KR101260872B1 - 미생물 생균제를 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제 - Google Patents

미생물 생균제를 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물 생균제를 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바실러스(Bacillus)균, 락토바실러스(Lactobacillus)균, 엔테로코커스(Enterococcus)균, 스트렙토코커스(Streptococcus)균 및 효모(Saccharomyces)균으로 구성되는 미생물 생균제; 및 유산균 배양여액을 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제, 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 축산악취 제거제는 악취의 주요원인인 암모니아, 아민류 (메틸아민, 에틸아민. 트리메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민), 황화수소, 메틸머캅탄 등을 효과적으로 제거하므로, 효과적으로 축산 분뇨의 냄새를 제거하고 퇴비화를 촉진하며, 오염 토양을 복원하고 오염물질을 분해한다. 아울러, 폐수 및 유독물질과 부패 냄새를 분해, 정화함으로써 오염된 하천 및 양식장의 오염 물질을 분해, 제거하고 퇴적층 분해한다, 또한, 효율적인 토양 개량으로 토양의 활력을 증진시킬 수 있다.

Description

미생물 생균제를 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제{Composition for Removing Bad Stock Raising Comprising Microorganism Probiotics as Effective Ingredient}
본 발명은 미생물 생균제를 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미생물 생균 및 유산균 배양여액을 포함하는 미생물 생균제를 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
축산분야에서 오폐수 처리시에 발생하는 악취는 상수도원을 위협할 뿐만 아니라, 이로 인한 주위환경에 많은 불쾌감을 준다. 이렇게 오폐수 및 생활 폐기물에서 발생하는 악취는 생활환경을 열악하게 하며, 축산농가의 악취는 축산발전을 막고 있는 현실이고, 농산물 증대를 위해 사용하는 농약은 우리들의 건전한 식생활을 위협하고 있어서 필히 개선해야할 분야이다.
즉, 악취를 제거하기 위해 사용하는 화학적인 살균제는 악취원을 죽이므로 일시적으로 악취제거의 효과는 있으나 오폐수 처리에 유용한 미생물까지 제거하므로 후공정인 정화처리에 막대한 지장을 초래한다.
또한 농작물에 뿌린 살균제 등은 단기간의 효과는 있으나 장기간 사용하게 되면 토지에 축적되어 인간 식생활에 위험한 요소가 되므로 이러한 화학적 살균제 및 항균제로부터 환경친화적인 미생물 제품의 대체 재료개발이 시급한 실정이다.
또한 항생제의 사용이 가축의 질병치료는 물론 사료 이용률 재고라는 측면에서 지대한 공헌은 한 것은 사실이나, 이러한 항생제가 우유, 계란, 육류 등 축산물에 잔류하여 인체내 항생제 내성이라는 커다란 문제점을 야기시켰고, 최근에는 어떠한 항생제에도 내성을 갖는 슈퍼 박테리아가 출현하기에 이르렀다.
유럽의 일부 국가에서는 축산에 이용되는 항생제에 대한 규제를 강화하기 시작하였으며, 일부 항생제 품목을 사료에 첨가하지 못하도록 강력한 제제를 가하고 있는 실정이다. 따라서, 이러한 항생제의 대체제 개발이 필요하게 되었고, 현재 가장 많은 연구가 진행중인 것이 미생물을 이용한 생균제이다.
생균제란 장내 미생물 균형에 도움을 주는 미생물이나 물질 또는 가축의 장내 미생물 균총의 균형을 개선시키는 효과를 갖는 것으로 정의되고 있다. 생균제는 동물의 장내에 서식하면서 유해세균을 억제하고 설사를 예방하므로 가축사료의 이용률을 향상시키고 가축의 면역력을 어는 정도 증강시키는 효과가 있다.
현재 국내 항균제 시장을 보면, 수입제품을 비롯하여 여러 중소기업에서 다양한 생균제가 생산ㆍ판매되고 있지만, 이들 제품이 갖고 있는 가장 근본적인 문제점은 유용 효소를 제대로 분비하지 못하고, 항균활성이 약하다는 점이다. 더욱 중요한 것은, 이들의 내산성이 약하여 동물의 장내에서 생존하지 못하므로, 분뇨에 살아 남아 분뇨의 악취를 제거하지 못한다는 점이다.
