실린더 배양기에선 구한 최적의 조건을 helical tubular photobioreactor (18L)에 맞도록 조절하여 수확한 S. platensis의 일반성분을 분석 한 결과, 단백질은 $64.5{\pm}2.8$, 당질은 $20.8{\pm}1.9$, 지방질은 $7.2{\pm}1.2$ 및 회분 함량은 $7.8{\pm}0.8$이었다. 본 균체로부터 c-phycocyanin을 추출하여 염석과 Sephadex G-100으로 정제한 결과 크게 3개의 획분이 확인되었다. 이 획분들의 스펙트럼을 분석한 결과, 최대 흡광 영역 652nm의 allophycocyanin과 최대 흡광 영역 622 nm의 c-phycocyanin이 확인되었고, 확실하지는 않지만 phycoerythrin으로 추측되는 한 획분을 얻을 수 있었다. 한편, c-phycocyanin 획분은 건조 균체량에 대해 $1.5{\%}$ 정도의 매우 높은 수율을 나타내었다. 부분 정제된 c-phycocyanin의 안정성을 실험한 결과, 저온에서는 매우 안정하였으며, $50^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 약간 변색이 일어나는 것으로 확인되었다. 빛에 대한 반응은 15000 lux까지도 전혀 변색이 일어나지 않았으나, 25000 lux에서는 약 $25{\%}$의 변색이 일어난 것으로 나타났다. pH에 대해서는 중성부근이하 pH 4까지의 산성영역에서는 매우 안정한 것으로 나타났으며, pH 9 이상의 알칼리 영역에서는 다소 불안한 것으로 나타났는데, pH 11의 조건에서는 $15{\%}$ 정도의 변색이 일어난 것으로 확인되었다. 한편, pH, 온도 및 빛 강도의 변화에 따른 금속의 영향을 확인하지는 않았으나 본 실험 조건에서는 종류에 관계없이 c-phycocyanin의 안정성에 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다.
미세조류 S. platensis의 성장 및 색소 축적에 대한 배양 조건의 영향을 실험한 결과, 배양 온도 및 빛 강도는 각각 $35^{\circ}C,\;3500 lux$가 가장 적절한 배양 조건이었으며, 온도가 다소 낮은 $30^{\circ}C$ 조건에서는 빛 강도가 3500 lux보다 다소 높은 조건도 고려해볼만 하였다. 빛 강도 및 온도 조건에서의 phycocyanin 색소 함량은 조류의 성장 정도와 직접적인 상관을 나타내었으며, chlorophyll-a 함량과는 특별한 상관성을 가지지 않았다. 배지 중의 $NaHCO_3$ 첨가 농도는 $1.0{\%}$가 조류의 성장 및 색소 축적에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었고, 그 이상의 농도에서는 오히려 phycocyanin 색소 생산능이 저하됨을 알 수 있었다. 탄소원인 $Na_2CO_3$는 $0.2{\~}0.3{\%}$ 농도 수준에서 가장 높은 조류의 성장과 phycocyanin을 축적하는 것으로 나타났으며, 첨가 농도가 높아져도 phycocyanin 색소 생산능은 증가되지 않았다. 한편, 질소원으로 첨가되는 $NaCO_3$농도도 $0.2{\~}0.3{\%}$ 범위에서 첨가하는 것이 균체의 성장이나 색소 생산에 바람직한 조건으로 확인되었으며, 과도한 첨가는 성장과 phycocyanin 색소 생산능이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 전체적으로 chlorophyll-a는 phycocyanin 색소 함량이 증가하면 증가하는 상관을 가졌으나 그 함량은 미미하였다.
김 속에는 단백질(蛋白質)이 약(約) 38%정도 함유(含有)되어 있고 우리 일상(日常) 생활(生活)에서 떨어질 수 없는 중요(重要)한 해산물(海産物)의 한 종류이다. 특히 단백질이 색소단백질(色素蛋白質)로 들어있으므로 한국산 김의 3종류 연평도, 진도, 고흥산(産)에서 색소단백질(色素蛋白質)인 phycoerythrin과 phycocyanin을 분리정제(分離精製)하고 그의 특성과 그중(中)에 함유(含有)된 아미노산(酸) 함량(含量) 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 한국산 김 중에서 색소단백질(色素蛋白質)을 분리(分離)한 결과(結果) phycoerythrin은 13.6%, phycocyanin은 14.4%의 양(量)을 얻었다. 2) 분리(分離)한 결정(結晶)을 현미경하(顯微鏡下)에서 관찰(觀察)하면 phycoerythrin은 적색(赤色)의 바늘모양으로 보이며 phycocyanin은 청색(靑色)의 원판모양으로 보인다. 3) phycoerythrin 과 phycocyanin 을 spectrophotometer로 그의 흡광도(吸光度)를 측정(測定)한 결과(結果) phycoerythrin은 $496m{\mu},\;526m{\mu},\;546m{\mu}$에서 peak를 이루고 phycocyanin 는 $546m{\mu},\;610m{\mu}$에서 peak를 이루고 있다. 이들을 $4^{\circ}C$에서 24시간, 48시간 방치한 후 phycoerythrin과 phycocyanin 변화(變化)를 비교(比較)한 결과(結果) phycoerythrin 는 그 흡광(吸光) peak의 파장(波長)이 약간 shift하고 phycocyanin은 absorbance가 약간 감소(減少)함을 나타냈다. (4) 색소단백질(色素蛋白質)에서 아미노산(酸) 조성(組成)을 보면 16종류의 아미노산(酸)이 검출 되었고 그 중(中) phycocyanin에는 고루 필수(必須)아미노산(酸)이 함유(含有)되었으나 phycoerythrin은 arginine, methionine phenylalanine을 미량 함유(含有)하고 있다.
