폴리염화비페닐류의 생분해 우수 백색부후균 선발 및 분해율 분석 Selection of White Rot Fungi for Biodegradation of Polychlorinated Biphenyl, and Analysis of Its Biodegradation Rate원문보기
본 연구에서는 다양한 목재부후균의 polychlorinated biphenyls (PCBs)생분해 가능성을 구명하고자 7종의 백색부후균을 이용하여 PCB 혼합물 중 가장 분해가 어렵다고 알려진 Aroclor 1254와 1260을 대상으로 분해력이 우수한 목재부후균을 선발하였다. 그리고 선발된 목재부후균을 이용하여 GC 분석을 통해 Aroclor 1254, 1260의 분해율을 조사하였다. 고체배지 저항성 테스트를 통해 우수분해 균주로 선발된 Cystidodontia isubellina 는 다른 균주에 비해 균사생장량의 억제가 가장 적었으며 상대적으로 생장속도도 빠른 특징을 나타냈다. 선발된 C. isubellina에 의한 Aroclor 1254와 1260의 분해율 분석 결과, Aroclor 1254배양 13일째 57.57%로 가장 높은 분해율을 나타냈다. Aroclor 1260 역시 배양일수가 증가함에 따라 분해율 역시 증가하는 경향을 보였으며, 배양 13일째 49.43%로, 두 혼합물 모두 기존의 다른 연구에서보다 높은 분해율을 나타냈다.
본 연구에서는 다양한 목재부후균의 polychlorinated biphenyls (PCBs) 생분해 가능성을 구명하고자 7종의 백색부후균을 이용하여 PCB 혼합물 중 가장 분해가 어렵다고 알려진 Aroclor 1254와 1260을 대상으로 분해력이 우수한 목재부후균을 선발하였다. 그리고 선발된 목재부후균을 이용하여 GC 분석을 통해 Aroclor 1254, 1260의 분해율을 조사하였다. 고체배지 저항성 테스트를 통해 우수분해 균주로 선발된 Cystidodontia isubellina 는 다른 균주에 비해 균사생장량의 억제가 가장 적었으며 상대적으로 생장속도도 빠른 특징을 나타냈다. 선발된 C. isubellina에 의한 Aroclor 1254와 1260의 분해율 분석 결과, Aroclor 1254배양 13일째 57.57%로 가장 높은 분해율을 나타냈다. Aroclor 1260 역시 배양일수가 증가함에 따라 분해율 역시 증가하는 경향을 보였으며, 배양 13일째 49.43%로, 두 혼합물 모두 기존의 다른 연구에서보다 높은 분해율을 나타냈다.
In this study, the possibility of biodegradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) by various white rot fungi was evaluated, and outstanding white rot fungi for the degradation of PCBs were selected. Seven white rot fungi were used to degrade Aroclor 1254 and 1260, which are widely considered to b...
In this study, the possibility of biodegradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) by various white rot fungi was evaluated, and outstanding white rot fungi for the degradation of PCBs were selected. Seven white rot fungi were used to degrade Aroclor 1254 and 1260, which are widely considered to be toxic and difficult to degrade. And the degradation rates of Aroclors by selected white rot fungi were performed by GC analysis. Through the resistance test of white rot fungi on different concentrations of PCBs, the inhibition of mycelial growth of Cystidodontia isubellina was much less than that of others, and this fungus grew faster than others, relatively. Based on this result, it was considered that C. isubellina was selected as degrading fungus for Aroclors. As a result of biodegradation rate of Aroclors by Cystidodontia isubellina, the degradation rate of Arolor 1254 was reached to 57.57% in 13 days, which showed very high degradation rate. Also the degradation rate of Aroclor 1260 by C. isubellina had a tendency of increasing along with increasing incubation day. Maximal degradation rate of Aroclor 1260 was 49.43% at 13 days. Based on this results, it indicated that in comparison with a previous study, high degradation rate was obtained by C. isubellina.
