Although several adverse effects have been increased in recent years, synthetic agro-chemicals have been widely used to control diseases on paprika. This research was conducted to isolate and to characterize the antagonistic microorganism to control major paprika diseases, gray mold rot, fruit and stem rot, phytophthora blight, sclerotium rot, and wilt disease. Analysis of the fatty acid and analysis of the 16S rDNA gene sequence revealed that YKJ2 isolated in this research belongs to a group of Burkholderia cepacia. Specially, 16S rDNA gene sequence of YKJ2 showed 99% of sequence similarity with B. cepacia. Observation through the optical microscope revealed that YKJ2 was effective on suppression of the spore germination and the hyphal growth of pathogens. YKJ2 treatment on pathogens induced marked morphological changes like hyphal swelling and degradation of cell wall. In the case of phytophthora blight, the zoosporangium formation was restrained. On the basis of the results of this study, we propose that an antagonistic microorganism, B. cepacia, found in this study naming as “B. cepacia strain YKJ2” and has great potential as one of biological control agents against major diseases of paprika.

A total of 708 methanol extracts from 599 species in 126 families(e.g. Aceraceae) of plant resources were screened for inhibition of cosmetics contaminating microbe, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans using 96-well microplate bioassay. Four plant extracts including Celastrus orbiculatus inhibited the growth of Staphylococcus aureus over 90%, 38 extracts including Acer palmatum var. nakaii inhibited the growth of Pseudomonas aeruginosa over 60% and 10 extracts including Ilex crenata var. microphylla inhibited growth of Candida albicans over 60%. Plant extracts showing growth inhibition activity against S. aureus, P. aeruginosa and C. albicans could be used as a reference guide for the future development of natural preservatives for cosmetics.

본 연구는 냉동연근의 최적 제조 공정을 위하여 수행하 였다. 냉동 전처리로 blanching 하고, -20, -70, -196℃ 각각 다른 냉동온도에서 동결한 냉동연근의 품질을 측정하였다. 최적 blanching 조건은 미생물 수, 물성, 총 페놀 함량, 관능 평가 등의 결과를 바탕으로, 100℃에서 5분간 처리로 설정 하였다. 여러 냉동조건에서 동결한 연근의 SEM 사진을 비교한 결과, -20℃에서 동결한 연근의 조직이 가장 많이 파괴되었고 –70℃에서 동결한 연근의 조직 단면 구조가 대조구와 가장 유사하였다. 항산화능은 동결 시 감소하는 경향을 나타냈고, 처리구간에 유의적인(p<0.05) 차이는 없 었다. 총 페놀 함량은 모든 냉동연근에서 감소하는 경향을 보였는데 -20℃에서 가장 낮았고, drip loss 또한 -20℃에서 3.73%로 가장 높았다. 따라서 본 연구 결과, -20℃에서의 일반적인 냉동보다는 gas nitrogen convection chamber에서 의 -70℃로 동결하는 것이 고품질의 냉동연근을 생산할 수 있는 최적 냉동방법이라고 판단된다.

