KR20120088498A

KR20120088498A - 악취 제거능을 갖는 미생물 및 이의 이용

Info

Publication number: KR20120088498A
Application number: KR1020110084912A
Authority: KR
Inventors: 이상석; 김선호; 배지나
Original assignee: 순천시
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-08-08
Also published as: KR101534891B1

Abstract

본 발명은 바실러스 리체니포미스(Bacillius licheniformis) SROD1 및 이를 이용하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바실러스 리체니포미스(Bacillius licheniformis) SROD1을 포함하는 미생물 제제를 축사의 분 또는 뇨에 살포하거나 상기 미생물 제제를 포함하는 축산용 사료를 가축에게 섭취시키는 경우 축사의 악취를 제거하거나 감소시킬 수 있다. 또한 인체나 동물에 해가 적고 안전하며, 악취를 제거하거나 감소시키기 위한 처리 시설이 별도로 필요하지 않기 때문에 비용이 적게 들며 악취 유발 기체를 근본적으로 감소시키기 때문에 그 효용 가치는 매우 크다.

Description

악취 제거능을 갖는 미생물 및 이의 이용 {Microorganism capable of reducing malodor and its uses}

본 발명은 악취 제거능을 갖는 미생물, 이를 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물 제제를 포함하는 축산용 사료 및 상기 미생물 제제 및/또는 축산용 사료를 이용하여 악취를 감소시키는 방법에 관한 것이다.

축산업은 가축을 번식하고 길러 식육을 공급하는 농업의 한 분야로 사람들에게 고기, 가죽 등을 제공하는 국가의 기간산업이다. 그러나 삶의 질이 높아지면서 환경에 대한 관심이 증대됨에 따라 축산업을 영위하는 동안 발생하는 악취 및 이의 부작용에 대한 우려가 증대하였으며, 이에 따라 악취를 제거하는 방안에 대하여 관심이 높아지고 있다.

축사에서 발생되는 악취는 주로 가축 배설물을 퇴비화하는 경우 발생하는 각종 영양 성분들의 미생물에 의한 화학적 전환 과정에서 또는 가축이 음식물을 섭취하는 경우 발생하는 장내 음식물의 미생물에 의한 화학적 전환 과정에 의해 발생된다. 즉 가축의 배설물에는 유기물질 및 각종 영양 성분이 포함되어 있으므로 미생물의 에너지원으로 사용될 수 있는데, 이렇게 가축의 배설물이 미생물에 의해 분해될 때 다양한 가스와 휘발성 물질들을 발생시키며 특히 이러한 과정이 혐기적 환경에서 일어나는 경우 악취가 발생된다.

이러한 악취 유발 물질은 주로 암모니아와 황화 수소이며, 이 외에도 휘발산 지방산, 스틸렌, 트리메틸아민, 메틸메르캅탄, 황화메틸, 이황화메틸, 아세트알데하이드, 프로피온산 및 길초산 등 여러 가지 형태로 나타난다. 상기 악취 유발 물질은 단독으로 작용하여 악취를 유발하는 경우도 있으나, 대부분의 경우 2가지 이상의 물질이 복합되어 악취를 발생시킨다.

악취가 발생하면 주위 환경에 혐오감이나 불쾌감을 줄 뿐만 아니라 인체에 유해한 영향을 주기도 하고 가축의 성장을 저해하여 축산업의 발전을 막는 원인이 되기도 한다. 그러므로 축사에서 발생되는 악취를 제거하기 위한 여러 가지 방법이 시도되고 있다.

수세법은 악취 유발 물질을 물에 용해시켜 탈취하는 방법인데, 암모니아와 같이 물에 잘 녹는 악취 가스를 제거하는 데는 유용한 방법이나, 물에 녹지 않는 악취 유발 물질을 제거할 수 없으며 악취 유발 물질을 제거한 후 오염된 물을 처리해야하는 문제가 있다.

산화법은 이산화염소(두오존), 차아염소산소다(락스), 이산화염소산염 및 오존 등의 산화제를 사용하여 악취 유발 물질을 산화하고 분해시키는 방법인데, 박테리아, 곰팡이 또는 바이러스 등에 대한 살균 효과로 인하여 악취를 근원적으로 제거하는 유용한 방법이다. 그러나, 화학적인 방법을 사용하는 것이라서 인체 및 가축에 유해한 영향을 미칠 수 있다는 단점이 있다.

