(57)【要約】  本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物およびその製造方法は、土壌改良と作物生長および病害虫防除のために、土壌から分離した有用微生物と機能性微生物を用いて複合酵素および多様な誘導物質などと微生物を均質にして抽出した微生物均質抽出物とこれを製造する方法に関するもので、培養された有用微生物と機能性微生物を基質と原料になるように共生関係を作って培養する組み合わせ培養を通して生成された複合酵素(蛋白質、糖類、脂肪質、繊維素、酸とアルカリ合成酵素および分解酵素など)と1次代謝産物、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の微生物誘導物質、作物生長誘導物質、作物病害抵抗性誘導物質を抽出し、これを滅菌して濃縮したもの；を特徴とする有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物とこれを製造する方法を技術的特徴として複合酵素および多様な誘導物質などを含んで土壌改良と作物生長および病害虫防除機能を有し、これによって生産コスト削減および所得増大の効果、従来の微生物製剤とは異なり、微生物を土壌と作物に定着させるのではなく、すでに定着している日和見菌を誘導して有用微生物の種類と数を増やすことができる効果および農作物に直接作用して相対的に望む効果が早く発現し、微生物相を改善する効果がある。
2017532062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枯草菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群および光合成細菌群の中に含まれるもので、土壌から分離して培養された有用微生物とAzotobacter群、Pseudomonas群、Aspergillus群、Penicillium群、Clostridium群、Trichoderma群の中に含まれるもので、土壌から分離した機能性微生物を基質と原料になるように共生関係を作って培養する組み合わせ培養を通して生成された複合酵素(蛋白質、糖類、脂肪質、繊維素、酸とアルカリ合成酵素および分解酵素など)と1次代謝産物、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の微生物誘導物質、作物生長誘導物質、作物病害抵抗性誘導物質を抽出し、これを滅菌して濃縮したもの；を特徴とする有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物。
【請求項２】
微生物均質抽出物製造方法において、培養に用いられる原料を称量後、不純物と異物を除去し、超高温で滅菌して培養原料を準備する培養原料準備段階；上記の培養原料準備段階で準備された培養原料に有用微生物群のうちいずれか一種、有用微生物群のうち複数種、機能性微生物群のうちいずれか一種および機能性微生物群のうち複数種をそれぞれ接種し、それぞれを培養タンクで3〜5日間培養するものの、20℃〜35℃の中低温と35℃〜60℃の中高温で培養して目的物質を生成する目的物質生成段階；上記の目的物質生成段階において目的物質が生成された各培養タンク内の貯蔵物から培養液を分離する培養液分離段階；上記の培養液分離段階において各培養タンクから分離した培養液を目的により混合比と組み合わせで培養液を混合し、混合比と組み合わせが異なる培養液を各組み合わせタンクに培養原料と一緒に投入して5〜7日間培養する組み合わせ培養段階；上記の組み合わせ培養段階によって組み合わせ培養された各組み合わせタンク内の貯蔵物から培養液を分離する組み合わせ培養液分離段階；上記の組み合わせ培養液分離段階において獲得した各組み合わせタンクの培養液を用途に合わせて撹拌する培養液撹拌段階；上記の培養液撹拌段階において撹拌された培養液に紫外線を照射して培養液に含まれた微生物を滅菌する培養液滅菌段階；上記の培養液滅菌段階において滅菌された培養液に含まれた微生物細胞を高圧で破砕する微生物均質段階；上記の微生物均質段階において 破砕された細胞膜断片と細胞均質液を含む培養液から細胞膜断片を分離する細胞膜断片分離段階；および上記の細胞膜断片分離段階において細胞膜断片が分離して残った培養液と細胞均質液を濃縮する濃縮段階；を含むことを特徴とする有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物製造方法。
