KR102387622B1 - 바실러스균, 유산균, 효모의 혼합 배양을 위한 배지 및 그를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법 및 이에 의해 제조되는 미생물 제제 - Google Patents

바실러스균, 유산균, 효모의 혼합 배양을 위한 배지 및 그를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법 및 이에 의해 제조되는 미생물 제제 Download PDF

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임호동
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재단법인 농축산용미생물산업육성지원센터
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Abstract

본 발명은 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지 및 그를 활용한 미생물 제제 제조방법 및 그에 의해 제조되는 미생물 제제에 관한 것이다. 본 발명의 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지는 바실러스균, 유산균 및 효모로 구성된 3종의 미생물들을 혼합 배양하도록 구성되고, 상기 3종의 미생물들이 배지의 총 부피 대비 중량 비율 0.1 내지 2%로 접종되어 48시간 혼합 배양될 경우, 상기 3종의 미생물들 중 배양이 가장 많이 된 미생물과 배양이 가장 적게 된 미생물의 생균수 차이가 상기 3종의 미생물들이 배양된 전체 생균수 대비 14% 이하가 되도록 한다. 또한, 본 발명의 미생물 제제는 악취가 원인이 되는 물질에 대하여 악취를 저감시키는 효과를 지닌다. 구체적으로, 암모니아, 아민, 황화수소, Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid, Isobutyric acid와 같은 물질에 대한 농도를 감소시킴으로써, 악취를 저감시키는 효과를 지닌다.

Description

바실러스균, 유산균, 효모의 혼합 배양을 위한 배지 및 그를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법 및 이에 의해 제조되는 미생물 제제{Medium for mixed culture of Bacillus, Lactic acid bacteria and Yeast, and method for producing microbial preparations for removing odors using the same, and microbial preparations prepared thereby}
본 발명은 미생물 혼합 배양을 위한 배지 및 그를 활용한 축산 악취 제거용 미생물 제제 제조방법 및 이에 의해 제조되는 미생물 제제에 관한 것이다.
일반적으로, 축사에서 발생되는 악취는 가축이 섭취한 사료 내 영양소 중 흡수되지 못한 일부, 특히, 질소와 인, 황 성분이 분과 뇨로 배설되어 혐기 발효되면서 발생된다. 가축의 분뇨가 부숙되는 과정에서 다양한 휘발성 물질이 발생하며, 이러한 분해 작용이 혐기적으로 일어날 때 발생하는 휘발성 물질은 악취를 수반하게 된다. 축사 내 악취를 발생시키는 물질로 약 230종의 성분이 존재한다고 알려져 있으며, 이중에서 악취 발생에 가장 큰 영향을 끼치는 성분은 아세트산, 프로판산, 뷰티르산과 같은 휘발성 지방산(VFA, Volatile Fatty Acids), 황화수소, p-크레졸, 인돌, 스카톨 암모니아 및 아민이다. 위와 같은 악취 물질은 가축 분뇨 내에 높은 농도로 발생되거나 또는 적은 농도만으로도 인간이 불쾌감을 느낄 수 있을 만큼 심한 악취를 발생시킨다.
축산 농가에서 발생되는 가축의 분뇨가 축사 내에 장시간 방치될 경우, 상기 독성 물질로 인해 가축의 생장이 저해되고 질병 발생의 원인이 되어 농가 생산성을 감소시킨다. 이와 더불어, 방치된 분뇨가 농가 인근의 토양이나 하천에 흘러 들어갈 경우, 부영양화 촉진 및 생태계 교란 등 환경 오염의 문제를 야기하기 때문에 이를 별도로 수거하여 처리하고 있다.
가축 분뇨로부터 발생되는 악취 민원 및 유해 요인을 제어하기 위한 노력으로 축사에서 발생되는 악취 성분을 포집하여 미세한 입자로 쪼갠 후 대기중으로 방출하는 방법이 개발되어 이용되고 있으나 고가의 시설비 및 유지비용이 소요되는 단점이 있다. 또한, 가축 분뇨 내 악취 원인 물질의 생물학적 분해를 위하여 미생물을 투여하는 방법도 이용되고 있으나 주기적인 미생물 제제 처리가 반복되어야 하며 미생물 종 마다 효과가 달라 다양한 종의 미생물을 복합으로 사용해야 하는 문제점이 있다.
한편, 기존의 미생물 제제는 미생물 제제에 포함되는 각각의 미생물들이 배양되는 조건이 서로 상이하여 미생물들을 각각 단독 배양하여 제조하였다. 하지만, 이러한 방법은 제조 공정이 복잡하고, 제조원가가 상승되며, 제조시간이 길어지는 문제가 존재하였다. 또한, 각각의 미생물들을 혼합 배양하더라도, 하나의 균이 우점하여 다른 균주의 생장을 저해하는 문제가 발생하는 문제가 있다. 따라서, 저비용 고효율로 축산 분뇨의 악취를 저감할 수 있는 방법의 개발이 여전히 요구되고 있다.
이에 따라, 상술한 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.
한편, 전술한 배경기술은 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-2071928호
본 발명의 일 실시예는 저비용 및 고효율로 가축 분뇨와 같은 축산 폐기물로부터의 악취를 저감할 수 있는 악취 제거용 미생물 제제 제조방법 및 이에 의해 제조되는 미생물 제제를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 악취 제거용 미생물 제제에 포함되는 각기 다른 미생물들을 혼합 배양할 수 있는 배지를 제공하는 데에 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르는 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지는 바실러스균, 유산균 및 효모로 구성된 3종의 미생물들을 혼합 배양하도록 구성되고, 상기 3종의 미생물들이 배지의 총 부피 대비 중량 비율 0.1 내지 2%로 접종되어 48시간 혼합 배양될 경우, 상기 3종의 미생물들 중 배양이 가장 많이 된 미생물과 배양이 가장 적게 된 미생물의 생균수 차이가 상기 3종의 미생물들이 배양된 전체 생균수 대비 14% 이하가 되도록 한다.
예컨대, 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지는 글루코스(Glucose), 효모 추출물(Yeast extract), 염화나트륨(NaCl), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예컨대, 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지는 상기 글루코스(Glucose)는 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%, 효모 추출물(Yeast extract)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%, 염화나트륨(NaCl)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%, 인산일수소칼륨(K2HPO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 탄산나트륨(Na2CO3)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.01%, 황산마그네슘(MgSO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%으로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
예컨대, 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지는 대두 펩톤(Soy Peptone), 인산일수소나트륨(Na2HPO4)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예컨대, 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지는 대두 펩톤(Soy Peptone)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 인산일수소나트륨(Na2HPO4)는 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법은 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 준비하는 배지 준비단계, 배지를 멸균하는 멸균단계, 배지에 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 접종하는 접종단계 및 접종된 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 동일한 조건에서 동시에 혼합 배양하는 혼합 배양단계를 포함한다.