Interactive effects of UV-B and Cd on growth, pigment, photosynthesis, and lipid peroxidation have been studied in Anabaena, Microcystis, and Nostoc; all the tested cyanobacteria showed differential sensitivity to different dosage of UV-B and Cd alone as well as in combination. Phycocyanin was severely affected by UV-B and Cd by all the strains; the degree of pigment bleaching was most pronounced in Anabaena followed by Microcystis and Nostoc. $UV-B_2+Cd_2$ produced nearly 83, 78, and 65% inhibition of phycocyanin in Anabaena, Microcystis, and Nostoc, respectively. The above treatment also significantly decreased the contents of Chl ${\alpha}$ and carotenoid. Presence of capsule in Microcystis protected the phycocyanin bleaching as compared to decapsulated cells. Laboratory-grown Microcystis revealed about 75 and 80% inhibition, following $UV-B_2+Cd_2$ treatment, respectively. in capsulated and decapsulated cells. Damage caused by Cd was more pronounced than UV-B. Inhibition of photosynthesis did occur in all the test strains, being maximum in Anabaena. PS II was the most sensitive component of the electron transport chain, showing 84, 80, and 70% inhibition in Anabaena, Microcystis, and Nostoc, respectively. As compared to control, significant lipid peroxidation (6.5-fold higher) was observed in Anabaena with $UV-B_2+Cd_2$, $^{14}C-uptake$ was more susceptible to Cd and Uv-B than oxygen-evolution. Approximately 84, 80, and 76% inhibition of $^{14}C-uptake$ was observed in Anabaena, Microcystis, and Nostoc, respectively. Similarly, $UV-B_2+Cd_2$ inhibited APT content of Anabaena by 87%. This ,study suggests that inhibition of carbon fixation was due to decreased ATP content of the test cyanobacteria by UV-B+Cd, where Anabaena was the most sensitive and Nostoc the most tolerant.
S. platensis로부터 phycobiliprotein을 $30-60{\%}$ 황산암모늄 분별침전법과 Sephadex G-100 gel filtration 및 DEAE-Sephacel anion exchange chromatography의 순서로 4.23의 정제도로 분리하였다. 분리된 phycobiliprotein은 최대흡수 파장이 620 nm인 c-phycocyanin이었다. 분리된 phycobiliprotein은 SDS-PAGE상에서 $({\alpha}$와 $({\beta}$의 두개의 소단위체로 구성되어 있었으며. $({\alpha}$와 $({\beta}$ 소단위체의 분자량은 각각 14.5 kDa과 16 kDa 부근이었다. 또한 gel filtration을 사용한 변성 전 분자량은 약 100 kDa이었다. 이러한 결과는 본 연구에서 분리한 phycobiliprotein이 $({\alpha}{\beta})_{3}-trimer$로 이루어졌음을 보여준다.
김(해태)의 중요색소인 chlorophyll, carotenoid, phycobilin 색소의 가공 및 저장중의 안정도를 실험하였다. 생김의 색소함량, 생김의 저온저장, 초제$\cdot$건조김의 열 처리, 열 처리한 김의 실온저장시에 일어나는 이들 색소의 면화에 대한 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 생김의 chlorophyll a, xanthophyll (lutein+zeaxanthin), 및 carotene ($\alpha-+\beta-carotene$)의 함량은 각각 1,525, 627, $409{\mu}g/g$였고 $\beta-carotene$, lutein, zeaxanthin, 및 $\alpha-carotene$의 비교 함량은 33.7, 35.9, 12.2, $5.8\%$의 순이었다. 2. 생김을 실온($20^{\circ}-25^{\circ}C),\;2^{\circ}\~5^{\circ}C$, 및 $-15^{\circ}C$에서 저장하였을 때색소의 감소는 대체로 $2^{\circ}\~5^{\circ}C$때가 다른 조건에서 보다 적었는데 carotene만은 $-15^{\circ}C$때가 $2^{\circ}\~5^{\circ}C$때 보바 다소 남은 결과였다. Phycocyanin은 Phycoeythrin 보다 많은 감소를 보였다. 3. 초제$\cdot$일건한 김 또는 초제 직후의 김을 $40^{\circ},\;60^{\circ},\;80^{\circ},\;100^{\circ}C$에서 열 처리하였을 때 양자의 경우 모두저온에서 처리할수록 색소감소가 적었고 carotenoid는 전자보다 후자의 경우 감소량이 적었다. Carotenoid중 xanthophyll은 carotene보다 열에 안정하였다. Phycoerythrin은 phycocyanin보다 열에 불안정한 경향이 였는데 높은 온도일수록 현저하였다. 4. 열 처리한 김을 50일간 저장하였을 때, 색소의 변화는 열 처리 온도에 따라 다소의 차는 있었으나 $60^{\circ}C$에서 처리한 것이 대체로 감소량이 적었다. 그러나 큰 차이는 없었다. Xanthophyll, carotene, phycobilin은 모두 고온에서 처리한 것이 저장중의 색소 감소율이 낮았고 따라서 장기저장이 가능한 것 같은 경향을 나타내었다. Xanthophyll과 carotene은 일광건조하지 않고 열 처리한 것에서 감소가 적은 만면 chlorophyll a는 일건 열 처리한 것에서 낮은 감소를 보였다. 5. 색소의 안정도와 분해반응의 억제를 감안한 열처리조건은 $60^{\circ}C$에서 $6.0\%$ 정도의 수분량을 유지할 때까지 처리하거나 그 이상의 고온에서 처리하되 열에 의한 색소의 분해를 최소한으로 하는 시간으로 한정하는 것이 적당하다고 보았다. 6. 김초제액의 PH조절은 저장중에 있어서의 chlorophyll a의 안정화에 효과가 있었으며 pH 7.8일 때가 성적이 좋았다. 초제액에 한천, 알긴산등의 해조추출물을 첨가하였을 때 김의 균일한 성형과 율택의 증진에 효과가 있었다.
