초록 ▼

본 연구에서는 도계 처리공정에서 대량으로 발생되어 환경오염을 초래하는 난분해성 우모를 미생물을 이용하여 친환경적으로 처리 및 응용하고, 또한 우모 원형을 최대로 재활용하는 기술을 개발하고자 하였다.구체적인 연구목표는 (1) 우모분해능 및 식물성장촉진능을 동시에 가진 새로운 미생물을 탐색 및 동정한후, 우모분해조건을 최적화하고, 생산된 keratinase와 우모분해산물의 다양한 응용 가능성(화장품 원료,사료첨가물, 농약, 비료 등) 확인, (2) 우모의 중금속 및 유류흡착제로서의 사용 가능성 확인, (3) 우모추출 케라틴의 친환경적인

본 연구에서는 도계 처리공정에서 대량으로 발생되어 환경오염을 초래하는 난분해성 우모를 미생물을 이용하여 친환경적으로 처리 및 응용하고, 또한 우모 원형을 최대로 재활용하는 기술을 개발하고자 하였다.구체적인 연구목표는 (1) 우모분해능 및 식물성장촉진능을 동시에 가진 새로운 미생물을 탐색 및 동정한후, 우모분해조건을 최적화하고, 생산된 keratinase와 우모분해산물의 다양한 응용 가능성(화장품 원료,사료첨가물, 농약, 비료 등) 확인, (2) 우모의 중금속 및 유류흡착제로서의 사용 가능성 확인, (3) 우모추출 케라틴의 친환경적인 생분해성 소재로 사용 가능성 확인이다. 연구기간동안 도출된 연구결과는 아래와 같이 요약된다.
1. 우모 원형의 수처리제(chromium, congo red 및 crude oil, bunker-A, C oil)로서의 사용가능성 확인 :미처리 및 chelating agent가 acylation된 우모의 chromium 흡착 실험을 수행하였고, 흡착 등온선을 작성하였다. 또한 우모의 유류(crude oil. Bunker A 및 C), congo red 흡착능 및 흡수량 실험을 수행하였다. 그 결과 우모는 수처리제로서 응용 가능성이 있음을 확인하였다.
2. 수종의 식물 성장 촉진능을 가진 우모분해세균의 분리 및 분류학적 위치 조사 : 여러 케라틴성 기질시료로부터 78 균주를 분리하였으며, 우모 분해능, 식물성장촉진능 및 분류학적 위치를 확인한 후, 실험균주를 선정하였다.
3. 공시균주의 keratinase 생산 최적조건 확립 : 액체배양 조건에서 OVT 방법에 의한 keratinase 생산최적조건을 확립하였으며, factorial design을 통하여 주효과 요인 및 상호작용 요인을 확인하였다.
4. 공시균주가 생산하는 keratinase의 정제와 구조적 특성 및 물리화학적 특성 조사 : 유안분획, ultrafiltration, ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, gel filtration 등을 이용하여 keratinase를 정제하였으며, 활성 최적 pH와 pH 안정성, 활성 최적온도와 온도 안정성 등을 조사하였다.
5. 공시균주의 우모분해 메카니즘 구명 : disulfide reductase 활성과 전자현미경(SEM)을 이용하여 우모분해과정을 조사하였다.
6. 공시균주가 생산한 keratinase는 세포독성 확인 : 인간 세포주인 SK-MEL-2 세포주에 keratinase를 농도별로 처리한 후, MTT assay에 의하여 세포생존율을 조사함으로써 세포독성이 없음을 확인하였다.
7. 공시균주가 생산한 keratinase의 양모 품질개선 효과 확인 : keratinase를 양모에 첨가하여 반응시키면서 경시적으로 SEM 관찰을 실시하였으며, 그 결과 양모 최외곽층인 스케일이 제거되는 것을 확인하였다.
8. 공시균주가 생산한 우모분해산물은의 항산화 활성 및 항고혈압활성 확인 : 우모분해산물의 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능 등 항산화능과 항고혈압 활성인 ACE 저해능을 확인한 후, IC50을 산출하였다.
9. 우모분해산물의 미생물 배지성분으로서의 사용 가능성 조사 : 우모분해산물이 E. coli 및 B. subtilis의 생육을 부양하는 효과가 있음을 확인하였다.
10. 우모분해산물의 사료첨가제로서의 가능성 확인 : 우모분해산물의 아미노산 조성을 평가함으로써 사료첨가제로 사용가능성을 확인하였다.
11. 공시균주가 생산한 keratinase는 세척력, 각질제거능, 피혈 탈모능, 선충방제능, 항진균능이 있음을 확인하였다.
12. 우모로부터 케라틴 추출방법을 최적화한 후, 추출된 케라틴을 이용하여 필름 및 스폰지를 제조하였다.