Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

Resource of Food Waste using Indigenous Bacteria Isolated from Soils

토양으로부터 분리한 토착유효미생물을 이용한 음식물쓰레기의 자원화

  • Lee, Sang-Woo (Department of Environmental Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Ham, Sun Nyeoo (Department of Environmental Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Shin, Taek-Soo (Department of Environmental Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Hye-Kyung (Department of Environmental Engineering, Chungbuk National University) ;
  • Yeon, Ik-Jun (Department of Environmental Engineering, Chungju National University) ;
  • Kim, Kawng-Yul (Department of Environmental Engineering, Chungbuk National University)
  • 이상우 (충북대학교 환경공학과) ;
  • 함선녀 (충북대학교 환경공학과) ;
  • 신택수 (충북대학교 환경공학과) ;
  • 김혜경 (충북대학교 환경공학과) ;
  • 연익준 (충주대학교 환경공학부) ;
  • 김광렬 (충북대학교 환경공학과)
  • Received : 2008.08.21
  • Accepted : 2009.01.23
  • Published : 2009.01.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study was conducted to investigate feasibility of feedstuff for animal using food waste by fermentation mechanism of indigenous microorganism. To achieve this purpose, indigenous bacteria was isolated from soils to use as an inoculant. Enzyme test was performed to verify activity of amylase, protease and lipase using isolated bacteria. Bacteria(H1, D1), which vigorously express the enzyme activity, was selected and used in the fermentation experiments of food waste. From the analysis of 16s rDNA sequencing, H1 and D1 were identified as Bacillus subtilis and Paenibacillus polymyxa, respectively. In the fermentation experiment, food waste was mixed with rice bran and popped rice to control moisture and nutrient content. Isolated bacteria(B. subtilis and P. polymyxa) was used as an inoculant. From the measured data such as temperature, pH and ORP, it can be verified that food waste adding the indigenous bacteria was effectively fermented. From the nutritional analysis of manufactured feedstuff, it showed that the contents of crude protein, crude fat and crude fiber were enough to use as feedstuff for animal. In addition, harmful components such as Pb, Hg, Cd, aflatoxin and salmonella concentration were not exceeded permitted standards. Therefore, fermented food waste using indigenous bacteria can be used as feedstuff.

