초록

○ 연구결과
1. 대두박, 분리대두단백으로부터 soytone류, 도축부산물(혈액/저급육), 유가공부산물(유단백/유청), 잠업부산물(번데기)로부터 peptone류의 조제 공정을 최적화하였음.
2. 바이오폴리머를 피복하여 토양미생물 생균체를 고정화/미세캡슐화하는 기술을 개발하였음
3. 토양미생물을 무기충전재 (zeolite 등)와 혼합하여 과립화하는 기술을 개발하였음
4. 비해․비효시험을 통하여 조제한 각종 과립제제의 안전성 및 비효를 확인하였음.

Abstract ▼

Ⅳ. Results and Suggestions for Application of the Results
1. Processes for hydrolysis of agricultural byproducts
A. Acid-enzymatic processes for hydrolysis of soybean meals, ISP, and pupae were established to produce SM-, ISP-hydrolysates, and Pupae hydrolysates. The processes consisted of the

Ⅳ. Results and Suggestions for Application of the Results
1. Processes for hydrolysis of agricultural byproducts
A. Acid-enzymatic processes for hydrolysis of soybean meals, ISP, and pupae were established to produce SM-, ISP-hydrolysates, and Pupae hydrolysates. The processes consisted of the acid hydrolysis by 0.2 N hydrolchloric acid and the enzymatic hydrolysis by commercial proteolytic enzymes such as Protamex and Flavourzyme.
B. Process for malt extracts preparation was developed. The yields were 52.0 and 53.9% of the malt powders.
C. The hydrolysates extracts were analyzed for their physicochemical properties such as pH, contents for moisture, nitrogens (T-N, A-N), carbohydrates, ashes and inorganics, and compositions of amino acids. It was found that their properties were similar to those of Difco medium ingredients such as Bacto soytone, peptone and malt extracts.
D. Standard test organisms were cultivated in a variety of media, broths and agar plates, which prepared with the hydrolysates and extracts as substitutions for Difco medium ingredients. The levels of growth and colony morphologies of the test strains were similar or superior to those prepared with Difco medium ingredients.
2. Processes for hydrolysis of byproducts from dairy and meat industries
A. Enzymatic processes for hydrolysis of milk proteins such as casein and whey were established to produce caseinⅠ,Ⅱ- and wheyⅠ,Ⅱ- hydrolysates. The hydrolysates Ⅰ were those which digested by Protamex and Flavourzyme in combination, and Ⅱ by Pancreatin alone.
B. Enzymatic processes for hydrolysis of meats, sirloin and shank, were established to produce Sirloin- and Shank-hydrolysates, employing Protamex and Flavourzyme in combination. Alkali-enzymatic process for hydrolysis of blood meals were established to produce Serum-hydrolysates: the process consisted of alkali hydrolysis by 1.8 N potassium hydroxide and enzymatic hydrolysis by trpsin.
3. Microencapsulation of the microbial cells
A. Three types of microcapsules were prepared by:
▶ Sodium alginate-microbe beads were formed in calcium chloride solution,
▶ Then the sodium alginate-microbe beads were entrapped in a chitosan layer,
▶ Polysaccharide and microbe mixtures were spray-dried.
B. Cell viability during the process for microencapsulation of the sodium alginate-microbe beads was not dropped markedly, however the spray dried capsules lost viability 80.1%.
C. Shelf life of the sodium alginate-microbe beads entrapped in a chitosan layer was 30 months at 25℃ in case of limit viability, 1 × 10⁸ c.f.u./g.
4. Granulation of the microbial cells with inorganic materials
A. Inorganic materials such as serpentine, sericite, pyrophyllite, rock phosphate and zeolite were tested for the granulation.
B. A pilot-scale granulation apparatus with the mixer capacity of 500 ㎏ was designed and constructed. The powdered inorganic materials were mixed thoroughly in the mixer. and then the microbial culture broth, 20% (v/w), was mixed to form a dough. The dough was sent to the primary and secondary granulator to produce the granules. These were dried on wired vats in a convection oven at 45℃.
C. Shelf life of the granules calculated from the data of vial counts: Those of inorganics-microbe granules were 12 months at 25℃ in case of limit viability, 1 × 10⁸ c.f.u./g.
5. Field tests for the inorganics-microbe granules