가축은 인간에게 있어 중요한 식품공급원이며, 농촌 경제 창출의 원천으로 큰 부분을 차지하고 있다. 현재 축산산업은 관련 과학의 발전에 힘입어 대량생산, 즉 공장형 가축사육이 가능해지면서 많은 문제점을 야기하고 있다.
집단사육으로 인한 가축의 집단질병 발생을 막기 위해 현재 각종 살균 및 살충제를 무차별 살포하고 다량의 항생제를 과다 투여하고 있어, 이에 따른 토양과 하천 오염이 증가되면서 환경문제로 대두되어 왔으며, 이러한 살균, 살충 및 항생제의 과다한 사용은 환경 파괴는 물론 가축의 집단 질병 발생으로 인한 폐사율 증가로 이어져 오히려 더 많은 문제점을 야기하고 있다.
또한, 축산악취에 기인한 가축의 호흡기 질환 발병으로 가축의 생산성 격감, 사료효율 저하는 물론 대기오염 증가로 이어지고 있다. 이런 실정임에도 불구하고 축산농가에서는 가축의 집단화에 따른 열악한 환경문제로 인해 발생되는 질병들을 화학제 소독과 항생제로만 해결하려고 하고 있다.
현재, 가장 많은 빈도로 사용되고 있는 화학제 소독은 유익 미생물까지 사멸하여 일시적인 효과 외에는 질병예방과 악취 해결이 원천적으로 불가능한데, 그 예로 양돈농장의 경우 지속적인 화학소독에도 불구하고 악취는 물론 호흡기 질환과 피부 질환이 감소되지 않고 오히려 증가하고 있다.
토양 중에는 곰팡이, 박테리아(Bacteria), 방선균(放線菌), 사상균(絲狀菌), 조류(藻類) 외에 바이러스 등 1천 여 종의 미생물이 공생하고 있으며, 이중 약 900여종이 유익미생물이고 100여종이 유해 미생물로 분류되고 있으나, 화학소독은 유익미생물까지 모조리 박멸하여 유익미생물과 공존하면서 분해해야 할 것을 분해하지 못하고 유해균이 득세한 결과로, 오히려 살균 소독을 정기적으로 하는 축산농가에서 호흡기 질환의 설사와 피부병이 증가하며 폐사율이 높다는 사실이 이를 뒷받침하고 있다. 또한 한번 병이 오기 시작하면 하루 두세 번씩 소독을 하고 아무리 약을 써도 효과가 없어 축산에 한계를 느끼는 축산농가가 많다.
화학소독의 문제 해결로 자연대사 원리에 의한 미생물을 이용한 생물학적 방제 및 소독, 즉 병이 오기 전에 미리 예방하는 것이 최상의 방법이지만, 지금까지의 축산기술은 극소수를 제외한 대부분이 질병이 오기 전에 화학소독을 하는데 그치는 수준에 불과하다. 이는 기존 미생물제제는 배양조건, 오염 정도, 생존율 및 온도 등에 따라 효과의 재현성 등 그 효과가 불확실하며, 사용에 어려운 많은 문제점을 아직까지 해결하지 못해, 축산 농가에서 생물학적 소독을 기피하고 대안부재로 부득이 화학제제를 선호하게 되었기 때문이다.
축산에 있어서의 환경문제는 대량 밀집사육방식이 진행됨에 따라 점점 심각한 문제로 대두되고 있다. 축산악취 문제를 개선함에 있어서 미생물제제의 응용은 항생제 대체물질 개발과 분뇨처리에 있어서의 생물학적 처리를 통한 악취문제 해결에의 응용으로 크게 구분되고 있으며, 향후 축산환경문제를 해결함에 있어서 미생물의 응용분야는 더욱 확대될 것으로 기대되고 있다.