예컨대, 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법의 멸균단계는 121℃이상의 온도에서 20분 이상의 시간 동안 멸균 처리하는 단계를 포함하고, 접종단계는 상기 바실러스균, 상기 유산균, 상기 효모의 종균을 각각 상기 배지 총 중량의 0.1~2% 농도로 접종하는 단계를 포함하고, 혼합 배양단계는 접종된 상기 바실러스균, 상기 유산균, 상기 효모의 종균을 30℃이상의 온도에서 48시간 이상의 시간동안 동시에 혼합 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예컨대, 바실러스균, 유산균, 효모 미생물 혼합 배양을 위한 배지를 활용한 축산 악취 제거용 미생물 제제 제조방법은 혼합 배양단계에서 생성된 최종 배양액의 농축 배양액을 수득하도록 구성된 원심분리 단계 및 수득된 농축 배양액을 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예컨대, 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법의 원심분리 단계는 6,800rpm이상으로 원심분리하는 단계를 포함하고, 동결건조 단계는 -45℃ 이하의 온도에서 60분 이상의 시간동안 동결하는 단계 및 10℃이상의 온도에서 120분 이상의 시간동안 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 악취 제거용 미생물 제제는 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지로 배양된 바실러스균, 유산균 및 효모를 포함한다.
예컨대, 미생물 제제는 액상 또는 분말 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예 따른 배지는 바실러스균, 유산균 및 효모가 혼합 배양될 수 있도록 하는 조성으로 구성되므로, 상기 3종의 미생물들을 각각 목표하는 비율 및 생균수로 배양할 수 있다. 따라서, 바실러스균, 유산균 및 효모를 각각 다른 배지에서 단일 배양해야 하는 번거로움을 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 미생물 제제 제조방법은 멸균단계를 포함하므로, 바실러스균, 유산균 및 효모 혼합 배양 시, 다른 미생물이 함께 배양되어 상기 3종의 미생물들을 목표하는 비율 및 생균수로 배양하지 못하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제 제조방법은 본 발명의 배지에 접종된 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 30℃ 이상의 온도에서 48시간 이상의 시간동안 동시에 혼합 배양하는 혼합 배양단계를 포함하므로, 다른 하나의 균이 우점하지 않고, 3종의 미생물들이 균일하게 배양되도록 할 수 있다. 따라서, 저비용, 고효율로 바실러스균, 유산균 및 효모를 포함하는 미생물 제제를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제 제조방법은 원심분리 단계 및 동결건조 단계를 더 포함할 수 있으므로, 높은 생균수를 유지시킬 수 있는 분말형 미생물 제제를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제는 악취의 원인이 되는 물질을 효과적으로 처리함으로써, 악취를 저감시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거용 미생물 제제의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 실시예 1 배지에 혼합 배양을 48시간 수행한 결과 바실러스균, 유산균 및 효모의 비율을 도식화한 도면이다.
도 3은 비교예 1 배지에 혼합 배양을 48시간 수행한 결과 바실러스균, 유산균 및 효모의 비율을 도식화한 도면이다.
도 4는 비교예 2 배지에 혼합 배양을 48시간 수행한 결과 바실러스균, 유산균 및 효모의 비율을 도식화한 도면이다.
도 5는 비교예 3 배지에 혼합 배양을 48시간 수행한 결과 바실러스균, 유산균 및 효모의 비율을 도식화한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액상형 미생물 제제의 악취 저감 효과를 확인한 결과 그래프이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말형 미생물 제제의 악취 저감 효과를 확인한 결과 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
악취 제거용 미생물 제제란, 미생물을 포함하도록 구성되어 악취를 저감하거나 악취 물질을 제거하도록 하는 조성물을 말한다. 여기서 악취는 예를 들어 축산 폐기물, 생활 쓰레기, 음식물 쓰레기, 축사, 양돈장 및 양계장 등으로부터 유래하는 것일 수 있으며, 나아가, 페놀, p-크레졸, 스카톨, 인돌, 암모니아 및 기타 휘발성 유기화합물 등으로부터 유래하는 것일 수도 있다.
본 발명의 악취 제거용 미생물 제제는 미세한 가루 입자로 이루어진 분말 형태로 이루어질 수 있으며, 액체로 이루어진 액상 형태일 수 있다. 악취 제거용 미생물 제제는 직접 살포하는 방식 또는 적절한 농도로 희석하여 살포하는 방식으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 악취 제거용 미생물 제제는 혼합 배양된 바실러스균, 유산균 및 효모를 포함할 수 있다.
여기서, 바실러스균은 그람 양성균으로, 포자를 형성하는 균을 말한다. 바실러스균은 지질 분해효소, 전분 분해효소, 단백질 분해 효소 등을 생산하며, 유기물, 악취를 유발하는 황화수소나 암모니아 같은 무기물, 아민과 같은 휘발성 유기물을 분해하는 역할을 할 수 있다. 또한, 항생물질을 분비하여 병원균이나 다른 미생물의 생장을 저해하는 역할을 할 수 있다.
바실러스균은 바실러스 코아굴란스(Bacillus coagulans), 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 바실러스 사펜시스(Bacillus safensis) 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유산균은 글루코스와 같은 당류를 분해하여 젖산, 초산, 구연산, 주석산 등의 유기산을 생성하는 세균을 말한다. 유산균은 산소 호흡을 주로 하지만 무산소 환경에서도 증식할 수 있는 통성혐기성 균이다. 유산균이 생성한 유기산은 유기성 폐기물에 적용될 경우, pH를 낮추어 병원성 세균의 증식을 억제하고, 항균물질을 분비하며, 암모니아와 황화수소의 발생을 억제하여 악취를 감소시키는 역할을 할 수 있다.
유산균은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconstoc mesenteroides), 비피토박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis), 비피도박테리움 비피둠(Bifidobacterium bifidum) 및 페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) 중 적어도 하나일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
효모는 자낭균류에 속하는 균류를 말한다. 효모는 유산균과 같이 통성혐기성 균이다. 효모는 산소가 없는 환경에서 알코올을 발효하고, 산소가 있는 환경에서 당을 분해하여 유기산, 효소, 항균물질을 분비하여 다른 미생물의 생육을 억제할 수 있다. 또한 효모는 고초균 등이 분해한 유기물을 아미노산, 비타민이나 성장인자로 재합성시켜 발효를 촉진하고, 발효열을 끌어올리는데 기여하여 각종 병원균과 기생충을 사멸시킬 수 있다.
효모는 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisiae), 짜이고사카로마이세스 룩시(Zygosaccharomyces rouxii) 및 캔디다 버사틸리스(Candida versatilis) 중 적어도 하나일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 악취 제거용 미생물 제제에 포함되는 바실러스균, 유산균, 효모는 배지를 통해 배양된다.
