KR20080070168A - A method for formulating stable microbial agent of bacillus subtilis ah18 against temperature fluctuation - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 80℃에서 성장 세포의 생존율을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the survival rate of growth cells at 80 ℃.
도 2는 상이한 조건하에서 생산된 바실러스 서브틸러스 AH18(기탁번호: KACC 91205P) 내생포자의 열 안정성을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the thermal stability of Bacillus subtilis AH18 (Accession No .: KACC 91205P) endospores produced under different conditions.
도 3은 바실러스 서브틸러스 AH18 내생포자-담체 제형의 열 안정성을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the thermal stability of Bacillus subtilis AH18 endospore-carrier formulation.
도 4는 상온의 온도변화에 대항하여 무기담체가 바실러스 내성포자의 안정성 미치는 효과를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the effect of the stability of the Bacillus resistant spores of the inorganic carrier against the temperature change of room temperature.
본 발명은 온도변화에도 안정성을 보이는 바실러스 미생물 제제의 제형화 방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는, 미생물 제제의 제형화시에 열 저항성 포자를 생성시키고, 최종 단계에서 무기 미세다공성 담체를 혼입시킴으로써, 바실러스 제품을 비용 효율적이며 고온 및 저온 변이에 대항하여 휴면 상태를 유지하도록 하는 미생물 제제의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for formulating a Bacillus microbial formulation that is stable to temperature changes, and more particularly, by generating heat resistant spores during formulation of the microbial formulation and incorporating an inorganic microporous carrier in the final step, A method of making a microbial preparation for cost effective and keeping the product dormant against high and low temperature variations.
농업에 있어서, 농작물의 질병을 억제하기 위한 환경친화적 방식으로 종래 화학 농약을 대체하는데 효과적인 미생물 제제(microbial agent)가 탐구되고 있다. In agriculture, microbial agents are being explored which are effective to replace conventional chemical pesticides in an environmentally friendly manner to suppress disease of crops.
미생물제제란 살아있는 미생물의 기능을 직접적으로 이용하는 것으로, 토양 등에 시용하는 경우 표시된 특정 함유 유용 미생물의 활성에 의해 용도에 따른 효과를 가지며 최종적으로 식물재배에 도움이 되는 효과를 나타내는 제제라고 할 수 있다. The microbial agent is a direct use of the function of the living microorganisms, and when applied to soil, etc., it can be said to have an effect according to the use by the activity of the specific containing useful microorganisms indicated, and finally shows an effect that helps plant cultivation.
미생물제제는 살아있는 미생물과 경우에 따라서는 접종균을 흡착한 담체(carrier), 접종균 활성화를 위한 유기영양원, 그 외의 보조제로 구성되어 있지만, 효과를 가지는 주된 성분은 제제 원료에 표시된 미생물 즉 원료에 들어있는 미생물의 기능에 의한다는 것이다. The microbial agent is composed of living microorganisms and, in some cases, carriers that adsorb the inoculation bacteria, organic nutrients for activating the inoculation bacteria, and other auxiliaries. It is due to the function of the microorganisms contained.
미생물제제란 완성품인 일반 제품과는 달리 소비되는 순간까지 생명력이 유지되어 살아있는 기능을 발휘하여야 하는 진행성 제품이므로, 생산과 소비등 모든 면에 새로운 각도로 접근하여야 한다. 즉 생산자는 생산으로써 끝나는 것이 아니라 소비에 이르기 까지 살아있는 기능을 유지하게 하여야 하며, 소비자는 생산에서부터 파생될 수 있는 문제점을 사전에 인지하여 생명력이 있는 제품을 공급받을 수 있게 항상 주지하고 있어야 한다. 또한 생산자와 소비자는 미생물제제를 이용한다 는 단순한 입장에서 벗어나, 자연환경을 구성하는 일원으로서 사용 후에 발생될 수 있는 생태계 변이에 대한 적극적인 이해와 관심을 가져야 한다. Unlike general products, which are finished products, microbial products are progressive products that must maintain their vitality until the time they are consumed. They must be approached from a new angle in all aspects of production and consumption. In other words, producers should not end with production but maintain living functions until consumption, and consumers should be aware of the problems that can be derived from production in advance so that they can be supplied with vital products. In addition, producers and consumers should be free from the simple stance of using microbial agents and have an active understanding and interest in ecosystem variations that can occur after use as members of the natural environment.
세균은 분열에 의해 증식하다가 생육조건이 불량하게 되면 휴면상태에 들거나 사멸하는 것이 대부분이지만 Bacillus속등과 같은 세균은 포자를 형성하여 스트레스에 저항하며 장기간 생존할 수 있다. 사상균이나 방선균의 대부분은 균사상태로 영양생장을 하다가 포자등을 형성하여 다음 세대를 대비한다. 이와 같이 미생물은 각자가 가지고 있는 생장 및 형질보존방법에 따라 자연생태계에 적응하면서 존속하지만 미생물은 서식환경에 의해 큰 영향을 받는다. Bacteria multiply due to division, and when the growth conditions are poor, most of them go to sleep or die, but bacteria such as Bacillus genus can form spores to resist stress and can survive for a long time. Most of the filamentous fungi and actinomycetes grow in the mycelial state and form spores to prepare for the next generation. As such microorganisms survive and adapt to the natural ecosystem according to their growth and preservation methods, the microorganisms are greatly affected by the habitat environment.
토양은 완충능이 크고, 물리화학적인 특성이 미소부위별로 다르기 때문에 어느정도의 악조건에서도 미생물의 생존율이 높지만 인위적으로 만들어진 매체에서는 일반적으로 낮다. 이러한 이유 때문에 미생물제제에는 Bacillus속, 효모(yeast), Trichoderma속, Mucor속등 포자와 같은 내성체를 형성하여 생존성이 비교적 강한 균이 이용되지만, 미생물제제내에서의 생존율 즉 재현율은 기간이 경과함과 더불어 저하되는게 일반적인 현상이다. 이러한 감소율을 낮추기 위해 여러 종류의 물질이 첨가되지만 일정기간이 지나면 미생물수가 효과 발현에 필요한 생존율 이하로 되거나 사멸된다. 이렇게 된 제품은 미생물제제로서는 아무런 의미가 없고 단지 유 무기물에 지나지 않게 된다.Soils have high buffering capacity and differ in physicochemical properties from micro-parts, resulting in high microbial survival under some adverse conditions, but generally low in artificially produced media. For this reason, microorganisms are resistant to such spores as Bacillus , yeast, Trichoderma , and Mucor . Degradation is common with In order to reduce the reduction rate, various kinds of substances are added, but after a certain period of time, the number of microorganisms is lower than the survival rate necessary for the expression of the effect or is killed. This product is meaningless to microbial agents and is merely inorganic.