종래 화학 성분의 탈취제는 많이 나와 있으나 인체에 유해한 종류가 많이 있다. 축산 악취 해결을 위한 기존 미생물제제 관련 특허를 살펴보면, 토착 미생물을 이용한 축산 분뇨 정화 방법에 대해서 등록특허 제 10-0336463-0000호 및 특허출원번호 10-1999-0015526이 있고, 광온성 악취/VOC 분해미생물군의 수득방법과 상기 분해 미생물군을 포함하는 미생물제제 및 이를 이용한 악취/VOC의 생물학적 처리방법에 대해서는 등록특허 제 10-0557900-0000호 및 특출원번호 10-2003-0085393가 있다. 또한, 악취제거용 에멀젼 액상 미생물 제제 및 이의 제조 방법에 대해서는 등록특허 제 10-0443156-0000호 및 특허출원번호 10-2003-0024808가 있으며, 축분처리용 미생물 제제 및 이를 이용한 축분의 처리방법에 대해서는 등록특허 제 10-0292879-0000호 및 특허출원번호 10-1999-0011981가 있다. 아울러, 축산 사료 첨가용 및 축분 처리용 미생물제제로는 등록특허 제 10-0430298-0000호 및 특허출원번호 10-2000-0065121가 있고, 광합성미생물을 이용한 악취 탈취장치 및 방법에 대해서는 등록특허 제 10-0673585-0000호 및 특허출원번호 10-2005-0112423가 있다. 또한, 셀룰라아제를 생산하는 신규한 바실러스 속 미생물 및 그 용도에 대해서는 등록특허 제 10-0859561-0000호 및 특허출원번호 10-2006-0102885가 있으며, 가축의 배설물에 대한 악취 제거에 대해서는 일본특허 JP-0057451가 있고, 미생물을 이용한 악취제거 탈취제 미국특허 US-0404674가 있고, 인간과 동물의 배설물 악취제거 하는 방법과 그 구성에 관한 발명에 대해서는 미국특허 US-0086727가 있다, 또한, 동일 생산을 위한 가축의 사료용 먹이 개발 방법으로는 일본특허 JP-0435461가 있으며, 탈취제, 액상탈취제 개발로는 일본특허 JP-0274740가 있다.
이에, 본 발명자들은 천연물질을 이용한 축산 악취를 제거하는 방법을 개발하자 노력하던 중, 유산균, 효모, 유용 곰팡이균, 납두균(바실러스, 고초균), 광합성 세균 등으로 복합 생균과 각종 효소, 항균물질, 항산화 물질 등 생리활성 물질이 고루 함유되어 있는 유산균 배양여액을 포함하는 악취 제거제를 개발하고, 상기 악취 제거제가 암모니아, 아민류 (메틸아민, 에틸아민, 트리메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민), 황화수소, 메틸머캅탄 등을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 인체 및 가축에 무해하고, 퇴비 등에 투입하면 오히려 발효에 도움이 되고 부패시 발생하는 축산악취를 효과적으로 제거할 수 있는 복합미생물 생균제를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 바실러스(Bacillus)균, 락토바실러스(Lactobacillus)균, 엔테로코커스(Enterococcus)균, 스트렙토코커스(Streptococcus)균 및 효모(Saccharomyces)균으로 구성되는 미생물 생균제; 및 유산균 배양여액을 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제를 제공한다.
또한, 본 발명은 1) 종균 전배양된 유산균을 멸균 배지에 접종하여 배양시키는 단계; 2) 상기 배양된 유산균 배양액을 원심분리하여 배양여액만을 분리하는 단계; 및 3) 상기 유산균 배양여액에 동결건조된 바실러스균, 엔테로코커스균, 스트렙토코커스균 및 효모균으로 구성된 세균 분말을 첨가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 축산악취 제거제의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 바실러스(Bacillus)균, 락토바실러스(Lactobacillus)균, 엔테로코커스(Enterococcus)균, 스트렙토코커스(Streptococcus)균 및 효모(Saccharomyces)균으로 구성되는 미생물 생균제; 및 유산균 배양여액을 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제를 제공한다.
