KR102368487B1 - 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 살균조에 물, 유기산염, 효모추출물 및 황산마그네슘을 투입하는 배지원료투입단계, 상기 배지원료투입단계를 통해 배지원료가 투입된 살균조를 가열하여 배지원료를 살균하는 살균단계 및 상기 살균단계를 통해 살균된 배지원료를 냉각하는 냉각단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조되는 복합배지는 분말의 비산으로 인해 시설이 오염되거나 사용자의 건강에 악영향을 미치지 않으면서도 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균과 같은 농축산용 미생물의 증식효율이 우수하다.

Description

유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF HIGH SALINITY MULTI-PURPOSE LIQUID COMPLEX MEDIUM USING ORGANIC ACID SALT}

본 발명은 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분말의 비산으로 인해 시설이 오염되거나 사용자의 건강에 악영향을 미치지 않으면서도 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균과 같은 농축산용 미생물의 증식효율이 우수한 액상배지를 제공하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법에 관한 것이다.

최근에는 농약, 화학비료 및 항생제 등의 사용을 최소화하는 친환경적인 농업 및 축산업이 권장되고 있으며, 이에 따라, 농업이나 축산업 분야에서는 농약이나 비료를 대신하여 미생물의 사용하는 비중이 해마다 증가나고 있는 실정이다.

국내의 농업 및 축산용 미생물의 시장규모는 2020년을 기준으로 했을 때, 5,000억 내지 1조원 수준으로 추정되고 있으며, 이와 별개로 전국 150여개의 지자체별로 자체생산하는 미생물 생산시설의 규모가 해마다 증가하고 있다.

또한, 일부 민간기업과 대부분의 지자체에서는 나라장터 등을 통해 판매되는 상업용 복합배지를 사용하여 농업 및 축산용 미생물 제품을 생산하고 있으며, 시장규모는 미생물 제품 전체 시장의 10%(나라장터종합쇼핑몰 제품군 기준) 정도를 차지하는 수준이다.

그러나, 종래에 판매되는 복합배지는 대부분이 저장 중 미생물에 의한 변질을 예방하기 위해 분말형태로 유통되고 있으나, 분말형태의 복합배지는 사용과정에서 다음과 같은 문제점이 발생하고 있다.

먼저, 배지를 설비에 투입하는 과정에서 분진이 비산되어 주변 장비를 오염시킬 수 있으며, 분진이 작업자의 호흡기로 흡입되어 호흡기 질환을 야기하는 문제점이 있었다.

또한, 배지의 응고(취급 및 용해성에 문제를 야기)를 예방하기 위하여 장기보관(하절기 1개월 이상) 시에는 별도의 저온저장시설을 필요로 하기 때문에, 보관비용이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 지자체의 경우 다양한 농업 및 축산용 미생물을 생산하고 있으며, 이로 인해 미생물의 종류마다 각각의 복합배지가 별도로 필요하게 되어 복합배지의 종류가 지나치게 늘어 관리가 복잡하고, 번거로운 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-1389975호(2014.04.22.) 한국특허등록 제10-2281942호(2021.07.20.)

본 발명의 목적은 분말의 비산으로 인해 시설이 오염되거나 사용자의 건강에 악영향을 미치지 않으면서도 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균과 같은 농축산용 미생물의 증식효율이 우수한 액상배지를 제공하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 살균조에 물, 유기산염, 효모추출물 및 황산마그네슘을 투입하는 배지원료투입단계, 상기 배지원료투입단계를 통해 배지원료가 투입된 살균조를 가열하여 배지원료를 살균하는 살균단계 및 상기 살균단계를 통해 살균된 배지원료를 냉각하는 냉각단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 배지원료투입단계는 물 100 중량부, 유기산염 90 내지 110 중량부, 효모추출물 65 내지 75 중량부 및 황산마그네슘 10 내지 20 중량부를 투입하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유기산염은 사과산과 호박산이 1:1의 중량부로 혼합되어 이루어지는 것으로 한다,

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 배지원료투입단계에서는 상기 물 100 중량부 대비 배지첨가제 대비 5 내지 10 중량부가 더 함유되며, 상기 배지첨가제는 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물은 물, 알코올 및 탄화수소계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 용매로 추출되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 살균단계는 80 내지 100℃의 온도에서 30 내지 90분 동안 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉각단계는 상기 살균단계를 통해 살균된 배지원료를 30 내지 35℃의 온도로 냉각하여 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 미생물은 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상인 것으로 한다.