몇몇 연구 그룹에 의해 주요 식물 병원균을 억제할 수 있는 다양한 균주가 동정되고 특성화된 바 있으나, 이들 균주를 상업적으로 제형화시킨 예는 거의 없는 실정이다. 이러한 상업적 제형화가 드문 이유는 미생물 제제의 유익한 특성을 전 달하고, 유통 과정에서 손쉬운 취급 절차를 제공하는데 있어 비용-효율적인 제형화 방법이 결여되어 있기 때문이다. Several strains have been identified and characterized by several research groups that can inhibit major plant pathogens, but few examples have been commercially formulated. Such commercial formulations are rare because they lack the cost-effective formulation methods to deliver the beneficial properties of the microbial preparation and provide easy handling procedures in the distribution process.
미생물 제제를 제형화한 제품은 하절기에 운송 및 저장되는 동안 종종 50℃ 이상의 온도에 놓이게 되고, 또한 전체적인 유통 기간 동안 다양한 온도에 노출되기 때문에, 미생물이 온도 변이에 견디어 장기간 생존가능하도록 하는 제형화 전략이 주요 고려 사항 중 하나가 되고 있다. Formulation strategies that allow microorganisms to survive long-term survival with temperature variations because products formulated with microbial formulations are often placed at temperatures above 50 ° C. during transport and storage in summer and are also exposed to various temperatures during the entire shelf life. This is one of the main considerations.
또한, 미생물 제제의 제형화는 제품이 박테리아의 성장을 촉진시키는 온도 범위 내에 있을 때 미생물의 활동을 억제하여야 하는데, 그렇지 않으면, 과-증식으로 개봉 시 또는 그 전에 제품의 폭발을 야기시킬 수 있다. 따라서, 제형화의 목적은 균주를 “휴면 상태(dormancy)”에 있게 하는 것이며, 이것이 미생물 제품의 최종 품질을 결정하게 된다.In addition, the formulation of the microbial agent should inhibit the activity of the microorganisms when the product is in a temperature range that promotes the growth of bacteria, otherwise over-proliferation may cause the product to explode on or before opening. Therefore, the purpose of the formulation is to keep the strain in a “dormancy”, which will determine the final quality of the microbial product.
이러한 이유로 인하여, 그램 양성 균주인 바실러스가 그램 음성에 바람직하고, 고온에서 균주 안정성을 제공한다고 여겨지는 내생포자(endospore)를 이용하는 미생물 제제로서 주로 제형화되고 있다. 바실러스 메가테리움(B. megaterium)과 클로스트리디움 퍼프린겐스(Clostridium perfringens)를 이용한 포자형성(sporulation)에 대한 연구들은 열 스트레스를 가함으로써 후속 형성되는 포자(spore)의 열 저항성을 증가시킬 수 있다는 사실을 보여주고 있다. For this reason, gram positive strain Bacillus is mainly formulated as a microbial preparation using endospores, which are preferred for gram negative and provide strain stability at high temperatures. Studies on sporulation using B. megaterium and Clostridium perfringens can increase the thermal resistance of subsequent spores by applying thermal stress. It shows that it is.
마찬가지로, 온화한 열 스트레스에 사전-노출된 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) 세포 또한 보다 열 안정성인 포자를 생성시킨다고 알려져있다. 그러나, 시장에서 유통되는 바실러스 제품을 샘플링하여 제품 라벨상에 지시된 박테리아 농 도를 조사하면, 많은 제품이 그들이 주장하는 박테리아 수를 충족시키지 않는데, 이는 생산 단계에서 안정한 포자가 적절하게 생성되지 않았거나, 제형화 과정이 “포자 휴면상태(spore dormancy)"를 유지시킬 수 없다는 사실을 제시하는 것이다.Likewise, B. subtilis cells pre-exposed to mild heat stress are also known to produce more heat stable spores. However, by sampling the Bacillus products on the market and examining the concentrations of bacteria indicated on the product label, many products do not meet their claim of bacteria, either because stable spores have not been adequately produced during production or This suggests that the formulation process cannot maintain a "spore dormancy".
다양한 미생물 및 생존물(survival)의 불활성 상태는 생장 배지, 수분 함량 및 담체의 불활성 성분에 의존한다는 점이 교시된 바 있다. 그러나, 내생포자 형성 박테리아 종에 대하여, 수분 함량은 휴면 상태에는 거의 양향을 미치지 않는다고 알려져 있다. It has been taught that the inert state of various microorganisms and survivors depends on the growth medium, water content and inert components of the carrier. However, for endogenous spore forming bacterial species, the moisture content is known to have little effect on the dormant state.
반면에, 환경의 온도 변이는 상기에 언급한 바와 같은 바실러스 제품의 제형화에 있어 내생포자의 안전성을 결정하는 현저한 환경적 인자일 수 있고, 최종 제형에 있어 포자 품질 및 상이한 무기 담체가 고온 및 저온 하에 놓인 내생포자의 휴면상태에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 알아보는 것이 중요한 과제가 되고 있다. 또한, 내생포자 및 박테리아 균주의 생존물이 생장 조건 및 제형화 동안 혼합된 성분들과 밀접한 관련이 있다면, 제형화 비용은 상업 시장을 살리기 위해 낮아야 한다. On the other hand, temperature variations in the environment may be a significant environmental factor in determining the endogenous spore safety in the formulation of Bacillus products as mentioned above, and the spore quality and different inorganic carriers in the final formulation may be hot and cold. Finding out whether or not it affects the dormant state of the endogenous spores under water is an important task. In addition, if the survival of endogenous spores and bacterial strains is closely related to the growth conditions and the ingredients mixed during formulation, the formulation cost should be low to save the commercial market.
미생물 제제의 개발은 미생물의 선택, 대량 생산을 위한 최적 조건의 결정 및 배합으로 이루어진다. 예상된 미생물 제제의 효과를 나타내기 위하여는 유익한 유기체가 유통 과정 동안 다양한 환경적 조건을 통해 생존하여 살아있는 채로 소비자에게 공급되어야 한다. 따라서, 균주 안정성을 제공하기 위한 제형화 방법은 최종 제품의 품질 및 상업적 성공을 결정하는 단계인 것이다. The development of microbial preparations consists in the selection of microorganisms, determination of optimum conditions for mass production and formulation. In order to exhibit the expected effectiveness of the microbial preparation, beneficial organisms must be supplied to the consumer alive and alive through various environmental conditions during the distribution process. Therefore, the formulation method to provide strain stability is a step in determining the quality and commercial success of the final product.