본 발명의 축산악취 제거제에 있어서, 상기 바실러스균은 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis), 바실러스 낫도(Bacillus natto) 및 바실러스 코아큘란스(Bacillus coagulans)인 것이 바람직하고, 상기 락토바실러스균은 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)인 것이 바람직하며, 상기 엔테로코커스균은 엔테로코커스 훼시움(Enterococcus faecium)인 것이 바람직하고, 상기 스트렙토코커스균은 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)인 것이 바람직하고, 상기 효모균은 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)인 것이 바람직하며, 상기 배양여액은 락토바실러스 애시도필러스(L. acidophilus) 또는 락토바실러스 람노서스(L. rhamnosus)의 배양으로부터 얻어진 것이 바람직하며, 이때 상기 바실러스 서브틸러스는 B. subtilis MG401, 바실러스 낫도는 B. natto MG410, 바실러스 코아큘란스는 B. coagulans MG520, 락토바실러스 플란타럼은 L. plantarum MG207, 락토바실러스 파라카제이는 L. paracasei MG310, 엔테로코커스 훼시움은 E. faecium MG89, 스트렙토코커스 써모필러스는 S. thermophilus MG510, 사카로마이세스 세레비지애는 S. cerevisiae MG111, 락토바실러스 애시도필러스는 L. acidophilus MG501, 및 락토바실러스 람노서스는 L. rhamnosus MG316인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 축산악취 제거제에 있어서, 상기 악취 제거제 단위 리터당 함유된 미생물 생균제는 각각의 균을 1 X 108 cfu 이상 함유하는 것이 바람직한데, 이때, 상기 미생물 생균제는 바실러스 서브틸리스 및 바실러스 낫도는 1 X 109 cfu 이상, 락토바실러스 플란타럼, 락토바실러스 파라카제이, 엔테로코커스 훼시움, 스트렙토코커스 써모필러스 및 바실러스 코아큘란스는 5 X 108 cfu 이상을 함유하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 축산악취 제거제에 있어서, 상기 악취 제거제는 암모니아, 트리메틸아민, 황화수소 및 메틸머캅탄에 작용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 악취 제거제는 다양한 지역에 사용가능하나, 축산시설 관련 지역에 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 축사 및 주변, 축분처리장, 도축장, 동물용 오폐수처리장 등에 사용할 수 있다. 아울러, 폐수처리장, 하수종말처리장, 쓰레기 매립장 등에도 사용가능하며, 기타 악취발생 지역에도 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 악취 제거제는 악취의 농도에 따라 원액부터 100배까지 희석하여 사용할 수 있는데, 바람직하게는 물과 희석하여, 분무기로 공중살포, 노즐로 분사하여 악취 발생시마다 살포할 수 있다.
축사 내 축분뇨에서 발생하는 암모니아가스, 황화수소 등의 유해가스는 사람과 가축의 건강 및 사육환경에 직접적인 관련을 갖고 있으며, 악취의 주요원인은 암모니아, 아민류 (메틸아민, 에틸아민. 트리메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민), 황화수소, 메틸머캅탄 등이다.
축산시설의 악취발생의 원인으로는 가축분료, 분료 저장소, 퇴비화 시설, 분뇨의 경작지 살포의 경우에 발생한다.
그중에서도 가축분뇨의 발생기전을 살펴보면, 가축에 사용되는 혼합사료에는 크게 단백질, 지방, 탄수화물로 구성되는 이중 단백질로부터는 암모니아와 유기산이 발생하고, 지방에서는 지방산 및 알콜이 발생하며, 탄수화물로부터 알콜 및 알데히드가 발생한다.
상기 혼합사료에 발생하는 성분중에서 악취 성분으로는 크게 휘발성 유기산, 알코올류, 알데히드류, 아민류, 에스테르, 카르보닐, 황화합물 등이 주요 원인이다.
본 발명의 악취 제거제는 종래의 화학탈취제와 미생물 탈취제가 나타내는 각각의 문제점을 근본적으로 해소하며, 제품의 안정성, 효능, 경제성, 편의성 등을 확보한 것이다.
본 발명의 악취 제거제는 암모니아(NH3)와 트리에틸아민(CH3)3N)은 처리 30분 내에 거의 100% 악취를 제거하였다. 또한, 황화수소(H2S)는 50% 이상, 메틸머캅탄(CH3SN)은 25% 이상 악취를 제거함으로, 다양한 축산 악취를 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명에서 사용된 배양여액(cultural filtrate)은 유산균의 배양여액을 이용하는데, 배양여액이란 미생물을 배양한 액체배지에서 균체를 여과하여 제거한 여액를 가리킨다. 미생물은 배지에서 양분을 흡수하여 생육하는 동시에 생육과정에서 효소, 단백질, 당, 아미노산, 항생물질, 독물질, 호르몬 등을 생산하여 배지로 배출한다. 따라서 배양여액에서 이들 물질이 다수 포함되어 있다. 예를 들면, 페니실린, 스트렙토마이신, 세팔로스포린 등의 각종 의약용 항생물질, 블라스티시딘S, 가슈가마이신, 발리다마이신 등의 농약용 항생물질, 글루타민산 등의 각종 아미노산, 병원균이 생산하는 각종 독소, 지베렐린 등의 물질이 미생물의 배양여액에 존재한다.