본 발명에 따른 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법은 분말의 비산으로 인해 시설이 오염되거나 사용자의 건강에 악영향을 미치지 않으면서도 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균과 같은 농축산용 미생물의 증식효율이 우수한 액상배지를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법은 살균조에 물, 유기산염, 효모추출물 및 황산마그네슘을 투입하는 배지원료투입단계(S101), 상기 배지원료투입단계(S101)를 통해 배지원료가 투입된 살균조를 가열하여 배지원료를 살균하는 살균단계(S103) 및 상기 살균단계(S103)를 통해 살균된 배지원료를 냉각하는 냉각단계(S105)로 이루어진다.

상기 배지원료투입단계(S101)는 살균조에 물, 유기산염, 효모추출물 및 황산마그네슘을 투입하는 단계로, 물 100 중량부, 유기산염 90 내지 110 중량부, 효모추출물 65 내지 75 중량부 및 황산마그네슘 10 내지 20 중량부를 투입하여 이루어진다.

상기 유기산염은 90 내지 110 중량부가 함유되며, 사과산나트륨과 호박산나트륨으로 이루어지는데, 사과산나트륨과 호박산나트륨이 1:1의 중량부로 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 성분으로 이루어지는 유기산염은 미생물의 탄소원(炭素源, Carbon Source)으로 작용하여 배지에 미생물 배양효과를 부여하는 역할을 하는데, 상기 유기산염의 함량이 90 중량부 미만이면 고초균과 효모의 증식성이 저하되며 배지의 저장성 및 보존성이 저하되고, 상기 유기산염의 함량이 110 중량부를 초과하게 되면 모든 미생물에 대한 증식성이 저하된다.

또한, 상기 효모추출물은 65 내지 75 중량부가 함유되며, 미생물 생장의 주 영양소로 사용되는데, 상기 효모추출물의 함량이 65 중량부 미만이면, 일정 시간 동안 미생물 자체의 생리활성 및 대사물질 생성을 유지할 수 없고, 상기 효모추출물의 함량이 75 중량부를 초과하게 되면 미생물의 생리활성 및 대사물질의 생성 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 유기산염과 황산마그네슘의 함량이 줄어들기 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 상기 황산마그네슘은 10 내지 20 중량부가 함유되며, 미생물이 생육하는데 필수적인 무기질을 공급하는 역할을 하는데, 상기 황산마그네슘의 함량이 10 중량부 미만이면 미생물의 생육효과가 저하되며, 상기 황산마그네슘의 함량이 20 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 유기산염과 효모추출물의 함량이 줄어들기 때문에 바람지하지 못하다.

또한, 상기 배지원료투입단계(S101)에서는 상기 물 100 중량부 대비 배지첨가제 대비 5 내지 10 중량부가 더 함유될 수 있으며, 상기 배지첨가제는 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물은 물, 알코올 및 탄화수소계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 용매로 추출된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 열수추출의 과정을 통해 이루어지는 것이 더욱 바람직한데, 정제수 100 중량부에 서리태, 깻잎, 미나리 및 상추로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상이 성분 20 내지 30 중량부를 혼합하고 85 내지 95℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 가열하는 과정으로 제조될 수 있다.

