고등학교 실험실에서 질산화 세균을 액체에 배양할 수 있는 방법이 있나요?
질산화 세균이 암모니아를 질산으로 바꾸는 질산화 작용을 하잖아요 이 점을 이용해서 질산화 세균을 배양하여 실험하고 싶은데 고등학생 수준에서 할 수 있는 방법이 있을까요? 배양하려는 액체는 증류수는 아니고 질소, 인 등이 섞인 액체예요
고등학교 실험실에서도 충분히 시도해 볼 수 있지만, 그래도 장비에 따라서는 쉽지만은 않을 듯 합니다.
먼저 질산화 세균은 일반적으로 병원성은 없지만, 항상 멸균된 기구를 사용하고, 실험복과 장갑을 착용하고 실험을 해야 합니다. 그리고 배지 제조 시 화학 약품을 사용하기 때문에 안전 데이터 시트(SDS)를 꼭 확인해야 합니다. 제조사마다 차이가 있을 수 있습니다.
이제 배지를 준비해야 하는데, 질산화 세균 배지는 암모늄염을 질소원으로, 그리고 미량 원소 등을 포함하여 배양에 필요한 영양분을 제공해야 합니다. 개인적으로 시중에서 판매되는 상용 배지를 사용하는 것을 권합니다.
그리고 당연하지만, 제조된 배지는 고압멸균기를 사용하여 멸균해야 합니다.
그리고 질산화 세균의 순수 배양액을 확보하는 것이 중요합니다. 학교마다 다르지만, 학교에서 이미 보유하고 있는 배양액을 사용하는 것을 권합니다. 만일 없다면 하수 처리장 슬러지 같은 환경 시료에서 질산화 세균을 분리하여 순수 배양해야 합니다. 이후 무균 조작대에서 접종을 진행해야 합니다.
질산화 세균의 최적 생육 온도는 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 25~30도 정도이며 pH는 약산성 조건을 맞춰줍니다. 또한 pH는 배지 조성이나 배양 중에 생성되는 산에 의해 변할 수 있으므로, pH를 주기적으로 측정하고 조절해 줄 필요가 있습니다. 그리고 질산화 세균은 호기성 세균이므로, 충분한 산소를 공급해 주어는게 좋습니다.
이제 배양액의 탁도를 측정하거나, 질산염 농도를 측정하여 세균의 성장을 관찰할 수 있고, 현미경을 이용하여 세포의 형태를 관찰할 수도 있습니다.
사실 질산화 세균 배양은 상당히 간단한 편이지만, 다양한 변수때문에 복잡해지기도 하고, 꼭 환기가 잘 되는 곳에서 실험을 진행해야 합니다.
고등학생 수준에서 질산화 세균을 배양하려면 기본적인 무균 작업과 적합한 배양 조건을 마련해야 합니다. 먼저, 배양액에는 질산화 세균의 영양 요구를 충족하기 위해 암모니아나 아질산염을 질소원으로 포함해야 하며, 인, 칼슘, 마그네슘 등 미량 원소도 필요합니다. 적절한 pH는 약 7.5에서 8.5 사이로 유지하고, 온도는 25도에서 30도 사이가 적합합니다. 증류수를 사용하지 않아도 되며, 준비된 배양액을 멸균한 후 세균을 접종해야 합니다. 공기를 잘 공급해 산소 농도를 유지하는 것도 중요하며, 이를 위해 교반기나 에어 펌프를 활용할 수 있습니다.