꽃게 조미소재, 야채, 천연조미료 등을 활용하면서, 편의 성을 부여하기 위하여 꽃게풍미 볶음밥을 제조하였다. 꽃 게풍미 볶음밥의 저장 중 품질변화를 조사하기 위해 –20, 4, 25℃에서 6주 동안 저장하면서 pH, 산도, 총균수, TBA, VBN, 관능적 기호도를 조사하였으며, 총균수 결과를 활용 하여 볶음밥의 유통 기한을 예측하였다. pH 변화를 조사한 결과, -20℃에 저장된 볶음밥의 경우 저장 0주째 pH는 7.74 이었고 저장 6주에는 pH 7.76으로 나타나 저장 중 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 적정산도를 조사한 결과, -20℃ 에 저장된 볶음밥의 경우 저장 0주째에 0.4%이었고 저장 6주에는 0.4%로 거의 변화가 없었다. 반면, 4℃ 와 25℃ 의 저장 6주에는 각각 2.7%, 4.6%의 수준으로 나타났다. TBA 값을 측정한 결과, -20℃에 저장한 볶음밥의 경우 저장 0주째 1.07 μg/g이었고, 저장 6주까지 1.39 μg/g으로 나타나 저장 중 다소 증가하는 경향을 보였다. 휘발성염기질소를 조사한 결과, -20℃에 저장된 볶음밥의 경우 저장 0주째에 26.60 mg%이었고, 저장 6주에는 28.14 mg%로 나타나 신선 도가 유지되는 것으로 사료되었다. 4℃와 25℃의 저장 6주 에는 각각 65.15 mg%, 68.00 mg% 수준으로 나타났다. 총균 수의 변화를 조사한 결과, -20℃ 저장된 볶음밥의 경우 저장 0주째 3.58 log CFU/g이었고 저장 6주째에는 4.11 log CFU/g으로 나타나 미생물변화는 안정적인 것으로 관찰되 었다. 관능적 기호도를 조사한 결과, -20℃에 저장된 볶음밥 의 경우 종합적 기호도의 변화를 보았을 때, 저장초기 7.8이 었고 6주째에는 6.7으로 나타나 저장 기간 동안 처리구 중 가장 높은 평가를 받았다. 25℃의 경우 저장초기 7.5이었으 나, 저장 6주째 1.0 수준의 평가를 받아 저장온도 및 저장기 간 동안 가장 낮은 평가를 받았다. 미생물 결과를 토대로 볶음밥의 유통기한을 예측한 결과, -20℃에 저장할 경우 14.9주, 4℃에서 저장할 경우 0.4주 인 것으로 각각 조사되었 다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 꽃게풍미 볶음밥은 -20℃에 서 저장하는 것이 미생물학적 및 관능적인 측면에서 저장성 이 좋을 것으로 사료되었고, 편의식품화로서의 이용 가능 성이 있을 것으로 생각되었다.

This study was aimed to determine the effect of basal application of Effective Microorganisms (EM) on the grow and yield of cucumber. For treatments, the EM was applied to soil with fertilizer composed with N-P2O5-K2O-manure (24.0-16.4-23.8-2,000kg) in the 1.0 strength (defined as EM+1S), 2/3 strength (defined as EM+2/3S), 1/2 strength (defined as EM+1/2S), without fertilizer (defined as EM), or only fertilizer in the 1.0 strength (defined as 1S). In result, there was no significant differences of organic substance content and pH with the EM treatment. While the EC (Electric conductivity) concentration was decreased, plant-available P (phosphorus) was markedly increased. Chlorophyll content was highest in the treatment of EM+standard application rate for both semi-forcing and retarding culture. In contrast, no significant difference was found in plant height and internode length under the fertilizer treatment. Weekly harvested number of cucumber was highest at the treatment of EM+standard application for the semi-forcing culture, while it was 3.6 at the EM+1/2 application for the retarding culture. Weekly yield was greatest at the EM+standard application treatment and decreased with the decrease of fertilizer application rate. In addition, weekly yield was significantly reduced in the treatment of EM . There was no significant difference in yields by production time with the fertilizer applications?. Yield was increased with temperature for the semi-forcing culture, while consistent pattern was maintained for the retarding culture.

Recycling of food wastes was tried based on fermenting and composting food wastes using a microbial consortium. Manufactured compost (using 11.3% food waste) turned out to be effective in increasing soil fertility and crop growth (radish; Raphanus sativus). More specifically, the treatment of the composted food wastes enabled a stimulated growth of radish leaves by 80% and an increased uptake of δ15NAIR by 250% compared with a commercial organic compost. Moreover, the compost derived from the wastes appeared to allow a sustainable management of nitrogen fertilizer compared with the chemical fertilizer, minimizing nitrogen pollution. The microbial community analysis showed significant difference in the microbial community pattern in soil treated with the composted food wastes relative to soil treated with a commercial organic fertilizer or a chemical fertilizer. The results may indicate that the wastes processed by the consortium could result in an efficient recycling of the nuisance materials such as food wastes and other organic solid wastes.