상기와 같이 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물 등으로 이루어진 배지첨가제가 더 함유되면, 미생물의 증식효과가 더욱 향상된 배지를 제공할 수 있는데, 상기 배지첨가제의 함량이 5 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 배지첨가제의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 성대적으로 유기산염, 효모추출물 및 황산마그네슘의 함량이 지나치게 줄어들기 때문에 바람지하지 못하다.

상기 살균단계(S103)는 상기 배지원료투입단계(S101)를 통해 배지원료가 투입된 살균조를 가열하여 배지원료를 살균하는 단계로, 상기 배지원료투입단계(S101)를 통해 배지원료가 투입된 살균조를 80 내지 100℃의 온도로 30 내지 90분 동안 가열하여 살균하는 과정으로 이루어진다.

상기와 같은 과정으로 이루어지는 살균단계(S103)를 거치게 되면, 고염도로만으로 부족할 수 있는 포자형성균의 살균효과를 더욱 극대화 할수 있어 액상배지의 유통 중 잡균에 의한 변질을 예방할 수 있다. 살균온도가 너무 높으면 배지가 탄화되어 영양손실이 발생하며 온도가 낮으면 포자형성균의 살균효과가 떨어질 수 있다.

상기 냉각단계(S105)는 상기 살균단계(S103)를 통해 살균된 배지원료를 냉각하는 단계로, 상기 살균단계(S103)를 통해 살균된 배지원료를 35℃ 이하의 온도로 냉각하는 과정으로 이루어지는데, 30 내지 35℃의 온도로 냉각하는 것이 바람직하다.

상기의 과정으로 진행되는 냉각단계(S105)를 통해 장시간 고온유지로 인한 배지의 탄화가 방지되며, 자연냉각이 아닌 강제냉각을 진행하여 배지의 원활한 포장공정이 진행될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 액상 복합배지의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

살균조에 물 35L, 유기산염(호박산나트륨) 35kg, 효모추출물 25kg 및 황산마그네슘 5kg으로 이루어진 배지원료를 투입하고, 상기 살균조를 90℃의 온도로 60분 동안 가열하여 살규조에 투입된 배지원료를 살균하고, 살균된 배지원료를 33℃로 냉각하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 사과산나트륨 17.5kg 및 호박산나트륨 17.5kg으로 이루어진 유기산염 35kg을 혼합하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<실시예 3>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 살균조에 물 35L, 유기산염(호박산나트륨) 35kg, 효모추출물 25kg, 황산마그네슘 5kg 및 배지첨가제(서리태 열수 추출물 2kg, 깻잎 열수 추출물 2kg, 미나리 열수 추출물 2kg, 상추 열수 추출물 2kg) 8kg을 투입하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 1>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유기산염(사과산나트륨) 30kg을 혼합하고, 효모추출물 30kg을 혼합하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유기산염(호박산나트륨) 30kg을 혼합하고, 효모추출물 30kg을 혼합하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 3>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유기산염(사과산나트륨 15kg 및 호박산나트륨 15kg) 30kg을 혼합하고, 효모추출물 30kg을 혼합하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 4>

살균조에 물 35L, 유기산염(사과산나트륨) 40kg, 효모추출물 20kg 및 황산마그네슘 5kg으로 이루어진 배지원료를 투입하고, 상기 살균조를 90℃의 온도로 60분 동안 가열하여 살규조에 투입된 배지원료를 살균하고, 살균된 배지원료를 33℃로 냉각하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 5>

상기 비교예 1과 동일하게 진행하되, 유기산염(호박산나트륨)을 사용하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 6>

살균조에 물 35L, 유기산염(사과산나트륨 20kg, 호박산나트륨 20kg) 40kg, 및 효모추출물 25kg으로 이루어진 배지원료를 투입하고, 상기 살균조를 90℃의 온도로 60분 동안 가열하여 살규조에 투입된 배지원료를 살균하고, 살균된 배지원료를 33℃로 냉각하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 7>

살균조에 물 35L, 유기산염(사과산나트륨) 35kg, 및 효모추출물 25kg으로 이루어진 배지원료를 투입하고, 상기 살균조를 90℃의 온도로 60분 동안 가열하여 살규조에 투입된 배지원료를 살균하고, 살균된 배지원료를 33℃로 냉각하여 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지를 제조하였다.