흡착법은 활성탄 등 표면적이 큰 흡착제를 이용하여 악취 유발 물질을 흡착시켜 제거하는 방법인데, 일정 시간이 지나면 흡착제의 표면이 감소하여 효율이 떨어지며 활성탄의 흡착능을 넘어서는 경우 악취가 흡착되지 않으므로 주기적으로 활성탄을 교체해 주어야 하는 문제가 있다.

마스킹법은 천연 또는 인공향을 휘발성이 강한 용제에 녹인 후 대기 중에 휘산시켜 악취를 은폐시키는 방법인데, 악취의 근본적인 해결책이 아닌 문제가 있다.

연소법은 고온에서 악취 유발 물질을 열적으로 산화하고 분해시키는 방법으로 악취 유발 물질이 고농도로 존재하고 있거나 복합적으로 있는 경우 이를 제거하는 데 효과적이나, 초기 투자 비용이 많이 소요되며 저농도의 악취 유발 물질을 제거하는 경우에는 비용이 많이 소요된다는 단점이 있다.

생물학적 방법 중 미생물을 이용하여 악취 유발 물질을 분해하는 방법의 경우 분해 효율이 높고 다른 방법으로 악취를 제거하는 것에 비하여 인체나 가축에 해를 미치는 정도가 낮으며 비용이 적게 든다는 장점이 있다. 또한 가축 장기내의 미생물 중 유익균의 우점화를 통하여 청정 축사를 유도할 수 있고 면역기능의 활성을 통하여 건강을 증진시거나 배설물 처리시 환경오염을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

미생물을 이용하여 악취를 감소시키기 위한 연구가 대한민국 특허공개공보 제2002-0066079호, 특허공개공보 제2004-0087282호, 특허공개공보 제2001-0096494호, 특허등록공보 제10-0654427호, 특허공개공보 제2009-0109246호, 및 특허공개공보 제2009-0114905호 등에 보고되었다. 그러나 상기 특허들은 악취를 감소시키기 위한 미생물로 바실러스 서브틸리스, 락토바실러스 플란타룸, 및 슈도모나스 스튜즈제리 등을 이용하였으며, 본 발명의 악취감소 미생물과 동일한 것은 개시되어 있지 않다.

이에 본 발명자들은 근본적으로 축사의 악취를 감소시키면서도 악취를 감소시키는 과정에서 인체나 동물에 해를 주지 않는 미생물을 개발하고자 시도하여 왔다. 그 결과, 가축의 배설물에서 분리한 미생물로부터 신규한 미생물을 발견하고, 상기 미생물이 종래의 악취 제거 효능을 갖는 미생물에 비하여 보다 효과적으로 축사에서 발생하는 악취를 감소시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 하나의 목적은 인체와 가축에 유해하며 주위 환경에 불쾌감을 주는 축사의 악취를 근본적으로 제거하거나 감소시키기 위해 안출된 것으로서, 축사에서 악취를 효과적으로 제거하거나 감소시키는 미생물 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1(기탁번호 KCCM 11171P)을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 미생물을 포함하는 것을 특징으로 하는 축사의 악취를 제거하거나 감소시키기 위한 미생물 제제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 미생물 제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 축사의 악취를 제거하거나 감소시키기 위한 축산용 사료를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 미생물 제제를 축사에 살포하거나 상기 축산용 사료를 가축에 섭취하게 하여 악취를 제거하는 방법을 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 축사의 악취 제거능을 갖는 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 축사는 돼지, 소, 양, 염소 등의 포유류와 꿩, 닭, 오리, 칠면조 등의 가금류 등의 가축을 키우는 장소를 말한다. 또한 상기 축사는 상기 축사로부터 포유류 또는 가금류 등의 분변이 흘러나가 집하되는 장소, 예를 들면 하수종말처리장을 포함하는 의미이다.

본 발명에 있어서, 상기 악취는 가축의 배설물 또는 가축의 배설물을 퇴비화하는 과정에서 발생되는데, 상기 과정이 혐기적 환경에서 이루어져서 악취가 발생되는 경우뿐만 아니라 호기적 환경에서 이루어져서 악취가 발생되는 경우도 포함된다. 구체적으로 상기 악취는 이로써 제한되는 것은 아니나 암모니아 및 황화 수소 등에 의하여 유발된다.