따라서, 본 발명은 미생물 제제를 제형화함에 있어 저장 및 유통 환경에서의 온도 변화를 견뎌낼 수 있도록 하는 미생물 제제의 제형화 방법을 수립하는데 그 목적이 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to establish a method for formulating a microbial agent that can withstand temperature changes in the storage and distribution environment in formulating the microbial agent.
이러한 본 발명의 목적은 바실러스 서브틸러스 AH18의 열-안정성 내생포자를 생산하고, 무기 담체를 이용하여 환경의 고온 및 저온 변이에서도 포자 안정성을 유지함으로써 안정한 바실러스 서브틸러스 AH18 미생물 제제를 제형화하는 방법에 의해 달성되었다.This object of the present invention is to produce a heat-stable endogenous spores of Bacillus subtilis AH18, and to formulate a stable Bacillus subtilis AH18 microbial formulation by using an inorganic carrier to maintain the spore stability even at high and low temperature variations of the environment Achieved by the method.
본 발명은 바실러스 서브틸러스 AH18(기탁번호: KACC 91205P) 균주를 선별하여 승온에서 배양하는 단계; 형성된 포자에 열 스트레스(heat stress)를 가하여 열 유도 내생포자를 생성시키는 단계; 포자 혼합물로부터 잔류 성장 세포를 제거하여, 포자만 존재하는 배양물을 생성시키는 단계; 및 살균 및 건조한 무기 담체에 상기 바실러스 서브틸러스 AH18 배양물을 가하여 내생포자-담체 혼합물 제형을 제조하는 단계로 이루어 진 바실러스 미생물 제제의 제조 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of screening Bacillus subtilis AH18 (Accession No .: KACC 91205P) strain and culturing at elevated temperature; Applying heat stress to the formed spores to generate heat induced endospores; Removing residual growth cells from the spore mixture to produce a culture in which only spores are present; And adding the Bacillus subtilis AH18 culture to a sterilized and dried inorganic carrier to prepare an endospore-carrier mixture formulation.
또한, 본 발명은 상기 방법에서 바실러스 서브틸러스 AH18 배양물과 혼합되는 무기 담체를 제공한다.The present invention also provides an inorganic carrier which is mixed with Bacillus subtilis AH18 culture in the above method.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 미생물 제제를 제공한다.The present invention also provides a microbial preparation prepared by the above method.
이하, 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하지만, 본 발명 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these examples.
<< 실시예Example >>
균주 선별 및 배양Strain Selection and Culture
식물 생장 촉진 특성에 따라 바실러스 서브틸러스 AH18을 미리 선별하고, 37℃에서 루리아-버타니(Luria-Bertani, LB) 배지를 이용하여 배양하였다. 이 균주는 LB 배지에서 15-55℃의 광범위한 생장 온도 범위를 가졌고, 최적 생장 온도는 37℃였다. 고형 배지는 1.5% 한천를 사용하여 제조한 LB 또는 0.1×LB 였다.Bacillus subtilis AH18 was preselected according to plant growth promoting properties and cultured using Luria-Bertani (LB) medium at 37 ° C. This strain had a broad growth temperature range of 15-55 ° C. in LB medium with an optimal growth temperature of 37 ° C. Solid medium was LB or 0.1 × LB prepared using 1.5% agar.
오버나잇 종균 배양물(overnight starter culture) 0.5mL를 LB 배지 50mL에 주입하고 회전 진탕기에서 37℃, 200rpm으로 배양하였다. 배양물이 후기 지수증식기(108 CFU/mL)에 도달할 때까지 4 시간 동안 배양된 세포를 생장시켰다. 0.5 mL of overnight starter culture was injected into 50 mL of LB medium and incubated at 37 ° C. and 200 rpm on a rotary shaker. The cultured cells were grown for 4 hours until the culture reached the late exponential growth phase (10 8 CFU / mL).
배양물을 생장 온도에서 2 시간 동안 더 배양하여 영양고갈 (food depleted)에 의한 포자를 형성 하였다. 열 안정성을 갖는 포자를 생성하기 위해서는 세포를 후기 지수증식기까지 4 시간 동안 42℃에서 생장시키고, 57℃의 치사 온도에서 2 시간 동안 열 스트레스(heat stress)를 가하였다.The culture was further incubated for 2 hours at growth temperature to form spores due to food depleted. To produce spores with thermal stability, cells were grown at 42 ° C. for 4 hours until late exponential growth and heat stress was applied for 2 hours at a lethal temperature of 57 ° C.
90℃에서 포자의 열 안정성을 분석하기 전에 포자 혼합물을 80℃에서 10 분 동안 배양하고, 잔류 영양형 세포를 제거하여, 포자만 존재하는 배양물을 생성시켰다. The spore mixture was incubated for 10 minutes at 80 ° C. and residual trophoblast cells were removed before analyzing the thermal stability of the spores at 90 ° C., resulting in a culture with only spores.
내생포자의 열 안정성 분석Thermal Stability Analysis of Endogenous Spores
모바헤디 앤드 웨이티스(Movahedi and Waites) 방법과 유사한 과정을 거쳐 포자의 열 저항성을 분석하였는데 다음과 같이 방법론을 변경하였다.The thermal resistance of the spores was analyzed by a similar procedure to the Mohehedi and Waites method. The methodology was changed as follows.
포자만의 배양물을 90℃ 수조에서 배양하고, 시료를 60 분 동안 20 분 간격으로 수집하였다. 생존 세포를 37℃에서 16시간 동안 배양한 0.1×LB 플레이트상에 희석 도말(dilution plating)하여 계수하였다. logNo/N 대 시간을 플롯팅하여 생존 곡선을 생성시켰다(여기서, No는 초기 세포 숫자를 나타내고, N은 주어진 시점에서의 생존 세포 수를 나타낸다). 시그마플롯(SigmaPlot ver. 8.02) 소프트웨어를 사용하였다. 에러 바(error nar)를 P≤0.05에서 계산하였다.Spore-only cultures were incubated in a 90 ° C. water bath and samples were collected at 20 minute intervals for 60 minutes. Viable cells were counted by dilution plating on 0.1 × LB plates incubated at 37 ° C. for 16 hours. Plot logNo / N vs. time to generate a survival curve, where No represents the initial cell number and N represents the number of viable cells at a given time point. SigmaPlot ver. 8.02 software was used. Error bars were calculated at P ≦ 0.05.
