KR20020028991A

KR20020028991A - 광합성세균 배양액을 함유한 배합사료

Info

Publication number: KR20020028991A
Application number: KR1020020013412A
Authority: KR
Inventors: 나광출
Original assignee: 나광출
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2002-04-17

Abstract

본 발명은 로도슈도모나스 아시도필라(Rhodopseudomonas acidophila),로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata),로도슈도모나스 겔라티온사(Rhodopseudomonas gelationsa),로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris),로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)에서 선택된 광합성세균 중 1종 이상을 이용하여 최적배지에서 균체수를 1 ×10⁸cells/ml 이상으로 배양하고, 이 배양액 1.0 중량부에 대해 1.0∼5.0 중량부의 물을 첨가하여 혼합시킨 후, 가축 배합사료 99.0∼95.0 중량부에 고루 분무 살포하고, 배합사료의 수분함유량을 8∼13%로 조절하여, 균체가 생존하도록 제조된 가축에 급여하는 광합성세균 배양액 함유 배합사료를 제공하는 것이다. 또한 토종 광합성세균들을 분리하고, 이들 균에서 가축의 성장촉진, 소화기성 질병 감소, 분뇨의 악취를 제거할 수 있는 미생물을 이용하여 광합성세균 배양액 혼합배합사료를 개발한 것으로, 가축을 질병에 강하게 하여 항생제의 남용을 줄이고 악취를 줄임으로써 쾌적한 사육환경을 제공할 수 있는 것이다.

Description

광합성세균 배양액을 함유한 배합사료{Assorted feed containing photosynthetic bacteria cultivation solution}

본 발명은 항균성물질과 악취제거 능력이 뛰어난 광합성세균을 생육 최적배지나 최적배지 킬레이트 농축액 배지를 이용하여 배양시킨 배양액을 액상 그대로 가축의 배합사료에 분무하여 수분함유량을 14%가 넘지 않게 제조한 광합성세균함유 배합사료의 제조방법에 관한 것이다.

광합성 세균은 자연계의 식물(食物) 순환 회로에서 일군을 이루는 중요한 미생물로써 사람이나 동물의 배설물 같은 오물을 종속 영양세균과 같이 정화하며 유기물이 분해되면서 나오는 유화수소나 질소 화합물 등 작물이나 어류에 해로운 물질들을 자신의 먹이로 섭취 제거하면서 탄산가스와 태양에너지를 이용하여 광합성을 행하여 증식하며 토양에서는 유산균, 방선균 같은 유익미생물의 증식을 촉진하고 수중에서는 클로렐라 같은 녹색미생물의 발생과 증식을 늘리며 자신은 어패류의 먹이 사슬인 동물성 플랑크톤의 먹이로 사용된다.

따라서 광합성 세균은 토양, 논, 호수, 해안, 하수처리장 등 오물이 있는 곳에는 어느 곳이든 존재하며 특히 유기물이 많이 있는 곳에는 다량 존재하고 있다.

광합성세균은 작물, 가축, 어류의 생육환경에서 발생되는 유해물질인 황화수소(H₂S), 아질산, 질산, CO₂, 저급 지방산, 유기산등을 균체의 영양분으로 흡수하여 증식함으로써 생육환경을 정화하는 생리적인 기능 외에 균 체내에 다량의 단백질과 양질의 아미노산 그리고 비타민, 핵산, 적색색소와 같은 영양물질과 유비퀴논과 같은 생리활성물질을 다량함유하고 있어 가축, 작물, 양어에 활용되고 있다.

가축에서 광합성세균의 이용도를 보면 주로 사료효율 향상과 축사의 악취제거에 이용하고 있는 실정이다.

광합성 세균의 균체는 단백질 함유량이 무려 60%정도나 되며 비타민 A는 864,600 IU/100g, 비타민 B12 200γ%, 비타민 C 20,000γ로 희귀성 비타민을 다량 함유하고 붉은색의 카로티노이드와 세균성 엽록소를 가지고 있어 영양가가 아주 높다.

이와 같이 동물성인 단백질과 식물성인 엽록소와 비타민 C를 동시에 가지고 있어 가축에 기호성이 좋으며 또한 광합성세균은 세포벽의 다당류가 아주 연해 소화율이 좋아 가축들이 극소량 섭취한다 해도 배합사료에서 부족한 미량 영양성분들을 자연상태로 보충하여 줌으로써 어린 가축에서는 사료 효율을 높여 증육을 촉진시키며 큰 가축에서는 불포화지방산의 증가, 피하 지방두께의 감소, 맛과 육색의 향상 등 고기의 질을 향상시킨다.