상기 암모니아는 체내 단백질이 분해될 때나 가축의 배설물 또는 가축의 배설물이 퇴비화되는 과정에서 생성되며 악취의 주된 원인 중 하나이다. 또한 염기성을 띄고 있으므로 생체 조직에 대해 자극을 주어 장기간 노출되는 경우 피부 조직이나 장기에 손상을 일으킬 수 있다.

상기 황화 수소는 수소의 황화물로 악취를 가진 무색의 유독한 기체로서 황을 함유하는 단백질의 부패에 의하여 생성된다. 낮은 농도에서도 썩은 달걀 냄새가 나며 공기보다 비중이 높아 지상에 머무르는 특징이 있어, 축사 내 악취의 주된 원인이 된다. 황화 수소를 흡입하는 경우 눈, 호흡기 및 신경계통에 영향을 미쳐 질병을 일으킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1은 본 발명자들에 의하여 돼지의 배설물에서 분리한 신규한 미생물이다.

구체적으로, 본 발명자들은 돼지의 배설물을 수집하여 황산화 선택 평판 배지 및 암모니아 산화 선택 평판 배지에서 배양한 후 균주를 분리 및 확인한 결과 새로운 균주를 발견하게 되었고, 그 새로운 균주를 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1으로 명명하였으며, 이를 2011년 2월 10일자로 한국미생물보존센터에 기탁번호 KCCM 11171P로 기탁하였다.

하나의 구체적 실시에서 티오황산나트륨 및 염화암모늄이 첨가된 NB 배지에 각기 다른 균주들을 접종하여 배양한 다음 암모니아태 질소, 아질산태 질소, 및 질산태 질소의 제거 효과를 비교해본 결과, 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1이 암모니아태 질소, 아질산태 질소, 및 질산태 질소를 효과적으로 제거하여, 질소 화합물을 제거하는 데 우수한 효능이 있는 것으로 나타났다.

다른 하나의 구체적 실시에서, 티오황산나트륨 및 염화암모늄이 첨가된 NB 배지에 각기 다른 균주들을 접종하여 배양한 다음 황산염 제거 효과를 비교한 결과, 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1이 황산염을 효과적으로 제거하였다. 또한 황화합물이 포함된 SO 액상배지에 각기 다른 균주들을 접종하여 배양한 다음 황산 제거 효과를 비교한 결과, 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1이 황산염을 효과적으로 제거하여, 황화합물을 제거하는 데 우수한 효능이 있는 것으로 나타났다.

또 다른 하나의 구체적 실시에서 플라스틱 용기에 돼지의 분뇨 및 각기 다른 균주들을 접종하고 배양한 후 암모니아 가스 및 황화 수소 가스 함량을 측정한 결과, 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1은 악취의 주원인이라고 알려진 암모니아 가스 및 황화 수소 가스 함량을 저감시켰다.

따라서 본 발명의 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1은 축사의 악취를 제거하거나 감소시키는 데 지금까지 보고된 어떠한 다른 미생물에 비하여 효과적으로 사용 가능하다.

하나의 구체화된 양태로서, 본 발명은 상기 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1을 포함하는 축사의 악취를 제거하거나 감소시키기 위한 미생물 제제를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 미생물 제제는 본 발명자에 의하여 새로이 발견된 상기 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1의 단일 종으로 사용될 수 있으며, 미생물이 2종 이상 혼합된 형태로도 사용될 수 있다. 미생물이 2종 이상 혼합된 경우는 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1 외에 축사의 악취 제거능이 공지된 미생물, 예를 들면 아세토박터 속 또는 로도슈도모나스속에 속하는 미생물로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 미생물을 포함할 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 미생물 제제는 분말 또는 액상의 형태일 수 있다.

상기 분말 형태의 미생물 제제의 경우 상기 미생물을 담체에 부착시킨 후 수분 함량이 0.1 내지 10 중량%가 되도록 건조시키고 분쇄하여 제품화한다. 수분 함량이 10 중량%를 초과하는 경우 미생물의 재활성화 효율이 떨어지거나 악취 제거 효과의 증가가 미미하여 경제적으로 바람직하지 않다. 분말 형태로 미생물 제제를 사용하는 경우 제조공정이 단순하고 제품 생산비가 낮으며 보존성이 좋다는 장점이 있다.

