폐 홍조류 재이용을 위한 신균주, 바실러스 알칼로필러스의 분해특성

Abstract

현재, 해조 폐기물의 효율적인 처리가 불가피하게 여겨지고 있다. 이러한 폐 홍조류의 재이용에 있어서, 습지로부터 분리한 Bacillus alcalophilus 균주는 잠재적으로 유용하며 이를 이용하여 실험실 단위에서 홍조류의 구성 다당류인 agar 와 carrageenan의 분해 특성을 분석하였다. Porphyra powder, agar, carrageenan에서 37 ℃, 4일 배양 후, 각각 반지름 0.83, 0.87, 1.18 ㎝의 clear zone을 형성하였고, 100-mL flask 단위에서 1 g/L 농도의 agar 및 carrageenan 만을 탄소원으로 이용하여 실험한 결과, 이 균주의 최적 분해조건인 pH 7.5, 30 ℃에서 각각 0.217 g/L 및 0.250 g/L의 총 환원당을 생성하였다. 본 연구 결과를 통해서 agar와 carrageenan의 분해능을 가지는 Bacillus alcalophilus을 이용함으로써, 폐 홍조류를 효과적으로 재이용하고 분해하여 얻어진 환원당은 바이오에탄올 생산을 위한 가치 있는 물질 등으로 재활용하여 환경적인 문제 해결과 더불어 에너지 개발에 효과가 있을 것으로 기대된다.

Efficient treatment of seaweed waste is currently deemed necessary. A strain isolated from a marsh and identified as Bacillus alcalophilus is potentially useful in the reutilization of red-seaweed waste. Plate assays indicated that the isolate possessed both agarase and carrageenanase activities. The isolate produced clear zones on Porphyra powder, agar and carrageenan with substantial radii of 0.83, 0.87, and 1.18 cm, respectively, after 4 days of incubation at 37℃. In 100-mL flask experiments using agar or carrageenan as the sole carbon sources, the optimal pH and temperature for the degradation of both polysaccharides by the isolate were found to be pH 7.5 and 30℃, respectively. With 5% (v/v) inocula, the isolate produced 0.217 g/L of reducing sugars from 1 g/L of agar and 0.250 g/L of reducing sugars from 1 g/L of carrageenan. This is the first study to directly demonstrate the ability of B. alcalophilus to degrade both agar and carrageenan. This bacterium could provide the answer to the problem of red-seaweed waste reutilization, and the reducing sugars produced could be a valuable resource for ethanol production.