• 제목/요약/키워드: Mass culture conditions

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Aspergillus sp. 101로부터 내염성 단백분해효소 생산을 위한 최적 조건 및 특성 (Optimal Conditions for the Production of Salt-tolerant Protease from Aspergillus sp. 101 and Its Characteristics)

  • 황주연;최승화;이시경;김상무
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.1612-1617
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    • 2009
  • 단백질 식품의 가공에 이용할 수 있는 내염성 단백분해효소를 생산하기 위하여, 된장에서 분리한 Aspergillus sp. 101균으로부터 내염성 단백분해효소생산을 위한 최적 배지조성을 확립하였다. 질소원으로서 대두단백원인 탈지대두분(DSF)과 분리대두단백(SPI)을 각각 2% 첨가 시에 효소 활성이 가장 높았고, 무기질소원으로 $CaCO_3$$K_2HPO_4$이 각각 0.1%씩 첨가 시에 가장 좋은 결과를 얻었다. 또한 Arabic gum을 배양액에 0.1% 첨가하였을 때, 효소 활성이 가장 높았다. Aspergillus sp. 101은 최고 15% NaCl 농도의 agar plate에서 생육이 가능하였으며, 조효소 또한 NaCl 7%까지 안정하였다. 이와 같이 조정 배지(modified medium)에 Aspergillus sp. 101에 의해 생산된 내염성 단백분해효소는 일반적인 곰팡이류의 단백분해효소 생산용 배지에 비해 생산성이 높았으며, 최적배지에서 배양한 Aspergillus sp. 101 유래 단백분해효소에 의한 어육단백질 가수분해물의 기능 개선 또는 식품첨가물로서의 활용은 단백분해효소 생산의 산업화를 가능하게 하는 것으로 보인다.

수온, 염분 및 먹이에 따른 열대 유종류, Metacylis tropica의 성장 (Population growth of a tropical tintinnid, Metacylis tropica on different temperature, salinity and diet)

  • 이균우;최영웅
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.322-328
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    • 2016
  • 본 연구는 열대 유종류인 Metacylis tropica의 최적배양조건을 구명하기 위해 5일 동안 수온, 염분 및 먹이원인 미세조류의 효과를 조사하였다. M. tropica는 작고 투명한 난형의 피갑을 가지며, 피갑의 구강부 지름, 갑장 및 갑폭의 크기는 각각 $36.7{\mu}m$, $49.5{\mu}m$$44.5{\mu}m$였다. 수온별 실험에서, M. tropica의 최고밀도와 성장률은 수온 $30^{\circ}C$에서 각각 340.7 cells/mL와 1.1/day로 나타났다. 낮은 염분은 M. tropica의 성장에 악영향을 미쳤으며 염분 33 ppt에서 최고밀도가 840 cells/mL로 나타났다. 먹이실험에서, 먹이로 Isochrysis galbana를 공급하였을 때, 가장 높은 성장을 보였다(배양밀도, 413 cells/mL; 성장률, 1.2/day). 본 실험을 종합하여보면, M. tropica는 rotifer에 비해 작은 크기를 가지기 때문에 자어기에 입이 작은 어류의 초기먹이생물로 적합하며, 수온 $30^{\circ}C$, 염분 33 ppt에서 I. galbana를 먹이로 공급하는 것이 M. tropica의 대량배양을 위한 최적배양조건인 것으로 판단된다.

당귀의 광합성 특성과 수경재배 방식에 따른 생장 분석 (Photosynthetic characteristics and growth analysis of Angelica gigas according to different hydroponics methods)

  • 박종석;김성진;김홍주;최종명;이공인
    • 농업과학연구
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    • 제41권4호
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    • pp.321-326
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    • 2014
  • 본 연구는 당귀의 대량생산 시스템에 적합한 재배 방식을 선정하기 위하여 담액경, 배지경, 분무경 재배 시스템에 대한 비교 평가와 당귀의 엽단위 광합성 특성을 분석하여 대량생산 시스템에서의 최적환경 조건 구명을 위하여 수행되었다. 참당귀 '만추'를 파종하여 암상태에서 발아 시킨 후에 기온 $18-22^{\circ}C$, 상대습도 50-70%, PPFD $120{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 조건으로 3주간 육묘하였다. 본엽 4매가 출현하는 시기에 담액경, 배지경, 분무경의 3개의 처리구에 각각 16주씩(총 48주) 이식하였으며 PPFD는 광원 20 cm 아래에서 $150{\pm}6{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, 온도 $20/23{\pm}1^{\circ}C$, 상대습도 50-70% 조건으로 11주간 재배하였다. 11주째에 생육조사를 실시하였으며, 당귀의 환경조건에 대한 광합성 특성을 살펴보고자, $CO_2$농도, 온도, PPFD 값에 따른 광합성특성을 휴대용 광합성 측정기를 이용하여 측정하였다. 배지경재배에서 당귀의 생체중과 건물중이 담액경 재배와 비교하여 유의적인 증가를 나타내었으며, 분무경 재배와는 유의적 차이가 발생되지 않았다. 광합성 특성으로 PPFD 값이 $50-200{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 증가할 때 광합성 값이 급상승하는 경향을 나타내면서 $800-1600{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 사이에서 광포화점이 있을 것으로 추정되었다. $CO_2$ 포화점은 $1000-1200{\mu}mol\;mol^{-1}$에 존재하는 것으로 관찰되었으며, 온도가 $16-26^{\circ}C$로 증가할 때, 실제 광합성 값은 거의 영향을 받지 않았다. 결과적으로 당귀를 수경재배 기술을 이용한 대량 생산 시스템에 도입할 경우 분무경 재배 시스템에 PPFD는 $150{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, $CO_2$ 농도는 약 $1000{\mu}mol\;mol^{-1}$ 이하에서, 온도는 $20{\pm}3^{\circ}C$ 조건에서 광합성 환경을 조성해 주거나 환경제어를 유지하면 당귀 대량생산 시스템의 최적 조건을 구현하여 높은 생산성을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