In this study, the quality characteristics of tofu prepared with added spirulina(0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1%). As the concentration of spirulina increased, tofu yield decreased and the pH and turbidity increased. The Hunter L(lightness) and a(redness) values of tofu decreased as the amount of spirulina increased. Phycocyanin(C-phycocyanin, allophycocyanin and phycoerythrin) contents increased according to the spirulina amount. Moreover the antioxidant activity of tofu increased as the concentration of spirulina increased($IC_{50}$ values for control was 150.7 mg/g; 1% spirulina, 82.5 mg/g). Textural properties(TPA) for hardness, gumminess, and chewiness were higher in spirulina with added tofu, compared to those of control. Regarding the overall acceptability of sensory properties, spirulina with 0.5% added tofu had the highest scores among all treatments. From these results, it was suggested that the optimal amount of added spirulina was 0.5% for the preparation of high quality tofu.
아열대성 홍조류인 갈래곰보는 해수온도가 12-13$^{\circ}C$ 이상을 유지하는 제주도 남쪽해안에서만 자생하고 있다. 홍조류에는 phycoerythrin, phycocyanin 및 allophycocyanin 색소성분을 함유하고 있으며, 이러한 성분은 품종이나 색소추출방법에 따라 최대습수 파장이 다소 차이가 나타나며, 흡광도에 의해서 색소의 특징을 나타내게 한다. (중략)
대청호에서 1999년 4월부터 10월까지 25주간에 걸쳐 이화학적, 생물학적 수질과 geosmin농도를 조사하였다. Geosmin은 대부분 늦은 여름에 $1.16{\sim}5.28\;ng\;L^{-1}$의 농도로 총 5회 검출되었다. Geosmin의 가장 높은 농도는 8월 31일로 조사되었으며 phycocyanin 농도, cyanobacteria 세포수, Anabaena spiroides 세포수 등이 최고조에 달하는 시기와 일치하였다. Geosmin 농도와 환경요인과의 상관분석에 의하면 geosmin생산은 수온,pH,총용존인 그리고 A. spiroides 세포수에 의하여 크게 결정되는 것으로 보인다. Geosmin 생산은 수온 $27^{\circ}^C$, pH는 8.5, 총용존인은 $0.06\;mg\;L^{-1}$ 이상의 조건에서 나타났다. 이와 같은 조건에서 A. spiroides 세포수가 $10,000\;mL^{-1}$ 이상이면 geosmin이검출된다고 볼 수 있다.
The effects of lights with different wavelengths on the growth and the yield of extracellular polysaccharides of Nostoc flagelliforme cells were investigated in a liquid cultivation. N. flagelliforme cells were cultured for 16 days in 500 ml conical flasks containing BG11 culture medium under $27{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ of light intensity and $25^{\circ}C$ on a rotary shaker (140 rpm). The chlorophyll a, phycocyanin, allophycocyanin, and phycoerythrin contents in N. flagelliforme cells under the lights of different wavelengths were also measured. It was found that the cell biomass and the yield of polysaccharide changed with different wavelengths of light. The biomass and the yield of extracellular polysaccharides under the red or violet light were higher than those under other light colors. Chlorophyll a, phycocyanin, and allophycocyanin are the main pigments in N. flagelliforme cells. The results showed that N. flagelliforme, like other cyanobacteria, has the ability of adjusting the contents and relative ratio of its pigments with the light quality. As a conclusion, N. flagelliforme cells favor red and violet lights and perform the complementary chromatic adaptation ability to acclimate to the changes of the light quality in the environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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