【請求項３】
第2項において、上記の培養液滅菌段階は、微生物を30,000μW.1m/m3の紫外線を照射して滅菌すること；を特徴とする有用微生物および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の製造方法。
【請求項４】
第2項において、上記の培養液均質段階は、微生物細胞を2,000bar/cm2の圧力で均質にすること；を特徴とする有用微生物および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の製造方法。
【請求項５】
第2項において、上記の培養液分離段階は、均質な培養液を40〜50kg/cm2の遠心力で細胞膜断片と細胞均質液を分離すること；を特徴とする有用微生物および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の製造方法。
【請求項６】
第2項において、上記の濃縮段階は、分離した培養液と細胞均質液を60℃以下で比重1.2〜1.5に濃縮すること；を特徴とする有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌改良と作物生長および病害虫防除のために、土壌から分離した有用微生物および機能性微生物を単独および混合して培養する。培養された有用微生物および機能性微生物を、それぞれまたは相互生成する基質と原料になるように、複雑で微妙な共生関係を作って新しい微生物生態系統を形成し、各種目的物質を生成するように組み合わせて培養する。組み合わせ培養の際に生成された複合酵素および1次、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の微生物誘導物質、作物生長誘導物質、作物病害抵抗性誘導物質などを抽出した後、滅菌・濃縮して製造した微生物均質抽出物とこれを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日の農業の現実は、農薬と化学肥料の過剰使用で土壌はもちろん水質と農作物を汚染させており、これによって人間はもちろん生態系まで破壊させているので、このような問題の解決方案として提示されたのが環境にやさしい有機農業である。
【０００３】
有機農業(organic agriculture)とは、自然生態系の物質循環体系のバランスを保ち、人間と自然の中の生物が共生・共存できるようにする自然農法で、合成化学物質などを一切使わずに自然の資材だけを使う農法を称する。
【０００４】
このような有機農業をするために、多くの種類の有機農業資材のうち微生物農業資材が実用化されたが、まだ一般化されていない。
【０００５】
「微生物農業資材」とは、農産物の品質向上、収穫量増大、土壌改良、病害虫防除および汚染物質の分解と除去などを目的に微生物製剤を土壌と作物に直接散布する農業資材を称する。
【０００６】
微生物農業資材の例として、従来技術である特許文献１が開示されたことがある。
【０００７】
上記の従来技術は、窒素源と炭素源をそれぞれ異なる割合でそれぞれ混合した後、有用微生物を用いて発酵させ、それぞれ異なる成分で構成された有機質および無機質をすべて含有した有機液体肥料およびその製造方法を提供する効果があり、農畜水産物の副産物をリサイクルすることを特徴とする。
【０００８】
具体的に上記の従来技術は、窒素源と炭素源を異なる割合でそれぞれ混合し、その混合物を有用微生物で発酵させて炭素源と窒素源の混合比に伴う発酵液の成分差を誘導し、上記で得た成分組成が異なるそれぞれの発酵液を供試材料として液体肥料を製造し、上記製造過程で得た発酵液は発酵液自体を直接肥料として使用、または組成がそれぞれ異なる発酵液を混合することによって多様な肥料成分を有する有機液体肥料を環境にやさしい方法で製造する。
【０００９】
