Abstract
Ammonia gas is one of the major pollutants which cause environmental pollution and damage to the human and the livestock. The objective of this study was to investigate the important parameters for the development of efficient removal of ammonia gas by Bacillius subtilis IB101 and to optimize the medium composition for the mass production of B. subtilis IB101. The ammonia gas removal efficiency was evaluated at different growth phases and by changing culture conditions (temperature, pH). The effect of $(NH_4)_2SO_4$ concentration in preculture medium was examined. Medium optimization for the mass production of B. subtilis IB101 was performed by using Plackett-Burman design and one factor at a time method. The removal of ammonia gas was more efficient at exponential phase by 20% than at stationary phase. The ammonia gas removal was the highest at pH 4 and 30 $^{\circ}C$. There was not any significant influence of concentration of $(NH_4)_2SO_4$ on the removal of ammonia gas. The components of optimized medium for the production of viable Bacillus subtilis IB101 was yeast extract 10 g/l, soluble starch 2.5 g/l, $MgSO_4$ 6 g/l, $CaCl_2$ 1.55 g/l, $(NH_4)_2SO_4$ 5 g/l, $KH_2PO_4$ 0.75 g/l, soy bean meal 8 g/l.
암모니아 가스는 환경오염 중 가장 피해가 큰 물질로 가축 뿐만 아니라 사람에게도 많은 피해를 준다. 본 연구의 목적은 Bacillus subtilis IB101을 이용하여 암모니아 가스의 제거효율이 좋은 조건과 최적으로 배양할 수 있는 생산배지의 최적화에 대하여 알아보는 것이다. 암모니아 제거 효과가 우수한 균주인 B. subtilis IB101의 암모니아 가스 제거 효능이 좋은 성장단계를 알아보았으며, 기본배지의 구성성분 중 $(NH_4)_2SO_4$의 농도에 변화를 주어 각각 다른 $(NH_4)_2SO_4$ 농도의 배지에서 배양된 cell이 암모니아 가스 제거에 미치는 영향을 알아보았다. 그리고 온도 및 pH에 따른 암모니아 가스 제거 효능의 최적조건을 알아보았다. B. subtilis IB101의 대량 배양을 위한 배지 조성을 얻기 위하여 Placket-Burman design과 one factor at a time method를 이용하여 기본배지의 구성성분의 영향에 대하여 살펴보고 최적의 배지조성을 알아보았다. Exponential phase 단계인 B. subtilis IB101을 접종한 것이 stationary phase 단계인 B. subtilis IB101을 접종한 것보다 암모니아 가스 제거 효율이 약 20% 정도 우수하였다. 30$^{\circ}C$, pH 4의 배양조건에서 암모니아 가스 제거 효율이 가장 높았다. 기본 배지 구성성분 중 $(NH_4)_2SO_4$의 농도의 변화에 따른 암모니아 가스 제거 효율에는 영향이 없었다. 최적화된 배지의 구성 성분은 yeast extract 10 g/l, soluble starch 2.5 g/1, $MgSO_4$ 6 g/l, $CaCl_2$ 1.55 g/1, $(NH_4)_2SO_4$ 5 g/1, $KH_2PO_4$ 0.75 g/l, 대두분 8 g/l이었다.