상기 담체로는 분말상의 점토류, 활성탄, 코크스, 제철소 폐슬래그, 화산재 및 연소재로 구성되는 군에서 하나 이상 선택된 것이 사용될 수 있으며, 상기 점토류로는 제올라이트, 질석, 규조토, 고령토, 옹기토, 장석, 차지토 및 활석으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이로 제한되는 것이 아니다.

상기 분말 형태의 미생물 제제에는 부형제가 추가될 수 있다. 상기 부형제의 경우 아미노산, 비타민C, 비타민E, 키토산 및 포도당을 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나 반드시 이로 제한되는 것이 아니다.

상기 액상 형태의 미생물 제제의 경우 상기 미생물의 배양액을 혼합하거나 희석하고, 미생물을 안정화 시키기 위해 포도당이나 글리세린을 혼합한 후 최종 농도가 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%가 되도록 제조한다. 미생물이 1 중량% 미만인 경우에는 미생물 제제의 악취 제거 효과가 미미할 수 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 악취 제거 효과의 증가가 미미하여 경제적으로 바람직하지 않다. 액상 형태로 미생물 제제를 사용하는 경우 분말 제품에 비하여 활성이 빠르고 취급이 간편한 장점이 있다.

상기 미생물 제제는 직접 축사나 축분에 처리하거나 하수종말처리장에 사용하여 악취 성분을 제거하거나 감소시킴으로써 악취를 제거하거나 감소시킬 수 있다. 상기 축사는 반드시 이로 제한되는 것은 아니나 돼지, 소, 양, 염소 등의 포유류와 꿩, 닭, 오리, 칠면조 등의 가금류의 축사를 포함하며 바람직하게는 돼지의 축사를 말한다. 상기 하수종말처리장은 상기 미생물 제제를 사용하는 경우 2차 오염 없이 악취를 감소시키므로 토양 개량 및 환경 개선의 효과가 있다.

다른 하나의 구체화된 양태로서, 본 발명은 축사 악취 제거용 미생물 제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산용 사료를 제공한다.

상기 사료는 반드시 이로 제한되는 것은 아니나 옥수수, 소백, 밀, 대두밀, 콩, 쌀 등의 어느 하나 또는 이들로 이루어진 군에서 2 이상을 선택한 혼합물을 분쇄하여 얻어지는 분쇄물과 이들을 가공하는 과정에서 얻어지는 쌀겨, 밀겨, 보리겨와 같은 가공 부산물이 사용될 수 있다.

상기 축산용 사료에는 상기 축사 악취 제거용 미생물 제제가 사료의 총 중량에 대하여 0.1 내지 0.3 중량% 포함하는 것을 특징으로 하며 바람직하게는 0.2 중량%이다. 상기 미생물 제제가 0.1 중량% 미만 포함되는 경우 축산용 사료의 악취 제거 효능이 미미할 수 있으며, 0.3 중량% 초과하는 경우 효과가 그 이하일 경우와 거의 동일하며 효과 대비 비경제적이기 때문이다.

상기 축산용 사료는 반드시 이로 제한되는 것은 아니나 돼지, 소, 양, 염소 등의 포유류와 꿩, 닭, 오리, 칠면조 등의 가금류에 제공하기 위한 것이며, 바람직하게는 돼지에 제공하기 위한 것이다.

상기 축산용 사료 내의 미생물의 경우 무독성이며 산, 효소, 담즙에 대한 내성을 갖추고 있어 장으로 가는 동안 살아남는 특성을 가진다. 또한 혐기적 환경에서도 생리활성을 보이며 장내 상피 세포나 점막에 흡착하여 착생할 수 있다.

상기 축산용 사료를 섭취하는 경우 그 효과가 반드시 이로 제한되는 것은 아니나, 섭취하는 가축의 면역활성을 증가시켜 건강이 증진되게 하고 질병에 대한 저항력을 길러 가축의 폐사율을 감소시키며 항생제의 남용을 억제시키는 효과가 있다. 또한 가축 배설물의 냄새를 제거하거나 감소시키며 축분의 퇴비화를 촉진시켜주는 효과를 보인다.

다른 하나의 구체화된 양태로서, 본 발명은 본 발명의 상기 미생물 제제를 축사의 분 또는 뇨에 살포하거나 상기 축산용 사료를 가축에게 섭취하게 하여 악취를 제거하는 방법을 제공한다.