본 연구에서는 선박에서 발생하는 오․폐수의 처리를 위하여 SBR공정에 유효미생물을 주입하는 변법을 이용하여 Lab scale 실험을 수행하였다. 유해물질 유입에 따른 생물학적 처리 장치의 효율 저하 문제를 해결하기 위하여 SBR공정에 유효미생물을 주입하는 변법은 크루 즈선이라는 특수 환경과의 접목성과 생물학적 처리 시 야기될 수 있는 문제를 대비하기 위한 대안으로 선박환경에 매우 적합한 공정으로 평가 되었다. 슬러지 관찰 결과 기존의 활성슬러지에 유효미생물의 주입함으로써 슬러지의 안정성을 확보할 수 있었으며, 슬러지의 EPS 함량도 40% 이상 높아진 것을 확인할 수 있었다. 또한 슬러지의 미생물 분석 결과 유효미생물 주입으로 인해 수처리에 유리한 미생물종이 다수 출현 하여 휘발성 유기화합물과 같은 유기 유해물질이 생분해되어 안전한 물질로 전환되는 것을 확인할 수 있었으며. 중금속과 같은 무기 유해물질 도 중금속의 종류와 유입농도에 영향을 받지 않고 70% 이상의 안정적인 처리 효율도 확보할 수 있는 것으로 확인되었다.

This study is about microbiological analysis of makgeolli which was manufactured by general water or the Suanbo hot spring water. The viable cell count of lactic acid bacteria (LAB) in the makgeolli with the hot spring water was higher than that in the makgeolli with general water. At 9 d during storage at 10oC, the LAB cell count of makgeolli with general water reached 6.70 Log CFU/mL, whereas that of makgeolli with the hot spring water reached 7.30 Log CFU/mL, which indicates the hot spring water might stimulate the growth of LAB in makgeolli environment. Unlike LAB, the viable cell count of yeast in the makgeolli with general water was higher than that in the makgeolli with the hot spring water. At 21 d during storage at 10oC, the yeast cell count of makgeolli with general water reached 7.35 Log CFU/mL, whereas that of makgeolli with the hot spring water reached 6.96 Log CFU/mL. These results indicate the hot spring water can modulate the growth of LAB and yeast and positively function to the quality and shelf life of makgeolli. During the storage, the pH was not changed significantly.

전통발효식품으로부터 분리한 발효능이 우수한 미생물과 기능성이 밝혀진 농특산 향토자원을 활용한 새로운 기능성 장류를 개발하고자 하였다. 꾸지뽕 열매를 A. oryzae koji, Lactobacillus 6종 및 Bacillus 2종에 대하여 발효시킨 결과, B. licheniformis SCDB 1234 균주가 kaempferol 함량을 9.54μg/g에서 217.04μg/g을 약 22배 증강시켜 최종 발효균주로 선발되었다. 꾸지뽕 열매를 선발균주를 활용하여 발효한 발효물 20배 희석액의 DPPH 항산화 활성은 대조구인 BHA, BHT의 92~99 ppm 농도와 유사한 활성을 보였고, tyrosinase 저해 활성도 arbutin이나 kojic acid의 95 ppm과 90 ppm과 같은 높은 저해 활성을 보였다. 꾸지뽕 열매 발효물을 첨가한 된장을 개발하여 유기산, 유리당 및 유리 아미노산을 분석하였다. 전반적으로 꾸지뽕 열매 발효물을 첨가하지 않은 장류와 유의적인 차이점을 보이진 않았다. 꾸지뽕 열매 발효물과 개발한 된장의 pancreatic lipase 저해활성을 측정하였다. 발효물의 경우에는 발효전보다 발효후에 더 높은 80% 이상의 높은 저해능을 보여주었다. 개발한 된장은 숙성전 된장이 숙성후 된장에 비해 더 높은 저해능을 보여주었다. 항당뇨 효과로 AGI활성을 분석한 결과, 꾸지뽕 열매는 발효전보다 발효후에 활성이 높게 측정되었고, 꾸지뽕 열매 발효액 10%를 첨가한 숙성전 된장의 AGI활성은 84.89±0.08%, 숙성후 된장은 91.25±0.04%를 나타내었다. 결론적으로 꾸지뽕 열매의 발효물의 생리활성 및 항산화 활성은 발효를 통하여 상승함을 보여주었고, 새로운 건강기능성 식품 개발에 활용가능성이 높은 잠재적 소재임을 보여준다.

