【발명의 명칭】
PBAT및 PBS생분해성 플라스틱 분해 가속화를 위한 미생물 및 효소
【기술분야】
본 발명은 생분해성 플라스틱 분해 가속화를 위한 미생물 및 효소에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생분해성 플라스틱을 분해하는 신종 미생물 및 효소와 이를 활용한 생분해성 플라스틱의 분해 조건에 대한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
최근 널리 사용되고 있는 플라스틱(석유계 비분해성 플라스틱)의 미생물 매개 생분해를 위해 여러 미생물이 개발되었다. 대표적으로 Polyethylene(PE)을 분해하는 Pseudomonas속의 미생물 등이 발굴되어 플라스틱 분해에 관한 연구가 진행되고 있다. 또한 대표적인 생분해성플라스틱인 PLA(poly lactic acid)를 분해하는 다양한 Bacillus 속의 미생물들이 발굴되어 다양한 연구가 진행되고 있다.
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】
전 세계적으로 사용되어지고 있는 석유계 비분해성 플라스틱의 대체를 위해 생분해성 바이오 플라스틱이 급성장하고 있다. 하지만 생분해성 바이오 플라스틱 또한 특정 환경이 아닌 경우 분해도가 매우 낮고, 일반 플라스틱과 같은 미세 플라스틱화가 진행되게 된다.
또한 현재 생분해성 플라스틱 시장은 PLA(poly lactic acid)의 비중이 가장 높아 PLA에 대한 연구가 대부분이다. 하지만 생분해성 플라스틱 시장이 다각화됨에 따라 다양한 생분해성 플라스틱 소재들이 개발되고 상용화되고있다. 특히 PBAT(poly-butylene adipate terephthalate)와 PBS(polybutylene succinate)는 PLA를 이을 차세대 생분해성 플라스틱으로 거론되고 있다. 따라서 증가하는 PBAT 및 PBS 생산규모에 맞춰 PBAT 및 PBS분해미생물의 발굴이 필요한 상황이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 생분해성 플라스틱 분해 가속화를 위한 미생물 및 효소를 발굴하고 효율적으로 분해하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【과제의 해결 수단】
생분해성 플라스틱 분해를 가속화하는 미생물 및 효소 발굴하고 이를 대량 생산하는 방법에 관한 것으로, 1단계 : 토양 수집 후 생분해성 플라스틱을 분해하는 미생물 스크리닝 단계, 2단계 : 생분해성 플라스틱이 분해되는 조건에 존재하는 미생물 분석 단계, 3단계 : 생분해성 플라스틱을 분해하는 미생물의 분해 효능 확인 단계, 4단계 : 생분해성 플라스틱을 분해하는 미생물이 분비하는 효소 확인 단계, 5단계 : 생분해성 플라스틱을 분해하는 미생물 및 효소를 대량 생산단계. 6단계 : 대량 생산된 미생물 및 효소를 통한 생분해성 플라스틱 분해 가속화 단계로 진행된다.
【발명의 효과】
기존에 사용하던 석유계 비분해성 플라스틱을 대체할 생분해성 플라스틱 시장이 확대되고 있다. 하지만 생분해성 플라스틱 또한 특정환경이 아닌 경우 일반플라스틱과 동일하게 분해가 늦어지면서 미세 플라스틱의 발생을 야기한다. 본 발명을 통해 생분해성 플라스틱의 분해하는 미생물 및 효소를 발굴하고, 이를 대량 생산하여 생분해성 플라스틱의 분해를 가속화할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
【청구범위】
【청구항 1】
불특정 미생물이 포함된 토양으로부터 호기 조건에서 생분해성 플라스틱인 PBAT 및 PBS를 공동 배양하여 분해활성을 보이는 미생물을 동정하여 확보(이하 ‘제 1항 발명’이라 하고 나머지 청구항도 같은 방식으로 부른다.)
【청구항 2】
제 1항의 미생물은 PBAT 및 PBS 생분해성 플라스틱과 공동 배양 하였을 경우, 플라스틱의 질량 감소 및 구조 변화를 일으키는 미생물임.
【청구항 3】
제 1항에 있어서, 16S rRNA 서열을 갖고, 생분해성 플라스틱을 분해하여 질량 감소 및 구조 변화를 일으키는 것을 특징으로 하는 Bacillus속 균주 4종, Microbacterium속 균주 1종을 발굴.
Bacillus 속 균주는 다음과 같다.
- Bacillus altitudinis
- Bacillus australimaris
- Bacillus stratosphericus
- Bacillus safensis.
Microbacterium 속 균주는 다음과 같다.
- Microbacterium suwonense
【청구항 4】
- 제 3항의 Bacillus altitudinis, Bacillus australimaris, Bacillus stratosphericus, Bacillus safensis., Microbacterium suwonense 각 미생물이 분비하는 효소를 활성배지를 통해 확인함으로서 PBAT 및 PBS 생분해성 플라스틱을 분해하는 메커니즘을 확인
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- 대표 발명자
- 강동구
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- 출원번호
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10-2023-0151108
(2023-11-03)