상기 미생물 제제는 분말 또는 액상 형태로 제조된 미생물 제제를 말한다.

상기 축사는 돼지, 소, 양, 염소 등의 포유류와 꿩, 닭, 오리, 칠면조 등의 가금류의 축사를 포함하며 바람직하게는 돼지의 축사를 말하나 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 가축은 돼지, 소, 양, 염소 등의 포유류와 꿩, 닭, 오리, 칠면조 등의 가금류를 포함하며 바람직하게는 돼지를 말하나 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 악취는 축사 또는 가축 장내의 암모니아 및 황화 수소 등의 가스를 감소시키거나 제거함으로써 감소시킬 수 있다.

본 발명의 바실러스 리체니포미스(Bacillus liheniformis) SROD1 (KCCM 11171P)은 돼지의 배설물에서 분리한 것이므로 화학적인 방법을 사용하여 악취를 제거하거나 감소시키는 것에 비하여 인체나 동물에 해가 적고 안전하며, 기타 악취를 제거하거나 감소시키기 위한 처리 시설이 별도로 필요하지 않기 때문에 비용이 적게 든다. 또한 악취를 유발하는 기체를 근본적으로 감소시키기 때문에 그 효용 가치는 매우 크다고 할 것이다. 이외에도 상기 미생물을 이용하여 미생물제제 및 가축용 사료 등을 제조한다면 부가적인 경제적 이득을 취할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 돼지 사육 환경 및 배설물의 수집

1-1. 돼지 사육 환경

돼지는 순천대학교 농장에서 사육하였으며, 랜드레이스(Landrace)와 요크셔(Yorkshire)가 교잡된 종으로 평균 체중이 45kg인 3개월된 암컷을 사용하였다. 실험 기간동안 사료와 물은 자유롭게 섭취할 수 있도록 하였다.

1-2.돼지 배설물의 수집

돼지 배설물은 순천대학교 농장에서 키우는 돼지로부터 수집하였다. 돼지 배설물은 돼지의 직장에서 바로 수집한 후 진공 상태에서 39℃의 플라스크에 옮겨 담았다. 돼지 배설물을 수집하는 동안 돼지의 건강 상태는 양호하였으며, 오염을 막기 위하여 배설물의 수집은 15분 내에 이루어지도록 하였다.

실시예 2 : 균주의 분리 및 DNA 추출

2-1. 균주의 분리

상기 실시에 1-2에서 수집한 돼지 배설물을 분뇨 조성과 유사한 BH1 합성 배지에서 집식 배양하여 성장한 균을 1차 선별한 다음, 상기 선별된 균들을 황산화(SO; Sulfur oxidizer) 선택 평판 배지 및 암모니아 산화(AO; Ammonia oxidizer) 선택 평판 배지에 배양하여 성장한 균을 2차 선별하였다. 상기 배양과정에서 생긴 콜로니를 단일 콜로니 선별(single colony pick-up) 방법을 이용하여 분리하여 암모니아 및 황산화능이 우수한 균주를 수집한 결과 총 40종의 균주가 수집되었다.

2-2. DNA 추출

상기 2-1에서 분리한 균주를 고체 배지에서 배양한 후, 콜로니를 튜브에 넣은 후 100㎕의 5% Chelex(Biorad)를 넣었다. 그 후 95℃에서 10분간 둔 후 상층액에서 DNA를 추출하였다.

실시예 3 : 균주의 동정

3-1. PCR의 수행 및 DNA의 확인

상기 실시예 2-1에서 분리한 균주의 종을 확인하기 위해, 분리한 균주의 16S rDNA를 이용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR) 실험을 수행하였다. 프라이머로는 보편적인 프라이머인 27F(5′-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG-3′; 서열번호 1)와 1492R(5′- TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T-3′; 서열번호 2)을 사용하였다(Nubel et al. 1996. Sequence heterogeneities of genes encoding 16S rRNAs in Paenibacillus polymixa detected by temperature gradient gel electrophoresis. J. Bacteriol. 178, 5636-5643). 94℃에서 5분간 초기 변성(pre-denaturation)시킨 후 94℃에서 45초간 단일가닥으로 변성(denaturation)시키고, 55℃에서 45초간 결합시킨(annealing) 후 72℃에서 1분간 연장(extension)하는 과정을 총 32회 반복하여 수행하였다. 후기 연장(Post-extension)은 72℃에서 10분간 수행하였다. 상기 실험은 Applied Biosstem사의 Gene Amp PCR System 2700 thermocycler를 이용하여 수행하였다.