このように、現在使用する微生物農業資材は、大部分生きている微生物製剤であり、生きている微生物製剤は微生物が生きられる温度と土質形態(pH、ECなど)、土着微生物との競争など環境の影響で生き残らなければならない問題があり、生き残った微生物が土壌と作物に定着して増殖しながら生成した有用物質を土壌と作物に供給しなければ効果がない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国特許出願10-2012-0048556号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために創案されたもので、土壌改良と作物生長および病害虫防除のために、土壌から分離した有用微生物および機能性微生物を単独および混合して培養する。培養された有用微生物および機能性微生物を、それぞれまたは相互生成する基質と原料になるように、複雑で微妙な共生関係を作って新しい微生物生態系統を形成し、各種目的物質を生成するように組み合わせて培養する。組み合わせ培養の際に生成された複合酵素および1次、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の各種誘導物質などを抽出した後、滅菌して濃縮した微生物均質抽出物とこれを製造する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、多様な目的を達成できるように、目的別に機能が強化された微生物均質抽出物とこれを製造する方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、従来の微生物製剤とは異なり、微生物を土壌と作物に定着させるのではなく、すでに定着している日和見菌を誘導して有用微生物の種類と数を増やすことができ、土壌と作物に直接作用して相対的に望む効果が早く発現する微生物均質抽出物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
ひいては、有用微生物および機能性微生物の各種目的物質を生成する培養技術と上記の各種目的物質の均質抽出技術および優れた拮抗微生物を応用した生物学的防除剤を提供することと、有用微生物を応用した作物生長剤および機能性微生物の複合酵素と代謝産物、誘導物質を応用した土壌改良剤の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の他の目的は、本発明の特徴を通して理解することができ、本発明の実施例を通してより確かに理解することができ、特許請求の範囲に示された手段および組み合わせによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような本発明の解決しようとする課題を達成するために、本発明は下記のような技術的特徴を有する。
【００１７】
本発明は、土壌改良と作物生長、病害虫防除のために、土壌から分離した有用微生物および機能性微生物を単独および混合して培養する。培養された有用微生物および機能性微生物を、それぞれまたは相互生成する基質と原料になるように共生関係を作り、各種目的物質を生成するように組み合わせて培養する。組み合わせ培養の際に生成された複合酵素(蛋白質、糖類、脂肪質、繊維素、酸とアルカリ合成酵素および分解酵素など)と1次代謝産物、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の各種誘導物質を抽出し、これを滅菌して濃縮したもの；を技術的特徴とする。
【００１８】
この際、上記の有用微生物は、枯草菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群および光合成細菌群の中に含まれるもので、土壌から分離したもの；を技術的特徴とする。
【００１９】
この際、上記の機能性微生物は、Azotobacter群、Pseudomonas群、Aspergillus群、Penicillium群、Clostridium群、Trichoderma群の中に含まれるもので、土壌から分離したもの；を技術的特徴とする。
【００２０】
また、本発明の微生物均質抽出物の製造方法は、有用微生物および機能性微生物を応用して微生物均質抽出物を製造する方法において、培養に用いられる原料を称量後、不純物と異物を除去し、超高温で滅菌して培養原料を準備する培養原料準備段階；上記の培養原料準備段階で準備された培養原料に有用微生物群のうちいずれか一種、有用微生物群のうち複数種、機能性微生物群のうちいずれか一種および機能性微生物群のうち複数種をそれぞれ接種し、それぞれを培養タンクで3〜5日間培養するものの、20℃〜35℃の中低温と35℃〜60℃の中高温で培養して目的物質を生成する目的物質生成段階；上記の目的物質生成段階において目的物質が生成された各培養タンク内の貯蔵物から培養液を分離する培養液分離段階；上記の培養液分離段階において