In this study, the possibility of biodegradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) by various white rot fungi was evaluated, and outstanding white rot fungi for the degradation of PCBs were selected. Seven white rot fungi were used to degrade Aroclor 1254 and 1260, which are widely considered to be toxic and difficult to degrade. And the degradation rates of Aroclors by selected white rot fungi were performed by GC analysis. Through the resistance test of white rot fungi on different concentrations of PCBs, the inhibition of mycelial growth of Cystidodontia isubellina was much less than that of others, and this fungus grew faster than others, relatively. Based on this result, it was considered that C. isubellina was selected as degrading fungus for Aroclors. As a result of biodegradation rate of Aroclors by Cystidodontia isubellina, the degradation rate of Arolor 1254 was reached to 57.57% in 13 days, which showed very high degradation rate. Also the degradation rate of Aroclor 1260 by C. isubellina had a tendency of increasing along with increasing incubation day. Maximal degradation rate of Aroclor 1260 was 49.43% at 13 days. Based on this results, it indicated that in comparison with a previous study, high degradation rate was obtained by C. isubellina.
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문제 정의
본 연구에서는 백색부후균을 이용하여 난분해성 물질 중 하나인 폴리염화비페닐류의 생분해 가능성에 대해 알아보고자 하였다. 폴리염화비페닐류로는 상용화 되었던 Aroclor를 사용하였으며, 백색부후균은 고체배지저항성 테스트를 통해 가장 우수한 저항 성을 보인 것을 선택하여 사용하였다.
제안 방법
DMSO 대조구에서의 균사 생장량과 Aroclor 1254, 1260 (1, 5, 10, 50 ppm)이 각각 첨가 된 배지에서의 균사 생장량의 차이를 비교하였다. 즉 이 차이에 따른 결과값은 Aroclor 1254와 1260의 농도에 따른 균사 생장량의 억제를 의미한다.
PCBs 분해 백색부후균을 선발하기 위하여 PCBs 로 선택된 Aroclor 1254와 1260의 농도에 따른 백색부후균의 저항성을 실험하였다. Malt extract agar (MEA) 배지를 121℃, 15분간 멸균한 후, Aroclor 1254와 1260을 각각 1, 5, 10, 50 ppm이 되도록 배지와 혼합하여 직경 50 mm petridish에 분주하였다. 선배양시킨 백색부후균을 4 mm borer로 뚫어 접종한 뒤, 26℃에서 배양하여 12시간(0.
PCBs 분해 백색부후균을 선발하기 위하여 PCBs 로 선택된 Aroclor 1254와 1260의 농도에 따른 백색부후균의 저항성을 실험하였다. Malt extract agar (MEA) 배지를 121℃, 15분간 멸균한 후, Aroclor 1254와 1260을 각각 1, 5, 10, 50 ppm이 되도록 배지와 혼합하여 직경 50 mm petridish에 분주하였다.
PCBs로는 Aroclor 1254 (4-8586, SUPELCO, USA) 와 Aroclor 1260 (C-260N-50MG, AccuStandard, USA) 를 사용하였으며, 백색부후균의 생장에 대한 영향을 최소화하기 위해 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 용해 시켜 배지에 첨가하였다.
추출은 배양 1, 5, 9, 13일에 실시하였다. 각 플라스크에 7% perchloric acid 1 ㎖씩 첨가하여 배양을 종료하고 Aroclor 1254와 1260의 추출 및 분석을 실시하였다. 우선 7% perchloric acid가 첨가된 샘플을 균질기를 통해 균사를 균질화시킨 후, n-hexane으로 추출하였다.
모든 실험은 3반복을 실시하였다. 균사생장량 측정은 균사생장에 따른 직경의 길이를 측정하였으며, DMSO 대조구에서의 균사 생장량과 PCBs (1, 5, 10, 50 ppm)가 첨가된 배지에서의 균사 생장량의 차이를 통해 백색부후균의 저항성 정도를 계산하였다.
다음으로 배지에 함유된 각종 유기성분을 제거하기 위하여 진한 황산 30 ㎖을 이용해 270 rpm에서 1분간 추출하였다. 그리고 잔존해 있는 진한 황산을 제거하기 위해서 n-hexane으로 추출한 증류수 60 ㎖을 통해 같은 조건하에 추출하였으며, 이 모든 과정은 shaker를 이용하여 3반복하였다. 추출액에 anhydrous sodium sulfate를 첨가하여 수분을 제거하였으며, 여 과지(No.