파프리카에 발생하는 병들을 방제하기 위하여 합성농약이 광범위하게 사용되어왔지만 최근에 수많은 농약사용의 부작용에 대한 관심이 증가 하고 있다. 파프리카 주요병인 잿빛곰팡이병, 줄기 및 과실썩음병, 역병, 균핵병, 시들음병을 방제하기 위한 미생물을 분리하고 특성을 파악하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 지방산분석과 16S rDNA 염기배열은 이 연구에서 분리한 YKJ1가 Serratia marcescens 그룹에 속하는 것을 밝혔다. 특히, YKJ1의 16S rDNA 염기배열은 S. marcescens의 염기서열과 99% 상동성을 보였다. 광학현미경을 통해 YKJ1처리에 의해 병원균의 포자 발아 및 균사 생장이 저해됨을 확인 하였다. YKJ1처리는 팽윤균사와 같은 현저한 형태적 변화와 세포벽의 분해를 유발하였다. 역병균의 경우 유주자낭의 형성이 억제되었다. 본 연구에서 동정한 S. marcescens는 S. marcescens-YKJ1으로 부르고자 한다. 포장실험등과 같은 시험이 차후 더 요구되어지나 파프리카의 주요 병관리를 위한 생물적 방제제의 하나로 가치가 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 반추위 메탄저감용 약용식물 첨가제 개발을 위해 유산균을 이용하여 발효한 두충 및 감초 추출물의 항균활성, 항산화활성 및 in vitro 반추위 발효시험을 실시하였다. 발효 약용식물 추출물 제조를 위해 접종된 종균의 성장효율을 조사하기 위해 실시한 생균수 측정 결과 L. curvatus NJ40, L. brevis NJ42 및 L. plantarum NJ45가 두충과 감초 모두에서 유의적으로 높은 균주 성장을 나타냈다(p<0.05). 항균활성측정 결과는 두충과 감초 추출물에서 공통적으로 L. curvatus NJ40 및 L. plantarum NJ45 로 발효한 추출물이 일부 병원균에 대한 항균효과를 나타내는 것으로 조사되었다. In vitro 반추위 발효시험에서 두충 및 감초 발효 추출물을 적용한 결과, 감초 추출물에서 메탄 저감효과가 나타났다. 특히 반추위내 미생물 발효 특성을 대표할 수 있는 휘발성지방산 생성효율을 향상 시키면서, 전반적 반추위 발효에 부정적 영향이 없는 것으로 나타났다.

폐-광석으로부터 금속구리분말을 회수하기 위하여 더미 미생물용출, Fe 제거와 전기분해실험을 수행하였다. Cu가 0.034% 함유된 폐-광석시료에 대하여 더미 용출실험을 수행한 결과, Cu 용출률은 박테리아 용출-용액에서 61%, 황산 용출-용액에서 62%로 나타났다. Fe를 효과적으로 제거하기 위하여 더미 용출-용액에 NaOH, H2O2 및 Ca(OH)2를 각각 적용한 결과 H2O2가 가장 효과적인 Fe 제거제로 선정되었다. 전해질 용액을 준비하기 위하여 H2O2를 더미 용출-용액에 처리한 결과 박테리아 용출-용액에서 Fe가 99%, 황산 용출-용액에서 60%로 제거된 반면에 Cu 제거율은 각각 5%와 7%로 나타났다. 이 용액에 대하여 전기분해 실험을 수행한 결과 Cu 회수율이 박테리아 용출-용액에서 98%, 황산 용출-용액에서 76%로 나타났다. 모수석 형태의 금속구리분말이 양쪽 용출-용액에서 회수되었다.