본 발명의 악취 제거제는 악취를 즉각적으로 감소시키는데는 이러한 유산균 배양여액이 중요하게 작용하리라 판단되며, 장기간에 걸친 악취의 제거에는 여기에 함유된 다양한 미생물 생균 분말이 중요하게 작용하리라 판단된다.
본 발명의 악취 제거에 사용되는 미생물들을 사료에 첨가하여 사용하면, 저분자 탄수화물을 유기산 특히 젖산으로 전환시켜 악취 유발물질인 휘발성 저급지방산의 생성을 원천적으로 봉쇄하여 분변 내 악취를 감소시키며, 소화관내에 정착하여 독성 아민(Amines)류와 암모니아 합성을 억제하여 분변내의 악취를 감소시키거나, 분변에 남아있는 악취 유발물질(암모니아가스, 황화수소, 아민류 등)을 미생물이 대사과정에 이용하기 때문에 악취유발 물질을 근원적으로 제거할 수 있다. 바실러스의 경우 발효 분해 능력이 우수한 미생물로서 다양한 분해효소인 Amylase, Protease, Lipase, Cellulase, Phosphatase 등의 활성이 대단히 높아, 분변 발생량을 감소시키고 분변내의 소화가 덜된 사료성분들을 신속하게 분해하며, 이에 따른 분변 내 질소(N)와 인(P) 등의 농도를 현저하게 감소시킨다.
축산악취 대부분이 분변 및 뇨가 대사원리에 의하여 효소분해 처리된 유기물로부터 발생하며 이러한 유기물은 COD, BOD, CODMN, SS, TN 등의 농도가 매우 높다. 취기물질로는 암모니아(NH3), 메틸머캅탄(CH3SN), 황화소(H2S), 트리메틸아민((CH3)3N), 황화메틸(CH3)2S, 아세트알데히드(CH3CHO), 이황화메틸((CH3)2S2), 스티렌(C8H8) 등이 있다. 이러한 취기물질 중 대표적인 물질로 암모니아와 아민류는 축산 악취의 95%를 점유하며, 따라서 탈취성능 비교는 암모니아와 아민류를 기준으로 하여, 국가공인시험기관의 객관적인 시험으로 비교 분석할 수 있다.
본 발명의 축산악취 제거제는 사료에 첨가했을 때만이 아니라, 취기물질 발생지에서 탈취제를 현장 살포하여 즉시 효과를 확인할 수 있다는 가장 큰 장점이 있다.
본 발명의 축산악취 제거제는 단순한 산 및 염기 중화반응이 아니라, 다양한 유기산 성분들에 의해 복합적으로 결합 반응함으로서 악취원인물질을 원천적으로 제거한다. 또한 천연제재로서 기존 축산악취 제거제에 비하여, 인체에 전혀 무해한 이점이 있고, 2차 오염발생이 전무하다.
또한, 본 발명은 1) 종균 전배양된 유산균을 멸균 배지에 접종하여 배양시키는 단계; 2) 상기 배양된 유산균 배양액을 원심분리하여 배양여액만을 분리하는 단계; 및 3) 상기 유산균 배양여액에 동결건조된 바실러스균, 엔테로코커스균, 스트렙토코커스균 및 효모균으로 구성된 세균 분말을 첨가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 축산악취 제거제의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 축산악취 제거제의 제조방법에 있어서, 상기 1) 단계의 배양은 30~40℃에서 24~48시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
< 본 발명의 다양한 발효미생물 유기산계 탈취제의 악취제거 원리>
암모니아(NH3) + 유기산계 미생물 = RCOO(NH3)
트리메틸아민((CH3)3N) + 유기산계 미생물 = RCOO(NH3)
메틸머캅탄((CH3)SH) + 유기산계 미생물 = RSO3H
아세트알데히드(CH3CHO) 유기산계 미생물 = RCOOH
황화메틸(CH3)2S + 유기산계 미생물 = RSO3
발효로 얻은 미생물의 2차 대사산물인 천연유기산은, 축산악취 탈취활성이 매우 우수한 천연적으로 형성된 매우 중요한 특수물질일 것으로 추정된다. 여기에서 발생된 유기산은 알칼리가 주성분인 암모니아에 즉시 결합하고 분해하여, 축분에서 암모니아 부패균 등을 억제하여 가스발생을 빠른 시간에 억제한다.