各培養タンクから分離した培養液を目的により混合比と組み合わせで培養液を混合し、混合比と組み合わせが異なる培養液を各組み合わせタンクに培養原料と一緒に投入して5〜7日間培養する組み合わせ培養段階；上記の組み合わせ培養段階によって組み合わせ培養された各組み合わせタンク内の貯蔵物から培養液を分離する組み合わせ培養液分離段階；上記の組み合わせ培養液分離段階において獲得した各組み合わせタンクの培養液を用途に合わせて撹拌する培養液撹拌段階；上記の培養液撹拌段階において撹拌された培養液に紫外線を照射して培養液に含まれた微生物を滅菌する培養液滅菌段階；上記の培養液滅菌段階において滅菌された培養液に含まれた微生物細胞を高圧で破砕する微生物均質段階；上記の微生物均質段階において破砕された細胞膜断片と細胞均質液を含む培養液から細胞膜断片を分離する細胞膜断片分離段階；および上記の細胞膜断片分離段階において細胞膜断片が分離して残った培養液と細胞均質液を濃縮する濃縮段階；を含むことを技術的特徴とする。
【００２１】
また、上記の培養原料準備段階は、6kg/cm2の超高温高圧蒸気滅菌器によって行われること；を技術的特徴とする。
【００２２】
また、上記の培養液撹拌段階は、撹拌用タンクで培養液を3日間200〜250rpm/minで撹拌すること；を技術的特徴とする。
【００２３】
また、上記の培養液滅菌段階は、培養液を30,000μW.1m/m3の紫外線を照射して滅菌すること；を技術的特徴とする。
【００２４】
また、上記の培養液均質段階は、微生物細胞を2,000bar/cm2の圧力で均質にすること；を技術的特徴とする。
【００２５】
また、上記の微生物分離段階は、破砕した微生物細胞膜断片と細胞均質液を40〜50kg/cm2の遠心力で分離すること；を技術的特徴とする。
【００２６】
また、上記の濃縮段階は、培養液と細胞均質液を60℃以下で比重1.2〜1.5に濃縮すること；を技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上記のような課題の解決手段によって本発明による微生物均質抽出物は複合酵素および1次、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質、各種誘導物質などが含まれており、土壌改良と作物生長および病害虫防除機能を有する効果があり、これによって生産コスト削減および所得増大の効果がある。
【００２８】
また、本発明による微生物均質抽出物の製造方法は、多様な目的を達成できるように目的別に機能が強化された微生物均質抽出物を生産できる効果がある。
【００２９】
また、本発明は、従来の微生物製剤とは異なり、微生物を土壌と作物に定着させるのではなく、すでに定着している日和見菌を誘導して有用微生物の種類と数を増やすことができ、土壌と作物に直接作用して相対的に望む効果が早く発現し、微生物相を改善する効果がある。
【００３０】
上記のような効果によって農作物の収穫量が増大し、商品性が向上することはもちろん、病害虫防除効果および土壌を改良する効果がある。
【００３１】
また、本発明は、微生物が生成した各種目的物質と微生物を均質にして抽出した後、これを滅菌処理したもので、従来の微生物が生きている微生物製剤とは異なり、温度や土質形態など環境に影響を受けず、取扱が容易で長期間保管が可能な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図1は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物製造方法を説明するための図面である。
【図２】図2は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物製造方法による培養タンクの例を説明するための図面である。
【図３】図3は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物およびその製造方法による微生物を土壌から採取して培養した写真である。
【図４】図4は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の散布に伴う唐辛子の成長速度比較写真である。
【図５】図5は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の散布に伴う唐辛子の疫病抵抗性比較写真である。