본 연구에서 고추장 제조시 발효가 항돌연변이 효과와 in vitro 항암효과에 미치는 영향을 확인하기 위하여 고추장 제조 재료인 원료 밀, 1차발효밀, 2차발효밀, 최종발효밀, 고춧가루와 최종발효밀로 제조된 고추장의 Sal. Typhimurium TA100을 이용한 Ames test를 실시하여 MNNG에 대한 항돌연변이 효과를 살펴보았으며, HT-29 인체 대장암세포와 AGS 인체 위암세포의 성장 억제효과를 살펴보았다. 실험한 결과 원료 밀보다 1차발효밀, 2차발효밀보다 최종발효밀이 발효진행에 따라 점차 증진된 항돌연변이 효과와 in vitro 항암효과가 나타났으며 최종발효밀과 고춧가루로 제조된 고추장이 가장 높았다. 15, 30일 발효시킨 고추장이 발효되지 않은 고추장보다 더 높은 항암효과가 나타났다. 따라서 발효과정(기간)이 고추장의 항돌연변이 효과와 항암효과에 중요하게 관련되어 있다고 할 수 있으며 고추장의 주재료인 고춧가루의 capsaicin, 비타민C와 β-carotene 등의 작용만이 아닌 밀에서 온 발효 숙성 중에 많이 증식된 미생물 그리고 발효에 의한 생성된 다른 활성물질이 항돌연변이와 항암 효과에 관련되어 있다고 하겠다.

본 연구에서는 재배조건(하우스재배, 노지재배), 수확시기(어린잎, 성잎) 열처리에 따른 영양성분 및 항산화활성의 변화를 비교 분석하여 국가표준성분표 발간을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 일반성분 4종(수분, 지질, 회분, 단백질), 무기질 5종(칼슘, 철, 마그네슘, 칼륨, 나트륨), 비타민 3종(비타민 C, 엽산, 베타카로틴)의 영양성분을 분석하였고 폴리페놀 화합물과 DPPH 라디칼 제거능을 각각 측정하였다. 연구결과 일반성분의 경우 시료 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 무기질의 경우 Ca, Mg, Na은 하우스 재배가 노지재배 보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었다. 비타민함량과 폴리페놀 함량 및 항산화 활성의 경우 수확시기보다는 재배방법과 열처리에 의해 함량변화가 큰 것으로 나타났다. 하우스보다 노지 재배된 갯기름나물의 비타민 C, 엽산, 폴리페놀 화합물과 항산화활성이 증가하였으며 열처리할 경우 비타민 C, 베타카로틴, 폴리페놀 화합물, 항산화활성이 각각 증가하였다. 비타민 C의 기존 보고된 이론과 상이한 결과가 도출되어 다양한 열처리온도와 시간을 적용한 성분 변화 연구가 필요할 것으로 생각된다. 베타카로틴과 폴리페놀 화합물의 열처리에 의한 증가는 산화가수분해 효소의 불활성화와 세포조직의 견고성 저하로 인한 활성물질의 추출 효율증가로 설명될 수 있다. 따라서 나물을 데쳐서 섭취할 경우 미생물 오염방지 등 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 나물 세포조직이 연해져 베타카로틴과 같은 우리 몸에 유익한 성분의 소화흡수율이 증가될 것으로 생각된다.

폐자원인 우렁쉥이 껍질을 이용한 환경친화형 유기농 액비의 개발을 위하여 유용미생물(EM)을 이용한 우렁쉥이 껍질의 최적 발효조건과 액비의 특성을 조사한 결과 다음과 같다. EM발효 우렁쉥이 껍질 액비 제조 시 당밀의 투입량이 증가할수록 pH는 낮아지며, EC는 높아지는 것으로 나타났으며, pH는 당밀이 10% 이상 투입된 시험구에서 일정하게 유지되었다. EM발효 우렁쉥이 액비의 총 질소 함량은 발효가 경과할수록 현저히 증가하였으며, 특히 당밀이 15% 이상 투입된 시험구에서 약 220% 증가율을 나타내었다. 인의 함량은 발효 21일차에서 최고치를 나타내었으며, 칼륨의 함량은 발효가 경과할수록 증가하였다. 칼슘, 마그네슘, 나트륨의 함량 역시 발효가 경과할수록 증가하였고 당밀이 15% 이상 투입된 시험구에서 증가율이 우수한 것으로 나타났으며, 칼슘의 함량이 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 유해성분(As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, pb 및 Zn)의 함량은 시험구 모두에서 비료공정규격 기준치에 적합하였다. 우렁쉥이 껍질 액비의 유리아미노산은 총 29종이 검출되었으며 총량은 7,080.94 mg/L를 나타내었고 알라닌이 656.32 mg/L로 가장 높은 함량을 나타내었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 우렁쉥이 껍질을 이용한 액비화에는 당밀이 15% 이상 투입된 조건이 최적인 것으로 판단된다.

