KR102055544B1 - A novel Geobacillus sp. strain and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신규한 지오바실러스속 균주 및 이의 용도에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 토양 등에서 분리된 유기성 폐기물의 분해 활성이 매우 우수한 신규한 지오바실러스속 균주와 상기 균주를 이용한 용도를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to novel Geobacilli strains and their use. More specifically, the present invention is to provide a novel strain of the genus Geobacillus with excellent decomposition activity of organic waste separated from soil and the like and use of the strain.
2005년 1월 1일부터 특별시, 광역시 등에서 발생하는 음식물 폐기물의 매립 금지(폐기물 관리법 제6조 1호)가 실시됨에 따라, 국내에서는 유기성 폐기물(예를 들면, 음식물 쓰레기, 인분뇨, 축분뇨 등)의 처리가 가장 큰 환경 문제로 대두되고 있다. 우리 나라에서 음식물 쓰레기의 양은 11,577톤/일(1999년 기준)으로, 도시 고형 폐기물 발생량의 약 26.5%를 차지하고 있다. 이렇게 발생된 음식물 쓰레기 중에서 58.8 %의 경우에는 매립하고 있으며, 7.3 %는 소각하고 있고, 33.9 %는 재활용으로 처리하고 있어 대부분 매립에 의존하고 있는 실정이다. 그러나, 음식물 쓰레기를 소각 처리할 경우에는 수분 함량이 높아 가연성 쓰레기에 비해서 처리경비가 더 많이 소요되며, 소각 처리장의 건설 및 부지 확보도 주민의 반대로 매우 어려운 실정이다.Since January 1, 2005, the prohibition of landfilling of food wastes generated from cities, metropolitan cities, etc. (Waste Management Act, Article 6-1) has been enforced.In Korea, organic wastes (for example, food waste, human waste, manure, etc.) Treatment is the biggest environmental problem. The amount of food waste in our country is 11,577 tons / day (as of 1999), accounting for about 26.5% of urban solid waste. 58.8% of the food wastes generated are landfills, 7.3% are incinerated, and 33.9% are recycled. However, incineration of food waste requires more treatment costs than combustible waste due to its high water content, and construction of the incineration plant and securing the site are also very difficult.
한편, 중국의 경우 2012년 시진핑 국가주석의 집권에 따라 ‘화장실혁명’을 강조하여 공중화장실과 농촌지역 화장실 환경 개선 사업이 매우 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 중국은 양변기에 1회 사용하는 물의 양을 5리터 이하로 사용하도록 법으로 제한하고 있고, 물 부족과 상하수도 시설이 취약한 곳이 많아 수세식 변기 사용이 어려운 곳이 많기 때문에 물을 사용하지 않고, 인분뇨를 변기에서 즉시 퇴비화하는 양변기 개발을 서두르고 있다. 이와 같은 문제점에 따라 다양한 방면으로 유기성 폐기물을 처리하는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 유기성 폐기물의 경우에는 그 성상이 균일하지 않고 수분 및 염분의 함량이 매우 높아 그 처리에 어려움이 존재한다. 이에 따라, 유기성 폐기물의 처리 및 재활용 방안으로 퇴비화, 사료화, 혐기성 소화, 하수병합 처리 등과 같은 다양한 방안이 제시되고 있다.On the other hand, in 2012, under the leadership of Xi Jinping, the government has emphasized the `` toilet revolution, '' and the public toilet and rural toilet environment improvement projects are actively underway. In China, the law restricts the amount of water used in toilets to less than 5 liters per day, and there are many places where water shortages and water supply and sewage facilities are vulnerable, which makes it difficult to use flush toilets. We are in a hurry to develop a toilet that composts from the toilet immediately. In accordance with these problems, a method of treating organic waste in various ways has been proposed. However, in the case of organic waste, its properties are not uniform, and the content of water and salt is very high, which causes difficulties in its treatment. Accordingly, various methods such as composting, feed, anaerobic digestion, and sewage treatment have been proposed as organic waste treatment and recycling.
현재 국내에서 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물의 처리를 위해 이용되는 미생물로는 방선균류(Antinomycetes), 슈도모나스류(Pseudomonas), 페니실리움(Penicillium), 리조푸스(Rhizopus), 피치아(Pichia) 등이 있으나, 이들 미생물의 경우 물질 분해 능력이 우수하지 않아 처리 효율이 감소하고 악취가 발생될 수 있다는 한계점이 여전히 존재하는 실정이다. 또한, 미생물 각각의 단점을 상호 보완하기 위한 하나의 방안으로 다양한 미생물을 포함하는 혼합 미생물 사용하는 방법이 제안되고 있으나, 이는 각 미생물이 배양되는 조건, 예를 들면 pH 및 온도 등이 서로 상이하기 때문에 미생물이 갖는 물질 분해 능력이 충분히 발휘될 수 없다는 한계점이 존재한다. 이러한 한계점을 해결하기 위해서, 단일의 미생물을 사용한 경우에도 유기물 분해 효율이 충분히 발휘될 수 있는 신규한 균주에 대한 요구가 절실하게 필요한 상황이다.A microorganism used for the treatment of organic waste, such as the current food waste in the country is such as actinomycetes (Antinomycetes), Pseudomonas flow (Pseudomonas), Penny rooms Solarium (Penicillium), Rizzo crispus (Rhizopus), avoiding the tooth (Pichia) However, these microorganisms do not have a good ability to decompose the material, there is still a limitation that the treatment efficiency is reduced and odor can be generated. In addition, a method of using mixed microorganisms including various microorganisms has been proposed as one method for compensating for the disadvantages of each microorganism, but the conditions under which each microorganism is cultured, for example, pH and temperature, are different from each other. There is a limitation that the ability to decompose a substance possessed by microorganisms cannot be sufficiently exhibited. In order to solve these limitations, there is an urgent need for a new strain capable of fully exhibiting organic decomposition efficiency even when using a single microorganism.
관련하여 선행기술 1(KR 10-0807275 B1)은 초고온성 단백질분해효소(hyperthermophilic protease)를 생산하는 지오바실러스 카우스토필러스(Geobacillus kaustophilus) C-2 균주, 및 그를 이용하여 초고온성 단백질분해효소를 생산하는 방법에 관한 것으로서, 지오바실러스 카우스토필러스 C-2 균주가 생산하는 단백질분해효소는 90 ℃ 이상의 초고온에서도 안정적으로 높은 활성을 나타내므로, 초고온 발효 퇴비를 제조하거나, 하수처리 공정으로부터 배출되는 생오니 및 잉여오니 등의 생물성 오니나 식품공장, 화학공장 등의 제조공정 또는 배수처리 공정으로부터 배출되는 유기성 오니 등 각종 유기성 고형물의 가용화나 합성세제의 세정작용을 높이기 위한 첨가제로서 사용되는 등 고온처리를 필요로 하는 매우 다양한 공정에 유용하게 활용하는 방안을 제공하고 있다.Related art 1 (KR 10-0807275 B1) relates to a Geobacillus kaustophilus C-2 strain that produces a hyperthermophilic protease, and to produce a hyperthermic protease using the same. As the method, the protease produced by the Geobacillus caustophilus C-2 strain shows a stable high activity even at ultra-high temperature of more than 90 ℃, raw sludge produced in the manufacture of ultra-high temperature fermentation compost or discharged from sewage treatment process And solubilization of various organic solids such as organic sludge discharged from manufacturing sludge such as surplus sludge, food plant, chemical plant, etc., or drainage treatment process, and used as an additive to enhance the cleaning effect of synthetic detergent. It provides a way to be useful for a wide variety of processes.