담체의Carrier MICMIC (( minimumminimum inhibitoryinhibitory concentrationconcentration , 최소 저해 농도) 결정, Minimum inhibitory concentrations)
무기 담체는 한국요업기술원(Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology; KICET; Seoul, Korea)에서 제조한 합성 제올라이트 또는 다양한 제조업자들이 자연 채광하여 가공한 제올라이트였다. 합성 담체는 KICET에서 제공받았으며, 천연 담체는 지정된 공급원으로부터 상업적으로 구입하였다. The inorganic carrier was a synthetic zeolite manufactured by the Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology (KICET; Seoul, Korea) or a zeolite processed by natural light by various manufacturers. Synthetic carriers were provided by KICET, and natural carriers were commercially purchased from designated sources.
담체를 살균하고, 사용 전에 80℃에서 2 일 동안 건조하였다. 지수 성장시킨 바실러스 서브틸러스 AH18 세포를 0.04%-10% 무기 담체에 타서 LB중의 최종 농도가 104CFU/mL가 되게 하였다. 24-웰 마이크로-타이터 디쉬를 사용하여 200 rpm으 로 균일하게 진탕시키면서 37℃에서 20 시간 동안 배양하였다. The carrier was sterilized and dried at 80 ° C. for 2 days before use. Exponentially grown Bacillus subtilis AH18 cells were loaded with 0.04% -10% inorganic carriers to a final concentration of 10 4 CFU / mL in LB. Incubation was carried out at 37 ° C. for 20 hours with uniform shaking at 200 rpm using a 24-well micro-titer dish.
희석 도말을 수행하여 각 웰에서의 생존 세포 수를 측정하고, 담체 농도가 10 미만의 생존 수를 허용하는 농도를 MIC (minimum inhibitory concentration; 최소 저해 농도) 라 정의하였다. Dilution smears were performed to determine the number of viable cells in each well, and the concentration at which the carrier concentration allowed viable numbers below 10 was defined as MIC (minimum inhibitory concentration).
실온에서 내생포자-Endogenous spores at room temperature 담체carrier 배합의 안정성 분석 Formulation stability analysis
10%의 최고 농도에서 생장 억제를 나타내지 않는 담체를 선택하였다. 이들은 최종적으로 합성 제올라이트 NaY(1), 합성 제올라이트 NaA(4), 천연 제올라이트(7), 카올린 클레이 미네랄(12), 펄라이트(14,15)였다(각 숫자들은 표 1에 기재한 것에 상응한다). Carriers that did not show growth inhibition at the highest concentration of 10% were selected. These were finally synthetic zeolite NaY (1), synthetic zeolite NaA (4), natural zeolite (7), kaolin clay mineral (12), pearlite (14, 15) (each number corresponds to that listed in Table 1). .
열 유도 포자 제조물 1 mL를 무기 담체 10 g과 혼합하여 최종 수분 농도가 10%(v/w)가 되도록 하여 내생포자-담체 혼합물을 제조하였다. 수분에도 불구하고, 배합 제조물은 여전히 원 담체의 박편형(flaky) 외양을 유지하였고, 응집 또는 뭉침(caking)의 징후를 나타내지 않았는데, 이는 담체의 다공성 특성에 기인한 다고 보여진다. An endospore-carrier mixture was prepared by mixing 1 mL of the heat-induced spore preparation with 10 g of an inorganic carrier to give a final moisture concentration of 10% (v / w). Despite the moisture, the formulations still retained the flaky appearance of the original carrier and showed no signs of aggregation or caking, which is believed to be due to the porous nature of the carrier.
각 내생포자-담체 제조물 1g을 열-차폐성 플라스틱 진공 주머니 (heat sealable vacuum bags) 에 밀봉하여 탈수를 방지하였으나, 진공상태로 만들지는 않았다. 각 제형에 대해 1g 짜리 시료 총 10개 주머니를 제조하였다. 제제화된 것들은 온도 변화가 15 내지 25℃의 범위에 있었던 10월부터 다음해 5월까지 실험실에서 상온에서 보관하였다. 각각의 1g 제조물의 생존 세포 수를 37℃에서 0.1×LB 상에서 희석 도말하여 총 6개월 동안 매월 측정하였다. 각 제형에 대하여 총 4회의 독립적 실험을 수행하였다. 6개월 동안 평균 생존 세포 수의 변화를 나타내는 곡선을 시그마플롯 ver. 8.0를 사용하여 만들었다. 에러 바는 명확성을 위해 생략하였다.One gram of each endospore-carrier preparation was sealed in heat sealable vacuum bags to prevent dehydration, but not in a vacuum. A total of 10 bags of 1 g sample were prepared for each formulation. The formulated ones were stored at room temperature in the laboratory from October until May of the next year when the temperature change was in the range of 15-25 ° C. The viable cell number of each 1 g preparation was measured monthly for a total of 6 months by dilution plating on 0.1 × LB at 37 ° C. A total of four independent experiments were performed for each formulation. Curves showing changes in mean viable cell numbers for 6 months were obtained from sigma plot ver. Created using 8.0. Error bars are omitted for clarity.
무기 weapon 담체의Carrier 물리적 성질 결정 Physical properties
무기 담체의 다공성 특성을 나타내는 물리적 성질을 얻어 표 1에 열거하였다. Physical properties representing the porous properties of the inorganic carriers were obtained and listed in Table 1.
<표 1>TABLE 1
무기 담체의 다공 특성Porosity of Inorganic Carrier
1 전형적인 화학 조성: 1, Na12Si12Al12O48 ?216H2O; 4, NaxSi12 - xAlxO48 ?nH2O (x=3-4, n=220-260). 펠라이트의 조성은 각각 펠라이트 시료 I 및 II에 지시되어 있음 1 Typical Chemical Composition: 1, Na 12 Si 12 Al 12 O 48 ? 216H 2 O; 4, Na x Si 12 - x Al x O 48 ? nH 2 O (x = 3-4, n = 220-260). The composition of the ferrite is indicated in the ferrite samples I and II, respectively.
2 평균 입자 크기는 평균 1마이크론 미만 입자에 대해서는 전기영동 광 산란법으로, 마이크로 크기의 입자에 대해서는 레이저 확산법으로 측정하였음. 2 The average particle size was determined by electrophoretic light scattering for particles less than 1 micron on average and by laser diffusion for micro-sized particles.
평균 입도는 미크론 미만의 입자에 대해서는 전기영동 광 산란 방법(electrophoretic light scattering method)(ELS-8000, Photal)으로 측정하였고, 미크론 크기의 입자에 대해서는 레이저 확산 방법(laser diffraction method)(Mastersizer 2000, Malvern)으로 측정하였다. The average particle size was measured by the electrophoretic light scattering method (ELS-8000, Photal) for particles smaller than microns, and the laser diffraction method for particles of micron size (Mastersizer 2000, Malvern). Was measured.