그 후 상기에서 증폭한 DNA를 EtBr(ethidium bromide)을 이용하여 전기영동법에 의하여 확인한 결과 1.5 kb의 크기를 가진 DNA를 확인하였다.

3-2. ARDRA를 통한 균주의 비교

상기 실시예 2-1에서 분리한 균주들을 비교하기 위하여 ARDRA(Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis) 방법을 사용하였다. 상기 실시예 3-1에서 증폭한 DNA를 HaeIII 및 HhaI 제한효소를 사용하여 37℃에서 5시간 동안 반응시킨 후 2.5% 아가로스 젤을 이용하여 전기영동을 수행하여 나타난 밴드의 양상을 비교한 결과 중복된 균주를 제외하고 총 12종의 균주를 선별하였다.

3-3. DNA의 염기서열의 분석

상기 실시예 3-2에서 선별한 균주 중 성장속도가 느린 균주, 병원성 미생물, 및 위험성 미생물로 추측되는 균주들을 제외한 총 8종의 균주에 대하여, 상기 실시예 3-1에서 증폭한 DNA를 Qiagen사의 QIAquick PCR Purification Kits을 사용하여 분리하였다. 그 후, 분리한 DNA는 마크로젠(Macrogen)사에 보내어 양 방향 DNA의 염기서열을 분석하였고, 분석된 염기서열을 National Center Biotechnology Information(NCBI)의 Blast Network Service를 이용하여 비교한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 균주 중에서 시료번호 2A3 균주의 분석된 염기서열을 서열번호 3에 나타내었다.

실시예 4 : 균주들의 질소화합물 제거 효과 비교

4-1. 암모니아태 질소(NH₃-N) 제거 효과 비교

상기 실시예 3-3에서 선별한 균주들의 암모니아태 질소 제거 효과를 비교하기 위해 티오황산나트늄(Na₂S₂O₃) 및 염화암모늄(NH₄Cl)이 첨가된 NB 배지 10㎖에 상기 실시예 3-3에서 분석한 균주를 접종한 후 30℃에서 120rpm의 속도록 48시간동안 회전 배양하였다. 그 후 상기 배양액을 4000rpm의 속도로 20분간 원심분리하여 상층액만 회수한 다음 Chaney와 Marbach의 인도페놀 블루(Indophenol-Blue)법을 사용하여 페놀과 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite)의 존재하에서 청색을 생성시켜 630nm에서 흡광도를 측정하였다. 상기 측정된 결과를 암모니아태 질소에 대한 표준검량곡선을 이용하여 암모니아의 농도를 계산한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실험 결과, Alcaligenes aquatilis LMG 22996 및 Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서 암모니아 농도가 낮게 나타나, 암모니아태 질소 제거 효과가 높은 것으로 확인되었다. 또한 암모니아 제거 효과가 있는 것으로 알려진 Alcaligenes aquatilis 속에 비하여 수치가 낮게 나타나 Bacillus licheniformis ATCC 14580의 암모니아태 질소 제거 효과가 더 우수한 것으로 관찰되었다.

4-2. 아질산태 질소(NO₂-N) 제거 효과 비교

상기 실시예 3-3에서 선별한 균주들의 아질산태 질소 제거 효과를 비교하기 위해 상기 실시예 4-1의 방법을 사용하여 얻은 상층액에 술파닐아미드(sulfanilamide) 시약을 가하여 다이아조늄(diazonium) 염을 만들었다. 다음으로 상기 염을 커플링 시약(N-(1-naphthyl)-ethylenediamine HCl)과 반응시켜 아조(azo) 화합물을 생성시킨 후 548nm에서 흡광도를 측정한 후, 측정된 결과를 질산나트륨(NaNO₂)에 대한 표준검량곡선을 이용하여 암모니아의 미생물 대사 산물인 아질산염(NO₂)의 농도를 계산한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

실험 결과, Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서 아질산염 농도가 높게 나타나, 암모니아를 빠르게 대사시키는 과정을 통하여 아질산태 질소를 효과적으로 제거하는 것으로 관찰되었다.

