KR20190074439A - 암모니아 산화능을 지닌 브레비바실러스 ｓｐ. ＡＴＢ１１１１ 균주 - Google Patents

암모니아 산화능을 지닌 브레비바실러스 ｓｐ. ＡＴＢ１１１１ 균주 Download PDF

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KR20190074439A
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Abstract

본 발명은 암모니아 산화능을 지닌 브레비바실러스 sp. ATB1111 (Brevibacillus sp. ATB1111) 균주에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 배양을 위한 탄소원, 질소원을 포함하는 배지 조성, 상기 균주 및 배양 산물을 포함하는 조성물과 이를 이용한 퇴비화 방법에 관한 것이며, 본 발명을 통해 분리한 고온성 암모니아 산화 균주인 브레비바실러스 sp. ATB1111은 계통학적으로 유사한 근연종 균주와 비교할 때 생리, 화학적으로 다른 특징을 나타낼 뿐만 아니라, 고온에서 90% 이상의 높은 암모니아 산화능을 유지할 수 있어, 퇴비 시설에서의 암모니아 산화를 통한 악취 저감 등을 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

암모니아 산화능을 지닌 브레비바실러스 ｓｐ. ＡＴＢ１１１１ 균주{Brevibacillus sp. ATB1111 with ammonia oxidizing activity}
본 발명은 암모니아 산화능을 지닌 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 배양을 위한 탄소원, 질소원을 포함하는 배지 조성, 상기 균주 및 배양 산물을 포함하는 조성물과 이를 이용한 퇴비화 방법에 관한 것이다.
축산 폐기물은 유기 폐기물 총 발생량의 총 13.9%를 차지하고 있으며, 최근 여러 가지 환경 문제를 발생시키는 주요 오염 물질로 대두되고 있다. 특히 축산 페기물로부터 발생하는 암모니아, 휘발성 지방산, 스티렌, 트리메틸아민 등의 악취가 증가하면서, 인근에 거주하는 주민의 민원을 증가시키고 있다. 이 중 암모니아가 악취 피해의 주요한 원인을 차지하고 있으며, 이는 가축 체내에서 소화가 불충분하게 이루어진 사료, 체내 질소 생성물, 뇨로 배설된 질소 등이 해당된다.
최근에는 상기와 같은 악취 및 그 원인을 제거하기 위해 미생물을 이용한 폐기물의 퇴비화 시도가 이루어지고 있으나, 일반적인 미생물의 경우 퇴비화 과정에서 발생하는 열에 견디지 못하고 퇴비화에 관여하는 효소들의 활성이 없어지는 문제가 있어, 이와 같은 문제점을 발생시키지 않는 미생물을 찾아 도입하는 것이 절실한 상황이다.
국제공개특허공보 WO2015-190457 A1 (2015.12.17.)
A.K. Panda et al. Antonie van Leeuwenhock (2014) 105:623-639. N. Sridevi et al. Appl Biochem Biotechnol (2009) 157(2):254-262.
본 발명에서는 상기와 같은 문제점의 해결을 위해 고온에서 생존하면서, 성장을 유지하고, 악취의 주요 원인인 암모니아를 비롯한 질소 생성물을 효과적으로 분리하는 능력을 지닌 새로운 균주를 분리하고, 이를 퇴비화 과정에 활용할 수 있도록 제공하고자 하였다.
본 발명의 일 양태는 브레비바실러스 sp. ATB1111(Brevibacillus sp. ATB1111) 균주(수탁번호 KACC 92191P)에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는 상기 균주의 배양액, 배양상등액, 배양상등액의 추출물 또는 그 혼합물을 유효성분으로 포함하는 암모니아 산화용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 암모니아 산화용 조성물을 포함하는 악취 저감용 친환경자재에 관한 것이다.
본 발명을 통해 분리한 고온성 암모니아 산화 균주인 브레비바실러스 sp. ATB1111은 계통학적으로 유사한 근연종 균주와 비교할 때 생리, 화학적으로 다른 특징을 나타낼 뿐만 아니라, 고온에서 90% 이상의 높은 암모니아 산화능을 유지할 수 있어, 퇴비 시설에서의 암모니아 산화를 통한 악취 저감 등을 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 고온성 암모니아 산화 균주의 암모니아 산화능 비교 결과이다.
