• 제목/요약/키워드: 미세 조류

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미세조류 Dunaliella bardawil의 고농도 세포배양 (High Cell Density Culture of Micro-algal Dunaliella bardawil)

  • 정욱진;왕만식;최승인;정병철;김주곤
    • KSBB Journal
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    • 제14권2호
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    • pp.160-166
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    • 1999
  • 본 연구에서는 ($\beta$-carotene 생산균주인 미세조류 Dunaliella bardawil을 사용하여 batch flask에서 미세조류의 고농도세포에 관한 최적배양조건(미량원소, pH, agitation speed, nitrate, phosphate, carbon source)을 확립하고자 하였다. 미량원소는 5X 배지에서 교반하였을 때 비생장속도는 $0.0l3hr^{-l}$와 세포농도는 $4.9{\times}10^6$ cells/mL로서 IX. 3X, lOX 배지에서 배양한 것보다. 약 46%, 18%, 69% 높은 세포수율을 얻었으며 세포배양시 교반한 경우, pH는 80에서 최대 세포농도를 얻었다. 초기 nitrate ($KNO_3$)와 phosphate($KH_2PO_4$)의 영향을 조사한 결과 미세조류 생장에 중요한 영양분으로서 질소원의 주입은 매우 효과적임을 확인하였다. 또힌 탄소원으로서 250mM의 $NaHCO_3$$CO_2$ 가스를 동시에 사용한 배양조건이 500mM $NaHCO_3$만을 탄소원으로 사용한 실험에 비하여 32% 증가된 세포농도를 나타내었다. light는 white light의 경우 blue light보다 세포생장에 적합하였다. 질소원을 이용한 유기배양시 2회의 nitrate주입만으로써 배양 198hr에 $8.955{\times}10^6$cell/mL의 고농도의 세포를 얻었다.

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자외선 조사에 의해 유도된 미세조류 Arthrospira platensis 변이주의 특성 (Characterization of Arthrospira platensis Mutants Generated by UV-B Irradiation)

  • 박현진;김영화;이재화
    • 공업화학
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    • 제23권5호
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    • pp.496-500
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    • 2012
  • Arthrospira platensis (A. platensis)는 상업적으로 중요한 사상형 미세조류이다. 화학적 혹은 물리적 돌연변이원에 의해 유도된 변이주 분리는 균주 개량에 중요하게 작용한다. 본 연구에서, A. platensis에서 자외선(UV-B)조사에 따른 영향을 살펴보았고, 그에 따른 변이주를 확보하였다. A. platensis를 자외선(15 Watt, 254 nm)을 이용하여 1, 3, 5, 10 min 동안 처리 한 후, 얻어진 변이주를 각각 UM1, UM3, UM5, UM10으로 명명하였다. 특히, UM5 변이주는 야생균주와 비교하여 지질의 함량이 8~11배 가량 크게 증가하였다. 또한, 카로티노이드 함량과 항산화 효소(peroxidase, superoxide dismutase) 활성이 증가하였다. 이 결과, 자외선에 의해 유도된 변이주는 생리활성 물질을 축적하였으며, 이러한 유용성분을 생산하는 미세조류의 균주 개발은 미세조류의 산업화를 촉진시킬 것으로 기대된다.

LED를 광원으로 사용한 해양미세조류 Isochrysis galbana 상관관계 조건 도출 연구 (Correlation Conditions for Marine Microalgae Isochrysis galbana under Illumination of Light Emitting Diodes)

  • 최보람;김동수;이태윤
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권10호
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    • pp.63-68
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    • 2012
  • 본 연구는 해양미세조류의 일종인 Isochrysis galbana를 다양한 파장의 발광다이오드를 이용하여 배양한 후 최적 파장을 찾아내고, 최적파장을 광원으로 하여 회분식 실험에서의 대량 배양 조건을 찾기 위해 수행되었다. I. galbana 배양에 가장 효율적인 파장은 백색 LED였으며, 백색 LED의 광도에 따른 실험을 통해 3,000Lux의 광도가 본 미세조류의 성장에 최적임을 알 수 있었다. 형광등과의 비교 실험 시 같은 광도에서 백색 LED가 미세조류의 배양에 있어 10% 정도 높은 효율을 나타내었다. 배양이 진행되어 셀 농도가 증가하면서 발생하는 그림자 효과를 상쇄시키기 위해 공기 공급을 하였으며, 4가지 조건의 공기 공급 속도에서 모두 비슷한 성장특성을 보여주었다. 공기를 주입한 경우 주입하지 않은 경우보다 최대 3배 이상 균체 농도가 증가하였다.