특히 광합성세균체에 함유된 카로티노이드는 천연 적색 색소로서 이 성분이 가축의 육질이나 난황의 색상을 선홍색으로 아름답게 해준다고 보고되고 있다.

광합성세균은 인류의 역사 이전부터 자연생태계에 존재하여 유기물이 많은 오폐수의 자연 정화에 중요한 역할을 해 왔던 미생물인 만큼 가축 분뇨의 악취물질인 탄산, 질소, 유황 화합물의 악취 가스를 먹이로 사용하여 증식함으로써 축사에서 발생되는 맹독성 악취 제거와 고농도의 가축 분뇨 폐수에서 정화능력을 확실히 보여주고 있다.

또한 광합성세균 중에는 항바이러스 인자를 가지고 있는 종도 있어 바이러스성 설사로 인한 새끼 돼지의 폐사를 방지하는데도 활용하고 있다.

최근에는 광합성세균이 가지고 있는 항균성물질에 대한 연구도 진행되고 있는 실정이다.

국내에서 광합성세균을 가축에 먹이는 방법은 주로 광합성세균을 배양하여 그 배양액을 미강 같은 유기물 담채나 질석 같은 무기물 담채에 흡착하여 만든 고체 미생물 제제를 배합사료에 첨가하여 사용하게 하거나 광합성세균배양액을 가축이 먹는 음수에 부어 주고 있다.

그러나 고체 미생물 제제의 경우 광합성세균 단독 균주 만으로 만들어 진 배합사료첨가 미생물 제제는 없으며 설혹 제조한다하더라도 광합성세균배양액에서 광합성세균만을 분리하여 담채에 흡착시킨다면 고가의 비용이 들어 실용성이 없으며 광합성세균배양액을 그대로 담채에 흡착시킬 시는 수분함유량이 많아 20 중량부 이상 흡착시킬 수 없어 사용효과가 극미할 수밖에 없다.

또한 광합성세균배양액을 물에 부어 주는 방법은 국내의 양축 농가에서 가축이 하루에 먹는 음수량을 저장할 수 있는 음수저장탱크를 가지고 있는 곳이 적어 실용성이 적으며 특히 하루에 한번이상 부어주어야 하는 불편감 때문에 사용을 기피하고 있는 실정이다.

그리고 자연계에서 홍색을 띄는 광합성 세균의 종류는 37종이나 되며 그 중에서 작물이나 가축, 그리고 양어에 가장 잘 이용되고 있는 홍색 광합성세균의 종류만 해도 무려 16종이나 된다.

이러한 홍색 광합성세균은 균종에 따라 영양물질, 생육촉진물질, 항균물질생성능력, 악취제거능력, 유기물 분해 능력 등 특성이 크게 다르다. 또한 같은 균 종이라 해도 키우는 환경(빛의 유무와 밝기의 정도, 산소 의 유무), 배지에 따라 배양액 중에 내 놓는 영양물질이 달라진다.

따라서 광합성세균배양액 제품은 농업, 축산, 수산의 사용용도에 따라 필요한 균종을 배지를 달리하여 배양하여야 하나 통상 동일한 종과 한 배지를 이용하여 배양하여 농축수산에 다용도로 사용하고 있어 사용효과가 미미한 실정이다.

광합성세균을 배양하는 배지는 일반적으로 무기나 유기 영양원에 미량요소가 합해져야한다. 통상의 배지를 제조할 때는 문제가 없으나 배지를 10배 이상 농축해서 사용할 때는 미량요소에 함유된 금속물질에 의해 침전을 일으키므로 유기영양원과 미량요소를 따로 농축하여 보관하고 배양용 배지를 만들 때 따로 부어서 섞어주어야 하는 불편함이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가축의 내병성을 향상시키고 축사의 악취물질을 제거하여 가축에서 발생되는 소화기성 질병과 호흡기 질병의 감염을 줄임으로써 가축을 건강하게 기르고자 항균력과 악취 제거력이 뛰어난 광합성세균을 이용하여 광합성세균의 배양액을 만들고 광합성세균배양액을 적량의 물에 희석하여 직접 배합사료에 분무 살포하여 바로 가축에 줌으로써 효과가 뛰어나고 사용하기 편리한 광합성세균배양액 함유 배합사료를 제조한 것이다.

따라서 국내 양돈장과 토양에서 광합성세균을 분리하고, 이들 균에서 항균력과 악취제거능력이 뛰어난 균종을 선발하여 최적배지에서 배양한 배양액을 배합사료에 분무살포하고 수분함유량을 14% 이내로 조절하여 유통기간 중 변질이 없고 균주도 살아 있어 효능이 뛰어난 광합성세균배양액 함유 배합사료를 개발한 것이다.