또한 선행기술 2(KR 10-2009-0126917 A)는 질산염제거 기능을 가지는 새로운 지오바실러스 디모디니트리피컨스 SG-01(Geobacillus thermodenitrificance SG-01) 균주 및 이의 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 돼지분뇨 퇴비로부터 질산염제거 기능이 우수한 새로운 지오바실러스 디모디니트리피컨스 SG-01 균주를 분리 및 동정하고 상기 신규 균주 또는 이 균주의 배양물을 이용하여 질산염제거 기능이 우수한 첨가제, 퇴비 발효제, 폐수처리장치용 첨가제 등으로 사용하는 용도에 관한 것이다.Also, prior art 2 (KR 10-2009-0126917 A) relates to a new geobacillus thermomoditrificance SG-01 strain having a nitrate removal function and a use thereof, and more particularly, to the present invention. The present invention is to isolate and identify a new geobacillus dimodinitripicus SG-01 strain with excellent nitrate removal function from pig manure compost, using the new strain or culture of this strain, additives, compost fermentation agent, It is related to the use used as an additive for waste water treatment apparatus.
그러나 본 발명에서는 선행기술 1 및 2와 다른 신규한 미생물을 제공하는 것이며, 상기 신규한 미생물에 따라 제공되는 효과 및 그 활성에 차이를 가진다.However, the present invention provides a novel microorganism different from the prior arts 1 and 2, and has a difference in the effect and activity provided by the novel microorganism.
본 발명의 일 목적은 신규한 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a novel Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP).
본 발명의 다른 목적은 지오바실러스속 JH-8 균주(수탁번호 KCTC13853BP)를 포함하는 유기성 폐기물 분해용 및 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a microbial preparation for decomposing organic wastes and composting organic wastes, including the genus Geobacilli JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP).
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 상기 균주를 이용한 유기성 폐기물을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for treating organic waste using the strain according to the present invention.
본 발명의 또 다른 목적은 유기성 폐기물을 퇴비화하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for composting organic waste.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 발명의 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 해석될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention may be more clearly interpreted by the following description, claims, and drawings.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 균주는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)인 것일 수 있다.In order to achieve the above object, the strain according to an embodiment of the present invention may be of the genus Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession Number KCTC13853BP).
상기 균주는 아밀라제(amylase), 프로테아제(protease) 및 리파아제(lipase)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소 활성이 있는 것일 수 있다.The strain may be one or more enzyme activity selected from the group consisting of amylase, protease and lipase.
상기 균주는 염분 내성이 있는 것일 수 있다.The strain may be salt resistant.
상기 균주는 최적 생장 온도가 30 내지 80 ℃이고, 최적 생장 pH가 5 내지 9인 것일 수 있다.The strain may have an optimal growth temperature of 30 to 80 ℃, the optimum growth pH of 5 to 9.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배양물은 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)의 배양물인 것일 수 있다.Culture according to another embodiment of the present invention may be a culture of Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession Number KCTC13853BP).
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 배양액은 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)의 배양물로부터 상기 균주가 제거된 배양액인 것일 수 있다.The culture medium according to another embodiment of the present invention may be a culture solution in which the strain is removed from the culture of Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession Number KCTC13853BP).
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폐기물 분해용 미생물 제제는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)를 포함하는 것일 수 있다.The microbial preparation for waste decomposition according to another embodiment of the present invention may include a genus Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession Number KCTC13853BP).
상기 유기성 폐기물 분해용 미생물 제제에 있어서, 상기 유기성 폐기물은 음식물 쓰레기 또는 분뇨인 것인 것일 수 있다. 본 발명에서 상기 분뇨는 인간 또는 동물의 배설물을 포함하는 것으로 정의한다.In the microbial preparation for organic waste decomposition, the organic waste may be food waste or manure. In the present invention, the manure is defined to include human or animal feces.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)를 포함하는 것일 수 있다.Microbial formulation for the composting of organic waste according to another embodiment of the present invention may be to include the genus Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession Number KCTC13853BP).
상기 미생물 제제에 있어서, 상기 유기성 폐기물은 음식물 쓰레기 또는 분뇨인 것일 수 있다.In the microbial preparation, the organic waste may be food waste or manure.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기성 폐기물을 처리하는 방법은 상기 미생물 제제를 유기성 폐기물에 처리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method of treating organic waste may include treating the microbial agent with organic waste.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기성 폐기물을 퇴비화하는 방법은 상기 미생물 제제를 유기성 폐기물에 처리하는 단계를 포함하는, According to another embodiment of the present invention, a method for composting organic waste includes treating the microbial agent with organic waste.
본 발명자들은 경상남도 일대의 토양 등에 존재하는 균원 시료에서 50 ℃ 이상의 고온에서 생육할 수 있으면서 단백질, 탄수화물 및 지방 모두를 분해함과 동시에 염분에 대한 내성이 존재하는 신규한 균주를 선별하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors complete the present invention by selecting novel strains capable of growing at high temperatures of 50 ° C. or higher in the soil of the Gyeongsangnam-do region and degrading all proteins, carbohydrates, and fats and at the same time presenting resistance to salts. Was done.
본 발명의 일 구현 예에서는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주를 제공한다.In one embodiment of the present invention provides a Geobacillus sp. JH-8 strain.
본 발명의 상기 균주는 지오바실러스 속 JH-8로서, 수탁번호 KCTC13853BP인 신규한 균주이다.The strain of the present invention is a genus JH-8 of the genus Geobacillus, a novel strain with accession number KCTC13853BP.
본 발명의 상기 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호: KCTC13853BP)는 서열번호 1로 표시되는 16s rRNA를 포함할 수 있다.The Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession Number: KCTC13853BP) of the present invention may include a 16s rRNA represented by SEQ ID NO: 1.
본 발명의 상기 신규한 균주는 경상남도 일대의 토양에서 채취한 시료 중에서, 50 ℃ 이상의 고온에서도 잘 성장할 수 있으며, 단백질, 탄수화물 및 지방 모두를 분해할 수 있는 효소를 가지고, 동시에 유기성 폐기물의 분해 과정에서 발생될 수 있는 악취 생성 효소를 포함하지 않는 특징을 가지는 그람 양성 간균으로서, 상기 서열번호 1로 표시되는 16s rRNA의 염기 서열을 이용한 계통 분석을 통해 지오바실러스 속 균주로 동정하였다.The novel strain of the present invention can grow well even at a high temperature of 50 ° C. or higher in samples collected from soil in Gyeongsangnam-do, and has an enzyme capable of decomposing all proteins, carbohydrates and fats, and at the same time in the process of decomposition of organic wastes. As a Gram-positive bacillus having a characteristic that does not include a malodor generating enzyme that can be generated, it was identified as a strain of genus Geobacillus through the phylogenetic analysis using the base sequence of 16s rRNA represented by SEQ ID NO: 1.