해수에 잠긴 인공기질 표면에서 미세조류의 부착과 성장: II. 엽록소와 일차생산력 (The Microalgal Attachment and its Growth on the Artificial Surfaces Immersed in Seawater: II. Chlorophyll a and Primary Productivity)

  • 심재형;강정훈;조병철;김웅서;배세진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권2호
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    • pp.136-143
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    • 1999
  • 해수에 잠긴 인공기질 표변에서 노출시간에 따른 부착미세조류의 성장과정을 이해하고자 유리슬라이드에 부착한 미세조류의 수도 변화와 엽록소 농도 변화를, 그리고 커버글래스에 부착한 미세조류의 엽록소 농도 변화와 일차생산력 변화를 인천항내에서 1996년 5월과 6월 그리고 1997년 1~2 월에 걸쳐 조사하였다. 유리슬라이드 상의 부착미세조류 군집의 엽록소 농도와 부착규조류의 수도는 연구기간동안 각각 최대 62.5 mg chl a $m^{-2}$$144{\times}10^3$ cells $cm^{-2}$를 나타냈다. 엽록소 농도는 노출시간에 따라 증가하였으며, 부착규조류의 수도변화와 유의성 있는 상관관계를 나타냈다. ($r^2=0.79$, p<0.001). 커버글래스 상의 엽록소 농도는 5월, 6월에 노출기간동안 각각 최대 31.1 mg chl $a\;m^{-2}$과 65.4 mg chl $a\;m^{-2}$를 나타낸 뒤 감소하였다. 그러나 1~2 월에는 98.9 mg chl a $m^{-2}$까지 계속 증가하였다. 일차생산력은 5월과 6월 그리고 1~2 월에 각각 최대 63.1 mgC $m^{-2}\;h^{-1}$, 347.0 mgC $m^{-2}\;h^{-1}$ 그리고 78.3 mgC $m^{-2}\;h^{-1}$의 값을 보였다. 5월과 6월의 일차생산력은 엽록소 농도 변화와 같은 양상으로 노출시간에 따라 증가하다가 감소하였다. 그러나 1~2 월의 일차생산력은 노출 26 일 이후 감소하였고, 엽록소 농도는 계속 증가하였다. 증가하던 일차생산력이 현저히 감소한 두 가지 경우는 엽록소 농도와 광량당 $P^B$의 감소가 같이 나타난 경우(5월, 6월)와 광저해로 인한 광량당 $P^B$의 감소에 기인한 것으로 보이는 경우(1~2월)였다. 본 연구결과는 해수에 잠긴 인공기질표변에 부착한 미세조류의 엽록소 농도와 일차생산력 측정을 통해 생물막 형성과정 중에 나타나는 부착미세조류의 생물량과 생리적 상태의 변동을 신속하게 분석할 수 있음을 시사하였다.

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배양기간에 따른 파판 부착규조류 종조성과 영양성분 변화 I. 완도지역 (Variation of Species and Nutrient Composition of Benthic Diatoms on Plate during Culture Periods I. Wando area)