【図６】図6は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の散布に伴う稲の成長比較写真である。
【図７】図7は、本発明の有用および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の散布に伴う土壌の物理性向上写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
後述する本発明の詳細な説明は、本発明が実施される特定の実施例を例示として図示する添付図面を参照する。これら実施例は、当業者が充分に本発明を実施できるように詳細に説明する。本発明の多様な実施例は、それぞれ異なるが、相互排他的である必要はないということが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造および特性は、この実施例に関連して本発明の技術的思想および範囲から外れず、他の実施例で具現することができる。また、それぞれの開示された実施例内の個別構成要素の位置または配置は、本発明の技術的思想および範囲から外れずに変更されることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取るものではなく、本発明の範囲はその請求項が主張することと均等なすべての範囲とともに添付された請求項によってのみ限定される。図面における類似した参照符号は、色々な側面にかけて同一または類似した機能を指す。
【００３４】
本発明は、次のような技術的特徴によって微生物均質抽出物を製造する。
【００３５】
各微生物群がそれぞれまたは相互生成する基質と原料になるように、複雑で微妙な共生関係を作って新しい微生物生態系統を形成し、これを培養して各種目的物質を抽出する。
【００３６】
また、各種機能性有用微生物群が形成されるように、各種好気性、嫌気性、半好気性微生物を組み合わせて培養し、各種目的物質を抽出する。
【００３７】
また、一般微生物群体と比較して機能が優れた目的物質を生成するために、有用微生物群および機能性微生物群を一つの群体に組み合わせて培養し、各種目的物質を抽出する。
【００３８】
また、微生物の最適生育条件を目的に合わせて生育条件を調節して培養し、各種目的物質を抽出する。
【００３９】
また、単独培養時に生成しなかった有用物質を互いに競争または共存する微生物同士を組み合わせて培養し、抽出する。
【００４０】
また、単独培養時に生成しなかった有用物質を好気性菌と嫌気性菌を組み合わせて培養し、抽出する。
【００４１】
また、増殖に強い日和見菌を大量に培養した後、微生物均質抽出物を添加して有用微生物を誘導した後滅菌し、均質にして抽出する。
【００４２】
また、微生物を均質にして核、ミトコンドリア、細胞質、液胞、リソソームなどその他微生物の細胞内小器官に蓄積されている各種目的物質を抽出する。
【００４３】
また、微生物培養後、pH3.2酸性で20分間加熱して病害抑制酵素であるキチナーゼとβ1,3-グルカナーゼの活性を高めた後、エリシター(Elicitor、作物病害抵抗性誘導物質)を抽出する。
【００４４】
また、微生物を培養する際に適切な量のエリシターを添加して多量の2次代謝産物を抽出する。
【００４５】
また、微生物の組み合わせ培養の際、亜鉛と銅を50ppm程度添加して病害抵抗性誘導効果を極大化し、抗菌スペクトル(Spectrum、抗菌作用を表示した範囲)を広げて病害抵抗性遺伝子を活性化した後、抽出する。
【００４６】
また、微生物を培養する際、培養原料とゲルマニウム、ミネラル、モミ、ヒノキ、甘草、薬用キノコなど動植物および鉱物の機能物質を添加して微生物が化学的に変化または修飾(Modification)するのを応用して各種目的物質を抽出する。
【００４７】
以下、上記のような技術的特徴を持つ本発明を、実施例で詳細に説明する。
【００４８】
図1の本発明の有用微生物および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物の製造方法を説明するための図面に図示したとおり、本発明による微生物均質抽出物は培養原料準備段階(S10)、目的物質生成段階(S20)、培養液分離段階(S30)、組み合わせ培養段階(S40)、組み合わせ培養液分離段階(S50)、培養液撹拌段階(S60)、培養液滅菌段階(S70)、培養液均質段階(S80)、細胞膜断片分離段階(S90)および培養液と細胞均質液濃縮段階(S100)を含む製造方法を通して生産される。