배지란, 미생물이나 세포 등이 증식 또는 배양될 수 있도록 인공적으로 만든 영양 물질의 혼합물을 말한다. 배지는 크게 식물이나 동물에서 유래한 특정 세포를 배양하기 위한 세포배지, 세균이나 효모 같은 미생물들을 배양하기 위한 미생물 배지로 나뉠 수 있다.
본 발명의 미생물 배지로, 바실러스균, 유산균, 효모가 동일한 배양조건에서 혼합 배양될 수 있도록 구성된 배지이다.
배지는 증식하고자 하는 물질의 종류에 따라 적합하게 제조되어야 한다. 구체적으로, 미생물의 종류나 배양 목적에 따라 성장에 필요한 영양분을 함유하도록 제조되어야 한다. 본 발명의 배지는 상술한 바실러스균, 유산균 및 효모가 혼합 배양될 수 있는 영양분들을 함유하도록 구성된다.
본 발명의 배지는 글루코스(Glucose), 효모 추출물(Yeast extract), 염화나트륨(NaCl), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4)을 포함한다.
글루코스(Glucose)는 미생물의 탄소원으로 사용되어 에너지를 공급하는 역할을 할 수 있다. 글루코스(Glucose)는 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%의 함량으로 함유될 수 있다.
효모 추출물(Yeast extract)은 미생물이 성장하는데 필요한 소량의 유기 질소 및 인이나 철분, 퓨린, 피리 미딘, 비타민 같은 필수 영양소를 공급하는 역할을 할 수 있다. 효모 추출물(Yeast extract)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%의 함량으로 함유될 수 있다.
염화나트륨(NaCl)은 배지 내의 삼투압을 맞춰주는 역할을 할 수 있다. 또한, 미생물의 신호전달 체계에 필요한 이온을 공급해주는 역할을 할 수 있다. 염화나트륨(NaCl)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%로 함유될 수 있다.
인산일수소칼륨(K2HPO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4)은 미생물이 생육하는데 필수적인 무기질을 공급하는 역할을 할 수 있다. 인산일수소칼륨(K2HPO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 탄산나트륨(Na2CO3)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.01%, 황산마그네슘(MgSO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%로 함유될 수 있다.
본 발명의 배지는 바실러스균, 유산균, 효모를 보다 효과적으로 배양하기 위하여, 대두 펩톤(Soy Peptone), 인산일수소나트륨(Na2HPO4)을 더 포함할 수 있다.
대두 펩톤(Soy Peptone)은 대두(Soy)로부터 얻은 총 단백질을 분해하여 얻은 단백질의 분해 산물을 의미한다. 대두 펩톤(Soy Peptone)은 유산균의 생장을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 대두 펩톤(Soy Peptone)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%로 함유될 수 있다.
인산일수소나트륨(Na2HPO4)는 유산균의 생장을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 인산일수소나트륨(Na2HPO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%로 함유될 수 있다.
만약, 배지에 상술한 성분들이 상술한 조성으로 함유되지 않을 경우, 바실러스균, 유산균, 효모를 혼합 배양할 시, 바실러스균, 유산균, 효모 각각의 비율 및 생균수가 목표치에 도달하지 못할 수 있다. 예를 들어, 하나의 균이 우점하여 다른 균주의 생장을 저해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배지는 바실러스균, 유산균 및 효모가 배지의 총 부피 대비 중량 비율 0.1 내지 2%로 접종되어 48시간 혼합 배양될 경우, 각 미생물들이 균일한 비율로 배양될 수 있도록 한다. 보다 구체적으로, 바실러스균, 유산균 및 효모 중 배양이 가장 많이 된 미생물과 배양이 가장 적게 된 미생물의 생균수 비율 차이가 바실러스균, 유산균 및 효모가 배양된 전체 생균수 대비 14% 이하가 되도록 할 수 있다.
이에 대한 내용은 아래 실시예를 참조하여 후술하도록 한다.
한편, 상술한 배지는 본 발명의 악취 제거용 미생물 제제를 제조하는 데 사용된다.
도 1은 본 발명의 악취 제거용 미생물 제제를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 악취 제거용 미생물 제제 제조방법은 먼저 배지를 준비한다(S10).
배지 준비단계(S10)는 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 혼합 배양할 수 있는 배지를 준비하는 단계이다.
이때, 배지는 상술한 바와 같이, 글루코스(Glucose), 효모 추출물(Yeast extract), 염화나트륨(NaCl), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4)을 포함하고, 글루코스(Glucose)는 배지의 총 부피 대비 중량의 비율(w/v) 0.001 내지 0.2%, 효모 추출물(Yeast extract)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%, 염화나트륨(NaCl)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%, 인산일수소칼륨(K2HPO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 탄산나트륨(Na2CO3)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.01%, 황산마그네슘(MgSO4)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%로 함유될 수 있다.
또한, 배지는 대두 펩톤(Soy Peptone), 인산일수소나트륨(Na2HPO4)을 더 포함할 수 있으며, 대두 펩톤(Soy Peptone)은 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 인산일수소나트륨(Na2HPO4)는 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%로 함유될 수 있다.
배지 준비가 완료되면, 배지를 멸균한다(S20).
멸균단계(S20)는 원하는 미생물들만 증식시키기 위해 배지 내 병원성 및 비 병원성 균들을 모두 제거하는 단계일 수 있다.
멸균은 121℃ 이상의 온도에서 20분 이상의 시간동안 수행될 수 있다. 만약 121℃ 미만의 온도에서 20분 미만의 시간동안 수행될 경우, 배지 내 균들이 제대로 제거되지 않아, 배양 시, 바실러스균, 유산균, 효모 외에 다른 미생물들이 증식될 수 있다. 이 경우, 바실러스균, 유산균, 효모는 목표하는 비율 및 생균수로 증식되지 못할 수 있다.
멸균은 가열된 공기를 이용하여 멸균하는 건열 멸균법, 오토클레이브(autoclave)를 이용하여 멸균하는 습윤 멸균법 등 다양한 방식으로 수행될 수 있다.
멸균이 완료되면, 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 배지에 접종한다(S30).
접종단계(S30)는 증식시키고자 하는 미생물을 배지에 주입시키는 단계이다.
바실러스균, 유산균, 효모의 종균은 화염 멸균된 백금이를 통해 배지에 접종될 수 있다. 예를 들어, 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 화염 멸균된 백금이로 떠내어 배지에 주입시킬 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 백금구, 백금선과 같은 다양한 접종기구를 통해 배지에 접종될 수 있다.
이때, 바실러스균, 유산균, 효모의 종균은 배지에 각각 배지 총 중량의 0.1~2% 농도로 접종될 수 있다.