본 발명의 상기 균주는 아밀라제(amylase), 프로테아제(protease) 및 리파아제(lipase)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소 활성이 있는 것일 수 있고, 바람직하게는 아밀라제, 프로테아제 및 리파아제 효소 활성을 모두 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The strain of the present invention may be one or more enzymatic activity selected from the group consisting of amylase, protease and lipase, preferably having both amylase, protease and lipase enzyme activity It may be, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 아밀라제는 전분을 가수분해하는 효소의 총칭으로서, 고등식물부터 미생물에까지 자연계에 널리 분포하며, 녹말의 α-1,4-연결(linkage) 또는α-1,6-연결을 가수분해 하는 기능을 갖는다. 구체적으로 본 발명의 상기 아밀라제는 α-아밀라제(α-1,4-글루칸-4-글루카노 하이드로라제), β-아밀라제(α-1,4-글루칸 말토 하이드로라제) 및 γ-아밀라제(아밀로글루코시다제)로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The amylase of the present invention is a generic term for an enzyme that hydrolyzes starch, and is widely distributed in nature from higher plants to microorganisms and hydrolyzes α-1,4-linkage or α-1,6-linkage of starch. Has the function to Specifically, the amylase of the present invention α-amylase (α-1,4-glucan-4-glucan hydrolase), β-amylase (α-1,4-glucan malto hydrolase) and γ-amylase (amylose Glucosidase) may be at least one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 프로테아제는 단백질이나 펩티드의 펩타이드 결합을 가수분해하는 효소를 총칭하는 것으로서, 단백질 분해 효소라고도 일컫는다.The protease of the present invention is a generic term for enzymes that hydrolyze peptide bonds of proteins or peptides, also referred to as proteolytic enzymes.
본 발명의 상기 리파아제는 지질과 물의 현탁액 상태에서 트리글리세리드(triglycerides)를 가수분해하여 모노글리세리드(monoglycerides), 글리세롤(glycerol), 유리 지방산을 형성할 뿐만 아니라 알코올과 지방산으로부터 에스테르(ester) 합성 또는 교환 반응을 촉매하기도 한다. 상기 리파아제는 동물의 췌액에서 처음 발견된 이래, 동물의 기관, 식물의 종자 내에 존재함이 밝혀졌으며, 곰팡이, 세균 등의 미생물로부터 유래된 것도 발견되어 생물계 전반에 널리 분포되어 있음이 확인되었다. 이 중, 미생물이 생산하는 외분비형 리파아제는 동물과 식물 유래의 리파아제 보다 열에 더 안정한 특징이 존재하여 산업용으로 적용될 수 있다.The lipase of the present invention hydrolyzes triglycerides in the suspension of lipids and water to form monoglycerides, glycerol, and free fatty acids, as well as ester synthesis or exchange reactions from alcohols and fatty acids. It also catalyzes. Since the lipase was first found in animal pancreatic fluid, it was found to exist in animal organs and plant seeds, and it was also found that microorganisms, such as fungi and bacteria, were widely distributed throughout the biological system. Of these, the exocrine lipases produced by microorganisms are more stable to heat than lipases derived from animals and plants, and thus can be applied industrially.
본 발명의 상기 균주는 염분 내성이 있는 것일 수 있다. 이와 같이 염분 내성을 갖는 경우 매우 높은 염분을 갖는 음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물이 존재하는 환경에서 효과적으로 생육될 수 있다.The strain of the present invention may be salt resistant. As such, when salt-tolerant, it can be effectively grown in an environment in which organic waste such as food waste having a very high salt is present.
본 발명의 상기 균주는 단백질, 탄수화물 및 지방 모두를 분해할 수 있으면서 동시에 염분에 대한 내성이 존재하기 때문에 염분이 다량으로 포함도어 있는 음식물 쓰레기 및 분뇨가 존재하는 환경에서도 매우 효과적으로 성장할 수 있다는 장점이 존재한다.Since the strain of the present invention can decompose all proteins, carbohydrates, and fats, and at the same time, resistance to salts exists, the strains can grow very effectively even in the presence of food wastes and manures containing a large amount of salts. do.
본 발명의 상기 균주는 최적 생장 온도가 30 내지 80 ℃이고, 최적 생장 pH가 5 내지 9인 것일 수 있고, 바람직하게는 최적 생장 온도가 50 내지 75 ℃이고, 최적 생장 pH가 5.5 내지 7일 수 있으며, 더욱 바람직하게 최적 생장 온도가 70 ℃이고, 최적 생장 pH가 6일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 최적 생장 온도 최저 값 미만인 경우에는 균주가 충분히 성장할 수 없으며, 최적 성장 온도 최대 값을 초과하는 경우에는 고온에 균주가 파괴될 수 있다. 또한, 상기 최적 생장 pH의 최저값 미만 및 최대값을 초과하는 경우에는 균주가 파괴될 수 있다.The strain of the present invention may be the optimum growth temperature of 30 to 80 ℃, the optimum growth pH of 5 to 9, preferably the optimum growth temperature of 50 to 75 ℃, the optimum growth pH may be 5.5 to 7 And, more preferably, the optimum growth temperature is 70 ℃, the optimum growth pH may be 6, but is not limited thereto. If the optimum growth temperature is below the minimum value, the strain may not grow sufficiently, and if the optimum growth temperature exceeds the maximum value, the strain may be destroyed at a high temperature. In addition, the strain may be destroyed if it is below the minimum and the maximum value of the optimum growth pH.
본 발명의 상기 균주는 대한민국의 유기성 폐기물의 대부분을 차지하는 음식물쓰레기는 탄수화물, 단백질, 지방 등 많은 유기물로 이루어져 있으며, pH가 pH 4.0 ~ pH 6.5에 해당하기 때문에, 음식물쓰레기 내의 유기물을 매우 효과적으로 분해하여 발효, 소멸화 하는 산업 분야에 매우 효율적으로 적용될 수 있다.The strain of the present invention, the food waste occupying most of the organic waste of the Republic of Korea consists of many organic matters, such as carbohydrates, proteins, fats, and because the pH corresponds to pH 4.0 ~ pH 6.5, by effectively decomposing organic matter in the food waste It can be applied very efficiently in the field of fermentation and extinction.
본 발명의 다른 구현 예에서는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)의 배양물을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a culture of Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP).
본 발명에서 사용되는 용어 배양물이란 미생물을 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 배양시켜 수득한 산물을 의미하여, 미생물이 포함되는 개념이다.As used herein, the term culture refers to a product obtained by culturing microorganisms in a known liquid medium or solid medium, and is a concept in which microorganisms are included.
본 발명에서 배양물은 본 발명의 균주를 배지에서 배양시킨 후 얻어진 산물로서, 상기 배지는 지오바실러스속 균주 배양에 사용되는 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 선택될 수 있다.The culture in the present invention is a product obtained after culturing the strain of the present invention in a medium, the medium may be selected from known liquid medium or solid medium used for the culture of genus Bacillus strains.
본 발명의 또 다른 구현 예에서는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)의 배양물로부터 상기 균주가 제거된 배양액을 제공한다.In another embodiment of the present invention provides a culture medium from which the strain is removed from the culture of Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP).
본 발명에서 사용되는 용어 "배양액"이란 미생물을 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 배양시켜 수득한 산물을 의미하여, 미생물이 포함되지 않는 개념이다.As used herein, the term "culture liquid" refers to a product obtained by culturing a microorganism in a known liquid medium or a solid medium, and is a concept in which the microorganism is not included.
본 발명에서 배양물은 본 발명의 균주를 배지에서 배양시킨 후 얻어진 산물로서, 상기 배지는 지오바실러스속 균주 배양에 사용되는 공지의 액체 배지 또는 고체 배지에서 선택될 수 있다.The culture in the present invention is a product obtained after culturing the strain of the present invention in a medium, the medium may be selected from known liquid medium or solid medium used for the culture of genus Bacillus strains.