농도에 따른 균사생장 저해량을 각각 비교하여 PCBs의 농도에 따른 백색부후균의 생장 저해가 가장 적으면서 생장이 빠른 균주를 선택하였다. 균사생장 저해량은 다음의 식을 이용하여 계산하였다.
5일) 간격으로 균사생장량을 측정하였다. 대조구는 두 가지로 Aroclor 1254와 1260, 그리고 DMSO가 모두 첨가되지 않은 대조구와 DMSO만 첨가 된 대조구를 사용하였다. 모든 실험은 3반복을 실시하였다.
따라서 sterile control과 live culture의 경우, 5일 선배양 후 바로 Aroclor를 첨가하는 반면, killed control은 5일 선배양 후에 추가적으로 추출일(1, 5, 9, 13일)까지 배양하였으며, 추출일에 멸균을 통해 균의 성장을 멈춘 후 Aroclor를 첨가하였다.
, 1998). 따라서 다음과 같은 영향인자를 최소화하기 위해 sterile control와 killed control, 두 대조구로설정하였다.
, 1998). 따라서 다음과 같은 영향인자를 최소화하기 위해 sterile control을 통해 용기에 흡착되거나 실험과정에서의 손실을 확인하였으며, 이를 통해 배양일수에 따른 Aroclor의 회수율을 측정하였다. 또한 killed control을 두 번째대조구로 설정함으로써 균사에 의한 PCBs의 물리적 흡착량을 고려하였다.
따라서 다음과 같은 영향인자를 최소화하기 위해 sterile control을 통해 용기에 흡착되거나 실험과정에서의 손실을 확인하였으며, 이를 통해 배양일수에 따른 Aroclor의 회수율을 측정하였다. 또한 killed control을 두 번째대조구로 설정함으로써 균사에 의한 PCBs의 물리적 흡착량을 고려하였다.
대조구는 두 가지로 Aroclor 1254와 1260, 그리고 DMSO가 모두 첨가되지 않은 대조구와 DMSO만 첨가 된 대조구를 사용하였다. 모든 실험은 3반복을 실시하였다. 균사생장량 측정은 균사생장에 따른 직경의 길이를 측정하였으며, DMSO 대조구에서의 균사 생장량과 PCBs (1, 5, 10, 50 ppm)가 첨가된 배지에서의 균사 생장량의 차이를 통해 백색부후균의 저항성 정도를 계산하였다.
isubellina를 접종하여 Aroclor 1254와 1260에 대한 분해능을 살펴보았다. 배지에 균사 현탁액을 접종하고 5일 선배양 시킨 후, Aroclor를 첨가하여 배양 1, 5, 9, 13일 후에 추출 및 정량을 통해 분해율을 확인하였다. 정량은 GC/ECD 분석을 통해이루어졌다.
isubellina가 가장 높은 저항성을 보였으며 이를 우수 분해 균주로 선발하였다. 선발된 C. isubellina를 이용해 Aroclor 1254와 1260에 대한 분해율 분석을 실시하였다. 그 결과 두 PCB 혼합물 모두 배양일수가 증가함에 따라 분해율 역시 증가하였지만 분해율에서는 차이를 나타냈다.
본 연구에서는 7개의 백색부후균을 이용하여 PCB 혼합물 중 가장 분해가 어려운 것 중 하나로 알려진 Aroclor 1254와 1260을 대상으로 분해력이 우수한 목재부후균을 선발하였다. 선발된 목재부후균을 이용하여 GC 분석을 통해 Aroclor 1254와 1260의 분해 율을 측정하였다. 이러한 결과를 바탕으로 선발된 목재부후균의 분해 능력을 알 수 있었으며, 또한 Aroclor 1254와 1260의 분해 정도를 비교해 볼 수 있 었다.