접종이 완료되면, 접종된 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 동일한 조건에서 동시에 혼합 배양한다(S40).
혼합 배양단계(S40)는 각기 다른 종류의 미생물들을 동일한 배지에서 동시에 증식시키기 위한 단계이다.
혼합 배양은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 배지를 교반하지 않고 움직이지 않게 고정한 채로 배양하는 정치배양 방식, 배지를 진탕기 위에서 계속 흔들면서 배양하는 진탕배양 방식, 배지 중에 무균공기 또는 일정조성의 혼합가스를 공급하고, 교반하여 배양하는 통기 교반 배양 방식 등으로 수행될 수 있다.
바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위해서는 교반과 통기가 필요할 수 있으므로, 통기 교반 배양 방식으로 수행되는 것이 가장 적절할 수 있다. 구체적으로, 10KL 크기의 발효기에서 0.3~0.4 통기 속도(Aeration) 및 40~110rpm의 교반 속도로 통기 교반 배양되는 것이 가장 적절할 수 있다.
또한, 혼합 배양은 바실러스균, 유산균, 효모의 종균이 접종된 배양액을 30℃이상의 온도에서 48시간 이상의 시간동안 배양함으로써 수행될 수 있다. 만약, 30℃미만의 온도에서 48시간 미만의 시간동안 수행될 경우, 배양된 바실러스균, 유산균, 효모 각각의 비율 및 생균수가 목표치에 도달하지 못할 수 있다.
한편, 혼합 배양단계(S40) 이전의 배양액의 pH값은 pH 6.13일 수 있으며, 혼합 배양단계(S40) 이후의 배양액의 pH값은 pH 7.19일 수 있다. 또한, 혼합 배양단계(S40) 이후의 배양액의 흡광도는 30수준일 수 있다.
혼합 배양이 완료된 배양액은 액상 미생물 제제로서 사용될 수 있다.
미생물 제제를 분말형으로 제조하기 위해서는 원심분리 단계(S50) 및 동결건조 단계(S60)가 더 수행될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 악취 제거용 미생물 제제를 제조하는 방법은 혼합 배양 후, 원심분리(S50)를 수행할 수 있다.
혼합 배양단계에서 생성된 최종 배양액의 농축 배양액을 수득하기 위한 단계일 수 있다. 구체적으로, 고밀도의 배양액을 수득하기 위한 단계일 수 있다.
원심분리는 6,800rpm이상으로 수행될 수 있다. 만약, 6,800rpm 미만으로 수행될 경우, 원심력에 의한 미생물 및 배지의 분리가 제대로 이루어지지 않아, 고밀도의 농축 배양액을 수득하지 못할 수 있다.
원심분리가 완료되면, 분리된 농축 배양액을 분리하여 동결건조(S60) 한다.
동결건조(S60)는 농축 배양액을 저온 건조한 상태로 만들기 위한 단계일 수 있다.
동결건조(S60) 단계는 동결 건조에 따르는 동해 방지를 위해 동결건조 전 동결건조 보호제를 농축 배양액에 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
동결건조 보호제로는 스킴밀크(Skim milk), 당류, 글루코스 등의 성분 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 또한, 동결건조 보호제는 농축 배양액 총 중량의 20% 농도로 혼합될 수 있다.
농축 배양액에 동결건조 보호제 혼합을 완료하면, 농축 배양액을 동결한다.
동결은 -45℃ 이하의 온도에서 60분 이상의 시간동안 수행될 수 있다. 만약, -45℃ 초과의 온도에서 60분 미만의 시간동안 수행될 경우, 농축 배양액 내의 미생물들의 생존율 또는 활성도가 저하될 수 있다.
동결이 완료되면, 동결된 농축 배양액을 건조한다.
건조는10℃ 이상의 온도에서 120분 이상의 시간동안 수행될 수 있다. 만약, 10℃ 미만의 온도에서 120분 미만의 시간동안 수행될 경우, 동결된 농축 배양액 내의 수분이 기체 상태로 제대로 승화되지 않아 분말화 하는데 어려움이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배지는 바실러스균, 유산균 및 효모가 혼합 배양될 수 있도록 하는 조성으로 구성되므로, 상기 3종의 미생물들을 각각 목표하는 비율 및 생균수로 배양할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제 제조방법은 121℃ 이상의 온도에서 20분 이상의 시간 동안 멸균 처리하는 멸균단계를 포함하므로, 바실러스균, 유산균 및 효모 혼합 배양 시, 다른 미생물이 함께 배양되어 상기 3종의 미생물들을 목표하는 비율 및 생균수로 배양하지 못하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제 제조방법은 본 발명의 배지에 접종된 바실러스균, 유산균, 효모의 종균을 30℃ 이상의 온도에서 48시간 이상의 시간동안 동시에 혼합 배양하는 혼합 배양단계를 포함하므로, 다른 하나의 균이 우점하지 않고, 3종의 미생물들이 균일하게 배양되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제 제조방법은 원심분리 단계, 동결건조 단계를 더 포함할 수 있으므로, 높은 생균수를 유지시킬 수 잇는 분말형 미생물 제제를 제공할 수 있다.
실시예
<배지 효능 평가>
본 발명의 일 실시예에 따른 배지에 바실러스균, 유산균 및 효모 혼합 배양 시, 상기 바실러스균, 유산균 및 효모가 배양된 생균수 및 비율을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다.
실시예 1은 하기의 [표1]과 같은 조성으로 이루어지며, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거용 미생물 제제 제조방법의 배지 준비 단계에 따라 준비되었다.
(단위 % (w/v)
실시예 1
Glucose 0.2
Yeast extract 0.2
NaCl 0.02
K2HPO4 0.05
Na2CO3 0.01
MgSO4 0.02
Soy Peptone 0.05
Na2HPO4 0.05
비교예1 내지 비교예 3은 하기의 [표2]과 같은 조성으로 이루어지며, 고초균, 유산균 및 효모의 배양을 위한 일반적인 상업용 배지를 입수하여 실험하였다.
(단위 % (w/v)
비교예1 비교예 2 비교예 3
Yeast extract 0.5 Proteose pepton 1.0 Yeast extract 1.0
Tryptone 1.0 Beef extract 1.0 Peptone 2.0
NaCl 1.0 Yeast extract 0.5 Dextrose 2.0
Glucose 2.0
C2H3NaO2 0.5
Tween 80 0.1
K2HPO4 0.2
C6H11NO7 0.2
MgS 0.01
MnSO4 0.005
실시예 1 및 비교예에 따른 배지들의 준비를 완료한 후, 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거용 미생물 제제 제조방법의 멸균단계에 따라 멸균하고, 접종단계에 따라 바실러스균, 유산균 및 효모의 종균을 접종하였다.