본 발명에서 상기 여과의 방법은 특별히 제한하지 않으며 예를 들면 1 회내지 10회, 1회 내지 5회 또는 1회 내지 3회 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기 여과는 포어 사이즈가 5 내지 10 μm인 여과지를 사용하여 수행될 수 있고, 혹은 포어 사이즈가 0.1 내지 1.0 μm인 필터를 사용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The method of filtration in the present invention is not particularly limited and may be performed, for example, once to 10 times, once to five times, or once to three times. In addition, in the present invention, the filtration may be performed using a filter paper having a pore size of 5 to 10 μm, or may be performed using a filter having a pore size of 0.1 to 1.0 μm, but is not limited thereto.
본 발명의 또 다른 구현 예에서는 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)를 포함하는 미생물 제제를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a microbial agent comprising a Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP).
본 발명의 상기 미생물 제제는 유기성 폐기물의 분해 및 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 용도로 사용될 수 있다.The microbial agent of the present invention can be used for the decomposition of organic waste and the composting of organic waste.
본 발명의 유기성 폐기물의 분해란 유기성 폐기물의 특정 성분, 예를 들면 단백질, 지방 및 탄수화물의 결합을 가수분해 시킴으로써, 그 자체로써 유기성 폐기물을 완전히 분해하는 것 뿐만 아니라, 소각 또는 매립이 용이하도록 하는 전처리 과정을 모두 포함하는 것을 의미한다.Decomposition of the organic wastes of the present invention is a pretreatment that not only completely decomposes organic wastes by itself but also incinerates or landfills by hydrolyzing a combination of certain components of the organic waste, such as proteins, fats and carbohydrates. It means to include all processes.
본 발명의 상기 유기성 폐기물의 퇴비화란 유기성 폐기물의 특정 성분, 예를 들면 단백질, 지방 및 탄수화물의 결합을 가수분해 시킴으로써 토양을 비옥하게 할 수 있는 퇴비화 하는 것을 의미한다.Composting of the organic waste of the present invention means composting which can fertilize the soil by hydrolyzing the combination of certain components of the organic waste, such as proteins, fats and carbohydrates.
본 발명의 미생물 제제에서, 상기 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)에 관한 내용은 상기 균주에서 기재한 바와 동일하여, 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 생략한다.In the microbial preparation of the present invention, the information about the Geobacillus sp. .
본 발명의 상기 유기성 폐기물은 예를 들면, 음식물 쓰레기, 하수도· 폐수처리장의 슬러지, 수산물 가공공장의 폐기물, 농축산물 가공공장의 폐기물, 식품제지 공장의 찌꺼기, 도축장의 도축 폐기물, 축산분뇨 및 기타 유기성 물질을 포함하는 폐기물이라면 이에 제한되지 않고 모두 포함될 수 있다. 바람직하게 본 발명의 상기 유기성 폐기물은 음식물 쓰레기 또는 분뇨일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The organic waste of the present invention is, for example, food waste, sludge of sewage and wastewater treatment plants, wastes of aquatic product processing plants, wastes of agricultural and livestock processing plants, wastes from food paper mills, slaughterhouses of slaughterhouses, livestock manure and other organic Any waste containing materials can be included without limitation. Preferably the organic waste of the present invention may be food waste or manure, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 분뇨는 인간 또는 가축의 분뇨일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The manure of the present invention may be human or livestock manure, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 미생물 제제는 고체 또는 액상의 형태일 수 있다. 상기 고체 형태의 미생물제제의 경우는 상기 본 발명에 따른 상기 균주를 담체에 부착시킨 후 수분 함량이 0.1 내지 10 중량%가 되도록 건조시키고 비드 형태 제품화하거나, 분쇄하여 분말 형태로 제품화할 수 있다.The microbial agent of the present invention may be in solid or liquid form. In the case of the microorganism in the solid form, the strain according to the present invention may be attached to a carrier, dried to a water content of 0.1 to 10% by weight, and bead-formed, or pulverized to be powdered.
상기 미생물 제제가 고체 형태인 경우, 상기 지오바실러스속 JH-8 균주(수탁번호 KCTC13853BP)를 배지에 접종하여 배양하고, 수득된 배양물과 담체를 혼합 한 뒤 건조하는 과정을 통해 얻어진 미생물 고정물과 미생물의 먹이 성분인 영양소를 혼합하는 과정을 통해 제조될 수 있다.When the microbial preparation is in a solid form, the microorganism fixture and the microorganism obtained by inoculating and incubating the genus Geobacilli JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP) in a medium, mixing the obtained culture and the carrier, and drying. It can be prepared through the process of mixing the nutrients of the food ingredient.
본 발명의 상기 배지는 상기 균주의 생장이 가능한 배지라면 어떠한 것이라도 사용될 수 있고, 물에 통상적으로 포함되는 미생물 영양분, 예를 들면 효모 추출물, 글루코스, 염화나트륨, 소 추출물 등이 첨가된 것을 사용할 수 있다.The medium of the present invention may be used as long as the medium is capable of growing the strain, and microbial nutrients commonly included in water, for example, yeast extract, glucose, sodium chloride, bovine extract, etc. may be used. .
본 발명의 상기 균주의 배양 시간은 12시간 내지 48시간일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Incubation time of the strain of the present invention may be 12 hours to 48 hours, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 담체는 미생물 제제를 제조하기 위한 공지의 담체를 모두 사용할 수 있고, 예를 들면 톱밥, 왕겨, 밀기울과 같은 식물성 담체 또는 분말상의 점토류, 활성탄, 코크스, 화산재 및 연소재로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나가 사용될 수 있으며, 상기 점토류로는 제올라이트, 질석, 규조토, 고령토, 옹기토, 장석, 차지토 및 활석으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 같이 무기 담체를 이용하는 경우에는 미생물 제제의 흡착성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, pH에 대한 완충 능력을 가질 수 있고 악취물질에 대한 흡착 효과를 발휘할 수 있다는 장점을 갖는다.The carrier of the present invention may use all known carriers for preparing microbial preparations, for example, a group consisting of vegetable carriers such as sawdust, rice hulls, bran or powdered clays, activated carbon, coke, volcanic ash and combustion materials At least one selected from may be used, and the clay may be at least one selected from the group consisting of zeolite, vermiculite, diatomaceous earth, kaolin, ongyo earth, feldspar, charge earth and talc, but is not limited thereto. As such, when the inorganic carrier is used, the adsorptivity of the microbial agent may be enhanced, and it may have a buffering capacity against pH and exhibit an adsorption effect on odorous substances.
본 발명의 상기 미생물 제제에 사용되는 먹이 성분 영양소는 포도당, 당밀, 콩가루, 깻묵, 어분 등과 같은 다양한 영양소가 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 영양소는 상기 미생물 고정물과 0.2~1:10의 부피비로 혼합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 상기 지오바실러스속 JH-8 균주(수탁번호 KCTC13853BP)는 다양한 영양소를 분해하여 성장할 수 있기 때문에 영양소에 제한을 받지 않는다는 장점이 존재한다.As the food ingredient nutrients used in the microbial preparations of the present invention, various nutrients such as glucose, molasses, soy flour, jelly, fish meal and the like may be used. Preferably the nutrient may be mixed with the microbial fixture in a volume ratio of 0.2 to 1:10, but is not limited thereto. Geobacillus JH-8 strain (Accession No. KCTC13853BP) of the present invention has the advantage that it is not limited to nutrients because it can grow by decomposing various nutrients.