다공도, 표면적, 평균 기공 직경 및 기공 크기 분포를 나타내는 수치를 수은 침투법(mercury intrusion) 및 질소 가스 흡착법으로 산정하였으며, 수은 침투법을 사용함에 있어, 수은 세공측정기(mercury porosimeter)를 사용하여 기공 크기 분포를 측정하였다. 질소 가스 흡착을 이용한 BET 표면적 및 평균 기공 직경 수치는 ASAP2010으로 측정하였다.Mercury intrusion and nitrogen gas adsorption were used to calculate the porosity, surface area, average pore diameter, and pore size distribution. The mercury porosimeter was used to determine the pore size using the mercury porosimeter. The distribution was measured. BET surface area and average pore diameter values using nitrogen gas adsorption were measured by ASAP2010.
바실러스Bacillus 서브틸리스Subtilis AH18AH18 내생포자의 생산 Production of endogenous spores
기하급수적으로 생장한 바실러스 서브틸러스 AH18 세포 106 CFU가 80℃의 온도로 가온되었을 때, 희석 도말에 의해 측정한 바와 같이(도 1 참조) 10분 후 100 개 이하의 세포만이 생존하였다. 또한, 바실러스 서브틸러스 AH18의 성장 세포가 80℃에서 10 분 이상 동안 생존할 수 없으나, 특정 세포(현미경 조사로 측정됨)는 20 분 이상 열-저항성을 나타냈었다. 높은 온도에도 견디는 이들 세포는 이후 20분 더 생존을 유지하였다. When exponentially growing Bacillus
현미경으로 관찰된 응축 세포 크기 및 저항성 그램 염색 특성들은 이들 열-저항성 세포들이 고온하에서 생산된 내생포자임을 제시하였다. 이 실험으로 바실러스 서브틸러스 AH18의 성장 세포가 80℃에서 10분 이상 생존할 수 없음을 결론 내렸다. Condensation cell size and resistant Gram staining properties observed under the microscope suggested that these heat-resistant cells were endogenous spores produced at high temperatures. This experiment concluded that growth cells of Bacillus subtilis AH18 could not survive at 80 ° C. for more than 10 minutes.
열 스트레스하에서 생산된 포자들이 영양고갈에 의해 생산된 것들 보다 열 안정성이 있는지 여부를 알아보기 위해, 42℃의 승온하에서 생산된 바실러스 서브틸러스 AH18의 후기 지수증식기 배양물을 57℃에서 2 시간 동안 배양하여 열-스트레스 내생포자를 생산하였다. 비교를 위하여, 동일한 후기 지수증식기 배양물을 37℃의 통상의 배양 온도에서 생산하고 37℃에서 2 시간 동안 더 배양시켜 영양고갈에 의한 포자를 생산하였다. 각각의 세포 배양물은 80℃에서 10분간 정치하여 혹시 살아있을 수 있는 영양형 세포를 제거하여, 90℃의 열 안정성 분석시에 급속한 감소를 야기시킬 수 있는 무리를 차단하였다. 이 단계 이후에, 잔존하는 생존 포자들은 영양고갈에 의해 생산된 경우 1-2×105 CFU/mL였고, 열 스트레스하에서 생산된 경우 1-7×104 CFU/mL였다 (결과는 나타내지 않았음).To determine whether spores produced under heat stress are more thermally stable than those produced by depletion, the late exponential culture of Bacillus subtilis AH18 produced at elevated temperature of 42 ° C. was performed at 57 ° C. for 2 hours. The culture produced heat-stress endospores. For comparison, the same late exponential culture was produced at a normal incubation temperature of 37 ° C. and further incubated at 37 ° C. for 2 hours to produce spores by nutrient depletion. Each cell culture was allowed to stand at 80 ° C. for 10 minutes to remove any viable trophoblast cells, blocking flock that could cause a rapid decrease in thermal stability analysis at 90 ° C. After this step, the remaining surviving spores were 1-2 × 10 5 CFU / mL when produced by nutrient depletion and 1-7 × 10 4 CFU / mL when produced under heat stress (results not shown). ).
90℃에서 At 90 ℃ 바실러스Bacillus 서브틸러스Subtilus AH18AH18 의 열 안정성Thermal stability
포자만의 배양물을 90℃에서 배양하여 상이한 포자 제조물의 열 안정성을 분석하였다. Spore-only cultures were incubated at 90 ° C. to analyze the thermal stability of different spore preparations.
도 2에 나타낸 바와 같이, 영양고갈에 의해 생산된 포자들은 60 분 이상 동안 약 1,000 배 감소한 반면, 열 스트레스하에서 생산된 것들은 동일한 기간 동안 단지 약 10 배 감소를 나타내었다. As shown in FIG. 2, spores produced by nutrient depletion decreased about 1,000-fold over 60 minutes, while those produced under heat stress showed only about 10-fold reduction during the same period.
이러한 결과는 열 스트레스하에서 생산된 바실러스 서브틸러스 AH18 내생포자들이 90℃에서 1 시간 동안 비교했을 때 영양고갈에 의해 생산된 것들 보다 100 배 이상 열 안정성일 수 있음을 제시하였다.These results suggested that Bacillus subtilis AH18 endospores produced under thermal stress may be 100 times more thermally stable than those produced by nutrient depletion when compared at 90 ° C. for 1 hour.
한편, 추가의 실험을 통해, 90℃에서 1 시간 동안 분석하였을 때, 57℃의 치사 온도 이하에서 생산된 바실러스 서브틸러스 AH18 내생포자가 37℃의 영양고갈 상태에서 생산된 것들 보다 100 배의 열 저항성을 나타내었다. On the other hand, through further experiments, Bacillus subtilis AH18 endospores produced at a lethal temperature of 57 ° C. when analyzed for 1 hour at 90 ° C. were 100 times more heat than those produced at 37 ° C. depletion. Resistance was shown.
바실러스Bacillus 서브틸러스Subtilus AH18AH18 의 생존에 대한 무기 Weapons for survival 담체의Carrier 영향 effect
바실러스 서브틸러스 AH18을 위한 제형화 담체를 선택하기 위하여, 여러 합성 및 천염 무기 담체에 대해 최소 억제 농도를 측정함으로써 바실러스 서브틸러스 AH18의 생존에 대한 그들의 영향을 시험하였다(결과는 나타내지 않았음). To select formulated carriers for Bacillus subtilis AH18, their effects on the survival of Bacillus subtilis AH18 were tested by measuring the minimum inhibitory concentrations for various synthetic and natural salt inorganic carriers (results not shown). .
