KR20010091766A - 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물, 신규한 균주및 이를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법 - Google Patents
유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물, 신규한 균주및 이를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유기물을 분해하는 미생물 특히 신규한 칸디다속 균주에 관한 것으로서, 좀더 자세히는 가축 분뇨를 채취하여 폭기상태에서 균을 생육시키고 여과하여 상기 여과액을 배양하여 미생물을 분리하며, 각 미생물들을 별도의 배지에서 배양한 후 상기 각 미생물을 사료에 첨가하여 가축에 투여하여 일정기간 후 분뇨를 수거하여 악취의 저감정도를 측정하여 미생물을 선택하는 단계를 거쳐 가축의 내장균군으로부터 탈취능을 가진 미생물을 선별하여 음식물 쓰레기를 처리하고 사료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유기물을 분해하는 신규한 칸디다속 균주에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기를 분해하는 신규한 칸디다속 균주 및 이 균주를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법에 관한 것이다.
문명이 발달함에 따라 이에 부수되는 쓰레기의 다량 발생은 많은 문제를 야기시키고 있다. 특히 우리나라에서는 음식물 쓰레기가 전체 쓰레기 발생량의 30이상을 차지하고 있으며, 식생활 문화의 특성상 물기가 많은 음식물 쓰레기가 많이 배출되어 처리에 큰 어려움을 겪고 있다.
우리나라의 음식물 쓰레기는 발열량이 낮고 수분함량이 높아 소각처리과정에서는 연료가 과다하게 소모되며, 완전 연소가 이루어지지 않은 경우에는 다이옥신과 같은 유해가스가 발생한다. 또한, 음식물 쓰레기를 매립하는 경우에는 침출수가 발생하여 토양을 오염시키고, 지하수나 상수원으로 흘러들어 수질을 오염시키며 악취가 심하여 민원을 야기시키는 등 여러 가지 문제를 발생시키고 있다.
따라서, 음식물 쓰레기를 소각하거나 매립하는 대신 퇴비화, 사료화를 통하여 자원화하는 방안이 모색되고 있으며, 최근에는 대형 급식소나 요식업소 등에 대하여 음식물 쓰레기의 감량이 의무화되고 있다. 그리하여 음식물 쓰레기 처리장치가 많이 이용되고 있다.
이들 음식물 쓰레기 처리장치는 교반장치가 설치된 분해조에 음식물 쓰레기와 수분조절재 및 미생물 제제를 혼합시켜 발효시킴으로써 감량 및 속성발효를 목적으로 한다. 미생물 제제로는 예컨대, 바실러스 속, 써모바실러스 속의 균들이 많이 이용되고 있다. 이들 균은 발효초기에는 적절한 활성을 갖지만, 음식물의 발효가 진행됨에 따라 그 활성이 저하된다. 따라서, 발효시 악취가 발생할 뿐만 아니라 완전히 발효되지 않아 처리된 음식물 쓰레기를 퇴비로 사용하는 것이 불가능하다.
본 발명은 음식물 쓰레기 등 유기물을 분해하는 능력과 탈취능을 가진 신규한 칸디다속 균주를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유기물 분해능을 가진 신규한 칸디다속 균주를 이용하는 음식물 쓰레기 처리방법 및 사료 제조방법을 제공하려는 것이다.
도 1a∼h는 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주에 의한 음식물 쓰레기의 사료화 과정을 시간별로 나타낸 것임.
암모니아 가스는 물에 잘 녹는 성질이 있어 모든 가축의 눈, 호흡기와 같은 점막 부위에 작용한다. 눈물 흘림, 낮은 호흡, 맑거나 누런 콧물 등이 암모니아 가스에 의한 일반적인 유해증상이다.
일반 축사현장에서 흔히 감지되는 농도인 100ppm 이하에서 암모니아 가스의 일차적 영향은 만성 스트레스 인자로 작용하여 건강한 자돈의 육성에 직접 영향을 미치는 것은 물론 질병 감염도 유발할 수 있다. 또한, 자돈의 증체율은 암모니아가 50ppm인 상태에서는 12, 100∼150ppm에서는 30가량 저하된다.