또한 광합성세균의 배지를 20∼50배로 농축한 농축액상배지를 사용하여 배양액을 만들 때 영양원과 미량요소를 따로 농축하여 섞는 불편 감을 제거하기 위해 농축액 제조시 킬레이트화하여 영양원과 배지를 침전 없이 함께 농축함으로써 농축배지를 이용하여 광합성세균을 배양할 때도 편리하게 사용하도록 개발한 것이다.

본 발명의 목적은 로도슈도모나스 아시도필라(Rhodopseudomonas acidophila),로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata),로도슈도모나스 겔라티온사(Rhodopseudomonas gelationsa),로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris),로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)에서 선택된 광합성세균 중 1종 이상을 이용하여 최적배지에서 균체수를 1 ×10⁸cells/ml 이상으로 배양하고, 이 배양액 1.0 중량부에 대해 1.0∼5.0 중량부의 물을 첨가하여 혼합시킨 후, 가축 배합사료 99.0∼95.0 중량부에 고루 분무 살포하고, 배합사료의 수분함유량을 8∼13%로 조절하여, 균체가 생존하도록 제조된 가축에 급여하는 광합성세균 배양액 함유 배합사료를 제공하는 것이다.

상기 광합성세균을 배양하기 위한 최적배지는 NH₄Cl, NaHCO_3,K₂HPO_4,KH₂PO₄,NaCl, 효모 추출물, 비오틴, p-아미노안식향산을 먼저 녹이고, 킬레이트 물질인 EDTA-2Na를 농축 액체 배지량의 5∼20 중량부를 녹여 혼합한 다음 CaCl₂·2H₂O, MgSO₄·7H₂O를 첨가하고, 미량무기원소인 FeCl₃·6H₂O, CuSO₄·5H₂O, H₃BO_3,MnCl₃·4H₂O, ZnSO₄·7H₂O, CO(NO₃)₂6H₂O를 차례대로 녹여 혼합함으로써 두 용액을 함께 넣어 농축하여도 침전이 없는 광합성 세균의 10∼50배 농축액 배지를 사용함을 특징으로 한다.

또한 상기 배합사료 중 광합성세균 배양액의 함량은 0.1∼1.0(w/v)%이며, 배양액의 세균 농도는 5 ×10⁷∼5 ×10⁸cell/ml임을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 항균력과 악취제거능력이 뛰어난 광합성세균 로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)를 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 목적은 항균물질 생성능력과 악취제거 능력이 뛰어난 광합성세균Rhodopseudomonas acidophila, Rhodopseudomonas capsulata, Rhodopseudomonas gelationsa, Rhodopseudomonas palustris, Rhodopseudomonas sphaeroides(기탁번호 KCTC-8849P호)를 이용하여 최적배지에서 바로 배양하거나 광합성세균의 액상배지를 킬레이트화하여 20∼50배로 농축한 배지를 희석 배양하여 균체 수를 1 ×10⁸cells/ml 이상 배양하고 이 배양액 1.0 중량부에 대해 1.0∼5.0 중량부의 물을 첨가하여 잘 섞은 후, 가축 배합사료 99.0∼95.0 중량부에 고루 분무 살포하고 수분함유량을 8∼13%로 조절하여, 30일 이상의 장기보관 시에도 배합사료의 변질이 없고, 균체가 생존하도록 제조하였으며 사용방법도 편리하게 그대로 가축에 급여하는 광합성세균 배양액 함유 배합사료의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한 광합성세균의 농축액상배지를 만들 때 EDTA를 먼저 물에 녹인 다음 영양원과 미량원소를 순서대로 녹여 혼합하여야 침전을 방지하는데 효과적이었다.

통상 농축산에 활용되고 있는 홍색 무유황 광합성세균의 균종은 16종이나 되고 균종에 따라 항균물질생성능력이나 악취제거능력이 각기 다르며 같은 균종이라도 사용하는 배지에 따라 그 효과가 다르게 나타내고 있다. 본 발명에 사용된 홍색 무유황 세균의 균종은 로도슈도모나스 아시도필라(Rhodopseudomonas acidophila),로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata),로도슈도모나스 겔라티온사(Rhodopseudomonas gelationsa),로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris),로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)로 항균물질 생성능력과 악취제거 능력이 뛰어난 균주들이다.