【００４９】
上記の培養原料準備段階(S10)は、大量に微生物を培養するための原料を準備する段階で、微生物の培養に適した原料を採択し、採択された原料を定められた割合により正確に称量した後、不純物と異物を除去して超高温で滅菌する。
【００５０】
この際、上記の滅菌は6kg/cm2の超高温高圧蒸気滅菌器によって行われることが望ましい。
【００５１】
上記の目的物質生成段階(S20)は、上記の培養原料準備段階で準備された培養原料に有用微生物群のうちいずれか一種、有用微生物群のうち複数種、機能性微生物群のうちいずれか一種および機能性微生物群のうち複数種をそれぞれ接種し、それぞれを培養タンクで3〜5日間培養するものの、20〜35℃の中低温と35〜60℃の中高温で培養して各培養タンク内の培養原料に接種された微生物が目的物質を作り出す。
【００５２】
この際、上記の有用微生物は枯草菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群および光合成細菌群の中に含まれるもので、土壌から分離したもので、上記の機能性微生物はAzotobacter群、Pseudomonas群、Aspergillus群、Penicillium群、Clostridium群、Trichoderma群の中に含まれるもので、土壌から分離したものである。
【００５３】
このような目的物質生成段階(S20)は一種の微生物を培養する単独培養と複数の種を混合して培養する混合培養をするものの、目的物質を生産できるように微生物の最適生育条件を提供する。
【００５４】
したがって、培養タンクは、図2の本発明の有用微生物および機能性微生物を応用した微生物均質抽出物製造方法による培養タンクの例を説明するための図面に図示したとおり、20〜35℃の中低温培養タンクと35〜60℃の中高温培養タンクに区分され、上記の中低温培養タンクは有用微生物単独/有用微生物混合/機能性微生物単独/機能性微生物混合培養タンクに区分される。
【００５５】
上記の中高温培養タンクも、有用微生物単独/有用微生物混合/機能性微生物単独/機能性微生物混合培養タンクに区分される。
【００５６】
上記の各培養タンクでは、単独および混合された微生物が培養され、各種目的物質が生成される。
【００５７】
上記の培養液分離段階(S30)は、上記の目的物質生成段階(S20)を通して培養された各タンク内の培養液から培養原料と目的物質を分離する。
【００５８】
この際、培養タンク内の原料における培養液の分離は、遠心分離方法で培養液を分離することが望ましく、遠心力は15〜25kg/cm2にすることが望ましい。
【００５９】
上記の組み合わせ培養段階(S40)は、上記の培養液分離段階(S30)において各培養タンクから取得した培養液を目的によって前に研究された混合比と組み合わせで培養液を混合し、多様な混合比と組み合わせで生成された混合培養液を各組み合わせタンクに培養原料と一緒に投入して5〜7日間培養する。
【００６０】
これは、単独ないし混合培養時に生成しなかった有用な物質を培養液の混合を通して、微生物間に競争または共存するように組み合わせ培養することによって、新しい有用な物質を得る。
【００６１】
したがって、組み合わせ培養が行われた培養液には、組み合わせ培養の際に混合された各培養液に含まれた目的物質と組み合わせ培養を通して新しく生成された目的物質が含まれる。
【００６２】
上記の組み合わせ培養液分離段階(S50)は、上記の組み合わせ培養段階(S40)を通して組み合わせ培養が行われた各組み合わせタンク内の貯蔵物から培養液を分離する。
【００６３】
この際、組み合わせタンク内の貯蔵物における培養液の分離は、遠心分離方法で培養液を分離することが望ましく、遠心力は15〜25kg/cm2にすることが望ましい。
【００６４】
上記の培養液撹拌段階(S60)は、上記の組み合わせ培養液分離段階(S50)で取得した各組み合わせタンクの培養液を用途に合わせて撹拌する。
【００６５】
この際、上記の培養液撹拌段階(S60)は、培養液を撹拌用タンクで3日間200〜250rpm/minで撹拌することが望ましい。
【００６６】
上記の培養液滅菌段階(S70)は、上記の培養液撹拌段階(60)で撹拌が行われた培養液に紫外線を照射して培養液に含まれた菌を滅菌する。
【００６７】
