식품제조 공업과 물은 언제나 밀접한 관계가 있다고 볼 수 있다. 특히 두부 제조시에 발생하는 두부공업폐수는 고농도 유기 폐수로, 무단 방류를 하게 된다면 환경적으로 여러 문제가 발생할 수 있는데, 이는 수질오염으로 인한 부영양화가 초래되기 때문이다. 생물농약은 주로 미생물제제로 이루어지며, 그 중 Bacillus thuringiensis를 활용한 살충제가 핵심이다. 이에 본 연구에서는 두부제조공업의 유기폐수를 자원화하여, 식품산업폐자원을 이용, 수질오염 차단, 고부가가치 미생물상출제 개발을 위하여, Bacillus thuring-iensis를 두부공업폐수에 접종하여 고포자형성능을 확인하고 대량생산의 연구의 기초 기반을 확립하려고 한다. 이 실험을 위하여 사용한 폐수는 부산 서구 소재 K 사의 두부공장 폐수를 보관, 사용하였다.
<h1>서 론</h1> <p>식품제조 공업과 물의 사용은 언제나 밀접한 관계가 있다. 이중 두부제조시 발생되는 두부공업폐수는 고농도 유기 폐수이기 때문에 무단 방류시 수질오염으로 인한 부영양화가 초래되어 환경적으로 여러 가지 문제점이 야기될 가능성이 있다. 하지만, 두부제조공업폐수의 특징으로는 고분자물질의 함량이 높아 저분자물질로 용이하게 분해될 수 있으며 유기태 질소원 및 칼륨, 인등의 무기염류원을 많이 함유하고 있고, 화학적 유해 독성물질을 합유하고 있지 않아서 미생물공업용 대체기절로 이용할 수 있는 특성을 지니고 있다. 현재, 두부공업폐수는 우수한 유기물원으로서의 인지보다는 주환경오염원으로 취급되어지고 있으며, 두부공업폐수를 대량정화처리하기 위해 고가의 처리비용이 지출되고 있는 실정이다.</p> <p>생물농약은 미생물제제가 주류를 이루고 있으며, 그 중에서도 \(Bacillus thuringiensis \)를 이용한 살 충제가 그 핵심을 이루고 있다 . \(Gram \)앙성세균인 \(Bacillus thuringiensis \)는 포자를 형성하는 시기에 결정성단백질을 생성하는데, 이 결정성 단백질의 생성량과 살충력이 \(Bacillus thur-ingionsis \)제제의 성능을 좌우하게 된다. \(Bacillus thuring-iensis \)가 생성하는 살충성결정단백질의 양과 질은 균주에 따라 달라질 수 있젰지만, 배양조건과 배지조성을 달리하여 \(Bacillus thuringiensis \)의 세포밀도와 포자형성률을 증가시킬 수 있기 때문에 \(Bacillus thuringiensis \)의 양분요구특성을 조사하여 포자형성과 살충성 걸정단백질의 생성을 조절할 수 있다. 북미를 중십으로 \(Bacillus thuringiensis \)제제가 상업화되면서 전세계적으로 그 사용량이 크게 증가되었고, 우리나라에서도 \(1989 \)년 처음 \(Bacillus thuringiensis \)제제가 도입된 이래 매년 그 사용량이 증가되고 있으나, 아직 미생물살충제의 가격이 높게 형성되어 실제 농가에서는 사용이 국한되어 있는 실정이며, 저가의 우수한 미생물의 살충제 개발로 수질오염 방지 및 자원이용측면에서 그 필요성이 더해지고 있는 실정이다.</p> <p>따라서, 본 연구는 두부제조공업에서 다량 발생하는 유기폐수를 자원화하기 위한 연구의 일부분으로 \(Bacillus thuring-iensis \)를 두부공업폐수에 접종하여 고포자형성능을 확인하여 대랑생산에 관한 연구블 수행하기 위한 기초적인 기반을 확립하여 식품산업폐자원을 이용하여 환경오염중 수질오염원을 차단하고 고부가가치 미생물살충제 개날의 타당성을 검토하여 보고하고자 한다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>사용균주 및 배지</h2> <p>\(Bacillus thrungensis kurstaki HD-1 \)를 동아대학표 친연물 유전공학연구실로부터 분양 받아 계대배양 후 사용하였고, GYS배지를 적당히 변형시킨 후 고포자생성배지 및 종배양용배지로 사용하였다. 균주보존용배지는 \(agar \)를 \(1.5% \) 함유한 \(NA \)배지를 사용하였다.</p> <h2>폐수 및 분석</h2> <p>본 실험에 사용한 폐수는 부산 서구 소재 \( \mathrm { K } \) 사의 두부공장폐수로 \( 4 \mathrm { C } \) 이하에서 보관하면서 사용하였다. 분석중 일반성분의 분석은 상법으로 측정하였다. 폐수내에 존재하는 총 질소와 인은 시료를 persulfate방법에 따라 질소 또는 인을 질산염과 인산염으로 산화시킨 후 수행하였다. 즉, 시료 \( 4 \mathrm { ml } \)에 \( 0.67 \% \) potassium persulfate 용액 \( (0.30 \% \mathrm { NaOH } \) 첨가 \( ) 6 \mathrm { m \ell } \)을 가하고 autocleave를 이용하여 \( 120 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 30 분간 가열 하여 완전히 산화시켰다. 산화된 시료에 \( 0.3 \mathrm { ~N } \mathrm { HCl } 0.6 \mathrm { ~m } \ell \) 을 가하여 혼합한 후 완충용액 \( (3.0 \% \) boric acid, \( 2.0 \mathrm { ~N } \mathrm { NaOH } ) 0.8 \) \( \mathrm { m \ell } \) 과 증류수 \( 8.6 \mathrm { ml } \) 을 가하여 과황산염으로 산화 처리하여, 시료내 인산염과 질소를 정인산염( \( \left . \mathrm { PO } _ { 4 } { } ^ { 3 } \right ) \) 과 질산염의 형태로 변화시켰다. 정인산염은 시료를 phosphomolybdate로 발색시킨 후 \( 5 \mathrm { ~cm } \) light path의 cuvette로 \( 885 \mathrm { ~nm } \) 에서 분광광도계로 흡광도를 측정하여 정량하였고, 질산염은 Szechrome NB시약(Polyscience Inc.,U.S.A)을 사용하여 600 \( \mathrm { nm } \) 에서 흡광도를 측정하여 정량하였다. 미네랄 분석, \( \mathrm { Ca } \), \( \mathrm { Mg } , \mathrm { K } . \mathrm { Na } , \mathrm { Fe } \) 는 dry ash 법으로 시료늘 회분처리 후 \( 6 \mathrm { ~N } \) \( \mathrm { HCl } 10 \mathrm { ml } \) 를 가하여 수욕 상에서 완전히 증발 건고시켜, 이 건고물에 \( 3 \mathrm { ~N } \mathrm { HCl } 10 \mathrm { ~m } \) 를 가하고 수분간 가열 후 여과하여 \( 100 \mathrm { ml } \) 메스플라스크에 정용한 후 원소분석기(AAnalyst 300 ,Perkin Elmer, U.S.A)로 측정하였다.</p>