이때, 바실러스균으로는 바실러스 서브틸리스(Bacillus Subtilis), 유산균으로는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 효모로는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)가 사용되었다.
바실러스균, 유산균 및 효모의 종균은 바실러스균 6.43×106cfu/ml, 유산균 3.96×106 cfu/ml, 효모 6.63×106cfu/ml만큼 각 배지에 동일하게 접종되었다.
이후, 삼각 플라스크에서 실시예 1및 비교예에 따른 배지에 접종된 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하였다. 이때, 혼합 배양은 본 발명의 일 실시예에 따른 악취 제거용 미생물 제제 제조방법의 혼합 배양단계에 따라 수행되었다.
실시예 1에 따른 배지에 혼합 배양하였을 때, 바실러스균, 유산균 및 효모의 시간별 배양되는 생균수는 [표3]과 같다.
생균수(cfu/ml) 0 시간 경과 12시간
경과		 24 시간
경과		 48 시간
경과		 72 시간
경과
바실러스균 6.43×106 1.59×107 5.30×108 4.05×109 4.60×109
유산균 3.96×106 3.63×108 8.80×108 3.10×109 4.30×109
효모 6.63×106 4.42×107 5.78×108 4.78×109 3.80×109
비교예1에 따른 배지에 혼합 배양하였을 때, 바실러스균, 유산균 및 효모의 시간별 배양되는 생균수는 [표4]와 같다.
생균수(cfu/ml) 0 시간 경과 12시간
경과		 24 시간
경과		 48 시간
경과		 72 시간
경과
바실러스균 6.43×106 1.76×107 2.76×108 4.57×108 4.30×108
유산균 3.96×106 2.33×107 1.70×108 1.90×108 3.20×108
효모 6.63×106 1.71×107 1.50×108 1.80×108 2.70×108
비교예 2에 따른 배지에 혼합 배양하였을 때, 바실러스균, 유산균 및 효모의 시간별 배양되는 생균수는 [표5] 같다.
생균수(cfu/ml) 0 시간 경과 12시간
경과		 24 시간
경과		 48 시간
경과		 72 시간
경과
바실러스균 6.43×106 1.83×107 5.74×108 7.43×108 1.02×109
유산균 3.96×106 9.46×108 2.91×109 5.20×109 1.40×109
효모 6.63×106 1,50×107 2.73×108 5.23×108 6.23×107
비교예3에 따른 배지에 혼합 배양하였을 때, 바실러스균, 유산균 및 효모의 시간별 배양되는 생균수는 [표6] 과 같았다.
생균수(cfu/ml) 0 시간 경과 12시간
경과		 24 시간
경과		 48 시간
경과		 72 시간
경과
바실러스균 6.43×106 3.13×107 1.35×108 7.10×108 5.97×108
유산균 3.96×106 3.60×108 6.40×108 6.92×108 2.34×108
효모 6.63×106 2.23×107 1.57×108 1.20×108 7.56×107
[표2] 내지 [표6]을 참조하면, 실시예 1 및 비교예 1내지 3에서의 혼합 배양을 48시간 수행하였을 때, 실시예에 따른 배지에서 배양된 바실러스균, 유산균 및 효모의 총 생균수가 가장 많은 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따른 배지에서 48시간 혼합 배양된 바실러스균의 생균수 4.05×109 cfu/ml, 유산균의 생균수 3.10×109 cfu/ml, 효모의 생균수 4.78×109 cfu/ml는 비교예 1내지 3에 따른 배지에서 배양된 바실러스균, 유산균 및 효모의 총 생균수 보다 많았다.
[표5]를 참조하면, 비교예 2에 따른 배지에서 48시간 혼합 배양된 유산균의 생균수는 5.20×109 cfu/ml로, 실시예 1에 따른 배지에서 48시간 혼합 배양된 유산균의 생균수 보다 많았다. 하지만, 바실러스균과 효모의 생균수는 유산균의 생균수에 비해 현저히 적었으며, 세 미생물 간의 비율이 맞지 않았다. 이에 대한 내용은 아래에서 자세히 설명하도록 한다.
실시예 1 및 비교예 1내지 3의 배지에 혼합 배양을 48시간 수행한 결과 측정된 바실러스균, 유산균 및 효모의 생균수를 토대로, 상기 배양된 3종의 미생물의 비율을 살펴보았다.
실시예 1 및 비교예 1내지 3의 배지에 혼합 배양을 48시간 수행한 결과 바실러스균, 유산균 및 효모의 비율은 [표7]과 같으며, 이를 도식화하면 도 2 내지 도 5와 같다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예3
바실러스균 34% 55% 12% 47%
유산균 26% 23% 80% 45%
효모 40% 22% 8% 8%
[표7] 및 도 2 내지 도5를 참조하면, 실시예 1에 따른 배지에서 바실러스균, 유산균 및 효모를 48시간 혼합 배양하였을 때, 바실러스균, 유산균, 효모가 차지하는 각각의 비율들의 편차가 낮은 것으로 알 수 있다. 구체적으로, 배양이 가장 많이 된 효모의 생균수와 배양이 가장 적게 된 유산균의 생균수의 차이가 바실러스균, 유산균 및 효모가 배양된 총 생균수 대비 14% 비율임을 알 수 있다.
즉, 바실러스균, 유산균 및 효모의 생균수 편차가 14% 이내로 균일일하며, 이는, 하나의 균이 우점하지 않고, 상기 3종의 균들이 모두 균일하게 배양되었음을 의미한다.
즉, 실시예 1에 따른 배지에 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양할 때, 상기 3종의 미생물들이 각각 균일하고, 많이 배양되는 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 1에 따른 배지가 비교예 1 내지 3보다 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기에 가장 적합한 배지임을 알 수 있다.
<미생물 제제의 악취 저감 효능>
본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제 방법에 따라 제조된 미생물 제제의 악취 저감 효과를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
실험은 25℃로 일정하게 유지되는 폐쇄된 공간에서, 분뇨 500ml를 사용하여 수행되었다. 대조군(control)에는 미생물 제제를 혼합하지 않았으며, 실험군들에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제를 농도를 각기 다르게 하여 혼합하였다. 구체적으로, 분뇨 500ml에 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 제제를 분뇨 500ml에 대해 1%, 2%, 5%의 농도로 혼합하였다. 이후, 대조군과 실험군들의 시간에 따른 악취 물질의 농도를 측정하였다.
이때, 암모니아, 아민, 황화수소의 농도는 휴대용 가스 측정 장비 GV-110(GASTEC, Japan)와 MX6 iBrid(Industrial Scientific Corporation, USA)를 통해 측정되었으며, 휘발성 유기산의 농도는 가스크로마토그래피(GC-2014, Shimadzu, Japan)를 통해 측정되었다.