  • 김해영;허성범
    • 한국양식학회:학술대회논문집
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    • 한국양식학회 2003년도 추계학술발표대회 논문요약집
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    • pp.141-142
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    • 2003
  • 본 연구는 전복의 유생사육을 목적으로 먹이생물인 부착미세조류의 파판 배양시 배양기간에 따른 종조성과 영양성분의 변화를 파악하기 위하여 수행되었다. 실험은 완도지역에서 봄철인 2~4월에 8주 동안 실시되었다. 배양을 위한 기초 조사로 배양지역 연안해수의 수온, 염분, pH, 총질소, 총인, Chlorophyll-a를 측정 하였다. 실험에 사용된 파판은 전복 종묘생산에 이용되는 규조배양용 파판과 틀을 이용하여 2주마다 파판을 수거한 뒤 부착된 미세조류를 부드러운 솔로 분리하여 원심분리한 후 지방산과 아미노산을 측정하였다. 각각의 시료는 광학현미경(Nikon)으로 동정한 후 Sedwick-rafter counting chamber를 이용하여 종별로 계수하고 이를 단위면적당 개체수 (cells/$\textrm{cm}^2$)로 환산하여 정량분석을 하였다. 실험 결과 봄철 완도지역의 평균 수온과 염분은 각각 15.4$^{\circ}C$와 33.88$\textperthousand$이었고 pH는 8.21이었다. 총질소와 총인은 각각 0.078mg/$\ell$, 0.018mg/$\ell$였고 chlorophyll-$\alpha$는 1.47$\mu$g/$\ell$ 였다. 부착미세조류의 아미노산 분석 결과는 배양 2주째의 총아미노산 양이 5.63%로 가장 낮았고, 4주는 6.50%, 6주 7.82% 8주 7.87%로, 6주까지 증가하다가 정체하는 경향을 보였다. 필수아미노산의 경우 총아미노산의 경향과 비슷하였고 2, 4, 6, 8주째의 양은 각각 2.75%, 3.16%, 4.01%, 3.96%였다. 필수 아미노산과 비필수아미노산의 비는 2, 4, 6, 8주 각각 0.95, .095, 1.05, 1.01의 결과를 보였다. 지방산의 경우 palmitic acid( $C_{16:0}$)와 palmitoleic acid( $C_{16:1}$)가 43.10~67.66%의 함량을 보였으나 4주째에는 검출되지 않았으며 EPA는 6주에서 10.97%를 보였고 나머지 구간에서는 검출되지 않았다. 부착미세조류의 biomass는 기간별로 2.4$\times$$10^3$ cells/$\textrm{cm}^2$, 7.8$\times$$10^3$ cells/$\textrm{cm}^2$ 25.1$\times$$10^3$ cells/$\textrm{cm}^2$, 44.3$\times$$10^3$ cells/$\textrm{cm}^2$ 이었다. 출현량은 총 64종으로 대부분이 부착규조류였으며 2주, 4주, 6주, 8주 각각 43종, 25종, 19종, 24종의 부착 규조류가 출현하였다. 그리고 우점종은 2주째 Nitzschia petitiana, Fragilia psedonana, 4주 Navicula mollis, Flagilia cylindrus, 6주 Flagilia capucaina, Achnanthes haukiana, 8주 Flagilia islandica, Flagilia cylindrus였다.s였다.

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폐수를 이용한 겨울철 경제적 미세조류 배양 시스템의 개발 (Development of Economic Culture System Using Wastewater for Microalgae in Winter Season)

  • 이상아;이창수;이승훈;안광국;오희목;김희식;안치용
    • 환경생물
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    • 제32권1호
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    • pp.58-67
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    • 2014
  • 우리나라는 겨울철에 미세조류가 성장하기에 적합하지 않은 기후조건을 가진다. 따라서, 차세대 바이오매스의 공급원료로서의 미세조류 배양을 겨울철에 이룩하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 적은 에너지를 이용하여 미세조류가 성장이 불가한 영외환경에서 미세조류를 성장시키기 위해서, 삼중막의 비닐하우스를 설치하였다. 또한 투명한 아크릴 재질로 수조를 제작하여 빛을 수조의 모든 면에서 받을 수 있게 함으로써, 빛의 이용성을 최대화하였다. 6가지의 다양한 실험조건을 설정하여 겨울철 영하의 기후조건에서 최소한의 비용으로 하수종말처리장 폐수를 사용하여 미세조류를 배양하였다. 또한 미세조류 바이오매스를 증가시킴과 동시에 환경오염의 원인이 될 수 있는 영양염류 성분 중 질소를 최대 92%, 인을 최대 99%까지 제거시켰다. 본 연구에서 바이오디젤의 원료가 될 수 있는 가장 주된 지방산은 리놀렌산(C18 : 3n3)으로 총 지질량의 최대 61%까지 차지했다. 지방산의 생산성은 2.4 g $m^{-2}day^{-1}$이었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 차세대 바이오매스 생산을 위한 미세조류 배양을 저온 시기에서도 이룩하였으며, 그에 따른 폐수처리에서도 좋은 성과를 이루었다.