본 발명의 상기 미생물 제제는 부형제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게 본 발명의 상기 부형제는 일라이트, 활성탄 및 맥반석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 바람지갛게 상기 부형제는 상기 미생물 고정물에 대하여 0.1 내지 5배의 중량비로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The microbial agent of the present invention may further include an excipient. Preferably, the excipient of the present invention may be at least one selected from the group consisting of elite, activated carbon, and elvan, but is not limited thereto. In addition, the excipient may be included in a weight ratio of 0.1 to 5 times with respect to the microorganism fixture, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 미생물 제제는 동결 보호제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 동결 보호제는 글리세롤, 탈지유, 꿀 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The microbial agent of the present invention may further comprise a cryoprotectant. Preferably the cryoprotectant may be used, such as glycerol, skim milk, honey, but is not limited thereto.
본 발명의 상기 미생물 제제가 액상인 경우, 미생물의 배양물을 혼합하고 미생물을 안정화시키기 위해 포도당이나 글리세린을 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the microbial agent of the present invention is a liquid, glucose or glycerin may be mixed to stabilize the microorganism and to mix the culture of the microorganism, but the present invention is not limited thereto.
바람직하게 본 발명의 상기 미생물 제제는 식물 혼합제제를 더 포함하는 것이고, 상기 식물 혼합 제제는 오미자 추출물; 창포 추출물; 가지 잎 추출물; 민들레 추출물; 노간주나무 추출물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Preferably the microbial formulation of the present invention further comprises a plant mixture formulation, the plant mixture formulation is Schisandra chinensis extract; Iris extract; Eggplant leaf extract; Dandelion extract; Juniper extract and may be any one selected from the group consisting of a mixture thereof.
상기 식물 혼합제제가 포함되는 경우 상기 미생물의 활성이 증진되어 식품 폐기물, 인간 및 동물의 배설물을 포함하는 분뇨 등 유기성 폐기물에 대한 분해 활성이 높아지고, 악취를 제거하는 효과가 높아질 수 있다.When the plant mixture is included, the activity of the microorganism is enhanced to increase the decomposition activity of organic waste such as food waste, manure containing human and animal waste, and may increase the effect of removing odors.
더 바람직하게 상기 식물 혼합제제는 오미자 추출물을 포함하고 상기 오미자 추출물 100 중량부에 대하여 창포 추출물 1 내지 10 중량부, 가지 잎 추출물 1 내지 10 중량부, 민들레 추출물 0.5 내지 5 중량부 및 노간주나무 추출물 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 것일 수 있다.More preferably, the plant mixture formulation contains Schisandra chinensis extract and is based on 100 wt parts of Schisandra chinensis extract 1 to 10 parts by weight of iris extract, 1 to 10 parts by weight of eggplant leaf extract, 0.5 to 5 parts by weight of dandelion extract and juniper extract 0.1 It may be to include 2 parts by weight.
상기 범위에 의하는 경우 상기 미생물의 활성을 증진하는 효과가 가장 우수하여 유기성 폐기물의 분해 활성 및 악취를 빠르게 제거하는 효과가 가장 우수할 수 있다.According to the above range may be the most excellent effect of promoting the activity of the microorganisms and the effect of quickly removing the decomposition activity and odor of organic waste.
본 발명의 또 다른 구현 예에서는 유기성 폐기물을 처리하는 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method of treating organic waste.
본 발명의 상기 유기성 폐기물을 처리하는 방법은 본 발명의 상기 유기성 폐기물 분해용 미생물 제제를 유기성 폐기물에 처리하는 단계를 포함한다.The method of treating the organic waste of the present invention includes treating the organic waste with the microbial agent for decomposition of the organic waste of the present invention.
본 발명의 처리하는 방법에서, 상기 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)에 관한 내용은 상기 균주 및 미생물 제제에서 기재한 바와 동일하여, 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 생략한다.In the treatment method of the present invention, the information about the Geobacillus sp. Omit to avoid.
본 발명의 또 다른 구현 예에서는 유기성 폐기물을 퇴비화하는 방법을 제공한다.Another embodiment of the invention provides a method for composting organic waste.
본 발명의 상기 유기성 폐기물을 퇴비화하는 방법은 본 발명의 상기 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제를 유기성 폐기물에 처리하는 단계를 포함한다.The method for composting the organic waste of the present invention includes treating the organic waste with a microbial agent for composting the organic waste of the present invention.
본 발명의 퇴비화하는 방법에서, 상기 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호 KCTC13853BP)에 관한 내용은 상기 균주 및 미생물 제제에서 기재한 바와 동일하여, 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 생략한다.In the composting method of the present invention, the information regarding the Geobacillus sp. Omit to avoid.
본 발명의 신규한 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주(수탁번호: KCTC13853BP)는 단백질, 탄수화물 및 지방 모두를 분해할 수 있으면서 동시에 염분에 대한 내성이 존재하기 때문에 염분이 다량으로 포함되어 있는 음식물 쓰레기 및 분뇨에서도 매우 효과적으로 성장할 수 있고, 나아가 유기물을 분해할 때 악취를 발생시키는 효소가 존재하지 않아 유기성 폐기물 분해를 위해 매우 적합하게 사용될 수 있다. 나아가, 이와 같은 균주는 배양 과정 등이 비교적 간단하여 비용을 절감시킬 수 있고, 기존에 사용되는 화학적 분해 방법에 비해 친환경적이라는 장점이 존재한다.The novel Geobacillus sp. JH-8 strain (Accession No .: KCTC13853BP) of the present invention is capable of breaking down all proteins, carbohydrates, and fats, while at the same time presenting a large amount of salinity because of its resistance to salts. Food waste and manure contained in can grow very effectively, and furthermore there is no enzyme that generates odor when decomposing organic matter can be used very well for the decomposition of organic waste. In addition, such a strain is relatively simple in the cultivation process can reduce the cost, there is an advantage that is environmentally friendly compared to the conventional chemical decomposition method used.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신규한 균주의 최적 생육 pH 범위를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신규한 균주의 최적 생육 온도 범위를 그래프로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신규한 균주의 16s rRNA를 이용한 유전형 분석 결과를 나타낸 것이다.1 is a graph showing the optimum growth pH range of the novel strain according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the optimum growth temperature range of the novel strain according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the results of genotyping analysis using 16s rRNA of the novel strain according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
실시예 1Example 1
[실시예 1-1] Example 1-1 유기물 분해능이 우수한 균주의 선별Selection of strains with excellent organic resolution
50 ℃ 이상에서도 활성을 잃지 않는 균주를 아래와 같은 과정을 통해 선별하였다. 구체적으로, 경상남도 일대의 일반토양, 부엽토 및 퇴비 등에서 채취한 각종 균원 시료 1 g을 10 ml의 0.85 % NaCl 용액에 현탁하였다. 그런 다음, 상기 현탁액을 10배, 100배 및 1000배로 희석하여 영양배지(소 추출물(Beef extract) 3%, 효모 추출물(yeast extract) 5%, 아가(Agar) 1.8%, pH 7.0)가 포함된 플레이트에 도말하고, 50 ℃에서 24시간동안 배양하였다. 그런 다음, 상기 플레이트에 생성된 콜로니의 형태를 관찰한 뒤, 육안으로 보았을 때 형태가 서로 다른 콜로니를 구분하여 최종적으로 5종의 균주(이하, 'A-3', 'B-2', 'B-9', 'C-3', 'C-11'라고 함)를 선별하였다.Strains that do not lose activity above 50 ℃ were selected through the following procedure. Specifically, 1 g of various fungal samples collected from general soil, defoliation soil and compost in Gyeongsangnam-do was suspended in 10 ml of 0.85% NaCl solution. Then, the suspension was diluted 10-fold, 100-fold and 1000-fold to contain nutrient medium (Beef extract 3%, yeast extract 5%, Agar 1.8%, pH 7.0). Plates were plated and incubated at 50 ° C. for 24 hours. Then, after observing the morphology of the colonies produced on the plate, by visually distinguishing the colonies with different forms, finally five strains (hereinafter 'A-3', 'B-2', ' B-9 ',' C-3 'and' C-11 ').
