Isolation and Optimization of Cultivating Conditions of Alkalophilic Strains for Biodegradation of Azo Dye

Azo 염료의 분해를 위한 호알카리성 균주의 분리 및 배양조건의 최적화

In order to treat of alkaline dye-processing wastewater, alkalophilic strains biodegrading azo dye, Acid red 1, is isolated from natural system, and optimal culture conditions are examined using response surface analysis, statistical analysis system program. 15 different species which grow in alkaline culture media are isolated from the effluent and river soil discharged from wastewater treatment plant in dye industrial complex. One strain which has the best decolorization efficiency is chosen, and named as AR-1. The result of the examination of carbon, nitrogen and phosphorus sources which have influence on growth and decolorization reveals that optimum carbon, nitrogen and phosphorus sources are 1.0% fructose, 1.0% polypeptone, 1.0% yeast extract and 0.5% $K_2HPO_4$, respectively. In order to optimize of biodegradation conditions of dye by response surface analysis, the characteristics of decolorization and cell growth according to culture temperature and time are monitered. The result shows that the one is optimum 34.77$^{\circ}C$ for 12.97 hours; the other at 34.73$^{\circ}C$ for 12.96 hours. While, optimal conditions of culture that satisfy both cell growth and decolorization are the temperatures from 32.86$^{\circ}C$ to 36.36$^{\circ}C$ and the period of 10.96 to 15.75 hours, respectively.

알카리성 염색가공폐수를 처리하기 위햐여 아조염료인 Acid Red 1을 분해하는 호알카리성 균을 자연계에서 분리하였으며, 반응표면분석법인 SAS(statistical analysis system)프로그램을 이용하여 최적배양조건을 조사하였다. 염색공단 폐수처리장에서 배출되는 방류수 및 하천토양을 시료로 하여 알카리성(pH 10.0)배지에 성장하는 균 15종을 순수분리하였다. 그 중 탈색율이 가장 우수한 균주 하나를 선별하여 AR-1로 명명하였다. 탄소원(sucrose, fructose, galactose), 질소원(polypeptone, yeast extract) 및 인산원($K_2HPO_4$)이 분리균의 성장 및 탈색율에 미치는 영향을 조사한 결과, 1.0% fructose, 1.0% polypeptone, 1.0% yeast extract, 0.5% $K_2HPO_4$이 최적의 조건으로 나타났다. 반응표면분석에 의하여 염료의 생분해조건을 최적화하고자 배양온도와 배양시간에 따른 탈색율과 균성장의 특성을 모니터닝하였다. 탈색율은 34.73$^{\circ}C$에서 12.96시간, 균성장은 34.77$^{\circ}C$에서 12.97시간 배양시 각각 최적인 것으로 나타났다. 한편, 균성장과 탈색율을 다같이 만족할 수 있는 최적배양조건은 32.86~36.36$^{\circ}C$, 10.96~15.75시간으로 각각 나타났다.