4-3. 질산태 질소(NO₃-N) 제거 효과 비교

상기 실시예 3-3에서 선별한 균주들의 질산태 질소 제거 효과를 비교하기 위해 상기 실시예 4-1의 방법을 사용하여 얻은 상층액에 부루신(brucine)과 황산을 가하여 황색 물질을 생성시킨 후 410nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 후 측정된 결과를 질산칼륨(KNO₃)에 대한 표준검량곡선을 이용하여 암모니아의 미생물 대사 산물인 질산염(NO₃)의 농도를 계산한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

실험 결과, Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서 질산염 농도가 높게 나타나, 암모니아를 빠르게 대사시키는 과정을 통하여 질산태 질소를 효과적으로 제거하는 것으로 관찰되었다.

실시예 5 : 균주들의 황화합물 제거 효과 비교

5-1. 황산염(SO₄) 제거 효과 비교

상기 실시예 3-3에서 선별한 균주들의 황산염 제거 효과를 비교하기 위해 상기 실시예 4-1의 방법을 사용하여 얻은 상층액에 중 1㎖을 취하여 Kolmert, A.,P. Wikstr, et. at(2000)에 기재된 방법에 따라 제조한 시약 1㎖과 혼합하였다. 그 후 상기 혼합물에 60㎎의 염화바륨(BaCl₂)을 넣고 30초 동안 섞은 후 420nm에서 흡광도를 측정하여 황산염(SO₄)의 농도를 계산한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

실험 결과, Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서 황산염 농도가 높게 나타나, 황화 수소를 빠르게 대사시키는 과정을 통하여 황산염를 효과적으로 제거하는 것으로 관찰되었다.

5-2. 황산(SO₄ ² ^-) 제거 효과 비교

상기 실시예 3-3에서 선별한 균주들의 황산염 제거 효과를 비교하기 위해 황화합물이 포함된 SO 액상배지를 이용하여 상기 균주들을 배양한 후, 48시간 후 660nm에서 흡광도를 측정하여 황산(SO₄ ² ^-)의 농도를 계산한 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

실험 결과, Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서 황산 농도가 높게 나타나, 황화 수소를 빠르게 대사시키는 과정을 통하여 황산을 효과적으로 제거하는 것으로 관찰되었다.

실시예 6 : 취기성분 분석법을 사용한 균주들의 악취제거 효과 비교

6-1. 시료의 제조 및 0 시간에서 가스 함량의 측정

돼지의 분뇨는 순천대학교 부속농장 돈사에서 배설 3시간 이내의 것을 채취한 후 30℃의 항온수조에 보관하였다. 그 후 채취한 돼지의 분과 뇨를 1: 1의 비율로 혼합한 다음 480g을 취하여 2.4L의 플라스틱 용기에 담았다. 다음으로 상기 플라스틱 용기를 실온에서 1시간 동안 놓아 두어 안정화시킨 후, 가스포집기(Gastec AP-20, Kitagawa, Japan)를 사용하여 배양 0 시간째의 암모니아 및 황화 수소 가스 함량을 측정하였다.

6-2. 균주의 살포

상기 실시예 3-3에서 선별된 균주들에 대한 배양액 4.8㎖(1% 분뇨)을 분뇨 대조군을 제외한 플라스틱 용기에 각각 살포하였다.

6-3. 암모니아 가스 함량의 측정

상기 실시예 6-2의 균주 접종 후 0, 24, 48 및 72시간째에 상기 실시예 6-1의 방법을 이용하여 암모니아 가스 함량을 측정한 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

실험 결과, Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서 모든 시간대의 암모니아 가스 함량이 가장 낮게 나타나 암모니아 가스를 효과적으로 저감시키는 것으로 관찰되었다.

6-4. 황화 수소 가스 함량의 측정

상기 실시예 6-2의 균주 접종 후 0, 24, 48 및 72시간째에 상기 실시예 6-1의 방법을 이용하여 황화 수소 가스 함량을 측정한 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

실험 결과, 시간이 지남에 따라 대조구에서 황화 수소 농도가 증가하는 것과는 달리 Bacillus licheniformis ATCC 14580과 유사성이 높은 균주에서는 모든 시간대에서 암모니아 가스 함량이 낮게 유지되었다. 또한 배양 72시간 후에는 황화 수소가 검출되지 않는 것으로 보아, Bacillus licheniformis ATCC 14580가 황화 수소 가스를 효과적으로 저감시키는 것으로 관찰되었다.