1) 액상 미생물 제제의 농도별 악취 저감 효능
상기 미생물 제제로, 액상형 미생물 제제를 사용할 경우의 시간별 악취 물질의 농도 측정 결과는 [표9] 내지 [표15]과 같다.
[표 9]은 암모니아(Ammonia)의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 10 10 10 10
1 40 25 25 15
2 40 30 25 15
3 40 30 25 15
4 40 30 25 15
5 40 30 25 20
6 40 30 30 20
7 40 35 30 25
8 45 35 38 25
9 45 30 39 25
10 45 30 39 30
13 50 20 39 30
16 50 20 39 22
19 60 20 39 22
22 60 25 35 25
25 60 40 35 25
28 60 40 35 25
31 60 65 35 25
35 60 70 35 30
40 60 70 35 33
45 60 70 45 30
50 60 70 50 30
55 60 70 50 32
60 60 70 50 32
액상형 미생물 제제를 1%로 취할 경우, 1일째부터 28일째까지는 암모니아의 농도가 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 액상형 미생물 제제를 2% 및 5%로 취할 경우에는 1일째부터 60일째까지 암모니아의 농도가 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
[표 10]은 아민(Amine)의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 200 150 180 180
1 200 180 150 120
2 200 180 110 100
3 200 150 120 100
4 200 150 120 80
5 200 150 90 85
6 200 120 95 80
7 200 145 90 80
8 200 140 90 80
9 200 140 85 80
10 200 140 80 80
13 200 140 80 85
16 200 140 80 80
19 200 140 95 80
22 200 140 95 85
25 200 140 95 85
28 200 140 95 85
31 200 140 95 85
35 180 100 90 80
40 180 100 90 80
45 180 100 90 80
50 180 100 90 80
55 180 120 90 80
60 180 120 90 80
액상형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, 아민의 농도는 0일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 미생물 제제를 5%로 취할 경우, 5일째부터는 아민의 농도가 대조군 대비 약 70%까지 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
[표 11]은 황화수소(Hydrogen sulfide)의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 800 800 650 600
1 1000 900 790 700
2 1000 900 780 650
3 1000 800 780 650
4 1000 850 650 660
5 1000 850 600 580
6 1000 800 600 580
7 1000 850 400 550
8 1000 800 480 550
9 1000 800 400 500
10 1000 850 480 450
13 1000 850 400 450
16 1000 850 400 450
19 1000 900 400 380
22 1000 900 400 380
25 1000 900 400 380
28 1000 900 400 380
31 1000 900 400 380
35 1000 780 550 300
40 1000 800 600 300
45 1000 800 600 380
50 1000 800 600 380
55 1000 850 650 380
60 1000 850 650 400
액상형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, 황화수소의 농도는 2일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
도 6은 [표9], [표 10], [표11]에 나타난 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
[표9] 내지 [표11], 도 6을 참조하면, 액상형 미생물 제제를 처리하지 않은 대조군 보다, 액상형 미생물 제제를 처리한 실험군들의 암모니아, 아민, 황화수소 농도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
즉, 액상형 미생물 제제가 악취의 원인이 되는 암모니아, 아민, 황화수소에 대해 악취 저감 효능을 지닌다는 것을 알 수 있다.
다음은 휘발성 지방산들의 시간별 농도 측정 결과이다.
[표 12]은 Acetic acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 65.198 74.397 70.521 80.221
1 70.639 80.951 65.213 70.222
2 80.213 101.541 60.214 65.115
3 109.433 112.241 60.242 65.210
4 119.398 121.21 60.254 58.254
5 105.523 120.314 55.214 50.214
6 105.221 121.215 50.213 45.213
7 112.210 119.214 30.214 30.210
8 118.320 119.204 35.124 20.124
9 112.310 100.314 35.124 35.124
10 118.410 100.621 50.142 45.142
13 120.010 112.210 60.142 50.142
16 120.010 112.000 55.214 55.214
19 120.010 115.000 50.124 50.124
22 120.010 120.000 60.123 60.123
25 120.010 120.000 60.574 60.574
28 120.010 120.000 60.342 60.342
31 120.010 120.000 65.124 65.124
35 120.010 120.000 65.145 65.145
40 160.210 120.000 70.541 70.541
45 160.210 114.000 75.521 75.521
50 160.220 115.000 60.564 60.564
55 160.220 121.000 65.421 65.421
60 160.220 120.000 60.213 60.213
액상형 미생물 제제를 2%, 5%로 취할 경우, Acetic acid의 농도는 1일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 4일째부터는 Acetic acid의 농도가 대조군 대비 약 50%까지 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
[표 13]은 Propionic acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 4.855 5.215 4.214 4.114
1 5.336 5.336 3.322 2.142
2 2.036 2.036 1.114 2.412
3 3.811 3.811 0.001 0.114
4 3.978 3.978 0.000 0.000
5 5.015 5.015 0.000 0.000
6 5.055 5.055 0.125 0.000
7 5.121 5.121 0.000 0.000
8 5.332 5.332 0.144 0.000
9 6.215 6.215 1.254 0.144
10 5.101 5.101 2.221 0.552
13 4.112 4.112 1.523 1.221
16 4.112 4.112 1.151 1.223
19 4.012 4.012 1.006 1.051
22 3.841 1.050 1.112 1.006
25 3.841 1.050 1.214 0.112
28 3.841 1.510 1.001 0.000
31 3.012 0.521 0.021 0.000
35 3.012 0.000 0.815 0.000
40 3.012 0.000 0.000 0.115
45 4.215 0.000 0.000 0.000
50 4.112 0.000 0.000 0.000
55 4.210 0.000 0.000 0.000
60 4.213 0.000 0.000 0.000
액상형 미생물 제제를 2%, 5%로 취할 경우, Propionic acid의 농도는 0일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
[표14]은 Butyric acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 0.381 0.332 0.301 0.112
1 0.431 0.321 0.155 0.012
2 0.000 0.110 0.120 0.051
3 0.000 0.110 0.000 0.000
4 0.004 0.110 0.000 0.000
5 0.052 0.004 0.000 0.000
6 0.055 0.004 0.000 0.000
7 0.066 0.000 0.000 0.000
8 0.065 0.000 0.000 0.000
9 0.099 0.000 0.000 0.000
10 0.084 0.000 0.000 0.000
13 0.124 0.000 0.000 0.000
16 0.222 0.000 0.000 0.000
19 0.222 0.000 0.000 0.000
22 0.222 0.000 0.000 0.000
25 0.222 0.000 0.000 0.000
28 0.222 0.000 0.000 0.000
31 0.222 0.000 0.000 0.000
35 0.222 0.000 0.000 0.000
40 0.286 0.000 0.000 0.000
45 0.286 0.000 0.000 0.000
50 2.442 0.000 0.000 0.000
55 2.865 0.000 0.000 0.000
60 2.885 0.000 0.000 0.000
액상형 미생물 제제를 2%, 5%로 취할 경우, Butyric acid의 농도는 0일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
[표 15]은 Isobutyric acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 0.418 0.441 0.441 0.441
1 0.476 0.824 0.824 0.124
2 0.526 0.101 0.101 0.112
3 0.821 0.145 0.145 0.001
4 0.898 0.132 0.132 0.000
5 0.800 0.114 0.114 0.000
6 0.811 0.322 0.541 0.000
7 0.812 0.301 0.422 0.000
8 0.812 0.210 0.114 0.000
9 0.822 0.220 0.111 0.000
10 0.811 0.198 0.003 0.000
13 0.811 0.014 0.000 0.000
16 0.811 0.000 0.000 0.000
19 0.811 0.000 0.000 0.000
22 0.811 0.000 0.521 0.000
25 0.880 0.000 0.211 0.000
28 1.542 0.000 0.117 0.147
31 1.542 0.000 0.124 0.114
35 1.542 0.000 0.112 0.152
40 1.542 0.000 0.111 0.101
45 1.554 0.000 0.002 0.135
50 1.842 0.000 0.000 0.000
55 2.740 0.000 0.000 0.000
60 2.450 0.000 0.000 0.000
액상형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, Isobutyric acid의 농도는 2일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
도 7은 [표12], [표 13], [표14], [표15]에 나타난 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
[표12] 내지 [표15], 도7을 참조하면, 액상형 미생물 제제를 처리하지 않은 대조군 보다, 액상형 미생물 제제를 처리한 실험군들의 Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid, Isobutyric acid 농도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
즉, 액상형 미생물 제제가 악취의 원인이 되는 Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid, Isobutyric acid에 대해 악취 저감 효능을 지닌다는 것을 알 수 있다.