빛 이용효율 향상을 위한 광생물반응기 설계 기준에 관한 연구 (A Study on the Design Criteria of Photobioreactor for the Efficiency of Light-Utilization)

  • 류현진;이진석;오경근
    • KSBB Journal
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    • 제19권4호
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    • pp.257-262
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    • 2004
  • 최근, 미세조류에 대한 생물공학적 관심이 급격히 증가하고 있으며 이의 응용범위는 식품이나 제약, 화장품 등 다양한 구도로 확장되어지고 있다. 고농도의 미세조류 배양을 위해서는 빛이 핵심적 제한요소로 작용되어지며 빛의 투과 깊이나 강도에 따라 균체의 성장속도가 결정되어지게 된다. 본 연구에서는 다양한 빛의 투과경로와 빛을 받는 면적/배양액의 부피 비율, 조도 그리고 단계적 조사에 따른 Chlorella sp.의 성장률을 조사하여 빛이 미세조류에 미치는 영향을 알아보았으며, 본 연구에 적용된 값들 중 4 cm의 직경, 57.6%의 면적/부피 비율, 62 $\mu$mo1/$m^2$/s의 조도에서 Chlorella sp. 성장에 필요한 빛 에너지를 가장 효율적으로 이용함을 확인할 수 있었다.

낙동강 하류부에서 Stephanodiscus속에 의한 수화 발생시 미생물먹이망 군집 동태 (The Community Dynamics of Microbial Food Web during Algal Bloom by Stephanodiscus spp. in Downstream of Nakdong River)

  • 서정관;이혜진;정익교
    • 환경생물
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    • 제28권3호
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    • pp.172-178
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    • 2010
  • 조사지점인 구포에서 발생한 규조류인 Stephanodiscus 속에 의한 수화현상은 본 연구 시점인 1월부터 관찰되었으며 4월 18일을 기점으로 감소하기 시작한 것으로 나타났다. 박테리아 군집은 규조류 대증식 현상이 소멸한 이후 증가하는 양상을 나타내었다. 이것은 규조류 수화현상이 종결되면서 조류에 의한 분비물 및 세포 분해 산물(cell lysis)이 수중에 많이 공급되어 박테리아 증식이 용이해졌기 때문으로 여겨진다. 박테리아의 주요 포식자로 알려진 미세편모충류 (heterotrophic nanoflagellate)는 박테리아 군집이 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 보여주었다. 섬모충류는 미세편모충류의 군집증가 이후 수적인 증가가 관찰되었다. 규조류 대증식 현상이 약화되기 시작하여 종식되는 4월부터 5월까지는 Strombilidium속과 Tintinnidium속 이외에 근족충류에 속하는 Arcella sp.가 대량 증식하는 현상이 나타났다. 동물플랑크톤 개체수는 규조류 수화 현상이 종결되면서 수온이 상승하는 4월 중순 이후 급격히 늘어나는 현상을 보였으며, 대표적인 종은 윤충류인 Brachionous sp. 종으로 나타났다. 규조류 수화현상이 일어난 1월부터 3월까지 측정된 기초생산력은 월 평균 11,765.7 mgC $m^{-2}day^{-1}$으로 기온과 일사량이 낮은 동절기임에도 불구하고 비교적 높은 값을 나타내었다. 규조류 대증식이 약화된 3월의 경우 식물플랑크톤의 순성장율이 0.007로 낮게 나타났고 수화현상이 보다 약화된 4월 조사에는 포식에 의한 치사율이 높아져서 순성장율이 음의 값을 나타내었다. 결론적으로 낙동강하류에서 발생한 규조류 수화현상의 종결에 있어서 미생물먹이망을 구성하는 섬모충류등 원생동물과 동물플랑크톤에 의한 포식활동의 역할은 크지 않은 것으로 나타났다. 그러나 수화현상이 약화된 이후에 수체 내에 증가한 용존 유기물 등을 이용하기 위해 박테리아 개체군이 증가하였고 이와 관련되어 미생물먹이망 내 다양한 포식관계에 의해 미세편모충류, 섬모충류, 동물플랑크톤의 개체군이 크게 증가한 것으로 나타났다.