절화국화 ‘Yes Song'의 이산화염소 전처리가 선도유지 및 품질 을 조사하였다. 개화 단계는 대부분의 처리구에서 수확 후 8일까지 급속히 개화하였고, 특히 BA 25mg.L-1 + ClO2 5mg.L-1 + NaClO 200mg.L-1 처리구에서 비교적 선도가 유지되었다. 생체중 변화는 모든 처리구에서 5일까지 증가하였으나, 이후 감소하는 경향을 나 타내었고 BA 25mg.L-1 + ClO2 5mg.L-1 + NaClO 200mg.L-1 처리 구가 다른 처리에 비해 높은 생체중을 유지하였다. 수분 흡수량은 대부분의 처리구에서 5일까지 증가하다 이후 감소 추세를 보였으 며, 특히 ClO2 5mg.L-1 처리는 다른 처리구에 비해 현저히 증가하 였다. 수확 후 잎의 엽록소 함량은 BA 25mg.L-1 + ClO2 5mg.L-1 + NaClO 200mg.L-1 처리시 높은 수준을 유지하였다. 꽃잎의 화색변 화에서는 BA 25mg.L-1 처리시 화색변화를 가장 오래 지연시켰다. 에틸렌 발생량은 초기 3일째는 급속히 증가하다가 그후 비교적 완 만한 경향을 보였으며 처리별로는 BA 25mg.L-1 + ClO2 5mg.L-1 + NaClO 200mg.L-1 처리구에서 가장 적은 발생량을 나타내었으며, 절화 수명 및 절화 품질에 있어서도 BA 25mg.L-1 + ClO2 5mg.L-1 + NaClO 200mg.L-1 처리시 다른 처리에 비해 8일정도 증가되는 결과를 나타내었다. 이상의 결과를 종합적으로 고찰해보면 BA 25mg.L-1 + ClO2 5mg.L-1 + NaClO 200mg.L-1 처리구에서 도관 의 미생물 발생 억제 효과가 지속적으로 작용하여 수분 흡수가 원 활히 이루어짐으로써 수확 후 절화 국화의 선도유지 및 품질에 매 우 효과적임을 알 수 있었고, 수출저장유통 과정 중에 상용적인 기 술로 사용 가능함을 제시 할 수 있었다.

하수슬러지, 음식물폐기물과 같은 유기성폐기물에 미생물제제 등을 추가하여 퇴비화에 필요한 미생물반응을 촉진하기위한 다양한 방법들이 연구되어 왔다. 하지만 기존 연구에서는 미생물활성도가 떨어지고 적응시간이 길기 때문에 퇴비화 진행 시 악취가 발생하거나 퇴비기간이 늘어나는 단점이 있었다. 본 연구에서는 다음과 같은 문제점을 최소화하고 퇴비기간을 줄이기 위해 하수처리 중 미생물제제를 활성슬러지에 우점화 시켜 미생물 활성도가 높은 슬러지를 생산하고, 생산된 슬러지와 음식물폐기물을 혼합하여 퇴비화에 사용하였으며 최근 커피소비량 증가로 인해 점차적으로 폐기물의 양이 증가되고 있는 커피부산물을 퇴비 팽화제로의 사용가능성을 확인하였다. 본 연구는 실험실 규모의 활성슬러지 장치를 이용하여 복합미생물 우점화 슬러지를 생산하였으며, 생산된 슬러지와 음식물쓰레기를 혼합한 시료와 비교실험을 위해 일반슬러지를 이용한 실험을 진행하였다. 팽화제로 톱밥과 커피부산물을 각각 사용하여 퇴비화 시료를 제작하였다. 퇴비화 실험장치는 호기성와 혐기성이 공존하도록 긴 원통에 아래에는 산기관을 설치하여 호기조건을, 상부에는 혐기조건을 형성했다. 퇴비화 반응실험을 진행한 결과 슬러지에 우점화 되어있는 악취제거 미생물로 인해 Control에 비해 악취성분이 낮게 검출되었다. 복합미생물제제가 우점화된 슬러지가 포함된 퇴비는 혼합 후 48시간 경과 후 초기온도 25℃에서 37.2℃로 온도상승현상이 나타났으며, 퇴비화 시간 또한 퇴비화 종결시점이 Control보다 3일정도 빨라진 것을 확인할 수 있었다. 본 결과를 토대로 일반슬러지보다 복합미생물제제로 우점화된 슬러지가 악취제어에 효과적이고 퇴비화 시간도 단축시키는데 도움을 주고, 특히 커피부산물을 팽화제로 사용한 퇴비의 경우 톱밥을 팽화제로 사용한 퇴비보다 다량 원소와 미량원소를 충분히 함유하고 있으며, 유기질과 무기질 함량이 풍부하여 식물재배용 퇴비로 사용하기에 적합한 것으로 측정되었다. 이는 커피부산물을 활용한 퇴비가 토양의 질을 향상시켜주고 식물생장에 도움을 줄 것으로 예상되며 일반폐기물로 버려지는 커피부산물을 퇴비화 하여 퇴비의 품질상승은 물론 폐기물저감효과를 동시에 가져올 수 있다.