Malt extract agar (MEA) 배지를 121℃, 15분간 멸균한 후, Aroclor 1254와 1260을 각각 1, 5, 10, 50 ppm이 되도록 배지와 혼합하여 직경 50 mm petridish에 분주하였다. 선배양시킨 백색부후균을 4 mm borer로 뚫어 접종한 뒤, 26℃에서 배양하여 12시간(0.5일) 간격으로 균사생장량을 측정하였다. 대조구는 두 가지로 Aroclor 1254와 1260, 그리고 DMSO가 모두 첨가되지 않은 대조구와 DMSO만 첨가 된 대조구를 사용하였다.
실험구는 균주의 접종과 Aroclors의 첨가 여부에 따라 다음과 같이 세 가지로 나누었다.
각 플라스크에 7% perchloric acid 1 ㎖씩 첨가하여 배양을 종료하고 Aroclor 1254와 1260의 추출 및 분석을 실시하였다. 우선 7% perchloric acid가 첨가된 샘플을 균질기를 통해 균사를 균질화시킨 후, n-hexane으로 추출하였다. 균질기에 샘플과 n-hexane 25 ㎖을 함께 넣어 5,000 rpm에서 30초간 분쇄한 후, 이를 분별 깔대기를 이용하여 추출하였다.
일반적으로 정량 분석 시에는 GC를 이용하지만, GC분석 시, PCB 분해 실험이 균을 이용한 것이므로 균사에 PCB가 흡착될 가능성이 있다. 이는곧 결과적 오차를 발생하므로 정확한 정량 분석에 문제를 야기하기도 하므로(Beaudette et al., 1998) 본 연구에서는 이러한 문제점을 고려하여 실험 및 분석을 실시하였다.
저항성 실험을 통해 선택된 백색부후균을 이용하여 균질화 과정을 통해 균사 현탁액을 제조하였다. 선발된 백색부후균은 Potato dextrose agar (PDA) 배지에서 26℃, 7일 동안 배양 후, 균사 부분만 긁어내어 멸균수와 함께 혼합한 뒤, 균질기(RH91, SMT, Japan)를 이용하여 5,000 rpm에서 2분 동안 분쇄하여 현탁액으로 제조하였다.
배지에 균사 현탁액을 접종하고 5일 선배양 시킨 후, Aroclor를 첨가하여 배양 1, 5, 9, 13일 후에 추출 및 정량을 통해 분해율을 확인하였다. 정량은 GC/ECD 분석을 통해이루어졌다. 균으로부터 PCBs를 회수하는 데는 균에 흡착된 정도 및 용기에 흡착되거나 실험과정에서 손실인자 등에 영향을 받는다(Beaudette et al.
질소제한 배지인 SSC배지에서 우수 분해균주로 선발된 C. isubellina를 접종하여 Aroclor 1254와 1260에 대한 분해능을 살펴보았다. 배지에 균사 현탁액을 접종하고 5일 선배양 시킨 후, Aroclor를 첨가하여 배양 1, 5, 9, 13일 후에 추출 및 정량을 통해 분해율을 확인하였다.
5 ㎖/분의 유속으로 흘려주었다. 추출액은 n-hexane으로 10배 희석하여 GC 분석을 실시하였으며 standard curve는 0.1, 0.2, 0.5, 1 ppm 농도의 Aroclor 1254, 1260을 이용하여 작성하였다.
균질기에 샘플과 n-hexane 25 ㎖을 함께 넣어 5,000 rpm에서 30초간 분쇄한 후, 이를 분별 깔대기를 이용하여 추출하였다. 추출은 shaker를 이용하여 270 rpm에서 15분간 진행되었으며, 총 추출 과정은 3반복하여 총 75 ㎖ n-hexane 추출액을 획득 하였다.
컬럼은 DB-5 (60 m, 0.32 mm × 0.25 um, Agilent Technologies, USA)를사용하였으며, 초기 온도 135℃에서 3분 동안 유지후, 280°C까지 8°C/분으로 승온시켰으며, 최종 온도 300°C까지 15°C/분으로 승온시킨 후, 13분 동안 유지시켰다.