이와 같은 유해한 암모니아의 원인물질인 축분뇨가 일으키는 오염문제를 해결하기 위하여 다음 실시예와 같은 실험을 수행하였다. 그 과정에서 신규한 가스생성 저해균을 찾아내게 되었다.
본 발명의 구성은 다음과 같다. 먼저 돼지 등의 가축 분뇨로부터 암모니아 가스생성을 저해하는 능력 또는 탈취능력이 있는 미생물을 다음의 단계를 거쳐 선별한다. 즉,
가축 분뇨를 채취하는 단계;
상기 가축 분뇨를 수돗물에 현탁한 후 1주일 이상 30∼50℃로 유지하면서 폭기상태에서 균을 생육시키는 단계;
상기 생육된 균을 포함하는 액상을 여과하고 여과액의 pH를 8∼9로 조정하는 단계;
고압멸균시킨 영양한천배지에서 상기 여과액을 배양하여 미생물을 분리하는 단계;
상기 배양된 각 미생물들을 별도의 배지에서 배양하는 단계;
등겨와 함께 상기 각 미생물을 각각 0.1∼0.01로 사료에 첨가하여 가축에 투여하는 단계;
상기 각 미생물 투여 후 일정기간 후 분뇨를 수거하여 악취의 저감정도를 측정하여 미생물을 선택하는 단계;로 가축의 내장균군으로부터 탈취능을 가진 미생물을 선별해낸다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 선별된 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물 및 신규한 칸디다속 sp 1220 균주(KCTC 8979p)을 포함한다.
나아가 본 발명은 상기 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리하는 방법, 음식물 쓰레기로부터 사료를 제조하는 방법 및 악취를 저감시키는 방법을 포함한다.
아래에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 좀더 자세히 살펴본다. 그러나, 아래의 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1: 균주의 선발
1. 돼지 분뇨를 채취하였다.
2. 상기 돼지 분뇨를 적정량의 수돗물에 현탁한 후 이를 1주일동안 30∼50℃로 유지하면서 폭기상태에서 균을 생육시켰다.
3. 상기 액상을 여과하고 NaCO3로 여과액의 pH를 8∼9로 조정하였다.
4. 표 1과 같은 배지에 1.5한천을 넣고 고압멸균시킨 후 배지를 제조하여 435종의 미생물을 분리하였다.
5. 상기 각 균을 배지에서 배양하였다.
6. 5의 등겨와 함께 상기 각 균을 각각 0.1∼0.01로 사료에 첨가하여 돼지에 투여하였다.
7. 투여 후 각각 3일, 7일에 분뇨를 수거하여 각각의 냄새를 측정하여 최종 효모균주를 선발하였다. 이를 칸디다 sp 1220(CANDIDA sp 1220)으로 명명하였다. 이 신균주는 생명공학연구소에 기탁하여 기탁번호 KCTC 8979p를 부여받았다.
| 구분 | 배지조성 | 배양온도(24h) | |
| 30℃ | 50℃ | ||
| YM | 효모 추출물 4g, 맥아 추출물 10g, 포도당 4g, 한천 15g/증류수 20ℓ, pH 6.8, 7.2 | 1,600 | N.D. |
| NA | 폴리펩티드 5g, 효모 추출물 3g, 한천 15g/증류수 20ℓ, pH 6.8, 7.3 | 1,200 | N.D. |
| PDA | 감자 200g, 덱스트로스 20g, 한천 15g/증류수 20ℓ, pH 5.6 | N.D. | N.D. |
*단위는 c.f.u/g임.