[실시예 1-2] Example 1-2 선별된 균주의 성장 및 기질 용이도 확인Confirmation of growth and substrate ease of selected strains
상기 실시예 1에서 선별된 균주의 기질에 따른 적용 가능성을 확인하기 위하여, 균주의 성장 및 효소(아밀라제(amylase), 프로테아제(protease) 및 리파아제(lipase))의 활성도를 측정하였다.In order to confirm the applicability according to the substrate of the strain selected in Example 1, the growth and activity of enzymes (amylase, protease and lipase) were measured.
상기 균주의 성장을 확인하기 위해, 상기 실시예 1의 균주를 영양액(nutrient broth)이 포함되어 있는 플레이트에 도말한 뒤, 50 ℃에서 12시간 배양하고, 콜로니 생성 정도에 따른 성장 속도를 확인하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 영양 평판배지가 포함되어 있는 플레이트에 상기 실시예 1에서 선별된 균주를 접종하고 50 ℃에서 밤새도록 배양하였다. 그런 다음, 상기 배양된 균주가 존재하는 플레이트에 아이오딘(iodine)을 처리하고 투명환(clear zone)의 생성 여부를 확인하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 여기서, 상기 영양 평판배지에는 아밀라아제의 경우 1 % 가용성 녹말(soluble starch), 프로테아제의 경우 1 % 스킴 밀크(skim milk), 리파아제의 경우 1 % 트리부티린(tributyrin)가 첨가되도록 하였다.In order to confirm the growth of the strain, the strain of Example 1 was plated on a plate containing nutrient broth, and then incubated at 50 ° C. for 12 hours, and the growth rate was determined according to the degree of colony production. The results are shown in Table 1 below. In addition, the plate containing the nutrient plate medium was inoculated with the strain selected in Example 1 and incubated overnight at 50 ℃. Then, the cultured strain is present in the plate treated with iodine (iodine) and confirmed the production of a clear zone (clear zone), the results are shown in Table 1 below. Here, 1% soluble starch for amylase, 1% skim milk for protease, and 1% tributyrin for lipase were added to the nutrient plate medium.
++ 잘 자람
+ 잘 자라지 않음
- 없음+++ grows very well
++ grows well
+ Not growing well
- none
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이, 상기 실시예 1에서 선별된 5종의 균주는 모두 50 ℃에서 매우 잘 자랐다. 그러나, 효소 활성도의 경우에는 5종의 균주 중에서 A-3만이 아밀라제, 프로테아제 및 리파아제 효소의 활성도를 모두 가지고 있는 것을 확인하였다.상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 신규한 균주인 A-3의 경우에는 고온인 50 ℃에서 성장률이 매우 좋을 뿐만 아니라, 탄수화물, 단백질 및 지방을 분해할 수 있는 효소의 활성을 모두 가지고 있음을 알 수 있고, 이에 따라 상기 A-3은 유기성 폐기물을 분해에 적용할 경우 그 효율이 매우 높을 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, all five strains selected in Example 1 grew very well at 50 ° C. However, in the case of enzyme activity, it was confirmed that only A-3 among all five strains had the activity of amylase, protease and lipase enzymes. It can be seen that the growth rate is very good at a high temperature of 50 ℃, and also has all the activities of enzymes capable of breaking down carbohydrates, proteins and fats. It can be seen that the efficiency can be very high.
[실시예 1-3] Example 1-3 선별된 균주의 동정Identification of Selected Strains
[1-3-1] 균주의 형태, 생리 및 생화학적 특성 확인[1-3-1] Identification of Morphology, Physiology and Biochemical Properties of Strains
상기 실시예 2에서 3종의 효소 활성을 모두 가지고 있는 A-3의 형태 등에 대해 API 키트(Biomerieux, 미국) 및 형태 분석을 수행하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 또한, A-3가 성장할 수 있는 최적의 pH를 확인하기 위해 상기 실시예 1의 배지에서 pH 는 5.0 내지 9.0의 범위로, 온도는 30 내지 80 ℃의 범위로 조정하고, A-3를 배양한 뒤에 균체량을 측정하여, 그 결과를 도 2 및 3에 나타내었다.In Example 2, the API kit (Biomerieux, USA) and morphology analysis were performed on the form of A-3 having all three enzyme activities, and the results are shown in Table 2 below. In addition, in order to confirm the optimal pH at which A-3 can grow, the pH of the medium of Example 1 was adjusted to a range of 5.0 to 9.0, a temperature of 30 to 80 ° C, and A-3 cultured. Afterwards, the cell mass was measured and the results are shown in FIGS. 2 and 3.
A-3의 식염에 대한 내성을 확인하기 위하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배양하되, 7 %의 NaCl을 포함되도록 하여 A-3의 증식 여부를 확인하였다.In order to confirm the resistance to salt of A-3, the culture was performed in the same manner as in Example 1, but the growth of A-3 was confirmed by including 7% NaCl.
(Indole production)Indole generation
(Indole production)
+ 양성- voice
+ Positive
상기 [표 2]에서 보는 바와 같이, A-3는 호기성으로서, 고체배지 상에서 콜로니 형태가 원형에 가깝고 색깔은 하얀색에 해당하였으며 표면은 접적하고 매끄러운 상태임을 확인하였다. 또한, 상기 A-3는 그람 양성 간균이고, 편모가 없으며, 내생 포자를 형성하였으며, H2S, 우레아제(Urease) 및 트립토판 디아미나제(tryptophane deaminase) 등을 생산하지 않았고, 글루코스(glucose), 만니톨(mannitol) 및 수크로스(sucrose) 등과 같은 다양한 당을 이용할 수 있었다. 또한, 도 2 및 3에서 보는 바와 같이, A-3의 생육 가능 pH는 5.0 내지 9.0이었으며, 온도는 30 내지 75 ℃이었다. As shown in [Table 2], A-3 was aerobic, and the colony form on the solid medium was close to the circle, the color corresponded to white color, and the surface was in contact with the smooth state. In addition, the A-3 is a Gram-positive bacilli, has no flagella, forms endogenous spores, does not produce H 2 S, urease, tryptophane deaminase, glucose, Various sugars such as mannitol and sucrose could be used. In addition, as shown in Figures 2 and 3, the growth possible pH of A-3 was 5.0 to 9.0, the temperature was 30 to 75 ℃.