도 2는 브레비바실러스 sp. ATB1111의 세포 형태 관찰을 위한 TEM 사진이다.
도 3은 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 계통 분석 결과이다.
도 4는 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 (A) 배양 배지에 따른 균체 성장, (B) 암모니아 산화능을 비교한 결과이다.
도 5는 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 탄소원에 따른 고온성 암모니아 산화능에 대한 결과이다.
도 6은 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 탄소원인 D-마니톨(D-mannitol) 농도에 따른 암모니아 산화능에 대한 결과이다.
도 7은 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 질소원에 따른 고온성 암모니아 산화능에 대한 결과이다.
도 8은 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 질소원인 효모추출물(yeast extract) 농도에 따른 암모니아 산화능에 대한 결과이다.
도 9는 브레비바실러스 sp. ATB1111 균주의 (A) 배양 온도, (B) pH에 따른 균체 성장 및 암모니아 산화능에 대한 결과이다.
도 10은 브레비바실러스 sp. ATB1111과 근연종 균주 및 암모니아 산화 세균과의 암모니아 산화능 비교 결과이다.
이하 첨부한 표 또는 도면들을 참조하여 본 발명의 조성물에 대해 상세히 설명한다.
도면이 기재되어 있을 경우, 이는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 상기 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 브레비바실러스 sp. ATB1111(Brevibacillus sp. ATB1111) 균주(수탁번호 KACC 92191P)에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는 상기 균주의 배양액, 배양상등액, 배양상등액의 추출물 또는 그 혼합물을 유효성분으로 포함하는 암모니아 산화용 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명에서 분리한 상기 균주의 배양 방법에 대해 설명한다.
본 발명에서 상기 균주는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으나, 일예로 글루코스(glucose), 락토오스(lactose), 말토오스(maltose), 마니톨(mannitol), 만노오스(mannose), 리보오스(ribose), 및 수크로오스(sucrose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 탄소원으로 사용할 수 있으며, 좋게는 D-마니톨(D-mannitol)을 사용할 수 있다. 이를 통해 균체 성장이 현저히 상승할 수 있을 뿐만 아니라, 암모니아 산화능 또한 향상될 수 있어 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 균주는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으나, 일예로 N-Z 아민(N-Z amine), 육추출물(beef extract), 맥아추출물(malt extract), 펩톤(peptone), 트립톤(tryptone), 및 효모추출물(yeast extract)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 질소원으로 사용할 수 있으며, 좋게는 효모추출물(yeast extract)을 사용할 수 있다. 이를 통해 균체 성장이 현저히 상승할 수 있을 뿐만 아니라, 암모니아 산화능 또한 향상될 수 있어 바람직하다.
상기 균주를 배양하는 데 있어, 배지의 종류는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으나, 일예로 TSB(tryptic soy broth), NB(nutrient broth), LB(Luria-Bertani broth), BSB(Bacillus selection broth), SCB(starch casein broth), 및 R2B(R2B broth) 배지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으며, 좋게는 TSB(tryptic soy broth)을 사용할 수 있다. 이를 통해 균체 성장이 현저히 상승할 수 있을 뿐만 아니라, 암모니아 산화능 또한 향상될 수 있어 바람직하다.
본 발명에서 상기 균주의 배양 온도는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으나, 일예로 30 내지 70 ℃, 좋게는 37 내지 65 ℃, 더욱 좋게는 50 내지 60 ℃에서 배양할 수 있으며, 상기 범위에서 균체의 성장이 현저히 우수하며, 암모니아 산화능 또한 현저히 향상되어 바람직하다.
본 발명에서 상기 균주 배양시 pH는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으나, 일예로 pH 5 내지 11, 좋게는 pH 6 내지 10, 더욱 좋게는 7 내지 11의 범위에서 배양할 수 있으며, 상기 범위에서 균체의 성장이 현저히 우수하며, 암모니아 산화능 또한 현저히 향상되어 바람직하다.