대상 데이터
Aroclor 1254, 1260의 분해율을 측정하기 위해서 질소제한배지인 Shallow stationary culture (SSC) 배지를 사용하였으며 그 조성은 Tables 2, 3과 같다. 50 ㎖ 삼각플라스크에 배지를 10 ㎖씩 넣고 silistopper 로 막은 뒤 121℃에서 15분간 멸균하였다.
임의로 선택된 백색부 후균은 총 7가지로 Table 1과 같다. Phanero- chaete chrysosporium (KCTC 6728)과 Phanerochaete chrysosporium (KCTC 6293)은 한국 생명공학연구원 생물자원센터에서 분양받았으며, Cystidodontia isubellina (KUC 8090)는 고려대학교에서, Polyporus brumalis (KFRI 20912)와 Stereum hirsutum (KFRI 234)은 국립산림과학원에서 분양받았다. 그리고 나머지 두 개는 실험실에서 보유하고 있는 균주이다.
폴리염화비페닐류로는 상용화 되었던 Aroclor를 사용하였으며, 백색부후균은 고체배지저항성 테스트를 통해 가장 우수한 저항 성을 보인 것을 선택하여 사용하였다. 본 연구에서 사용한 백색부후균은 총 7가지로 그 중에서 C. isubellina가 가장 높은 저항성을 보였으며 이를 우수 분해 균주로 선발하였다. 선발된 C.
본 연구에서는 7개의 백색부후균을 이용하여 PCB 혼합물 중 가장 분해가 어려운 것 중 하나로 알려진 Aroclor 1254와 1260을 대상으로 분해력이 우수한 목재부후균을 선발하였다. 선발된 목재부후균을 이용하여 GC 분석을 통해 Aroclor 1254와 1260의 분해 율을 측정하였다.
본 연구에서는 백색부후균을 이용하여 난분해성 물질 중 하나인 폴리염화비페닐류의 생분해 가능성에 대해 알아보고자 하였다. 폴리염화비페닐류로는 상용화 되었던 Aroclor를 사용하였으며, 백색부후균은 고체배지저항성 테스트를 통해 가장 우수한 저항 성을 보인 것을 선택하여 사용하였다. 본 연구에서 사용한 백색부후균은 총 7가지로 그 중에서 C.
이론/모형
Aroclor 1254와 1260을 정량하기 위해 GC-ECD (Electron Capture Detector, 6890N, Agilent Technologies, USA)를 이용하였다. 컬럼은 DB-5 (60 m, 0.
성능/효과
Aroclor 1254, 1260 모두 배양 13일째에 가장 높은 분해율을 보였으며, 이는 13일 이후의 배양일수 증가에 따라 분해율이 증가할 수 있다는 가능성을 보여주었다.
그 결과 두 PCB 혼합물 모두 배양일수가 증가함에 따라 분해율 역시 증가하였지만 분해율에서는 차이를 나타냈다. Aroclor 1254는 배양 13일째 57.57%로 가장 높은 분해율을 보였으며, Aroclor 1260은 배양 13일째 49.43%의 분해율을 보였다. 이러한 분해율 차이가 발생하는 원인은 배지 및 용기 흡착에 의한 손실 및 균사에 의한 물리적 흡착, 그리고 Aroclor를 구성하는 PCBs 동족체의 구성 물질 및 구성비율의 차이 등으로 생각할 수 있다.
Aroclor 1254의 농도가 증가함에 따라 다른 균주에 비해 CYI의 저항성이 가장 높게 나타났다(Fig. 1). CYI는 DMSO 대조구에서의 균사생장량과 Aroclor 1254가 첨가 된 배지의 균사생장량의 차이가 최대 농도인 50 ppm에서 4.