2) 분말 미생물 제제의 농도별 악취 저감 효능
상기 미생물 제제로, 분말형 미생물 제제를 사용할 경우의 시간별 악취 물질의 농도 측정 결과는 [표16] 내지 [표22]과 같다.
[표 16]은 암모니아(Ammonia)의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 10 10 10 10
1 40 35 25 25
2 40 35 25 25
3 40 40 25 25
4 40 40 25 25
5 40 40 25 20
6 40 40 30 20
7 40 40 30 25
8 45 40 38 25
9 45 40 39 25
10 45 35 39 30
13 50 35 39 30
16 50 32 39 22
19 60 31 39 22
22 60 30 35 25
25 60 35 35 25
28 60 35 35 25
31 60 35 35 25
35 60 35 35 30
40 60 40 35 25
45 60 40 45 25
50 60 45 50 25
55 60 45 50 25
60 60 45 50 25
분말형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, 암모니아의 농도는 1일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
[표 17]은 아민(Amine)의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 200 150 180 180
1 200 180 150 160
2 200 180 110 160
3 200 150 120 155
4 200 150 180 145
5 200 180 150 135
6 200 180 110 110
7 200 150 120 100
8 200 150 120 80
9 200 150 90 85
10 200 120 95 80
13 200 145 90 80
16 200 140 90 80
19 200 140 85 80
22 200 140 80 80
25 200 140 80 85
28 200 140 80 80
31 200 140 95 80
35 180 140 95 85
40 180 140 95 85
45 180 140 95 85
50 180 140 95 85
55 180 120 95 85
60 180 120 95 85
분말형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, 아민의 농도는 0일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 미생물 제제를 5%로 취할 경우, 5일째부터는 아민의 농도가 대조군 대비 약 70%까지 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
[표 18]은 황화수소(Hydrogen sulfide)의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 800 800 800 700
1 1000 900 790 700
2 1000 900 780 650
3 1000 800 780 650
4 1000 850 650 660
5 1000 850 600 580
6 1000 800 600 580
7 1000 850 400 550
8 1000 800 480 550
9 1000 800 400 500
10 1000 850 480 450
13 1000 850 400 450
16 1000 850 400 450
19 1000 900 400 380
22 1000 900 400 380
25 1000 900 400 380
28 1000 900 400 380
31 1000 900 400 380
35 1000 780 550 300
40 1000 800 600 300
45 1000 800 600 380
50 1000 800 600 380
55 1000 850 650 380
60 1000 850 650 400
분말형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, 황화수소의 농도는 2일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
도 8은 [표16], [표 17], [표18]에 나타난 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
[표16] 내지 [표18], 도8를 참조하면, 분말형 미생물 제제를 처리하지 않은 대조군 보다, 분말형 미생물 제제를 처리한 실험군들의 암모니아, 아민, 황화수소 농도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
즉, 분말형 미생물 제제가 악취의 원인이 되는 암모니아, 아민, 황화수소에 대해 악취 저감 효능을 지닌다는 것을 알 수 있다.
다음은 휘발성 지방산들의 시간별 농도 측정 결과이다.
[표 19]은 Acetic acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 65.198 74.397 70.521 80.221
1 70.639 80.951 65.213 70.222
2 80.213 101.541 60.214 65.115
3 109.433 112.241 60.242 65.210
4 119.398 121.210 60.254 58.254
5 105.523 120.314 55.214 50.214
6 105.221 121.215 50.213 45.213
7 112.210 119.214 30.214 30.210
8 118.320 119.204 35.124 20.124
9 112.310 100.314 35.124 35.124
10 118.410 100.621 50.142 45.142
13 120.010 112.210 60.142 50.142
16 120.010 112.000 55.214 55.214
19 120.010 115.000 50.124 50.124
22 120.010 120.000 60.123 60.123
25 120.010 120.000 60.574 60.574
28 120.010 120.000 60.342 60.342
31 120.010 120.000 65.124 65.124
35 120.010 120.000 65.145 65.145
40 160.210 120.000 70.541 70.541
45 160.210 114.000 75.521 75.521
50 160.220 115.000 60.564 60.564
55 160.220 121.000 65.421 65.421
60 160.220 120.000 60.213 60.213
분말형 미생물 제제를 2%, 5%로 취할 경우, Acetic acid의 농도는 1일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 4일째부터는 Acetic acid의 농도가 대조군 대비 약 50%까지 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
[표 20]은 Propionic acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 4.855 5.215 4.214 4.114
1 5.336 5.336 3.322 2.142
2 2.036 2.036 1.114 2.412
3 3.811 3.811 0.001 0.114
4 3.978 3.978 0.000 0.000
5 5.015 5.015 0.000 0.000
6 5.055 5.055 0.125 0.000
7 5.121 5.121 0.000 0.000
8 5.332 5.332 0.144 0.000
9 6.215 6.215 1.254 0.144
10 5.101 5.101 2.221 0.552
13 4.112 4.112 1.523 1.221
16 4.112 4.112 1.151 1.223
19 4.012 4.012 1.006 1.051
22 3.841 1.050 1.112 1.006
25 3.841 1.050 1.214 0.112
28 3.841 1.510 1.001 0.000
31 3.012 0.521 0.021 0.000
35 3.012 0.000 0.815 0.000
40 3.012 0.000 0.000 0.115
45 4.215 0.000 0.000 0.000
50 4.112 0.000 0.000 0.000
55 4.210 0.000 0.000 0.000
60 4.213 0.000 0.000 0.000
분말형 미생물 제제를 2%, 5%로 취할 경우, Propionic acid의 농도는 0일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
[표 21]은 Butyric acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 0.381 0.332 0.301 0.112
1 0.431 0.321 0.155 0.012
2 0.000 0.110 0.120 0.051
3 0.000 0.110 0.000 0.000
4 0.004 0.110 0.000 0.000
5 0.052 0.004 0.000 0.000
6 0.055 0.004 0.000 0.000
7 0.066 0.000 0.000 0.000
8 0.065 0.000 0.000 0.000
9 0.099 0.000 0.000 0.000
10 0.084 0.000 0.000 0.000
13 0.124 0.000 0.000 0.000
16 0.222 0.000 0.000 0.000
19 0.222 0.000 0.000 0.000
22 0.222 0.000 0.000 0.000
25 0.222 0.000 0.000 0.000
28 0.222 0.000 0.000 0.000
31 0.222 0.000 0.000 0.000
35 0.222 0.000 0.000 0.000
40 0.286 0.000 0.000 0.000
45 0.286 0.000 0.000 0.000
50 2.442 0.000 0.000 0.000
55 2.865 0.000 0.000 0.000
60 2.885 0.000 0.000 0.000
분말형 미생물 제제를 2%, 5%로 취할 경우, Butyric acid의 농도는 0일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
[표 22]은 Isobutyric acid의 시간별 농도 측정 결과이다.