본 발명의 축산악취 제거에 효과적인 바실러스(Bacillus)균, 락토바실러스(Lactobacillus)균, 엔테로코커스(Enterococcus)균, 스트렙토코커스(Streptococcus)균 및 효모(Saccharomyces)균으로 구성되는 미생물 생균제; 및 유산균 배양여액으로 발효/숙성시킨 결과로 얻어진 균주(Probiotics)는, 기존 미생물 보다 매우 뛰어난 효과를 나타낸다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 축산악취 제거제는 악취의 주요원인인 암모니아, 아민류 (메틸아민, 에틸아민. 트리메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민), 황화수소, 메틸머캅탄 등을 효과적으로 제거하므로, 효과적으로 축산 분뇨의 냄새를 제거하고 퇴비화를 촉진하며, 오염 토양을 복원하고 오염물질을 분해한다. 아울러, 폐수 및 유독물질과 부패 냄새를 분해, 정화함으로써 오염된 하천 및 양식장의 오염 물질을 분해, 제거하고 퇴적층 분해한다, 또한, 효율적인 토양 개량으로 토양의 활력을 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 악취 제거제의 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명의 악취 제거제에 의한 암모니아 탈취성능 그래프이다.
도 3은 본 발명의 악취 제거제에 의한 트리메틸아민 탈취성능 그래프이다.
도 4는 본 발명의 악취 제거제에 의한 황화수소 탈취성능 그래프이다.
도 5는 본 발명의 악취 제거제에 의한 메틸머캅탄 탈취성능 그래프이다.
도 6은 본 발명의 악취 제거제에 대한 사료 성분 등록증이다.
도 7은 악취 제거제에 대한 사료 성분분석의 시험 성적서이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<실시예 1> 본 발명의 악취 제거제의 제조
본 발명에 사용된 균종은 ㈜ 메디오젠에서 제공한 B. subtilis MG401(500억 cfu/g), B. natto MG410(500억 cfu/g), E. faecium MG89(500억 cfu/g), L. plantarum MG207(500억 cfu/g), L. paracasei MG310(500억 cfu/g), S. thermophilus MG510 (500억 cfu/g), B. coagulans MG520(10억 cfu/g), S. cerevisiae MG111(1억 cfu/g)등 8종의 동결건조 균원료를 사용하였다. 먼저 -70℃에서 보관중인 L. acidophilus MG501 또는 L. rhamnosus MG316 종균을 MRS배지에서 증균시킨 후 미리 고압멸균(121℃, 1.5기압, 30분)시킨 본배양 배지(포도당 0.5~2.5 중량%, 펩톤 0.1~2.0 중량%, 효모 추출물 0.1~1.0중량%를 일반시수에 첨가한 다음 pH를 6.0~7.0으로 보정한 배지)에 접종량이 5~10중량부가 되게 한 다음 30~40℃에서 24~48시간 배양한 후 10000~15000 rpm에서 10~20분간 원심 분리하여 상등액을 회수하였다. 회수한 상등액 1 L당 동결건조한 균원료 8종{B. subtilis MG401(500억 cfu/g), B. natto MG410(500억 cfu/g), E. faecium MG89(500억 cfu/g), L. plantarum MG207(500억 cfu/g), L. paracasei MG310(500억 cfu/g), S. thermophilus MG510(500억 cfu/g), B. coagulans MG520(10억 cfu/g), S. cerevisiae MG111(1억 cfu/g)} 동일 비율로 혼합한 것을 0.025~0.05%가 함유되게 하여 본 발명의 악취 제거제를 제조하였다.