Aroclor 1254의 생분해에 있어 균사로 흡착되는 부분을 정확히 조절하기 위해 일정기간 동안 배양시킨 균주를 멸균시켜 killed control을 설정하였는데, killed control에 대한 Aroclor 회수량을 측정한 결과, 배양일수가 증가함에 따라 회수량이 약 5% 정도 감소하였다. Sterile control보다 수치상으로는 높은 회수량을 보였는데, 이는 비생물적 손실은 고려하지 않고 균사에 의한 물리적 흡착만을 고려한 수치이다.
isubellina에 의한 Aroclor 1260의 분해율을 계산해본 결과, 배양일수가 증가함에 따라 분해율이 증가하였다. Aroclor 1260 첨가 후, 1일 째에는 약간의 분해를 보였지만 1일 이후 급격한 분해가 시작되어 배양 5일째 분해율이 38.90%였으며, 9일 이후 계속 증가 하여 13일 째 49.43%가 분해되었다(Fig. 4).
C. isubellina에 의한 Aroclor 1254와 1260의 생분해 실험 결과, 다른 연구 결과에 비해 높은 분해율을보였다(Figs. 3, 4). Aspergillus niger에 의한 PCBs 의 분해율 분석 결과, biphenyl 분자당 약 42%의 염소원자로 치환된 Clophen A 30의 경우, 염소원자 비율이 상대적으로 낮기 때문에 20∼30%의 분해율을 보인 반면, Aroclor 1254, 1260의 염소 치환 비율과 같은 Clophen A 50, 60은 거의 분해되지 않았다(Dmochewitz et al.
1). CYI는 DMSO 대조구에서의 균사생장량과 Aroclor 1254가 첨가 된 배지의 균사생장량의 차이가 최대 농도인 50 ppm에서 4.87 (mm)을 나타내었으며 이는 다른 균에 비해 낮은 값으로 높은 저항성을 보여주었다. 그리고 농도에 따른 균사의 생장 차이 역시 가장 작게 나타났다.
2). CYI는 생장이 완료된 3일을 기준으로 1, 5, 10, 50 ppm에서 균사생장량의 차이가 각각 1.58, 2.43, 3.15, 2.91 (mm)로 균사 생장량의 억제가 다른 균주에 비해 가장 적었으며, 50 ppm농도 범위 내에서 농도에 따라 거의 생장 차이를 보이지 않았다. 생장 속도면에서는 Aroclor 1254와 마찬가지로 PCH 6293, 6728가 가장 빠른 생장을 나타내었지만 균사생장량 억제값이 높으므로 우수분해 균주로 적합하지 않다고 사료되었다.
Killed control 비교 시, Aroclor 1254에 비해 Aroclor 1260은 배양일수와 상관없이 물리적 흡착율이 일정한 값을 나타내었으며, 이를 통해 Aroclor 1254가 1260보다 물리적 흡착 정도가 큰 것으로 판단되었다. 하지만 live culture에서 Aroclor 1254의 회수율이 배양일수가 증가함에 따라 현저히 감소하는 경향을 보였기 때문에 Aroclor 1254의 분해율이 더 높게 나타났다.
Killed control에 의한 균사 흡착율을 고려하여 C. isubellina에 의한 Aroclor 1260의 분해율을 계산해본 결과, 배양일수가 증가함에 따라 분해율이 증가하였다. Aroclor 1260 첨가 후, 1일 째에는 약간의 분해를 보였지만 1일 이후 급격한 분해가 시작되어 배양 5일째 분해율이 38.
isubellina를 이용해 Aroclor 1254와 1260에 대한 분해율 분석을 실시하였다. 그 결과 두 PCB 혼합물 모두 배양일수가 증가함에 따라 분해율 역시 증가하였지만 분해율에서는 차이를 나타냈다. Aroclor 1254는 배양 13일째 57.
따라서 1, 5, 10, 50 ppm의 Aroclor 1254와 1260에 대한 백색부후균의 저항성을 살펴본 결과, Aroclors 농도에 따른 백색부후균의 저항성이 가장 높으면서 생장속도도 빠른 균주로써 CYI를 선택하였다.
이 결과에 따르면 생장이 가장 빠른 균은 PCH종으로 Aroclor 1254의 분해를 빠르게 진행한다고 간주할 수도 있었지만 PCH 6728과 6293 모두 균사생장량의 억제 정도가 심하고 Aroclor 1254에 대한 저항 성이 CYI보다 낮게 나타났다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 CYI가 Aroclor 1254에 대한 저항성이 가장 높은 것으로 판단되었다.