이하, 본 발명에서 분리한 상기 균주의 배양 상등액 및 배양상등액의 추출물의 제조에 대해 설명한다.
본 발명에서, 상기 균주의 배양 방법에 따라 배양 후 생성된 배양 상등액의 확보는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으며, 통상적으로 사용되는 상등액의 분리 방법을 사용할 수 있는데, 일예로 원심 분리 방법 등을 적용하여 배양 상등액을 확보할 수 있다.
또한, 배양 상등액의 추출물의 제조시 사용되는 용매는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한 제한되지는 않으나, 유기 용매, 무기 용매 또는 그 혼합 용매 등을 이용하여 추출할 수 있고, 추출 시 추출의 횟수 또한 특별히 제한되지는 않는다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 암모니아 산화용 조성물을 포함하는 악취 저감용 친환경자재에 관한 것이다.
상기와 같이 본 발명에서 분리한 균주를 통해 확보한 암모니아 산화용 조성물은 암모니아 산화를 필요로 하는 다양한 분야에서 자재로서 활용할 수 있으며, 일예로, 고온에서 암모니아 산화능을 지속적으로 유지하는 것이 필요한 축산 폐기물 처리장 등에서 악취 제거를 수행하며, 환경 오염을 일으키지 않는 친환경 자재로서 널리 활용이 가능하다.
이하, 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
시약 및 재료
이하 사용된 시약 및 재료는 Sigma-Aldrich와 Difco에서 구입하여 사용하였다.
- 암모니아 산화 세균 배지(ammonia oxidizing bacteria medium; AOB medium): 0.5 g (NH4)2SO4 , 0.3 g NaCl , 1 g K2HPO4 , MgSO4·7H2O , 0.3 g 0.03 g, 7.5 g/ℓFeSO4·7H2O
- TSA 배지(tryptic soy agar, Difco)
- TSB 배지(tryptic soy broth, Difco)
- NB 배지(nutrient broth, Difco)
- LB 배지(Luria-Bertani broth, Difco)
- BSB 배지(Bacillus selection broth)
- SCB 배지(starch casein broth)
- R2B 배지(R2B broth, Difco)
- M9 배지(M9 medium)
[실시예 1] 균주의 분리
우분(牛糞)을 이용하여 초기, 중온기, 고온기 및 후숙발효기 등 여러 단계로 발효가 진행되고 있는 퇴비에서 무작위로 시료를 채취하였다. 상기 채취한 시료를 각각 암모니아 산화 세균 선택 배지(AOB medium)에 50 ℃에서 10일 간 농화배양하였다.
농화배양이 완료된 각 시료를 평판 형태의 암모니아 산화 세균 선택 배지 상에 접종한 후, 평판 상에 형성된 고온성 암모니아 산화 균주의 콜로니를 각각 분리하였다.
상기 과정을 통해 분리된 180 종류의 고온성 암모니아 산화 균주에 대해 일련번호를 부여한 후, 암모니아 산화능 측정법으로 알려져 있는 기무라(Kimura)법으로 암모니아 산화능을 측정하였다.
72 시간 경과 후 암모니아성 질소의 감소율을 측정한 결과 일련번호 ATB1111을 갖는 균주가 약 70% 이상의 감소율을 나타내어, 이를 이후 실험 대상 균주로 선별하였다(도 1).
[실시예 2] ATB1111 균주의 형태학적, 계통적 특성 분석
1. 형태학적 특성
ATB1111 균주의 세포 형태 관찰을 위해 TSA 평판 배지에 접종하고, 50 ℃에서 3일간 배양한 후, 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 세포의 형태를 관찰하였다.
그 결과, 상기 균주는 원통형의 막대 모양의 형태를 가지고 있으며, 세포 표면 전체에 균일하게 분포하는 주모성 편모를 보유하고 있어, 운동성이 있는 균주임이 확인되었다(도 2).
2. 계통적 특성
ATB1111 균주의 계통학적 위치 파악을 위해 16S rRNA 유전자의 염기서열을 통상적인 방법으로 결정하여 확인한 후, 16S rRNA 상동성 분석을 위한 데이터베이스 중 하나인 EZBioCloud(http://www.ezbiocloud.net/)를 이용하여 계통군을 확인하였다. 각 염기서열은 SeqMan software (DNA Star)와 BioEdit program을 이용하여 정렬(alignment)하여, 근린 결합법에 의거한 MEGA 5.0 program을 이용하여 계통도를 작성하였다(도 3).