실시예 2: 선발된 균주의 동정
API 20CHE 킷트를 사용하여 상기와 같이 선발된 균주 칸디다 sp 1220의 미생물학적 특성을 동정하였다. 결과는 다음 표2 내지 5와 같다. 표 3은 신균주의 발효특성, 표 4는 신균주의 생장특성, 표 5는 기타 특성을 나타낸다. 각 표에서 +는 성장함을 나타내며, -는 성장하지 않음을 나타낸다.
| 균주 | 특성 |
| 칸디다 sp 1220 | 백색 내지 크림색 콜로니 |
| 발아에 의한 무성생식 | |
| 필라멘트, 없음 또는 단순 유사균사 | |
| 유성생식 안함 |
| D-Glucose + | Raffinose - |
| D-Galactose - | Inulin - |
| Maltose - | Sucrose - |
| D-Xylose - | Starch - |
| Lactose - | Cellobiose - |
| D-Glucose ＋ | Inulin - |
| D-Galactose ＋ | Starch ＋ |
| D-Ribose - | Succinate ＋ |
| D-Xylose ＋ | Citrate ＋ |
| Sucrose ＋ | Nitrite - |
| Maltose ＋ | Lactose ＋ |
| Starch formation ＋ | Acetic acid production - |
실시예 3: 신규한 칸디다속 균주에 의한 음식물 시료별 분해효율
본 발명의 신규한 칸디다속 균주의 음식물 분해효율을 알아보기 위하여 중량(g) 감량정도를 조사하였다. 표 6의 시료 총중량 500g을 교반장치를 포함하는 음식물 쓰레기 소멸기에서 반응시켰다. 5일 후의 중량을 측정하여 감량정도를 알아 보았다. 이때 밥, 생우동, 쇠고기, 생선과 같은 음식물 450g에 대하여 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주를 50g 혼합하여 반응시켰다.
본 발명의 신규한 칸디다속 균주의 활성을 시험한 결과 탄수화물과 단백질의 무게감량이 가장 큰 것으로 나타났다. 또한, 일반 수분조절제인 톱밥에 비하여 분해효율이 훨씬 높은 것으로 나타났다.
| 시료(총중량 500g) | 중량 감량(g) |
| 칸디다속 sp 1220 | 94.2 |
| 톱밥 | 19 |
| 밥+칸디다속 sp 1220 | 141.9 |
| 생우동+칸디다속 sp 1220 | 37.7 |
| 쇠고기+칸디다속 sp 1220 | 169.3 |
| 생선+칸디다속 sp 1220 | 76 |
실시예 4: 신규한 칸디다속 sp 1220균주를 이용한 축산사료의 제조
분쇄된 등겨: 음식물 쓰레기: 닭내장: 생선뼈: 아채를 100㎏: 30㎏: 10㎏: 10㎏: 10㎏만큼 평량한 후 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주 배양용액 5ℓ를 가하여 교반기에서 5시간동안 저속으로 혼합하였다. 그리하여 완숙된 발효사료를 얻었으며, 이 사료는 생선 비린내나 음식물 쓰레기의 악취를 전혀 느낄 수 없었다. 도 1a∼h는 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주에 의한 음식물 쓰레기의 사료화 과정을 시간별로 나타낸 것이다.
실시예 5: 신규한 칸디다속 sp 1220균주의 항균효과
충남 논산시 소재 신기농장의 종계분을 가로, 세로, 높이가 각각 90㎜Ⅹ90㎜Ⅹ100㎜인 플라스틱 통에 채우고 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주 배양용액을 10㎖ 살포한 후 24시간이 지나 미생물 생육을 살펴 본 결과 다음의 표 7과 같은 결과를 얻었다.
| 대조구 | 처리구 | |
| 호기성류 | 3.2Ⅹ109 | 9.4Ⅹ103 |
| 혐기성류 | 2.8Ⅹ106 | 4.7Ⅹ102 |
| 곰팡이류 | 8.1Ⅹ104 | 5.8Ⅹ103 |
*단위는 c.f.u/g임.
