1%(w/v)	-2.16	1.11	0.37	0.000
	Hyaluronic acid	0-0.01%(w/v)	-0.07	0.48	0.16	0.643
	Hyaluronic acid	0-0.02%(w/v)	-0.87	0.49	0.16	0.001
	Meso erythritol	0-0.1%(w/v)	-2.65	0.94	0.31	0.000
	Meso erythritol	0-1%(w/v)	2.21	1.36	0.45	0.001
	Glycerol	0-1%(w/v)	1.82	1.37	0.45	0.004
		0-3%(w/v)	-4.00	1.98	0.66	0.000
		0-5%(w/v)	-1.70	1.82	0.60	0.023
PDA	Glycerol	0-1%(w/v)	-0.73	0.31	0.10	0.000
		0-3%(w/v)	-0.58	0.31	0.10	0.001
		0-5%(w/v)	-0.60	1.75	0.58	0.329

또한, 상기의 수분증발 억제 효과의 통계적 검증을 통해서 유의한 효과가 인정되는 각 첨가제별 농도에 따른 16 종류의 미생물을 대상으로 한 시험에서 propylene glycol, trehalose, chondroitin, meso erythritol 및 glycerol은 각 농도에서 미생물 성장을 억제하지 않음을 확인할 수 있었다. 하지만, sodium lactate는 1%(w/v)의 농도에서만 미생물의 생장을 억제하지 않으며 hyaluronic acid는 0.02%(w/v) 농도에서 세균 배양이 억제되는 것으로 확인되었다(표 8).

표 8. 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제의 최적 농도에 따른 세균 배양 결과

표준균주명

Propylene glycol

Trehalose

Sodium lactate

Chondrotin

Hyaluronic
acid

Meso
erythritol

Glycerol

1%(w/v)

5%(w/v)

1%(w/v)

3%(w/v)

5%(w/v)

1%(w/v)

3%(w/v)

5%(w/v)

0.01%(w/v)

0.05%(w/v)

0.1%(w/v)

0.02%(w/v)

0.1%(w/v)

1%(w/v)

3%(w/v)

5%(w/v)

Bacillus cereus
(ATCC 11778)

L

P

L

P

L

Bacillus subtilis
(ATCC6633)

L

P

L

P

L

Pseudomonas
aeruginosa
(ATCC 27853)

L

P

L

P

L

Yersinia
enterocolitica
(ATCC 23715)

L

I

L

P

L

Enterococcus
faecalis
(ATCC 29212)

L

I

L

P

L

Klebsiella
pneumoniae
(ATCC 13883)

L

P

L

P

L

Citrobacter freundii
(ATCC 8090)

L

P

L

P

L

Escherichia coli
(ATCC 25922)

L

P

L

P

L

Listeria
monocytogenes
(ATCC 19111)

L

P

L

P

L

Serratia marcescens
(ATCC 14756)

L

I

L

P

L

Staphylococcus
aureus
(ATCC 25923)

L

I

L

P

L

Proteus mirabilis
(ATCC 25933)

L

I

L

P

L

Candida albicans
(ATCC 10231)

L

P

L

P

L

Enterobacter
aerogenes
(ATCC 13048)

L

I

L

P

L

Shigella sonnei
(ATCC 25931)

L

P

L

P

L

Salmonella enterica
(ATCC 43971)

L

P

L

P

L

L: luxuriant growth, P: partial growth, I: Inhibition or no growth

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기를 나타낸 분리사시도.

도 2는 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기의 결합상태를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기의 사용 시 공기의 유입 모습을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 용기 본체

11 : 돌기부

12 : 칸막이

13 : 베이스 판

14 : 외벽

141 : 걸림돌기

2 : 뚜껑

21 : 절단홈

22 : 함몰홈

23 : 걸림홈

24 : 상판

25 : 외벽

B : 공기유입통로

Claims

상부가 개방되고 외주 둘레면이 상협하광 형태로 경사지게 형성되며 내부에 배지를 수용하게 되는 용기 본체(1)와, 상기 용기 본체(1)의 상부에 결합되되 외주 둘레면에 다수개의 절단홈(21)이 형성되며 사용자의 선택적 개폐에 따라 상기 용기 본체(1)의 입구를 개폐하는 뚜껑(2)을 포함하며;

상기 용기 본체(1)의 하부면에 원주방향을 따라 돌기부(11)가 하향 돌출 형성되고, 상기 뚜껑(2)의 상부면에 상기 돌기부(11)와 대응되는 함몰홈(22)이 형성되며;

상기 용기 본체(1)의 내부 바닥에 격자구조의 칸막이(12)가 형성되고;

상기 용기 본체(1)의 외벽(14) 상단에는 상기 뚜껑(2)과의 결합 시 뚜껑(2)의 내측 상부에 형성된 걸림홈(23)에 걸리도록 걸림돌기(141)가 형성되는 것을 특징으로 하는 선택적 개폐가 가능한 미생물 배양용기.
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액체 배지를 제1항에 따른 미생물 배양용기에 투입하여 미생물 배양용 고체 배지를 제조하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 액체 배지는 수분증발 억제 효과를 갖는 첨가제로서 프로필렌 글리콜, 트리할로스, 소듐 락테이트, 히알루론산, 메소 에리트리톨, 글리세롤, 이의 유도체 또는 복합체를 5%(w/v) 이하의 농도로 함유하거나 콘드로이틴, 이의 유도체 또는 복합체를 0.1%(w/v) 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
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