이와 같은 균주의 분리는 국내의 토양과 가축의 분뇨에서 분리한 광합성세균들로 가축의 장내에서 병원성 질환을 일으킬 수 있는 병원성 세균에 대해서는 항균력을 가지나 장내 발효미생물인 효모나 유산균에 대해서는 영향을 주지 않고 악취제거 능력이 뛰어난 균 종들로 그 중에서 로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)가 더 우수한 효과를 보여 주었다(표 1, 2 참조).

균주의 항균성실험

균주	표본	다양한 농도에서의 생장
균주	표본	10	50	100	150	200	300
B. cereus	NA072	-	-	-	±	+	+
B. cereus	NA075	-	-	-	-	±	+
B. subtilis	NA072	-	-	±	+	+	+
B. subtilis	NA075	-	-	-	±	+	+
S. aureus	NA072	-	-	±	+	+	+
S. aureus	NA075	-	-	-	-	-	±
E. coli	NA072	-	-	±	+	+	+
E. coli	NA075	-	-	-	-	-	+
P.fluorescens	NA072	-	-	-	±	+	+
P.fluorescens	NA075	-	-	-	-	-	+
L. plantarum	NA072	-	-	-	-	-	-
L. plantarum	NA075	-	-	-	-	-	-
S.cerevisiae	NA072	-	-	-	-	-	-
S.cerevisiae	NA075	-	-	-	-	-	-

주 1) NA072 균주는 로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)

NA075 균주는 로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata)

주 2) + 생육억제, ±약간생육억제, - 생육됨

균주의 악취물질제거

	암모니아(ppm)	메칠아민(ppm)	트리메칠아민(ppm)
조건	조명, 혐기	조명, 혐기	조명, 혐기
대조구	5.0	11.0	7.0
처리구	1.25	2	5.86	7.26	3.33	4.67
경과시간	36시간후	36시간후	36시간후
균종	NA072	NA075	NA072	NA075	NA072	NA075

본 발명은 가축의 내병성을 향상시키고 축사의 악취물질을 제거하여 가축에서 발생되는 소화기성 질병과 호흡기 질병의 감염을 줄임으로써 가축을 건강하게 기르기 위해 항균력과 악취 제거력이 뛰어난 광합성세균을 이용하여 광합성세균의 배양액을 만들고 광합성세균배양액을 적량의 물에 희석하여 직접 배합사료에 분무 살포하여 바로 가축에 줌으로써 효과가 뛰어나고 사용하기 편리한 광합성세균배양액 함유 배합사료를 제공한다.

Claims

로도슈도모나스 아시도필라(Rhodopseudomonas acidophila),로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata),로도슈도모나스 겔라티온사(Rhodopseudomonas gelationsa),로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris),로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)에서 선택된 광합성세균 중 1종 이상을 이용하여 최적배지에서 균체수를 1 ×10⁸cells/ml 이상으로 배양하고, 이 배양액 1.0 중량부에 대해 1.0∼5.0 중량부의 물을 첨가하여 혼합시킨 후, 가축 배합사료 99.0∼95.0 중량부에 고루 분무 살포하고, 배합사료의 수분함유량을 8∼13%로 조절하여, 균체가 생존하도록 제조된 가축에 급여하는 광합성세균 배양액 함유 배합사료
제 1항에 있어서, 상기 광합성세균을 배양하기 위한 최적배지는 NH₄Cl, NaHCO_3,K₂HPO_4,KH₂PO₄,NaCl, 효모 추출물, 비오틴, p-아미노안식향산을 먼저 녹이고, 킬레이트 물질인 EDTA-2Na를 농축 액체 배지량의 5∼20 중량부를 녹여 혼합한 다음 CaCl₂·2H₂O, MgSO₄·7H₂O를 첨가하고, 미량무기원소인 FeCl₃·6H₂O, CuSO₄·5H₂O, H₃BO_3,MnCl₃·4H₂O, ZnSO₄·7H₂O, CO(NO₃)₂6H₂O를 차례대로 녹여 혼합함으로써 두 용액을 함께 넣어 농축하여도 침전이 없는 광합성 세균의 10∼50배 농축액 배지를 사용함을 특징으로 하는 광합성세균 배양액 함유 배합사료
제 1항에 있어서, 상기 배합사료 중 광합성세균 배양액의 함량은 0.1∼1.0(w/v)%이며, 배양액의 세균 농도는 5 ×10⁷∼5 ×10⁸cell/ml임을 특징으로 하는 광합성세균 배양액 함유 배합사료
항균력과 악취제거능력이 뛰어난 광합성세균 로도슈도모나스 세파에로이데스(Rhodopseudomonas sphaeroides) (기탁번호 KCTC-8849P호)