2013년 폐기물 해양배출 금지로 인하여 음폐수 육상처리가 의무화되었으며, 그로 인하여 음폐수 육상처리방안에 대한 새로운 방안들이 제시되고 있다. 음폐수와 같은 고농도의 폐수는 많은 유기물을 함유하고 있기 때문에, 이러한 유기물로부터 에너지를 회수하는 방안들이 연구되고 있으며, 그중 하나가 미생물 에너지 전환기술이다. 미생물연료전지는 혐기성 조건에서 미생물을 이용하여 유기물질을 에너지발생원으로 이용하여 전기를 생산한다. 따라서, 화학에너지를 전기에너지로 변화시키므로 별도의 오염물질을 발생시키지 않아 친환경 에너지 전환기술로 주목 받고 있다. 본 연구에서는 Single Chamber인 미생물연료전지를 이용하여 음폐수 초기 pH 및 기질교체율에 따른 미생물 연료전지의 성능에 대해 알아보기 위하여 실험을 진행하였다. 대상폐수는 수도권매립지관리공사 내 음폐수처리장 혐기성소화조 처리수(pH 7.56, SCODcr 956 mg/L)를 사용하였다. 산화전극과 환원적극으로 각각 Graphite felt, Carbon cloth를 사용하였으며, 분리막은 Ceramic막을 사용하였고, 외부저항 1,000Ω, 운전온도 35℃이었다. 실험은 초기 pH를 5~9로 설정하여 batch로 진행하였으며, 그 결과 중성 조건 즉, pH 6, 7에서 전력발생량이 가장 안정적으로 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기질교체율을 1%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%의 경우로했을 경우, 10%일 때 기질교체시 충격부하에 의해 미생물연료전지의 성능이 저하되는 것을 알 수 있었다. 이를 바탕으로, 기질교체율을 충격부하의 영향을 받지 않는 1%, 2%, 4%, 6%, 8%로 설정하였고 초기 pH를 6~7로 조절하여 각 pH 별 기질교체율에 따른 미생물연료전지의 전력발생량을 비교하였다. 실험은 매일 같은 시간 기질을 교체하는 Fed-batch로 진행하였다. 음폐수 초기 pH 및 기질교체율에 따른 미생물연료전지의 성능을 비교한 결과, pH 6일 경우 기질교체율 1%, 2%, 4%, 6%, 8%에서 평균 0.552 V ~ 0.605 V의 범위를 보였으며, 최대값은 기질교체율 6%에서 나타났다. 또한 pH 7, 기질교체율 1%, 2%, 4%, 6%, 8%에서 전력발생량은 평균 0.486 V ~ 0.569 V의 범위이었으며 pH 6의 경우와 마찬가지로 기질교체율 6%에서 최대값을 나타내었다.