상기 도 3으로부터 확인할 수 있듯이, ATB1111 균주는 브레비바실러스속(Brevibacillus sp.) 균주들과 계통적으로 가까운 근접해 있음을 알 수 있으며, 특히, Brevibacillus thermoruber DSM 7064T 및 Brevibacillus aydinogluensis PDF25T 균주와 99.3%의 높은 16S rRNA 상동성을 나타냄을 확인하였다.
균주 명명 및 공인기관 기탁
이로부터, 상기 ATB1111 균주를 Brevibacillus sp. ATB1111로 명명하고, 2017년 9월 14일자로 농촌진흥청 국립농업과학원 미생물은행(KACC)에 기탁하였다(수탁번호: 제 KACC 92191P호).
[실시예 3] Brevibacillus sp. ATB1111의 암모니아 산화능
1. 배지에 따른 산화능
새롭게 분리된 상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111의 암모니아 산화능 측정을 위해 TSB, NB, LB, BSB, SCB 및 R2B의 6 가지 액체배지에 각각 50 ℃에서 3일간 배양하였다.
배양 결과 상기 균주는 6 가지 종류의 배지에서 모두 성장이 가능하였으며, TSB 배지에서 O.D. 값이 가장 높게 나타나 성장이 가장 왕성함을 확인하였다(도 4A). 또한, 암모니아 산화능을 통상적으로 알려진 측정법으로 측정한 결과 암모니아 산화능의 경향은 균주의 성장 경향과 유사하게 나타났으며, TSB 배지에서 80% 정도의 높은 산화능을 나타내는 것을 확인하였다(도 4B).
2. 탄소원에 따른 산화능
상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111의 암모니아 산화능 측정을 위해 글루코스(glucose), 락토오스(lactose), 말토오스(maltose), D-마니톨(D-mannitol), 만노오스(mannose), 리보오스(ribose), 수크로오스(sucrose), 및 전분(starch)의 8 가지 탄소원을 무기염 배지인 M9 배지에 각각 1 % (w/v)첨가하여 50 ℃에서 3일간 배양한 후, 각 실험군에 대한 암모니아 산화능을 측정하였다.
측정 결과 전분을 제외한 나머지 탄소원을 이용하여 배양한 경우 암모니아 산화능을 나타냈으며, 그 중 다당류인 D-마니톨을 첨가하였을 경우 60% 이상의 높은 산화능을 나타내었다(도 5).
또한, TSB 액체 배지에 D-마니톨의 농도를 0.1, 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0 % (w/v)의 농도로 첨가하여 50 ℃에서 3일간 배양한 후, 각 실험군에 대한 암모니아 산화능을 측정한 결과, 농도가 증가할수록 균체의 성장은 증가하는 반면, 암모니아 산화능은 D-마니톨의 농도가 0.5~1.0% (w/v)에서 80% 이상으로 높게 나타나는 반면, 0.5% 미만 또는 1.0% 초과의 농도범위에서 급격히 감소하는 결과를 나타냄을 확인하였다(도 6).
3. 질소원에 따른 산화능
상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111의 암모니아 산화능 측정을 위해 D-마니톨(D-mannitol) 0.5% (w/v)가 첨가된 M9 배지에 카사미노산(casamino acid), N-Z 아민(N-Z amine), 육추출물(beef extract), 맥아추출물(malt extract), 펩톤(peptone), 트립톤(tryptone), 및 효모추출물(yeast extract)의 8 가지 질소원을 각각 1 % (w/v)첨가하여 50 ℃에서 3일간 배양한 후, 각 실험군에 대한 암모니아 산화능을 측정하였다.
측정 결과 효모추출물이 60% 이상의 암모니아 산화능을 나타냈으며, 카사미노산을 제외한 6 종의 질소원을 이용한 경우 60% 미만의 암모니아 산화능을 나타내는 것을 확인하였다(도 7).