A. Field tests were carried out for the zeolite-microbe granules on lettuce, inorganics-microbe granules < L > on jasmin trees, and inorganics-microbe granules < S > on lettuce, according to the regulations for the specifications of fertilizers by ORD (Dec. 31, 2002) were carried out.
B. Positive effects on the growth of the lettuce and jasmin trees were recognised, however harmful effects were not found.
6. Economic analysis for production of the media ingradients from agricultural byproducts
A. Production costs of Soybean peptone or Soytone, Tryptone or Casitone, Whey hydrolysates, Blood peptone, and Malt extracts were calculated in case of those produced by a batch process.
B. The production costs were markedly low as compared to the commercial products.
7. Suggestions for application
Many manufacturers of the microbial preparations for agricultural purpose or feed additives are operated without the microbiologist and the proper equipments. It is considered that a regulation to inspect the commercial products on the shelves of the supplier is necessary, and that the consumer and/or farmer should not purchase the microbial inoculants of unreliable qualities, paying high prices.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 15
• 목차 ... 18
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 22
• 1. 기술적 측면 ... 23
• 2. 경제.산업적 측면 ... 23
• 3. 사회.문화적 측면 ... 23
• 제2절 연구개발의 목표 및 범위 ... 24
• 1. 농산가공 부산물의 배지자원화 기술개발 ... 24
• 2. 축산가공 부산물의 배지자원화 기술개발 ... 25
• 3. 생균체의 고정화.미세캡슐화 기술개발 ... 26
• 4. 충전재-미생물 혼합제의 과립화 기술개발 ... 27
• 5. 충전재-미생물 과립화제제의 비해.비효시험 ... 28
• 제3절 연구기간 ... 30
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 31
• 제1절 국내 기술개발 현황 ... 31
• 제2절 국외 기술개발 현황 ... 32
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 33
• 제1절 연구수행 방법 및 내용 ... 33
• 1. 천연단백질 및 당질 원료 ... 33
• 2. 천연단백질의 가수분해 방법 ... 33
• 가. 단백질 분해효소 ... 33
• 나. 가수분해 공정 ... 35
• 1) 대두단백의 염산 및 효소 가수분해 ... 36
• 2) 유청단백의 효소가수분해 ... 37
• 3) 카제인의 효소가수분해 ... 38
• 4) 저급우육의 효소가수분해 ... 39
• 5) 건조혈분의 효소가수분해 ... 40
• 6) 번데기의 효소가수분해 ... 41
• 3. 맥아추출물의 조제 ... 42
• 4. 이화학적 분석방법 ... 42
• 가. pH ... 42
• 나. 수분 함량 ... 42
• 다. 질소 함량 ... 42
• 라. 단백질의 가수분해도 ... 43
• 마. 질소용해도 ... 44
• 바. 탄수화물 함량 ... 44
• 사. 조회분 ... 44
• 아. 무기이온 함량 ... 45
• 자. 아미노산 조성 ... 45
• 5. 미생물학적 방법 ... 46
• 가. 공시균주 ... 46
• 나. 생육속도의 비교 ... 46
• 6. 미생물 균체의 미세캡슐화 방법 ... 49
• 가. 캡슐화 재료 ... 49
• 나. 캡슐화의 조건 및 방법의 개발 ... 49
• 다. 캡슐화 균체의 보존기간 설정 ... 49
• 7. 충전재-미생물 혼합제의 과립화 방법 ... 53
• 가. 무기 재료 ... 53
• 나. Lab-scale 과립기 ... 53
• 다. Pilot-scale 과립기 ... 53
• 라. 과립화 방법 ... 53
• 8. 포장시험 방법 ... 57
• 가. 시험구의 배치 및 처리 ... 57
• 나. 생육조사, 토양성분 및 미생물 분석 ... 57
• 제2절 연구결과 및 고찰 ... 60
• 1. 대두단백질의 가수분해 ... 60
• 가. 염산에 의한 대두단백질의 분해 ... 60
• 나. 효소에 의한 대두단백질의 분해 ... 60
• 다. 염산-효소 처리에 의한 대두단백질의 분해 ... 61
• 2. 우유단백질의 가수분해 ... 68
• 가. 유청단백질 ... 68
• 나. 카제인 ... 68
• 3. 수육 및 혈분의 가수분해 ... 69
• 4. 번데기의 가수분해 ... 69
• 5. 가수분해물의 수율 및 단백질분해도 비교 ... 70
• 6. 가수분해물의 이화학적 특성 ... 70
• 가. 일반성분 조성 ... 70
• 나. 무기성분 ... 71
• 다. 아미노산 조성 ... 72
• 7. 가수분해물을 이용한 배지의 조제및 미생물 균주의 생육 ... 84
• 가. 대두단백 가수분해물 ... 84
• 나. 우유단백 가수분해물 ... 84
• 1) 유청단백질 ... 84
• 2) 카제인 ... 85
• 다. 수육 및 혈분 가수분해물 ... 92
• 라. 번데기 가수분해물 ... 92
• 마. 맥아추출물 ... 92
• 8. 토양미생물 균체의 고정화.캡슐화 ... 103
• 가. 미세캡슐화 공정 ... 103
• 나. 미세캡슐의 특성 ... 103
• 다. 캡슐화 공정중 생균수의 변화 ... 103
• 라. 미세캡슐화 균체의 보존기간 ... 104
• 9. 충전재-미생물 혼합과립화 ... 110
• 가. 무기충전재-미생물 혼합과립 ... 110
• 나. 혼합과립의 특성 ... 110
• 다. 혼합과립의 보존기간 ... 111
• 10. 충전재-미생물 혼합과립의 비해.비효 ... 116
• 가. 제올라이트-미생물 혼합과립 ... 116
• 나. 무기재료-미생물 혼합과립 ... 120
• 다. 무기재료-미생물 혼합과립 ... 124
• 11. 경제성 분석 ... 128
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 131
• 제1절 연구개발 목표의 달성도 ... 131
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 132
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 135
• 1. 지적재산권의 확보 ... 135
• 2. 참여기업 등에 기술이전을 통하여 산업화 또는 기업화에 기여 ... 135
• 3. 미생물제제 생산업체에 배지생산 기술의 보급·교육 및 홍보 ... 135
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학 기술정보 ... 136
• 1. 배지 자원화 기술 ... 136
• 2. 미생물의 캡슐화 기술 ... 136
• 제7장 참고문헌 ... 137
• 끝페이지 ... 143