대조 웰 중의 바실러스 서브틸러스 AH18이 104 CFU의 출발 접종물로부터 20 시간 배양 후 105 배 증가한 반면, 무기 담체를 포함하는 웰 중의 세포 수는 담체의 농도에 따라 다양하였고, 생장 억제를 나타내는 담체의 MIC는 담체들의 상이한 화학적 조성 또는 물리적 구조에 기인하여 0.01 내지 4%였다. Bacillus subtilis AH18 in control wells increased 10 5 fold after 20 h incubation from the starting inoculum of 10 4 CFU, whereas the number of cells in the wells containing the inorganic carriers varied with the concentration of the carrier and the carrier showing growth inhibition. MIC of was 0.01-4% due to the different chemical composition or physical structure of the carriers.
그러나, 몇몇 담체들은 10%의 최대 사용 농도에서 조차도 세포 생장을 억제하지 않았고, 바실러스 서브틸러스 AH18 세포가 대조구 만큼 고밀도로 생장하였다. 10%에서 억제 효과를 나타내지 않는 무기 담체들은 합성 제올라이트 NaY, 합성 제올라이트 NaA, 천연 제올라이트, 카올린 클레이 미네랄 및 두개의 상이한 공급원의 펄라이트였다.However, some carriers did not inhibit cell growth even at the maximum use concentration of 10%, and Bacillus subtilis AH18 cells grew as densely as the control. Inorganic carriers that showed no inhibitory effect at 10% were synthetic zeolite NaY, synthetic zeolite NaA, natural zeolites, kaolin clay minerals and pearlite from two different sources.
바실러스Bacillus 서브틸러스Subtilus AH18AH18 내생포자의 열 안정성에 대한 무기 Inorganic against thermal stability of endogenous spores 담체의Carrier 영향 effect
내생포자-담체 제형을 제조하기 위하여, 합성 제올라이트 담체 NaY(1) 및 NaA(4), 및 천연 제올라이트[클리노프틸로라이트(clinoptilolite)](7), 천연 카올린 클레이 미네랄(12) 및 상이한 제조업자에 의해 생산된 두개의 펄라이트 I 및 II(각각 14 및 15)를 열-스트레스 유도 내생포자 배양물과 10%(v/w)로 혼합하였다. To prepare endogenous spore-carrier formulations, synthetic zeolite carriers NaY (1) and NaA (4), and natural zeolites (clinoptilolite) (7), natural kaolin clay minerals (12) and different industries Two Perlite I and II (14 and 15, respectively) produced by the jar were mixed with heat-stress induced endospores culture at 10% (v / w).
이들 제조물을 사용하여, 바실러스 서브틸러스 AH18 내생포자의 열 안정성에 대한 무기 담체의 영향을 분석하였다. These preparations were used to analyze the effect of inorganic carriers on the thermal stability of Bacillus subtilis AH18 endospores.
도 3에 나타낸 바와 같이, 이들은 조사된 담체에 상관없이 90℃에서 1 시간 동안 열 안정성에 대한 현저한 음성 효과를 나타내지 않았고, 생존률은 도 2에서와 같이 생산된 포자만 있는 제조물과 동등한 수준 이었다. 포자만 있는 시료는 액상이었고, 내생포자-담체 제형은 10% 물을 함유하고 있기 때문에, 이는 내생포자의 열 안정성이, 적어도 실험 조건하에서, 수분 함량에 현저하게 영향받지 않았다 는 사실을 제시할 수 있다.As shown in FIG. 3, they did not show a significant negative effect on thermal stability for 1 hour at 90 ° C. irrespective of the carrier irradiated and the survival rate was on par with the spore-only preparation produced as in FIG. 2. Since the spore-only sample was liquid and the endogenous spore-carrier formulation contained 10% water, this could indicate the fact that the thermal stability of the endospores was not significantly affected by moisture content, at least under experimental conditions. have.
15-25℃에서 6 개월 동안 6 months at 15-25 ℃ 담체carrier 제형중의In formulation 열-유도된 Heat-induced 바실러스Bacillus 서브틸러스Subtilus AH18 내생포자의 안정성 Stability of AH18 Endospores
15-25℃의 온도 변이하에서 무기 담체 제형중의 열-유도된 바실러스 서브틸러스 AH18 내생포자의 안정성을 조사하기 위하여, 열-밀봉된 플라스틱 주머니의 내생포자-담체 제조물 1g중의 다양한 세포 수를 총 6 개월 동안 매 달 측정하였다. To investigate the stability of heat-induced Bacillus subtilis AH18 endospores in inorganic carrier formulations under temperature variations of 15-25 ° C., various cell numbers in 1 g of endospores-carrier preparations of heat-sealed plastic bags were totaled. Measurements were made monthly for six months.
도 4에 나타낸 바와 같이, 담체 1(NaY 제올라이트), 4(NaA 제올라이트), 7(천연 제올라이트) 및 12(카올린 클레이)를 사용한 제조물은 각각 조사된 기간 전체에 걸쳐 다양한 세포 수에서 안정하였다. 응축된 세포 형태 및 그램 균주에 대한 저항성은 이들 제조물중의 세포들이 6 개월 후에도 여전히 포자로서 남아있음을 제시하였다(결과는 나타내지 않았음). As shown in FIG. 4, preparations with carriers 1 (NaY zeolite), 4 (NaA zeolite), 7 (natural zeolite) and 12 (kaolin clay) were each stable at various cell numbers throughout the investigated period. Resistance to condensed cell morphology and Gram strains suggested that the cells in these preparations still remained spores after 6 months (results not shown).