반면, 본 연구에서는 P. chrysosporium을 이용한 이전의 연구에 비해 49.43%의 높은 분해율을 나타냈으며, 이는 C. isubellina에 의한 Aroclor 1260의 생분해 가능성을 보여주는 것이라 할 수 있다.
3과 같다. 배양일수 증가에 따라 killed control의 회수량이 약간 감소하였지만 live culture 양의 현저한 감소로 인해 높은 분해율을 나타내었다. 배양일수가 증가함에 따라 분해율은 증가하였으며, 배양 후 13일째 57.
Sterile control보다 수치상으로는 높은 회수량을 보였는데, 이는 비생물적 손실은 고려하지 않고 균사에 의한 물리적 흡착만을 고려한 수치이다. 배양일수 증가에 따라 균사에 대한 Aroclor 1254의 물리적 흡착량은 약간 증가한 것으로 나타났다. 물리적 흡착량은 처음 첨가한 농도 10 ppm과 killed control의 농도 차이를 통해 구할 수 있다.
배양일수 증가에 따라 killed control의 회수량이 약간 감소하였지만 live culture 양의 현저한 감소로 인해 높은 분해율을 나타내었다. 배양일수가 증가함에 따라 분해율은 증가하였으며, 배양 후 13일째 57.57%로 가장 높은 분해 율을 보였다. 이는 이전의 P.
91 (mm)로 균사 생장량의 억제가 다른 균주에 비해 가장 적었으며, 50 ppm농도 범위 내에서 농도에 따라 거의 생장 차이를 보이지 않았다. 생장 속도면에서는 Aroclor 1254와 마찬가지로 PCH 6293, 6728가 가장 빠른 생장을 나타내었지만 균사생장량 억제값이 높으므로 우수분해 균주로 적합하지 않다고 사료되었다.
Aroclor 1260의 경우, sterile control에서는 배양 일수에 상관없이 초기 농도인 10 ppm에 가까운 회수량을 보여주었다. 약 97%의 높은 회수율을 통해 실험과정에 의한 손실이 거의 이루어지지 않았음을 알수 있다.
PCH 6728과 6293을 제외한 나머지 균들은 모두 생장이 완료되는 때까지 4일 이상 소요되었지만 CYI의 경우 생장이 3일 내에 완료되었다. 이 결과에 따르면 생장이 가장 빠른 균은 PCH종으로 Aroclor 1254의 분해를 빠르게 진행한다고 간주할 수도 있었지만 PCH 6728과 6293 모두 균사생장량의 억제 정도가 심하고 Aroclor 1254에 대한 저항 성이 CYI보다 낮게 나타났다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 CYI가 Aroclor 1254에 대한 저항성이 가장 높은 것으로 판단되었다.
즉 이 차이에 따른 결과값은 Aroclor 1254와 1260의 농도에 따른 균사 생장량의 억제를 의미한다. 이 균사 생장량의 억제값이 낮을수록 Aroclor 1254와 1260에 대한 백색부후균의 저항성이 높은 것으로 판단하였으며, 최종 적으로 Aroclor 1254와 1260의 농도에 따른 백색부 후균의 저항성이 가장 높으면서 생장속도도 빠른 균주 한 종을 선발하였다.
하지만 9일까지는 10 ppm에 가까운 회수율을 보여주었다. 이러한 결과를 바탕으로 비생물적 손실을 고려하였을 때, Aroclor 1254는 13일 동안 평균적으로 약 86%의 회수율을 보 였다(Table 4).
선발된 목재부후균을 이용하여 GC 분석을 통해 Aroclor 1254와 1260의 분해 율을 측정하였다. 이러한 결과를 바탕으로 선발된 목재부후균의 분해 능력을 알 수 있었으며, 또한 Aroclor 1254와 1260의 분해 정도를 비교해 볼 수 있 었다.