또한, TSB 액체 배지에 D-마니톨을 0.5 % (w/v)의 농도로 첨가한 후, 효모추출물의 농도를 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3 및 0.5 % (w/v)의 농도로 첨가하여 50 ℃에서 3일간 배양한 후, 각 실험군에 대한 암모니아 산화능을 측정한 결과, 효모추출물의 농도가 0.1 % (w/v) 부근에서 가장 높은 암모니아 산화능을 나타내며, 이를 벗어날수록 급격히 감소함을 확인하였다(도 8).
4. 배양 온도에 따른 산화능
상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111의 암모니아 산화능 측정을 위해 TSB 액체 배지에 D-마니톨을 0.5 % (w/v)의 농도로 첨가하고, 효모추출물을 0.1 % (w/v)의 농도로 첨가한 후, 배양 온도를 37, 45, 50, 60 및 70 ℃로 설정하여 3일간 배양한 후, 각 실험군에 대한 균체의 성장 및 암모니아 산화능을 측정하였다.
측정 결과 배양 온도가 50 ℃에 달할 때까지 성장이 증가하였으며, 이후 60 ℃에 달할 때까지 성장이 정체되는 경향을 보이다가 60 ℃를 넘어서면서 균체 성장이 급격히 억제되는 것을 확인하였다. 또한, 암모니아 산화능은 50 ℃ 부근에서 배양하는 경우 가장 높은 암모니아 산화능을 나타내며, 이를 벗어날수록 급격히 감소함을 확인하였다(도 9A).
5. pH에 따른 산화능
상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111의 암모니아 산화능 측정을 위해 TSB 액체 배지에 D-마니톨을 0.5 % (w/v)의 농도로 첨가하고, 효모추출물을 0.1 % (w/v)의 농도로 첨가한 후, pH를 5, 6, 7, 8, 9, 10 및 11로 설정하여 3일간 배양한 후, 각 실험군에 대한 균체의 성장 및 암모니아 산화능을 측정하였다.
측정 결과 pH가 6을 넘어서면서 균체의 성장이 급격히 증가하였고, 이후 pH 7 이상에서 균체의 성장이 정체되는 경향을 보이다가, pH 9를 넘어서면서 균체 성장이 급격히 억제되는 것을 확인하였다. 또한, 암모니아 산화능은 pH 7 부근에서 배양하는 경우 가장 높은 암모니아 산화능을 나타내며, 이를 벗어날수록 급격히 감소함을 확인하였다(도 9B).
[실시예 4] Brevibacillus sp. ATB1111의 근연종과의 생리, 생화학적 특성
상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111의 생리, 생화학적 특성을 분석하기 위해, 계통적으로 근연종에 해당하는 것으로 밝혀진 2 가지 균주인 Brevibacillus thermoruber KACC 11990T와 Brevibacillus aydinogluensis DSM 24395T 표준균주를 각각 국립농업과학원 미생물은행(KACC) 및 독일균주은행(DSMZ)으로부터 분양받아 사용하였다.
상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111 및 상기 대조군 Brevibacillus thermoruber KACC 11990T와 Brevibacillus aydinogluensis DSM 24395T 표준균주에 대한 생리, 생화학적 분석을 위해 API 20NE, 50CHB kit(BioMerieux사)를 이용하였다.
생리, 생화학적 분석 결과, 상기 균주 Brevibacillus sp. ATB1111은 대조군과 달리 질산염 환원효소를 보유하고 있을 뿐만 아니라, 유레아(urea), 글루코스(glucose), N-아세틸-글루코사민(N-acetyl-glucosamine), 말토오스(maltose) 및 말레이트(malate) 등에서 양성 반응을 나타내는 등 대조군과 다른 표현형 특징을 나타냄으로써, 유사한 계통에 속하는 균주라 할지라도 표현형 특징에 있어서 상당한 차이점을 가질 수 있음을 확인하였다(표 1).
[표 1]
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[실시예 5] Brevibacillus sp. ATB1111의 근연종과의 암모니아 산화능 비교
암모니아 산화능의 비교를 위해 Brevibacillus sp. ATB1111의 근연종인 Brevibacillus thermoruber KACC 11990T와 Brevibacillus aydinogluensis DSM 24395T 표준균주 및 암모니아 산화세균 Brevibacillus laterosporus KACC 11966T 표준균주를 각각 분양 받아 사용하였다.