그러나, 펄라이트를 사용한 세균성 제형은 세포 수의 점진적인 증가를 보여주어, 6 개월 후에는, 담체 14에 담지된 균수는 100배 증가 하였고, 담체 15의 것은 107 배 증가 하였다. 시료 15에 대한 증진된 세포 수는 액상으로 유지된 포자만의 제형과 같은 양상의 증가폭을 보여주었다(도 4에서 □와 ◆로 비교됨). 펄라이트 15 제형과 포자만의 액상 배양물 각각에 있어서, 세포 수는 1 개월 후 빠르게 증가하였고, 이는 내생포자의 휴면상태가 제조 초기에 깨졌음을 알 수 있었다. 반면에, 펄라이트 시료 14중의 포자들은 2 개월까지 안정성을 유지하는 것으로 보였 으나, 이후, 영향형 세포로 변화되어, 잔여 4 개월 전체에 걸쳐 점진적으로 증식하였다. However, bacterial formulations using perlite showed a gradual increase in cell number, after 6 months, the number of bacteria on carrier 14 increased by 100-fold and that of
증식도의 차이는 시료 번호 15를 사용한 것에 비해 펄라이트 14를 사용한 것이 105 배 작았다(도 4에서 □와 ■로 비교됨). 그럼에도 불구하고, 세포 형태 및 운동성에 대한 현미경 분석은 이들 펄라이트 제조물 각각 중의 세포들이 조사 기간 마지막에서 활동성을 가진 영향형 세포였음을 제시하였다(결과는 나타내지 않음). 이러한 결과는 담체 1, 4, 7 및 12가 6 개월 이상 동안 휴면 상태를 유지하는 데 매우 효과적인 반면, 펄라이트 담체는 발아를 촉진시키고, 따라서 영양형 세포의 증식을 촉진시킨다는 사실을 제시하였다.The difference in proliferation was 10 5 times smaller than using Perlite 14 compared with Sample No. 15 (compared with □ and ■ in FIG. 4). Nevertheless, microscopic analysis of cell morphology and motility suggested that the cells in each of these pearlite preparations were active influenced cells at the end of the irradiation period (results not shown). These results suggested that
여러 담체에 의해 부여된 포자-안정성 정도의 차이를 이들 담체의 물리적 특성, 주로 다공성 특성을 분석함으로써 조사하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 화학적 조성, 구조적 다양성 또는 평균 입도의 차이는 미미한 차이를 보이는 것 같으나, 수은 침투법으로 측정한 담체의 평균 기공 크기는 포자 휴면 상태와 음성적으로 관계가 있음을 제안하고, 0.63-0.084㎛ 범위(중간 및 미세다공성)의 평균 기공 직경을 가져서 큰 BET 표면적을 나타내는 합성 및 천연 제올라이트와 카올린 클레이 미네랄은 포자 휴면 상태를 유지할 수 있었음에 반해, 3.7-8.0㎛ 범위(거대다공성)의 기공 크기를 가져 작은 BET 표면적을 나타내는 펄라이트 담체는 포자 발아 및 성장 세포의 증식을 촉진시킬 수 있었다. The difference in the degree of spore-stability imparted by the various carriers was investigated by analyzing the physical, mainly porous, properties of these carriers. As shown in Table 1, the difference in chemical composition, structural diversity or average particle size seems to show a slight difference, but suggests that the average pore size of the carrier measured by mercury infiltration is negatively related to the spore dormant state. Synthetic and natural zeolites and kaolin clay minerals with average pore diameters in the 0.63-0.084 μm range (medium and microporous) exhibiting large BET surface areas were able to maintain spore dormancy, whereas the 3.7-8.0 μm range (macroporous) Perlite carriers having a pore size of and showing a small BET surface area could promote spore germination and growth of growth cells.
중간 및 미세다공성 담체와 거대다공성 담체의 기공율을 비교함에 있어, 79% 이상의 기공율이 포자 발아를 촉진시키는데 또 다른 기연 인자였다. 이들 결과는 비교적 보다 작은 기공율 및 작은 평균 기공 직경으로 인한 큰 BET 표면적을 나타내는 합성 또는 천연 제올라이트, 또는 카올린 클레이 미네랄이 15 내지 25 ℃의 실온에서 바실러스 서브틸러스 AH18 내생포자에 대해 6 개월 동안 안정성을 제공할 수 있다.In comparing the porosity of the meso and microporous and macroporous carriers, porosity of 79% or more was another key factor in promoting spore germination. These results indicate that the synthetic or natural zeolites, or kaolin clay minerals, that exhibit large BET surface areas due to relatively smaller porosity and smaller average pore diameters, are stable for 6 months against Bacillus subtilis AH18 endospores at room temperature from 15 to 25 ° C. Can provide.
고온하에서 생존능력을 유지시키기 위하여, 42℃에서 바실러스 서브딜러스를 생장시키고, 후기 지수증식기(exponential phase) 배양을 57℃의 치사 온도(lethal temperature)로 유지시켜 인공적으로 포자형성(sporulation)을 유도시킴으로써 바실러스 서브틸러스 AH18의 열안정성 내생포자를 생산 단계에서 생성시켰다. In order to maintain viability under high temperature, Bacillus subdilatus are grown at 42 ° C and late exponential phase culture is maintained at a lethal temperature of 57 ° C to artificially induce sporulation. The thermostable endospores of Bacillus subtilis AH18 were produced at the production stage.
90℃에서 1 시간 동안 정량적으로 분석된 포자의 안정성은 치사 온도-스트레스 하에서 생성된 포자들이 37℃의 통상 생장 온도에서 영양고갈 조건하에서 생성된 포자들 보다 100 배 이상 열-안정성이 있다는 사실을 제시하였다. 온도 변화 범위 15 내지 25℃에서 있을 수 있는 포자 발아 및 과증식(over-proliferation) 문제점을 제어하기 위하여, 여러가지 화학적 조성, 구조 및 기공 직경을 갖는 제올라이트, 펄라이트, 카올린 클레이 미네랄과 같은 합성 및 천연 무기 담체를 제형에 도입하였다. Stability of spores quantitatively analyzed at 90 ° C. for 1 hour suggests that spores produced under lethal temperature-stress are 100 times more heat-stable than spores produced under nutrient depletion conditions at normal growth temperatures of 37 ° C. It was. Synthetic and natural inorganic carriers such as zeolites, pearlites, kaolin clay minerals with different chemical compositions, structures and pore diameters to control spore germination and over-proliferation problems that may be in the temperature change range 15-25 ° C. Was introduced into the formulation.
모두 6개월 동안 분석된 포자의 안정성은 평균 기공 직경이 작고 BET 표면적이 큰 물질이 포자의 휴면 상태를 유지시키는데 효과적이며, 기공 직경이 0.63-0.084㎛이어서 BET 표면적이 11-763m2/g로 큰 합성 및 천연 제올라이트, 및 카올린 클레이 미네랄이 6개월 동안 포자 휴면 상태를 유지시킬 수 있었던 반면, 평균 기공 크기가 3.7-8.0㎛로 커서 BET 표면적이 4.1-0.95m2/g로 작은 펄라이트 담체는 성장 세포(vegetative cell)의 발아 및 활성 생장을 촉진시킨다는 사실을 보여주었다. 또한, 포자-휴면상태를 유지한 담체는 74% 미만의 기공도를 보여주었다.The stability of the spores analyzed for all 6 months is effective in maintaining the spores' dormant state with a small average pore diameter and a large BET surface area, and a BET surface area of 11-763m 2 / g with a pore diameter of 0.63-0.084㎛. Synthetic and natural zeolites and kaolin clay minerals were able to maintain spore dormancy for 6 months, while the perlite carriers with small BET surface areas of 4.1-0.95 m 2 / g had an average pore size of 3.7-8.0 μm, resulting in growth cell growth. It has been shown to promote germination and active growth of vegetative cells. In addition, the spore-dormant carrier showed less than 74% porosity.
