축산분뇨에서 분리한 세균의 동정 및 효소학적 특성

국문 초록 (Abstract)

축산 분뇨의 퇴비화에 관련되는 세균들을 분리하고 이들이 생산하는 효소들 중 퇴비화에 관련되는 것으로 사료되는 amylase, cellulase, protease 및 lipase의 특성을 연구하였다. 발효 중에 있는 축산 분뇨로부터 24주의 균주를 분리하여 이중 protense, cellulase, amylase,그리고 lipase의 활성을 모두 가진 6개의 균주들을 선별하였다. 분리한 6개의 균주들을 동정해본 결과 Corynebacterium varibilis, Bacillus spp., Pseudomonas spinosa, Acetobacter calcoaceticus 및 Athrobacter cumminsii등으로 밝혀졌다. 이들이 분비하는 효소들의 특징은 중성에서 알칼리성에 이르는 광범위한 pH에서 효소들이 높은 활성을 보였으며, cellulase를 제외한 대부분의 효소들의 최대 활성 온도가 60℃ 정도였으나 cellulase의 경우 37℃가 최적 활성 온도였다. 이는 발효가 진행되어 축산 분뇨에 고온의 열이 발생할 때, 이 환경 하에서 유기물을 분해함으로써 발효과정을 원활히 진행시키는 것으로 생각된다. 다만 cellulase 생 산 세균의 경우 축산 분뇨의 초기 발효시에 관여하여 균주의 성장 및 유기물의 분해에 관여하는 것으로 사료된다. 이와같은 결과는 축산분뇨 발효 초기와 발효후기의 온도가 상승된 환경에서 작용하는 세균의 균총이 다름을 암시하고 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To develop the effective composting system, we isolated bacteria that have the abilities to degrade organic matters such as cellulose, carbohydrate, protein and lipid during the compositing of livestock manure. Among 24 strains, 6 bacteria have all the enzymatic activities of protease, amylase, cellulase and lipase. These microorganisms were identified as Corynebacterium varibilis, Bacillus spp., Pseudomonas spinosa, Acetobacter calcoaceticus and Athrobacter cumminsii. All the enzymes produced by the bacteria showed activities at the broad pH range and the maximal activities were obtained at 60 ℃. It seemed that after the increase of temperature caused by fermentation of livestock manure, the enzymes started to degrade the raw materials, which are added for the control of humidity. However cellulase activity was maximum at 37 ℃, suggesting that the cellulase-producing bacteria work at an early stage of livestock manure fermentation to provide the organic material for the growth of other bacteria. The production of the enzymes were growth-associated and maximal activities appeared at the early stationary phase of growth.

목차 (Table of Contents)

• 재료 및 방법
• 균주의 분리 및 배지
• 균주의 동정
• Amylase 및 cellulase 활성 측정
• Protease 활성 측정
• Lipase 활성 측정
• 결과
• 균주의 분리와 동정
• 균체 생장에 따른 효소 활성도 측정
• 온도와 pH가 효소들의 활성에 미치는 영향
• 고찰
• 참고문헌