각 균주를 AOB 액체 배지에 접종하고, 50 ℃에서 4일간 배양한 후, 암모니아 산화능을 측정하였다. 이 때, 암모니아 산화세균 Brevibacillus laterosporus KACC 11966T 표준균주는 50 ℃에서 균체가 성장하지 않아 암모니아 산화능 측정이 불가능하여 제외하였다. 측정 결과, 대조군인 Brevibacillus thermoruber KACC 11990T와 Brevibacillus aydinogluensis DSM 24395T 표준균주는 96 시간이 경과할 때까지 암모니아 산화능이 10% 정도에 불과한 것을 확인하였다. 반면, 본 발명에서 신규 분리한 Brevibacillus sp. ATB1111의 경우 배양 12 시간 경과시 약 20% 이상의 암모니아 산화능을 보유하였으며, 배양 48 시간 경과시까지 암모니아 산화능이 급격히 증가하여 약 90% 이상의 암모니아 산화능을 나타낸 후, 이후 배양 96 시간까지 90% 정도의 암모니아 산화능을 유지하는 결과를 확인하였다.
이와 같은 결과는 Brevibacillus sp. ATB1111의 근연종인 Brevibacillus thermoruber KACC 11990T와 Brevibacillus aydinogluensis DSM 24395T 표준균주에서는 전혀 예상할 수 없는 새로운 효과인 것으로, 본원 발명에서 신규 분리한 Brevibacillus sp. ATB1111 균주가 암모니아 분해 효과가 고온 조건에서 현저히 우수하며, 이는 고온에서 균체의 성장조차 할 수 없는 암모니아 산화 균주인 Brevibacillus laterosporus KACC 11966T 표준균주와 비교할 때 축산 퇴비 시설에서 암모니아 분해에 의한 악취 저감을 위한 활용성이 높음을 새롭게 확인하여 본 발명을 완성하였다.
국립농업과학원 농업유전자원센터 KACC92191P 20171019

Claims (8)

  1. 브레비바실러스 sp. ATB1111(Brevibacillus sp. ATB1111) 균주(수탁번호 KACC 92191P).
  2. 제 1항의 균주의 배양액, 배양상등액, 배양상등액의 추출물 또는 그 혼합물을 유효성분으로 포함하는 암모니아 산화용 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 균주는 글루코스(glucose), 락토오스(lactose), 말토오스(maltose), 마니톨(mannitol), 만노오스(mannose), 리보오스(ribose), 및 수크로오스(sucrose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 탄소원으로 사용하여 배양하는 것을 특징으로 하는 암모니아 산화용 조성물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 균주는 N-Z 아민(N-Z amine), 육추출물(beef extract), 맥아추출물(malt extract), 펩톤(peptone), 트립톤(tryptone), 및 효모추출물(yeast extract)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 질소원으로 사용하여 배양하는 것을 특징으로 하는 암모니아 산화용 조성물.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 균주는 TSB(tryptic soy broth), NB(nutrient broth), LB(Luria-Bertani broth), BSB(Bacillus selection broth), SCB(starch casein broth), 및 R2B(R2B broth) 배지를 사용하여 배양하는 것을 특징으로 하는 암모니아 산화용 조성물.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 균주는 50 내지 60 ℃에서 배양하는 것을 특징으로 하는 암모니아 산화용 조성물.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 균주는 pH 7 내지 9에서 배양하는 것을 특징으로 하는 암모니아 산화용 조성물.
  8. 제 2항 내지 제7항 중 어느 한 항의 암모니아 산화용 조성물을 포함하는 악취 저감용 친환경자재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015190457A1 (ja) 2014-06-09 2015-12-17 株式会社カネカ 組換えブレビバチルス属細菌を用いた組換え蛋白質の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.K. Panda et al. Antonie van Leeuwenhock (2014) 105:623-639.
N. Sridevi et al. Appl Biochem Biotechnol (2009) 157(2):254-262.

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