이를 통하여, 다양한 화학적 조성 및 구조를 갖는 다양한 무기 담체가 고온하에서 내생포자의 열 안정성을 유지함에 있어 현저한 차이를 보이지 않음에도 불구하고, 15 내지 25℃에서 6 개월 동안 포자 휴면 상태를 유지하는데는, 중간 및 미세다공성 담체 와 거대다공성 담체 사이에 현저한 차이가 있었다. Through this, although various inorganic carriers having various chemical compositions and structures do not show a significant difference in maintaining the thermal stability of the endogenous spores under high temperature, to maintain the spore dormant for 6 months at 15 to 25 ℃, There was a significant difference between meso and microporous and macroporous carriers.
담체의 상이한 물리적 특성을 분석함에 있어서, 담체의 평균 기공 직경이 포자 휴면 상태를 유지하거나 깨뜨리는데 주요한 인자인 것으로 여겨지고(표 1 참조), 평균 기공 크기가 0.63 ㎛ 이하인(중간 및 미세다공성) 합성 및 천연 제올라이트 및 카올린 클레이 미네랄 담체가 휴면상태를 유지하는데 효과적인 반면, 3.7㎛ 이상(거대다공성)의 펄라이트 담체는 포자 발아 및 바실러스 서브틸러스 성장 세포의 생장을 촉진하는데 효과적이었다(표 1 및 도 4 참조). In analyzing the different physical properties of the carrier, the average pore diameter of the carrier is considered to be a major factor in maintaining or breaking the spore dormancy (see Table 1), and the average pore size of 0.63 μm or less (medium and microporous) synthesis and Natural zeolites and kaolin clay mineral carriers were effective in maintaining dormancy, while pearlite carriers of 3.7 μm or more (macroporous) were effective in promoting spore germination and growth of Bacillus subtilis growth cells (see Table 1 and FIG. 4). ).
일단 휴면 상태가 깨지게 되면, 3.7㎛ 크기를 갖는 펄라이트 I에서 큰 기공 직경(8㎛)을 갖는 펄라이트 II에서 보다 많은 세균 생장이 검출되었다(표 1 및 도 4, 비교 시료 14 및 15). Once the dormant state was broken, more bacterial growth was detected in Perlite II with a large pore diameter (8 μm) in Perlite I with a size of 3.7 μm (Table 1 and FIG. 4, Comparative Samples 14 and 15).
미생물 활성이 생존에 특히 요구될 때는 큰 기공 크기의 무기 담체를 도입할 수 있지만, 균주의 지속적인 안정성이 요구되는 최종 미생물 제품인 경우, 미생물 의 휴면을 유지하는 것이 관건이기 때문에 큰 크기의 다공성 물질로 제제화하는 것은 바람직하지 않은 것으로 사료된다. Inorganic carriers with large pore sizes can be introduced when microbial activity is particularly required for survival, but for final microbial products that require constant stability of the strain, it is important to maintain the dormancy of the microorganisms, thus formulating them with large porous materials. It is considered undesirable to do so.
여기서, 미세다공성 무기 담체가 왜 내생포자의 휴면 상태를 유지하는데 효과적인지는 알 수 없으나, 작은 미생물이 담지 될 수 없는 작은 기공이 있는 경우 기공이 수분을 흡수하여 포자가 있는 기공 표면으로부터 물리적으로 격리시켜놓기 때문에 발아에 필요한 수분이 없는 상태가 되지 않나 추축해 볼 수 있다. 이와는 반대로 포자가 담지될 수 있는 큰 기공의 경우에는 수분을 기공 내로 흡수하여 수분의 저장고 역할을 하기 때문에 포자의 발아및 영양형 세포의 생장을 촉지한다 생각된다. 이는 기공 크기가 서로 달랐을 때, 기공이 큰 펠라이트일 수록 포자가 휴면에서 일찍 깨어났고 영양형세포의 증식도 크게 일어났다는 사실로 논리를 보완할 수 있겠다 (표 1 및 도 4, 비교 시료 14 및 15).Here, it is unknown why the microporous inorganic carrier is effective to maintain the endogenous dormant state, but when there are small pores that cannot be supported by small microorganisms, the pores absorb moisture and physically isolate from the surface of the pores with spores. It is possible to add some moisture to germination so that it can be extracted. On the contrary, in the case of large pores in which spores can be supported, it is thought that they promote the germination of spores and the growth of vegetative-type cells because they act as a reservoir for moisture by absorbing moisture into the pores. This can be complemented by the fact that when the pore sizes differed, the larger the pores, the more spores awoke in the dormant phase and the proliferation of trophoblasts also occurred (Tables 1 and 4, Comparative Samples 14 and 15). ).
결론적으로, 바실러스 서브틸러스 AH18의 열 저항성 내생포자는 생장 단계에서 승온에 이어 치사 온도에 의해 포자생성을 유도시킴으로서 생산할 수 있으며, 열 안정성 내생포자는 90℃ 까지의 열에서 1 시간 동안 저항할 수 있다. 내생포자의 휴면상태는 0.63㎛의 평균 기공 직경을 가져서 큰 BET 표면적을 갖는 중간 혹은 미세다공성 담체와 배합될 때 15-25℃에서 6 개월 동안 유지될 수 있다. In conclusion, the heat resistant endospores of Bacillus subtilis AH18 can be produced by inducing spore formation by lethal temperature following the elevated temperature in the growth stage, and the heat stable endospores can resist for 1 hour in heat up to 90 ° C. have. The dormant state of the endospores can be maintained at 15-25 ° C. for 6 months when combined with an intermediate or microporous carrier having an average pore diameter of 0.63 μm and having a large BET surface area.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 미생물 제제의 제형화 방법은 제형화시에 열 저항성 포자를 생성시키고, 최종 단계에서 무기 미세다공성 담체를 혼입시킴으 로써, 바실러스 제품을 비용 효율적이며 고온 및 저온 변이에 대항하여 휴면 상태를 유지하여, 특별한 관리 없이도 미생물 제제를 유통될 수 있도록 하는데 효과적이어서 미생물 제제 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, the method for formulating the microbial preparation according to the present invention generates heat resistant spores during formulation and incorporates an inorganic microporous carrier in the final step, thereby making the Bacillus product cost effective and resistant to high and low temperature variations. It is an effective invention in the microbial preparation industry because it is effective in maintaining a dormant state against the microorganism preparations without special management.
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