본 연구는 토착미생물에 의한 발효기작을 이용하여 음식물쓰레기를 동물 사료로 이용하기 위한 가능성을 평가하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 효소활성 실험을 통하여 anylase, protease, lipase에 대한 우수활성을 나타내는 토착유효미생물을 토양으로부터 분리하여 음식물쓰레기의 사료화를 위한 발효제로 사용하였다. 16s rDNA sequencing의 분석을 통해 우수활성을 나타내는 미생물(H1, D1)은 Bacillus subtilis와 Paenibacillus polymyxa인 것으로 확인되었다. 사료화 실험에서는 수분과 영양소 함량의 조절을 위하여 쌀겨 및 팽화미를 음식물쓰레기에 혼합하여 사료화를 위한 시료로 사용하였으며 효소활성 실험을 통해 분리된 2종의 미생물(Bacillus subtilis, Paenibacillus polymyxa)을 발효제로 사용하여 사료화 실험을 진행하였다. 발효실험 동안의 온도, pH 및 ORP 측정을 통해 토착유효미생물의 접종에 의한 음식물쓰레기의 발효가 효과적으로 진행됨을 확인할 수 있었다. 반응종료후 제조된 사료의 영양분 분석 결과에서 조단백질, 조지방, 조섬유은 동물 급여에 충분한 함량을 나타내었다. 또한 Pb, Hg, Cd, aflatoxin 및 salmonella 등의 유해물질의 분석결과 모든 항목이 허용기준치 이하의 값을 나타내었다. 따라서 토착유효미생물을 이용한 음식물쓰레기의 사료화는 동물의 사료로써 충분히 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 조중삼, 김남찬, '수분조절제를 이용한 음식물쓰레기의 사료화에 관한 연구,' 한국환경분석학회지, 7(1), 37-42 (2004)
  2. 김남천, 장병만, '삼중염을 이용한 음식물쓰레기 퇴비의 염분(NaCl) 분해 방법,' 유기성자원학회 추계 공동 심포지움 및 학술논문발표, pp. 143-151(2004)
  3. 김영주, 차병훈, '한식업소 음식물쓰레기 중 닭도리탕 부산물의 사료 및 퇴비질 분석에 관한 연구,' 환경관리학회지, 7(3), 353-357(2001)
  4. 박홍양, '남은음식물 양돈 습식사료화 기술', 음식물쓰레기 줄이기 연구결과 공동발표회, pp. 131-141(1998)
  5. 김유정, 김재혁, 권정안, 이인규, 권순국, 김현욱, '음식물 쓰레기와 돈분뇨의 병합 혐기소화조 내 악취성 화합물의 거동에 관한 연구,' 한국냄새환경학회 춘계학술대회, pp. 92-97(2006)
  6. Westendorf, M. L., Zirkel, E. W., and Behnke, K. C., 'Feeding food or table waste to Livestock,' Prof. Anim. Sci., 12, 129-137(1996)
  7. 정우진, 이정채, 김태환, 임계택, '음식폐기물의 양돈사료 자원화를 위한 처리공정 및 사료가치 평가,' 한국환경농학회지, 19(1), 44-50(2000)
  8. 농촌진흥청, '사료표준분석법'(2001)
  9. Ronald, M., 'Handbook of Microbiological Media,' CRC Press(2000)
  10. Chang, J.-S., Yoon, I.-H., and Kim, K.-W., 'Isolation and ars Detoxification of Arsenite-Oxidizing Bacteria from Abandoned Arsenic- Contaminated Mines,' J. Microbiol. Biotechnol., 17(5), 814-815(2007)
  11. 김용웅, '음식폐기물의 유효 토착미생물 혼합발효에 의한고기능성 농업생물소재 개발,' 농림부(2001)
  12. 홍양덕, 'Penicillin이 Bacillus subtilis의 생육에 미치는영향,' Korean J. Appl. Microbiol. Bioeng., 1(1), 19-20(1973)
  13. 김태호, '음식물쓰레기 산발효 공정중 미생물상의 조사및 최적미생물 선별,' 서울시립대 석사학위 논문(2003)
  14. 맹원재, 박경규, 백인기, 오상집, 최윤재, 한인규, '사료가공학,' 선진문화사(1993)
  15. Paulus, H. and Gray, E.,'The biosynthesis of polymyxin B by growing cultures of B. polymyxa,' J. Biol. Chem., 239, 865-871(1964)
  16. Kajimura, Y. and Kaneda, M., 'Fusaricidins B, C and D, new depsipeptide antibiotics produced by Bacillus polymyxa KT-8 isolation, structure elucidation and biological activity,' Japan Journal of Antibiotics, 50, 220-228(1997) https://doi.org/10.7164/antibiotics.50.220
  17. 신은석, 'Paenibacillus polymyxa가 생산하는 항균활성물질에 관한 연구,' 안동대학교 생물학과 박사학위 논문(2005)
  18. 정준오, 권혁구, 이장훈, '음식물쓰레기 퇴비화에서 혼합물 특성이 퇴비화에 미치는 영향,' 한국환경위생학회지, 28(5), 22-27(2002)
  19. Stronach, S. M., Rudd, T., and Lester, J. N., 'Anaerobic fermentation process in industrial wastewater treatment,' Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, New York Tokyo(1989)
  20. 이은경, 정재춘, '첨가제를 달리한 음식쓰레기 퇴비화에관한 연구,' 대한환경공학회지, 16(8), 953-962(1994)
  21. 이계준, '발효미생물학,' 라이프사이언스(2002)
  22. 조중삼, '수분조절제를 이용한 음식물쓰레기의 사료화에관한 연구,' 광운대학교 석사학위논문(2002)
  23. 정기환, 장기호, 박영준, 홍영송, 신형태, '남은 음식물을이용한 사료자원이 흰쥐의 성장과 사료효율에 미치는 효과,' 폐기물 자원화, 7(2), 65-71(1999)