분석 결과, A-3는 매우 높은 수준에 해당하는 7 %의 식염이 포함되어 있는 배지에서도 A-3는 매우 효과적으로 증식하였다.As a result, A-3 grew very effectively even in medium containing 7% of salt, which is very high level.
상기 결과를 통해 본 발명에 따른 A-3는 유기물을 분해할 때, 악취를 유발할 수 있는 효소를 가지고 있지 않으면서, 다양한 영양원에 의해서도 성장을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 유기성 폐기물 중에서 특히 음식물 쓰레기와 같이 매우 높은 수준의 식염을 포함하는 경우에도 효과적으로 증식될 수 있기 때문에, 유기성 폐기물 처리 효율을 현저하게 높일 수 있음을 알 수 있다.Based on the above results, A-3 according to the present invention can maintain growth by various nutrients without degrading organic matters, and does not have enzymes that can cause odors, and especially among organic wastes such as food waste. It can be seen that the organic waste treatment efficiency can be significantly increased because it can effectively grow even when containing a very high level of salt.
[1-3-2] 균주의 유전형 확인[1-3-2] Genotyping of Strains
GENExTM 게노믹 키트(General Biosystem, 한국)를 사용하여, 상기 A-3 균주로부터 염색체를 추출하였다. 상기 추출된 염색체와 Taq DNA 폴리머라제(Takara shuzo, 일본) 및 서열번호 2 및 3의 프라이머를 혼합하고 유전자중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction)을 수행하여 A-3 균주의 16s rRNA를 증폭한 뒤, ABI PRISM 310 genetic analyzer(Perkin-Elmer Applied Biosystems, 미국)을 사용하여 염기서열을 분석하였다. 또한, 상동성 분석의 경우에는 NCBI BLAST 프로그램을 이용하여, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Chromosomes were extracted from the A-3 strain using a GENEx ™ genomic kit (General Biosystem, Korea). After amplifying 16s rRNA of A-3 strain by mixing the extracted chromosome and Taq DNA polymerase (Takara shuzo, Japan) and primers of SEQ ID NOs: 2 and 3, and performing a polymerase chain reaction. The sequence was analyzed using ABI PRISM 310 genetic analyzer (Perkin-Elmer Applied Biosystems, USA). In addition, in the case of homology analysis, the result is shown in FIG. 1 using NCBI BLAST program.
하기의 도 1에서 보는 바와 같이, A-3 균주는 서열번호 1의 16s rRNA 서열을 가지며, 지오바실러스 잘리헤(Geobacillus zalihae) NBRC 101842와 가장 높은 99 %의 서열 상동성을 나타냄을 확인하였다.As shown in FIG. 1 below, the A-3 strain had a 16s rRNA sequence of SEQ ID NO: 1 and showed the highest 99% sequence homology with Geobacillus zalihae NBRC 101842.
상기 [1-3-1] 및 [1-3-2]의 결과를 종합한 결과, A-3는 지오바실러스 속에 속하는 신규한 지오바실러스 속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주로 동정하고, 이를 한국생명공학연구원에 기탁하였다(기탁번호: KCTC13853BP).Based on the results of the above [1-3-1] and [1-3-2], A-3 was identified as a novel Geobacillus sp. JH-8 strain belonging to the genus Geobacillus . And it was deposited with Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (Accession Number: KCTC13853BP).
실험예 2Experimental Example 2
[실험예 2-1] 미생물 제제의 유기성 폐기물에 대한 분해 활성 평가 1Experimental Example 2-1 Evaluation of Degradation Activity of Organic Wastes of a Microbial Formulation 1
상기 지오바실러스속 JH-8(Geobacillus sp. JH-8) 균주를 이용하여 유기성 폐기물을 분해하기 위한 미생물 제제(JH8)를 제조하였다. 그에 따른 활성을 평가하기 위하여 하기의 축산분뇨(A), 음식폐기물(B)에 상기 미생물 제제를 처리하고 악취가 제거되는데 소용되는 시간(분해율 1, E1) 및 중량이 절반으로 감소하는데 걸리는 시간(분해율 2, E2)을 평가하였다.A microbial preparation (JH8) was prepared to decompose organic waste using the Geobacillus sp. JH-8 strain. In order to evaluate the activity accordingly, the time required to treat the microbial agent in the following livestock manure (A), food waste (B) and to remove the odor (degradation rate 1, E1) and the time taken to reduce the weight by half ( Degradation rate 2, E2) was evaluated.
대조군으로는 상기 축산분뇨(A)에 미생물 제제를 처리하지 않는 경우(Con)로 하여 상기 대조군과 비교하여 상기 미생물 제제가 처리된 경우를 비교하여 그 평가결과를 지수로 평가하였다. 해당 지수는 그 숫자가 낮을수록 분해 효율이 우수한 것이다.As a control group, when the microbial agent was not treated to the livestock manure (A) (Con), the microbial agent was treated in comparison with the control group, and the evaluation result was evaluated as an index. The lower the number, the better the decomposition efficiency.
이를 하기의 [표 3]에 나타내었다.This is shown in Table 3 below.
상기 [표 3]을 참조하면, 본 발명에 따른 미생물 제제를 사용하는 경우 분뇨 또는 음식물 폐기물과 같은 유기성 폐기물을 분해하는 활성이 우수하다는 사실을 확인할 수 있다. 특히 염분이 포함된 음식물 폐기물에 대하여 악취 제거 및 분해활성이 우수하다는 점을 알 수 있어, 본 발명에 제시하는 미생물 제제의 미생물은 염분에 대한 저항성이 높다는 점을 알 수 있다.Referring to [Table 3], when using the microbial preparation according to the present invention it can be confirmed that the activity to decompose organic waste, such as manure or food waste is excellent. In particular, it can be seen that the food waste containing salt has excellent odor removal and decomposition activities, so that the microorganisms of the microbial agent proposed in the present invention have high salt resistance.
[실험예 2-2] 미생물 제제의 유기성 폐기물에 대한 분해 활성 평가 2Experimental Example 2-2 Evaluation of Degradation Activity of Organic Wastes of a Microbial Preparation 2
상기 미생물 제제에 대하여 식물 혼합제제를 혼합함으로서 유기성 폐기물에 대한 분해 활성이 증진 정도를 평가하기 위하여 하기의 [표 4]와 같은 식물 추출물을 제조하였다.Plant extracts were prepared as shown in Table 4 below in order to evaluate the degree of enhancement of degradation activity for organic wastes by mixing the plant preparations with respect to the microbial preparations.
한편, 오미자 추출물(S), 창포 추출물(T), 가지 잎 추출물(U), 민들레 추출물(X), 노간주나무 추출물(Z)는 각 식물 소재를 열수추출 및 여과하여 제조하였다. 또한 상기 식물 추출물을 하기의 [표 4]와 같이 혼합하고 상기 미생물 제제에 혼합하여 유기성 폐기물 분해용 미생물 제제를 제조하였다.On the other hand, Schisandra chinensis extract (S), iris extract (T), eggplant leaf extract (U), dandelion extract (X), juniper extract (Z) was prepared by hot water extraction and filtration of each plant material. In addition, the plant extract was mixed as shown in the following [Table 4] and mixed with the microbial preparation to prepare a microbial preparation for organic waste decomposition.