국제적으로 지구온난화와 화석연류 고갈이라는 두 가지 이슈에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 따라 에너지원 다양화 및 대체 에너지 개발이 부각되면서 신･재생에너지에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 우리나라는 2015년까지 총 1차 에너지원의 4.3%, 2020년까지 6.1%, 2030년까지 11.0%를 신･재생에너지 공급을 목표로 하는 국가에너지 기본계획을 수립하고, 이에 따른 기술의 개발 및 산업육성에 주력하고 있다. 기후변화에 관한 국제 연합 기본 협약(UNFCCC; The United Nations Framework Convention Change)의 발표에 의하면 우리나라는 세계 10위의 온실가스 배출국으로서 수년이내에 온실가스 감축의무대상국으로 지정될 것이다. 따라서 친환경 청정에너지 보급을 보다 적극적으로 시행해야 한다. 신･재생에너지로는 태양광, 풍력, 수소연류전지, IGCC(석탄가스화 복합발전), 바이오디젤 등이 있다. 이중 바이오디젤은 동･식물성 유지(대두유, 유채유, 폐식용유, 우지 등)를 이용하여 생산하지만 농지면적과 식량에 대한 윤리적인 문제가 대두되고 있다. 미세조류는 앞에서 언급한 문제가 없으며 신･재생에너지로써의 바이오디젤 뿐만 아니라 산업적으로 건강식품, 화장품, 물고기 먹이 등으로 이용되며 탄소고정이라는 환경적인 면에서도 매력적인 유기자원이다. 조류는 태양에너지를 이용하여 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)을 합성하여 다양한 생성물을 형성하는 미생물로써 조류의 자기균체 중 지질은 중량 대비 60% 이상을 생산하며, 이는 바이오디젤을 만드는데 사용되고 있다. 본 연구에서는 담수성 조류인 클로렐라 종(Chlorella vulgaris)을 실험 균주로 선정하였으며, 배양액은 BBM배지에서 working volume 200 ml, 인큐베이터 내부온도 25℃(±1)에서 실험하였다. 미세조류 성장에 가장 큰 영향을 미치는 광원의 종류는 차세대 조명이라고 각광받는 LED를 이용하였다. 실험 제어 인자는 빛의 파장(Rad, Blue, White), 빛의 주기{(24:0), (16:8), (14:10), (12:12)}, CO2 주입량(2%, 5%, 10%)으로 균체성장속도와 최대균체농도를 향상시킬 수 있는 미세조류의 최적배양조건과 최대지질 생산조건을 도출하여 기타 바이오에너지 이용에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

국내 폐기물 매립시설은 하수슬러지(2003년) 및 음식물류 폐기물의 직매립금지(2005년)로 인하여 매립 폐기물 특성이 수분이 많은 폐기물 중심에서 소각재, 건설폐기물 등 건조한 폐기물 중심으로 바뀌었고, 또한 매립지의 최종복토층 설치기준 강화로 인해 강우 침투가 제한되어 매립지의 건조화는 급속히 진행되어 미생물 분해 활동에 제한이 생길 정도록 건조화 되고 있다. 이같은 현상이 지속되면 매립가스 발생량이 감소하며, 안정화에 장기간 소요되어 그만큼 매립지 사후관리에 오랜시간이 소요될 것이다. 이에따라 주요 선진국들에서는 일찍이 매립지내에 침출수 등을 재순환하여 매립가스 발생증대 및 안정화를 촉진시키는 제도를 도입하여 바이오리엑터 공법 기술개발에 노력을 기울이고 있으며, 국내에서는 수도권매립지관리공사를 중심으로 활발히 실증연구가 진행중에 있다. 한편, 수도권매립지 제2매립지 7단 2개 블록에 약 9개월간 일평균 408.7m³, 총 7.4만m³ 주입한 결과, 폐기물 층내 함수율 변화는 3m 깊이에서 주입 전 대비 평균 3.25%증가, 8m 깊이에서는 주입전 대비 4.68% 증가하였으며, 같은 기간 매립가스 포집량은 순메탄 기준으로 대조구역 대비 평균 29.3% 증대되었으며, 전년 동월대비 기준으로는 약 10% 증가하는 것으로 나타나 침출수 재순환으로 인한 함수율 증가로 매립지내 생물분해가 촉진되고 있는 것으로 판단된다.