상기 실시예들에서 확인한 바와 같이, 본 발명자들이 Bacillus liheniformis ATCC 14580과 유사한 균주가 악취 제거능이 우수한 것을 확인하였는바, 상기 균주를 Bacillus liheniformis SROD1으로 명명하였다.

한국미생물보존센터(국외)

KCCM11171P

20110210

<110> Industry-academy Cooperation Corps. of Sunchon National University <120> Microorganism capable of reducing malodor and its uses <130> PA110017 <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 27F <400> 1 agagtttgat cmtggctcag 20 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1492R <400> 2 tacggytacc ttgttacgac tt 22 <210> 3 <211> 1443 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bacillus licheniformis SROD1 <400> 3 agacgacgct gcggcgtgcc taatacatgc aagtcgagcg gacagatggg agcttgctcc 60 ctgatgtcag cggcggacgg gtgagtaaca cgtgggtaac ctgcctgtaa gactgggata 120 actccgggaa accggggcta ataccggatg cttgattgaa ccgcatggtt caattataaa 180 aggtggcttt cagctatcac ttacagatgg acccgcggcg cattagctag ttggtgaggt 240 aacggctcac caaggcaacg atgcgtagcc gacctgagag ggtgatcggc cacactggga 300 ctgagacacg gcccagactc ctacgggagg cagcagtagg gaatcttccg caatggacga 360 aagtctgacg gagcaacgcc gcgtgagtga tgaaggtttt cggatcgtaa aactctgttg 420 ttagggaaga acaagtaccg ttcgaatagg gcggtacctt gacggtacct aaccagaaag 480 ccacggctaa ctacgtgcca gcagccgcgg taatacgtag gtggcaagcg ttgtccggaa 540 ttattgggcg taaagcgcgc gcaggcggtt tcttaagtct gatgtgaaag cccccggctc 600 aaccggggag ggtcattgga aactggggaa cttgagtgca gaagaggaga gtggaattcc 660 acgtgtagcg gtgaaatgcg tagagatgtg gaggaacacc agtggcgaag gcgactctct 720 ggtctgtaac tgacgctgag gcgcgaaagc gtggggagcg aacaggatta gataccctgg 780 tagtccacgc cgtaaacgat gagtgctaag tgttagaggg tttccgccct ttagtgctgc 840 agcaaacgca ttaagcactc cgcctgggga gtacggtcgc aagactgaaa ctcaaaagga 900 attgacgggg gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta attcgaagca acgcgaagaa 960 ccttaccagg tcttgacatc ctctgacaac cctagagata gggcttcccc ttcgggggca 1020 gagtgacagg tggtgcatgg ttgtcgtcag ctcgtgtcgt gagatgttgg gttaagtccc 1080 gcaacgagcg caacccttga tcttagttgc cagcattcag ttgggcactc taaggtgact 1140 gccggtgaca aaccggagga aggtggggat gacgtcaaat catcatgccc cttatgacct 1200 gggctacaca cgtgctacaa tgggcagaac aaagggcagc gaagccgcga ggctaagcca 1260 atcccacaaa tctgttctca gttcggatcg cagtctgcaa ctcgactgcg tgaagctgga 1320 atcgctagta atcgcggatc agcatgccgc ggtgaatacg ttcccgggcc ttgtacacac 1380 cgcccgtcac accacgagag tttgtaacac ccgaagtcgg tgaggtaacc tttggagcca 1440 gcc 1443

Claims

축사 악취 제거능을 갖는 바실러스 리체니포미스(Bacillius licheniformis) SROD1(KCCM 11171P).
제1항의 미생물을 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 악취 제거용 미생물 제제.
제2항에 있어서, 상기 축사 악취 제거용 미생물 제제는 분말 또는 액상 제형인 것을 특징으로 하는 축사 악취 제거용 미생물 제제.
제2항의 축사 악취 제거용 미생물 제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산용 사료.
제4항에 있어서, 상기 축사 악취 제거용 미생물 제제는 사료 총중량에 대하여 0.1 내지 0.3 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 축산용 사료.
제2항의 미생물 제제를 축사의 분 또는 뇨에 살포하거나 제4항의 축산용 사료를 가축에게 섭취하게 하여 축사내 악취를 제거하는 방법.