この際、上記の培養液滅菌段階(S70)は、培養液を30,000μW.1m/m3の紫外線を照射して滅菌することが望ましい。
【００６８】
このような培養液滅菌段階(S70)は、従来の微生物製剤と本発明が差別化される構成の一つで、従来の微生物製剤は微生物製剤に含まれた微生物によって目的物質が生成されるようにするのに反して、本発明はすでに最適な生育条件で大量に生成された多様な目的物質が培養液自体に含まれており、培養液に含まれた微生物に紫外線を照射してすべて滅菌する。
【００６９】
したがって、上記の培養液滅菌段階(S70)を経た培養液は、滅菌状態になる。
【００７０】
上記の培養液均質段階(S80)は、上記の培養液滅菌段階(S70)で滅菌が行われた培養液に含まれた微生物細胞を高圧で破砕する。
【００７１】
この際、上記の培養液均質段階(S80)は、2,000bar/cm2の圧力で均質にすることが望ましい。
【００７２】
このような培養液均質段階(S80)は、滅菌過程を通して培養液に含まれた死んだ微生物の死体に含まれた有用な各種目的物質を抽出することで、均質を通して死んだ微生物の核、ミトコンドリア、細胞質、液胞、リソソームなどその他微生物の細胞内小器官に蓄積されている各種目的物質を抽出する。
【００７３】
上記の細胞膜断片分離段階(S90)は、上記の培養液均質段階(S80)で破砕された細胞膜断片と細胞均質液を含む培養液から細胞膜断片を分離する。
【００７４】
この際、上記の培養液分離段階(S90)は、40〜50kg/cm2の遠心力で細胞膜断片と細胞均質液を分離することが望ましい。
【００７５】
上記の濃縮段階(S100)は、上記の細胞膜断片分離段階(S90)で細胞膜断片が分離して残った培養液と細胞均質液を濃縮する。
【００７６】
この際、上記の濃縮段階(S100)は、培養液と細胞均質液を60℃以下で比重1.2〜1.5に濃縮することが望ましい。
【００７７】
以上説明したとおり、本発明による微生物均質抽出物の製造方法に従って生産されたものが本発明による微生物均質抽出物である。
【００７８】
したがって、本発明による微生物均質抽出物は、培養された有用微生物および機能性微生物を基質と原料になるように共生関係を作って培養する組み合わせ培養を通して生成された複合酵素(蛋白質、糖類、脂肪質、繊維素、酸とアルカリ合成酵素および分解酵素など)と1次代謝産物、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の微生物誘導物質、作物生長誘導物質、作物病害抵抗性誘導物質を抽出し、これを滅菌して濃縮したものである。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明を適用した実施例を通して本発明の効果的側面の特徴を説明する。
【００８０】
本発明による微生物均質抽出物は、図3の本発明の有用微生物および機能性微生物を用いた微生物均質抽出物およびその製造方法による微生物を土壌から採取して培養した写真のとおり、土壌から採取した土壌試料に滅菌された生理食塩水を混合して所定の時間定置した後、上澄み液を恒温培養器で培養を通して優秀菌株を選別して生態学的、生理学的および生化学的特徴を把握した。
【００８１】
選別された優秀菌株の最適生育および抗菌活性物質、生長活性物質の生産条件を調査し、選別された優秀菌株の最適生育および抗菌活性物質、生長活性物質を検定するために温度、水素イオン濃度、溶存酸素濃度などの物理化学的条件と制限培地および複合培地と炭素、窒素、リン酸、無機塩類、助酵素などの培地条件などについて調査した。
【００８２】
分離菌株の細胞外分泌酵素活性は、細胞の分泌酵素特性のために蛋白質定量はBradford法(1976年)を使い、Borvine serum albuminを標準物質として使い、分離菌をMYG Broth培地に接種して30℃±2、72時間、100rpmで振とう培養後、上澄み液を外分泌酵素測定の助酵素液とした。
【００８３】
Field testを通した安定性検定および測定は、拮抗微生物の有効性を調査するために対象作物として唐辛子(Capsicum-annum L.)の種子を使い、5〜7葉まで育てた唐辛子の苗を移植後、120日間育てて周期的に確認し、対照群、土壌および葉面散布に分けて実験をした。
【００８４】
選別された優秀菌株の大量培養のために、糠(5〜10%)を炭素源に使って大量培養培地を作り、35℃、100rpmの条件で72時間培養した。