(단위: 중량부)(Unit: parts by weight)
상기 제조된 미생물 제제를 분뇨(A)에 처리하여 상술한 방법과 마찬가지고 분해율 1(E1) 및 분해율 2(E2)를 평가하였다. 식물 혼합제제에 따른 상승효과를 확인하기 위하여 식물 혼합제제를 사용하지 않고 미생물 제제만 사용한 경우를 대조군으로 하여 10으로 그 지수를 고정하고, 상기 식물 혼합제제가 혼합된 실시예를 비교 평가하여 지수로 그 결과를 나타내었다. 상기 지수는 그 숫자가 낮을수록 효과가 우수한 것이다.The prepared microbial agent was treated with manure (A) to evaluate degradation rate 1 (E1) and degradation rate 2 (E2) in the same manner as described above. In order to confirm the synergistic effect according to the plant mixture formulation, the index was fixed to 10 as the control group when only the microorganism formulation was used without using the plant mixture formulation, and the example in which the plant mixture formulation was mixed was evaluated by the index. The results are shown. The lower the number, the better the effect.
그 결과를 하기의 [표 5]에 나타내었다.The results are shown in the following [Table 5].
(단위: 지수)(Unit: exponent)
상기 [표 5]를 참조하는 경우, 오미자 추출물을 단독으로 사용하는 경우 악취를 제거하는 효과가 빠르게 나타났다. 또한 오미자 추출물과 다른 식물 추출물을 혼합하는 경우 M5 내지 M8의 범위에 의하는 경우 각 식물 추출물의 혼합에 따른 상승효과로서 유기성 폐기물의 분해효과 및 악취제거효과가 높아진다는 사실을 확인할 수 있다.Referring to the above [Table 5], when the Schizandra chinensis extract was used alone, the effect of removing odor appeared quickly. In addition, when the Schisandra chinensis extract and other plant extracts are mixed according to the range of M5 to M8, it can be confirmed that the synergistic effect of the mixing of each plant extract increases the decomposition effect and the odor removal effect of organic waste.
따라서 상기 미생물에 제제에 대하여 일정한 범위의 식물 추출물을 혼합하여 식물 혼합 제제로 혼합하여 사용하는 경우 미생물의 분해활성을 높일 수 있다는 점을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that when using a mixture of plant extracts in a certain range with respect to the preparation to the microorganism to be mixed in a plant mixture formulation can increase the degradation activity of the microorganism.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described the specific part of the present invention in detail, it is apparent to those skilled in the art that the specific technology is merely a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereto. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.
<110> Dong-Eui University <120> A novel Geobacillus sp. strain and use thereof <130> 1 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 865 <212> RNA <213> Unknown <220> <223> Geobacillus sp. JH-8 <400> 1 agtttcagcc ttgcggccgt actccccagg cggagtgctt atcgcgttag ctgcagcact 60 aaagggtgtg acccctctaa cacttagcac tcatcgttta cggcgtggac taccagggta 120 tctaatcctg tttgctcccc acgctttcgc gcctcagcgt cagttgcagg ccagagagcc 180 gccttcgcca ctggtgttcc tccacatctc tacgcatttc accgctacac gtggaattcc 240 gctctcctct cctgcactca agtcccccag tttccaatga ccctccacgg ttgagccgtg 300 ggctttcaca tcagacttaa gggaccgcct gcgcgcgctt tacgcccaat aattccggac 360 aacgctcgcc ccctacgtat taccgcggct gctggcacgt agttagccgg ggctttctcg 420 tgaggtaccg tcaccgcgcc gccctcttcg aacggcgctc cttcgtccct cacaacagag 480 ctttacgacc cgaaggcctt cttcgctcac gcggcgtcgc tccgtcaggc tttcgcccat 540 tgcggaagat tccctactgc tgcctcccgt aggagtctgg gccgtgtctc agtcccagtg 600 tggccggtca ccctctcagg ccggctacgc atcgtcgcct tggtgagccg ttacctcacc 660 aactagctaa tgcgccgcgg gcccatccgc aagtgacagc caaaggccgc ctttcaacca 720 aagaccatgc ggtcttcggt gttatccggt attagctccg gtttcccgga gttatcccgg 780 tcttgcgggc aggttgccca cgtgttactc acccgtccgc cgctgaccaa accagagcaa 840 gctccgattt ggtccgctcg acttg 865 <210> 2 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 2 agagtttgat catggc 16 <210> 3 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 3 aaggaggtga tccaacc 17 <110> Dong-Eui University <120> A novel Geobacillus sp. strain and use <130> 1 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 865 <212> RNA <213> Unknown <220> <223> Geobacillus sp. JH-8 <400> 1 agtttcagcc ttgcggccgt actccccagg cggagtgctt atcgcgttag ctgcagcact 60 aaagggtgtg acccctctaa cacttagcac tcatcgttta cggcgtggac taccagggta 120 tctaatcctg tttgctcccc acgctttcgc gcctcagcgt cagttgcagg ccagagagcc 180 gccttcgcca ctggtgttcc tccacatctc tacgcatttc accgctacac gtggaattcc 240 gctctcctct cctgcactca agtcccccag tttccaatga ccctccacgg ttgagccgtg 300 ggctttcaca tcagacttaa gggaccgcct gcgcgcgctt tacgcccaat aattccggac 360 aacgctcgcc ccctacgtat taccgcggct gctggcacgt agttagccgg ggctttctcg 420 tgaggtaccg tcaccgcgcc gccctcttcg aacggcgctc cttcgtccct cacaacagag 480 ctttacgacc cgaaggcctt cttcgctcac gcggcgtcgc tccgtcaggc tttcgcccat 540 tgcggaagat tccctactgc tgcctcccgt aggagtctgg gccgtgtctc agtcccagtg 600 tggccggtca ccctctcagg ccggctacgc atcgtcgcct tggtgagccg ttacctcacc 660 aactagctaa tgcgccgcgg gcccatccgc aagtgacagc caaaggccgc ctttcaacca 720 aagaccatgc ggtcttcggt gttatccggt attagctccg gtttcccgga gttatcccgg 780 tcttgcgggc aggttgccca cgtgttactc acccgtccgc cgctgaccaa accagagcaa 840 gctccgattt ggtccgctcg acttg 865 <210> 2 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> forward primer <400> 2 agagtttgat catggc 16 <210> 3 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> reverse primer <400> 3 aaggaggtga tccaacc 17
Claims (12)
상기 균주는 아밀라제(amylase), 프로테아제(protease) 및 리파아제(lipase)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소 활성이 있는 것인, 균주.The method of claim 1,
Wherein said strain has at least one enzymatic activity selected from the group consisting of amylase, protease and lipase.
상기 균주는 염분 내성이 있는 것인, 균주.The method of claim 1,
The strain is salt resistant.
상기 균주는 최적 생장 온도가 30 내지 80 ℃이고, 최적 생장 pH가 5 내지 9인 것인, 균주.The method of claim 1,
The strain is the optimal growth temperature is 30 to 80 ℃, the optimum growth pH is 5 to 9, the strain.
상기 유기성 폐기물은 음식물 쓰레기 또는 분뇨인 것인, 미생물 제제.The method of claim 7, wherein
The organic waste is food waste or manure, microbial preparation.
상기 유기성 폐기물은 음식물 쓰레기 또는 분뇨인 것인, 미생물 제제.The method of claim 9,
The organic waste is food waste or manure, microbial agent.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021112349A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 동의대학교 산학협력단 | Microbial preparation for decomposing organic wastes comprising novel geobacillus sp. strain and excipient |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020251113A1 (en) | 2020-12-17 |
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