본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주는 호기성균 및 혐기성균에 대하여는 아주 높은 항균효과를 나타내었다. 곰팡이류는 포자상태로 존재하는 경우에는 살균력에 한계가 있는 것으로 보인다.
실시예 6: 신규한 칸디다속 sp 1220 균주의 암모니아가스 탈취효과
충남 논산시 소재 신기농장의 종계사에서 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주의 암모니아가스 탈취효과에 대하여 실험하였다. 1999. 5. 20.에 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주 배양액을 100배 희석하여 1000㎖/3.3㎡의 비율로 1회만 분무하였다. 그 이후에는 다시 분무하지 않았다. 가스텍(일본 가스텍사 모델번호 801)을 사용하여 암모니아 가스의 농도를 측정하였으며 측정은 동일 시간, 동일 장소에서 이루어졌다. 결과는 표 8과 같으며 단위는 ppm이다.
대조구의 암모니아 농도는 거의 일정하였으며, 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주의 배양용액을 스프레이한 결과 암모니아 가스의 농도가 70∼80정도 감소하였다.
| 날짜 | 대조구 | 처리구 | 비고 |
| 99. 5. 20. | 35 | 35 | 실험 시작 |
| 5. 22. | 35 | 8 | - |
| 5. 24. | 35 | 10 | 비 내림 |
| 5. 29. | 35 | 10 | - |
| 6. 2. | 35 | 7 | - |
| 6. 5. | 38 | 6 | - |
상기와 같이 본 발명의 신규한 칸디다속 sp 1220 균주는 유기물 분해능력과 함께 탁월한 암모니아 탈취기능도 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한, 본 발명의 균주는 호기성, 혐기성 균에 대한 항균효과도 탁월한 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명의 신규한 칸디다속 균주를 이용하여 음식물 쓰레기 등의 유기물을 분해하는 경우 악취 저감은 물론 항균효과와 분해효과를 동시에 발휘할 수 있으므로 유기성 폐기물의 처리에 유용하게 사용할 수 있다.
Claims (6)
- 가축 분뇨를 채취하는 단계;상기 가축 분뇨를 수돗물에 현탁한 후 1주일 이상 30∼50℃로 유지하면서 폭기상태에서 균을 생육시키는 단계;상기 생육된 균을 포함하는 액상을 여과하고 여과액의 pH를 8∼9로 조정하는 단계;고압멸균시킨 영양한천배지에서 상기 여과액을 배양하여 미생물을 분리하는 단계;상기 배양된 각 미생물을 별도의 배지에서 배양하는 단계;등겨와 함께 상기 각 미생물을 각각 0.1∼0.01로 사료에 첨가하여 가축에 투여하는 단계;상기 각 미생물 투여 후 일정기간 후 분뇨를 수거하여 악취의 저감정도를 측정하여 미생물을 선택하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기물 분해능 및 탈취능을 가진 미생물 선별방법.
- 상기 제1항의 방법에 의하여 선별된 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물.
- 제2항에 있어서, 상기 미생물은 신규한 칸디다속 sp 1220 균주(KCTC 8979p)인 것을 특징으로 하는 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물.
- 제2항 또는 제3항의 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리하는 방법.
- 제2항 또는 제3항의 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기로부터 사료를 제조하는 방법.
- 제2항 또는 제3항의 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 미생물을 이용하여 악취를 저감시키는 방법.
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| KR1020000013791A KR100363798B1 (ko) | 2000-03-18 | 2000-03-18 | 유기물 분해능과 탈취기능을 가지는 신규한 균주 및 이를 이용한 음식물 쓰레기 처리방법 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100473027B1 (ko) * | 2002-06-17 | 2005-03-08 | 주식회사 바이오홀딩스 | 악취가스 및 유기물 분해능이 우수한 미생물 제제의 제조방법 및 그 제조에 적합한 합성 배지 |
| KR100753457B1 (ko) * | 2006-01-17 | 2007-08-31 | 박세준 | 칸디다 속 에스제이피미생물 |
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