Time (day) Control 1% 2% 5%
0 0.418 0.441 0.441 0.441
1 0.476 0.824 0.824 0.124
2 0.526 0.101 0.101 0.112
3 0.821 0.145 0.145 0.001
4 0.898 0.132 0.132 0.000
5 0.800 0.114 0.114 0.000
6 0.811 0.322 0.541 0.000
7 0.812 0.301 0.422 0.000
8 0.812 0.210 0.114 0.000
9 0.822 0.220 0.111 0.000
10 0.811 0.198 0.003 0.000
13 0.811 0.014 0.000 0.000
16 0.811 0.000 0.000 0.000
19 0.811 0.000 0.000 0.000
22 0.811 0.000 0.521 0.000
25 0.880 0.000 0.211 0.000
28 1.542 0.000 0.117 0.147
31 1.542 0.000 0.124 0.114
35 1.542 0.000 0.112 0.152
40 1.542 0.000 0.111 0.101
45 1.554 0.000 0.002 0.135
50 1.842 0.000 0.000 0.000
55 2.740 0.000 0.000 0.000
60 2.450 0.000 0.000 0.000
분말형 미생물 제제를 1%, 2%, 5%로 취할 경우, Isobutyric acid의 농도는 2일째부터 대조군 대비 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
도 9은 [표19], [표 20], [표21], [표22]에 나타난 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
[표19] 내지 [표22], 도9를 참조하면, 분말형 미생물 제제를 처리하지 않은 대조군 보다, 분말형 미생물 제제를 처리한 실험군들의 Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid, Isobutyric acid농도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
즉, 분말형 미생물 제제가 악취의 원인이 되는 Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid, Isobutyric acid에 대해 악취 저감 효능을 지닌다는 것을 알 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 악취 제거용 미생물 제제는 악취가 원인이 되는 물질에 대하여 악취를 저감시키는 효과를 지니는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 바실러스균, 유산균 및 효모로 구성된 3종의 미생물들을 혼합 배양하도록 구성되고,
    상기 3종의 미생물들이 배지의 총 부피 대비 중량 비율 0.1 내지 2%로 접종되어 48시간 혼합 배양될 경우,
    상기 3종의 미생물들 중 배양이 가장 많이 된 미생물과 배양이 가장 적게 된 미생물의 생균수 차이가 상기 3종의 미생물들이 배양된 전체 생균수 대비 14% 이하가 되도록 하고,
    상기 배지는 글루코스(Glucose), 효모 추출물(Yeast extract), 염화나트륨(NaCl), 인산일수소칼륨(K2HPO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 황산마그네슘(MgSO4), 대두 펩톤(Soy Peptone) 및 인산일수소나트륨(Na2HPO4)을 포함하고,
    상기 글루코스(Glucose)는 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%, 효모 추출물(Yeast extract)은 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.2%, 염화나트륨(NaCl)은 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%, 인산일수소칼륨(K2HPO4)은 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 탄산나트륨(Na2CO3)은 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.01%, 황산마그네슘(MgSO4)은 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.02%, 대두 펩톤(Soy Peptone)은 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%, 인산일수소나트륨(Na2HPO4)는 상기 배지의 총 부피 대비 중량의 비율 0.001 내지 0.05%로 포함되는 것을 특징으로 하는,
    바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 기재된 바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 준비하는 배지 준비단계;
    상기 배지를 멸균하는 멸균단계;
    상기 배지에 상기 바실러스균, 상기 유산균, 상기 효모의 종균을 접종하는 접종단계; 및
    접종된 상기 바실러스균, 상기 유산균, 상기 효모의 종균을 동일한 조건에서 동시에 혼합 배양하는 혼합 배양단계를 포함하는,
    바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 멸균단계는 121℃이상의 온도에서 20분 이상의 시간 동안 멸균 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 접종단계는 상기 바실러스균, 상기 유산균, 상기 효모의 종균을 각각 상기 배지 총 중량의 0.1~2% 농도로 접종하는 단계를 포함하고,
    상기 혼합 배양단계는 접종된 상기 바실러스균, 상기 유산균, 상기 효모의 종균을 30℃이상의 온도에서 48시간 이상의 시간동안 동시에 혼합 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 바실러스균, 유산균, 효모 미생물 혼합 배양을 위한 배지를 활용한 축산 악취 제거용 미생물 제제 제조방법은
    상기 혼합 배양단계에서 생성된 최종 배양액의 농축 배양액을 수득하도록 구성된 원심분리 단계 및
    상기 수득된 농축 배양액을 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원심분리 단계는 6,800rpm이상으로 원심분리하는 단계를 포함하고,
    상기 동결건조 단계는
    -45℃ 이하의 온도에서 60분 이상의 시간동안 동결하는 단계; 및
    10℃이상의 온도에서 120분 이상의 시간동안 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    바실러스균, 유산균 및 효모를 혼합 배양하기 위한 배지를 활용한 악취 제거용 미생물 제제 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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