후속연구
배지 및 용기에 의한 흡착으로 인해 발생한 손실은 다양한 용매 추출법을 이용하여 좀 더 회수율이 높은 추출방법을 고안한다면 발생하는 손실을 줄일 수 있을 것이다. 그리고 또한 분해산물의 GC/MS 분석을 통해 Aroclor 1254와 1260의 구성물질의 차이를 확인함으로써 분 해율 차이의 원인을 정확히 설명할 것이라 기대된다. 따라서 다양한 용매추출에 의한 회수율 분석 및 분해산물의 GC/MS 분석 등 추가적인 연구가 필요하다.
그리고 또한 분해산물의 GC/MS 분석을 통해 Aroclor 1254와 1260의 구성물질의 차이를 확인함으로써 분 해율 차이의 원인을 정확히 설명할 것이라 기대된다. 따라서 다양한 용매추출에 의한 회수율 분석 및 분해산물의 GC/MS 분석 등 추가적인 연구가 필요하다.
이들은 특히 배양일수 증가에 따라 veratryl alcohol과 Tween 80을 첨가한 배지의 회수율이 첨가하지 않은 것에 비해 PCBs의 회수율이 높다는 결과를 제시하였다. 따라서 이러한 내용을 참고하여 배지조성 성분의 변화를 통해 PCBs 의 회수율을 높일 수 있으므로 이에 대한 연구 또한 필요하다.
이러한 분해율 차이가 발생하는 원인은 배지 및 용기 흡착에 의한 손실 및 균사에 의한 물리적 흡착, 그리고 Aroclor를 구성하는 PCBs 동족체의 구성 물질 및 구성비율의 차이 등으로 생각할 수 있다. 배지 및 용기에 의한 흡착으로 인해 발생한 손실은 다양한 용매 추출법을 이용하여 좀 더 회수율이 높은 추출방법을 고안한다면 발생하는 손실을 줄일 수 있을 것이다. 그리고 또한 분해산물의 GC/MS 분석을 통해 Aroclor 1254와 1260의 구성물질의 차이를 확인함으로써 분 해율 차이의 원인을 정확히 설명할 것이라 기대된다.
하지만 sterile control 비교 시, Aroclor 1254는 Aroclor 1260에 비해 배양일수 증가에 따라 회수율이 감소하는 경향을 보였다. 이는 비생물적 손실과 실험과정 상의 오차 등으로 해석할 수 있는데 실험과정 상의 손실만이라도 줄일 수 있다면 더 높은 분해 율을 보일 수 있을 것이라 사료된다. Aroclor 1254자체의 회수율을 높이기 위해서는 배지 및 용기에 의한 흡착으로 인해 발생한 손실부터 최소화해야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
백색부후균에 의한 PCB 분해율 측정은 어떤 방법들로 나눌 수 있는가?
백색부후균에 의한 PCB 분해율 측정에는 크게 gas chromatography (GC)를 이용한 방법(Quensen III et al., 1990; Yadav et al., 1995), 14C로 구성된 PCB 동족체를 이용해 14CO2 회수를 통한 방법 (Thomas et al., 1992; Dietrich et al., 1995) 두 가지로 나눌수 있다. 일반적으로 정량 분석 시에는 GC를 이용하지만, GC분석 시, PCB 분해 실험이 균을 이용한 것이므로 균사에 PCB가 흡착될 가능성이 있다.
백색부후균 어떤 분해 효소시스템을 갖는가?
백색부후균은 리그닌을 분해하는 효소시스템을 가진다. 리그닌은 phenyl propane의 중합체로, phenol 전구체의 자유라디칼 반응을 통해 생성된다(Tien, 1987).
폴리염화비페닐류는 어떤 소재로 많이 사용되었는가?
폴리염화비페닐류(Polychlorinated biphenyls, PCBs) 는 난분해성 물질 중 하나로 1970년대까지 산업적으로 널리 사용되어 왔다. 이들은 절연유, 가소제, 난연재, 용제 희석제 등으로 사용되었으며, 미국과 영국에서 Aroclor라는 상품명으로 상용화 되었다. Aroclor는 염소 원자가 치환된 비율에 따라 Aroclor 1242, 1254, 1260으로 명명되며, 이는 biphenyl 분자당 염소원자가 각각 무게의 42, 54, 60%를 차지하는 물질로 구성된 형태이다(Yadav et al.
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