【００８５】
培養された優秀菌株を選別、培養して生成された複合酵素、1次、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質などと微生物を均質にして微生物細胞内の微生物誘導物質、作物生長誘導物質、作物病害抵抗性誘導物質を抽出した後、滅菌・濃縮して製造した本発明による微生物均質抽出物を使った。
【００８６】
この際、選別菌株の最適生育および条件で培地の種類に対する生育は、複合培地培養の際、pHを6.0の状態で色々な複合培地(LB、YMG、NB、LMEなど)の変化による最適生育培地を決め、温度とpHの対する生長は20℃から50℃までの広い範囲で生長し、最適温度は35℃であり、pHの生育はpH5.0〜8.0の範囲では良好で、最適pHは6.5であった。
【００８７】
炭素源、窒素源、リン酸源が生長に及ぼす影響を調査するために制限培地を使った結果、炭素源はmaltoseの添加が良く、有機窒素源はyeast extract添加時に優れた生長が確認され、リン酸源はNH4H2PO4の添加が良い生長を誘導した。
【００８８】
培養時間別抗菌および生長活性物質の生成は、時間帯別に生育を測定した結果、16時間後に増殖が活発になり、72時間後から平衡に現れ、酵素および代謝産物は24時間後から生成され、抗菌および生長活性物質、各種有用物質の生成は1次、2次代謝過程中に生成されたものに起因する。
【００８９】
このような本発明による微生物均質抽出物の効能は、唐辛子の成長および病害検定を通して確認した。
【００９０】
図4の本発明の有用微生物および機能性微生物を応用した微生物均質抽出物の散布に伴う唐辛子の成長速度比較写真および図5の本発明の有用微生物および機能性微生物を応用した微生物均質抽出物の散布に伴う唐辛子の疫病抵抗性比較写真を通して確認されるように、唐辛子栽培試験で5葉まで育てた幼い唐辛子に唐辛子の炭疽菌であるClostridium coccoidesを、葉を通って流す形態で灌注接種した試験区B、Cと接種しなかった試験区Aを比較した結果、試験区Aは正常な生長を示し、試験区Bではほとんどすべての唐辛子が萎黄病にかかったり作況が不良に現れたりし、試験区Cは炭疽菌の誘発後、発明物質を土壌と葉面に散布した結果、試験区Aに比べて背が高くなり、実が太くなり、収穫量もはるかに多くなった。
【００９１】
特に、生育初期の土壌散布が非常に重要な結果を示し、以下表1のとおり、発明物質を使った処理区の生長が秀でていた。
【００９２】
また、試験終了後、炭疽病にかかった唐辛子に発明物質を処理した結果、炭疽病の被害が減少する現象も現れた。
【００９３】
この結果、炭疽病および疫病予防の効果と生長促進に関する環境にやさしい肥料と農薬の開発は、複合酵素、1次、2次代謝産物、抗菌物質、各種活性物質、微生物誘導物質、作物生長誘導物質、作物病害抵抗性誘導物質によって可能だと思われる。
【００９４】
【表１】
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【００９５】
A：対照区(微生物均質抽出物：未散布)
B：病害被害区(微生物均質抽出物：未散布)
C：土壌および葉面散布区(微生物均質抽出物：土壌1回、葉面4回散布)
追加で図6の本発明の有用微生物および機能性微生物を応用した微生物均質抽出物の散布に伴う稲の成長比較写真を通して確認できるように、微生物均質抽出物を散布した稲は散布しなかった稲に比べて葉、幹および根すべて生長速度が秀でていた。
【００９６】
また、図7の本発明の有用微生物および機能性微生物を応用した微生物均質抽出物の散布に伴う土壌の物理性向上写真に図示したとおり、土壌に微生物均質抽出物を散布した場合、土壌の物理性が向上することを確認することができる。
【００９７】
以上、本発明を望ましい実施例に基づいて説明したが、本発明の技術的思想はこれに限定されず、請求項に記載された範囲内で変形や変更実施が可能であることは、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者にとって明白なことであり、そのような変形や変更は添付された特許請求の範囲に属すると言えるだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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