상기 악취 제거제에 함유된 Lactobacillus속과 Streptococcus속 및 Enterococcus속은 BCP plate count agar에 도말하였고 Bacillus속은 nutrient agar배지에서, Saccharomyces속은 potatoes dextrose agar에 도말한 후 30~37℃에서 48시간 배양 후 생성된 집락수를 계측하고 그 평균 집락수에 희석배수를 곱하여 배양액 ㎖당 생균수를 산출하였다.
<실험예 1> 탈취 성능시험
본 발명자들은 상기 실시예 1에서 제조한 축산악취 제거제의 다양한 악취에 대한 탈취 성능을 시험하였다. 구체적으로 상기 실시예 1의 악취 제거제 액상시료 20 ㎖를 5 ℓ크기 반응기에 넣고 밀봉하였다. 시험가스의 초기 농도를 암모니아 100 μ㏖/㏖(ppm), 트리메탈아민 30 μ㏖/㏖(ppm), 황화수소 50 μ㏖/㏖(ppm), 메틸머캅탄 4 μ㏖/㏖(ppm)으로 주입하고 시험가스의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정하고 이를 시료 농도라 하였다. 시험가스의 농도는 KS I 2218 : 2009에 의해 측정하였다. 시험 중 온도는 23℃ ± 5℃, 습도는 50% ± 10%를 유지하였다. 이와는 별도로 시료가 없는 상태에서 상기 과정과 동일한 시험을 진행하고 이를 blank 농도라 하였다. 각 시간대별로 시험가스의 제거율은 다음 식에 의해 계산하였다.
시험가스의 제거율(%) = [{(blank 농도)-(시료의 농도)/(blank 농도)} X 100
탈취성능 시험의 객관성을 입증하고, 시험기관으로 한국건설생활환경시험연구원에서 측정하였다. 시험방법은 가스검지관법(KS I 2218)으로 수행하였다. 그 결과를 하기 표 1 내지 표 4 와 도 2 내지 도 5에 기재하였다.
<암모니아(NH3) 탈취시험> 시험방법 KS I 2218 : 2009
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
0 100 100 0.0
30 100 2 98.0
60 99 0 100.0
90 99 0 100.0
120 98 0 100.0
<트리에틸아민(CH3)3N) 탈취시험> 시험방법 KS I 2218 : 2009
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
0 30 30 0.0
30 29 1 96.6
60 29 0 100.0
90 29 0 100.0
120 28 0 100.0
<황화수소(H2S) 탈취시험> 시험방법 KS I 2218 : 2009
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
0 50 50 -
30 49 24 51.0
60 49 24 51.0
90 49 24 51.0
120 48 23 52.1
<메틸머캅탄(CH3SN) 탈취시험> 시험방법 KS I 2218 : 2009
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
0 4.0 4.0 -
30 4.0 3.0 25.0
60 4.0 3.0 25.0
90 4.0 2.9 27.5
120 4.0 2.9 27.5
그 결과, 본 발명의 악취 제거제는 암모니아(NH3)와 트리에틸아민(CH3)3N)은 처리 30분 내에 거의 100% 악취를 제거하였다. 또한, 황화수소(H2S)는 50% 이상, 메틸머캅탄(CH3SN)은 25% 이상 악취를 제거하였다. 따라서, 본 발명의 악취 제거제는 다양한 축산 악취에 대해 높은 탈취효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
<실험예 2> 본 발명의 축산악취 제거제를 이용한 저농도 돈분 악취 제거 실험
6.5 ppmv의 암모니아 및 7.5 ppmv의 아민이 발생하는 돈분뇨 1 ㎏을 약 96 ℓ(40 ㎝ X 40 ㎝ X 60 ㎝)의 아크릴 반응조에 넣고, 실시예 1의 축산악취 제거제를 각각 10, 30, 50, 100 및 200 cc씩 분사하여 밀봉한 다음, 임펠러를 이용하여 70 rpm으로 혼합한 후에 1, 2, 12 및 24시간 후 발생되는 악취물질 중 암모니아를 흡습법(악취공정시험법, 인도 페놀법)에 의거하여 측정하였으며, 아민을 검지관으로 측정하였다.
그 결과, 30 cc 이상 살포할 경우 매우 높은 탈취효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.