<비교예 8>

시중 광합성균배지(나라장터종합쇼핑몰 등재제품 중 판매량 상위제품).

<비교예 9>

시중 고초균배지(나라장터종합쇼핑몰 등재제품 중 판매량 상위제품).

<비교예 10>

시중 효모균배지(나라장터종합쇼핑몰 등재제품 중 판매량 상위제품).

<비교예 11>

시중 유산균배지(나라장터종합쇼핑몰 등재제품 중 판매량 상위제품).

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 11에 기재된 배지의 미생물별 증식정도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

{단, 미생물별 증식정도는 500ml 삼각플라스크에 물 98g과 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 8에 기재된 배지 2g을 각각 용해하여 121℃로 15분 멸균한 후에, 질량농도 1%로 종균을 접종하고 33℃의 온도에서 180rpm의 교반속도로 24시간 동안 유지한 후에 미생물의 증식정도를 측정하는 방법을 이용하였다.}

<표 1>

상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 액상 복합배지는 비교예 1 내지 11의 배지에 비해 광합성균 고초균, 효모 및 유산균 등과 같은 미생물에 대해 우수한 증식정도를 나타내는 것을 알 수 있으며, 특히 실시예 3을 통해 제조된 액상 복합배지의 미생물 증식정도가 가장 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7에 기재된 배지의 저장성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.

{단, 저장성은 제조된 배지를 밀봉포장 한 후에 35℃의 온도에서 60일 동안 저장 후 제품의 무균상태유지 및 포장용기의 팽창여부를 측정하는 방법을 이용하였다.}

<표 2>

상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 액상 복합배지는 저장성이 우수한 것을 알 수 있으며, 비교예 5 내지 7을 통해 제조된 액상 복합배지는 유기산염의 함량이 낮아 저장성이 저하되는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법은 분말의 비산으로 인해 시설이 오염되거나 사용자의 건강에 악영향을 미치지 않으면서도 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균과 같은 농축산용 미생물의 증식효율이 우수한 액상 복합배지를 제공한다.

S101 ; 배지원료투입단계
S103 ; 살균단계
S105 ; 냉각단계

Claims (8)

1. 살균조에 물, 유기산염, 효모추출물 및 황산마그네슘을 투입하는 배지원료투입단계;
   상기 배지원료투입단계를 통해 배지원료가 투입된 살균조를 가열하여 배지원료를 살균하는 살균단계; 및
   상기 살균단계를 통해 살균된 배지원료를 냉각하는 냉각단계;로 이루어지며,
   상기 배지원료투입단계는 물 100 중량부, 유기산염 90 내지 110 중량부, 효모추출물 65 내지 75 중량부 및 황산마그네슘 10 내지 20 중량부를 투입하여 이루어지고,
   상기 유기산염은 사과산나트륨과 호박산나트륨이 1:1의 중량부로 혼합되어 이루어지며,
   상기 살균단계는 80 내지 100℃의 온도에서 30 내지 90분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 배지원료투입단계에서는 상기 물 100 중량부 대비 배지첨가제 대비 5 내지 10 중량부가 더 함유되며,
   상기 배지첨가제는 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 서리태 추출물, 깻잎 추출물, 미나리 추출물 및 상추 추출물은 물, 알코올 및 탄화수소계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 용매로 추출되는 것을 특징으로 하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각단계는 상기 살균단계를 통해 살균된 배지원료를 30 내지 35℃의 온도로 냉각하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법.
   
8. 청구항 1, 청구항 4, 청구항 5 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 미생물은 광합성균, 고초균, 효모균 및 유산균으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기산염을 이용한 고염도 다목적 액상 복합배지의 제조방법.

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