<실험예 3> 폐사율 실험
본 발명에 따라 제조된 악취 제거제를 돼지축사에 살포하여 폐사율 측정 실험을 진행하였다. 각각 2000마리씩 사육하고 있는 같은 조건의 돼지 축사(A, B)에 A축사에는 본 발명의 악취 제거제를 살포하지 않고, B축사에만 악취 제거제(실시예 1) 1.2 ㎏ 을 5일 간격으로 3개월 동안 살포하였다. 그 결과를 하기 표 5에 기재하였다.
무첨가 대조군 실시예 1 첨가구
사육 두수 1000 1000
사육 기간 3개월 3개월
축사 평수 600평 600평
폐사율 9% 1.2%
그 결과, 표 5에 나타낸 바와 같이 무첨가구에 비해 본 발명의 악취 제거제를 첨가한 실시예 첨가구가 월등하게 폐사율이 낮아진 것을 볼 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 다양한 미생물의 생균을 최적의 혼합비율로 혼합되어 제조된 악취 제거제를 축사에 살포하여 축사에서 발생되는 악취제거 및 가스 억제, 소독 등의 효과가 있어 가축에게 좋은 환경을 제공하게 되어 폐사를 방지할 수 있게 된 것으로 보인다.
이와 같이, 본 발명의 축산악취 제거제는 뛰어난 축산악취 제거 효과를 나타낼 뿐만 아니라 기존의 화학제 및 미생물 축산악취 탈취제의 문제점과 단점을 보완할 수 있으며, 각종 균에 대한 강한 억제력은 물론 인축에 무해하며 안정성이 보장된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (13)

  1. 바실러스(Bacillus)균, 락토바실러스(Lactobacillus)균, 엔테로코커스 훼시움(Enterococcus faecium), 스트렙토코커스(Streptococcus)균 및 효모(Saccharomyces)균으로 구성되는 미생물 생균제; 및 유산균 배양여액을 유효성분으로 함유하는 축산악취 제거제.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바실러스균은 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis), 바실러스 낫도(Bacillus natto) 및 바실러스 코아큘란스(Bacillus coagulans)인 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 락토바실러스균은 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 및 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)인 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 스트렙토코커스균은 스트렙토코커스 써모필러스(Streptococcus thermophilus)인 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 효모균은 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)인 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 유산균 배양여액은 락토바실러스 애시도필러스(L. acidophilus) 또는 락토바실러스 람노서스(L. rhamnosus)의 배양으로부터 얻어진 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  8. 제 1항 내지 제 3항 및 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바실러스 서브틸러스는 B. subtilis MG401, 바실러스 낫도는 B. natto MG410, 바실러스 코아큘란스는 B. coagulans MG520, 락토바실러스 플란타럼은 L. plantarum MG207, 락토바실러스 파라카제이는 L. paracasei MG310, 엔테로코커스 훼시움은 E. faecium MG89, 스트렙토코커스 써모필러스는 S. thermophilus MG510, 사카로마이세스 세레비지애는 S. cerevisiae MG111, 락토바실러스 애시도필러스는 L. acidophilus MG501, 및 락토바실러스 람노서스는 L. rhamnosus MG316인 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 악취 제거제는 배양여액 리터당 각각의 미생물 생균을 1 X 108 cfu 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 미생물 생균은 바실러스 서브틸리스 및 바실러스 낫도는 1 X 109 cfu 이상, 락토바실러스 플란타럼, 락토바실러스 파라카제이, 엔테로코커스 훼시움, 스트렙토코커스 써모필러스 및 바실러스 코아큘란스는 5 X 108 cfu 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 악취 제거제는 암모니아, 트리메틸아민, 황화수소 및 메틸머캅탄에 작용하는 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제.
  12. 1) 종균 전배양된 유산균을 멸균 배지에 접종하여 배양시키는 단계;
    2) 상기 배양된 유산균 배양액을 원심분리하여 배양여액만을 분리하는 단계; 및
    3) 상기 유산균 배양여액에 동결건조된 바실러스균, 엔테로코커스균, 스트렙토코커스균 및 효모균으로 구성된 세균 분말을 첨가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 축산악취 제거제의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 1) 단계의 배양은 30~40℃에서 24~48시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 축산악취 제거제 제조방법.
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