단수수 착즙액이용 배양종균의 바이오에탄올 생산 특성 연구 (Characteristics of bioethanol production using sweet sorghum juice as a medium of the seed culture)

  • 차영록;문윤호;유경단;이지은;최인성;송연상;이경보
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.627-633
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    • 2016
  • 단수수[Sorghum bicolor (L)]는 당류가 풍부한 사탕수수, 사탕무와 같은 주요 바이오연료 작물 중의 하나이다. 단수수 착즙액은 단수수 줄기를 압착하여 추출하며 주요 성분는 glucose와 fructose 그리고 sucrose로 구성되어 있다. 에탄올은 효모발효공정을 통하여 단수수 착즙액으로부터 쉽게 생산할 수 있다. 단수수 착즙액은 당류 뿐만 아니라 질소나 인산과 같은 다양한 무기영양원도 함유하고 있어 종균 배지로 활용성이 높다. 상업적인 에탄올 생산 공정에서 종균배양은 중요한 발효공정 중의 하나이며 공정비용 절감을 위해 최적화된 배지가 필수적이다. 본 연구에서는 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균의 배지로서 단수수 착즙액의 특성을 평가하였다. 단수수착즙액의 발효기질 적합성을 평가하기 위해 YPD 및 억새 당화액을 비교하여 실험하였으며, YPD배지 중 yeast extract 와 peptone은 각각 5 g/L의 농도로 사용하였다. 각각의 기질들은 당 농도가 2%, 5%, 10%가 함유되도록 제조하여 발효를 통한 균체농도를 측정하였다. 그 결과 YPD와 단수수착즙액을 배지로 사용하였을 때 발효 24시간 후에 최대 $2.5{\times}10^8CFU/mL$ 이상의 균체농도를 나타내었다. 결과적으로 단수수착즙액은 12시간 발효 후에 $1.0{\times}10^8CFU/mL$ 균체를 생산하여 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균 배지로서 YPD를 대체하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

Microprogation And Environment Conditions Affecting On Growth Of In Vitro And Ex Vitro Of A. Formosanus Hay

  • Ket, Nguyen-Van;Paek, Kee-Yoeup
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2002년도 심포지엄
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    • pp.29-30
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    • 2002
  • The goal of this research was to develop the effectiveness of in vitro culture method for A. formosanus and study the environment in vitro conditions affecting on growth. The first series of experiments were examined to investigate the response of three different basal media, MS (Murashige and Skoog, 1962), Knudson (KC; Knudson, 1946) and modified hyponex on growth and multiplication during in vitro culture. Multiple shoot proliferation was induced in shoot tip explants on Hyponex (H3) media supplemented with BA (1 mg1$\^$-1/) or TDZ (1-2 mg1$\^$-1/). Addition of activated charcoal (1%) to the TDZ containing medium promoted rapid shoot tip proliferation (11.1 shoots per explant) but the same medium had an opposite effect resulting in poor proliferation in the nodal explants. However, the regenerated shoots had slow growth rate and failed to elongate. This problem was overcome by transferring the shoot clumps to a hormone free H3 media supplemented with 2% sucrose and 0.5% activated charcoal. Using bioreactor culture for scaling up was also shown the best way for multiple shoot induction and growth of this plant. The second series of experiments was studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of in vitro plantlets. The Anoectochilus formosanus plantlets were cultured under different air exchange rate (0.1, 0.9, 1.2h$\^$-1/), without sucrose or supplement 20g.1$\^$-1/ (photoautotrophic or photomixotrophic, respectively), and different photosynthesis photon flux (40, 80, 120 ,${\mu}$mol.m$^2$.s$\^$-1/- PPF). Under non-enrichment CO$_2$ treatment, slow growth was observed in photoautotrophical condition as compared with photomixotrophical condition on shoot height, fresh weigh and dry weight parameters; High air exchange (1.2.h-l) was found to be inadequate for plant growth in photomixotrophical condition. On the contrary, under CO$_2$, enrichment treatment, the plant growth parameters were sharply (visibly) improved on photoautotrophic treatments, especially on the treatment with air exchange rate of 0.9.h-1. The growth of plant in photoautotrophic condition was not inferior compared with photomixotrophic, and the best growth of plantlet was observed in treatment with low air exchange rate (0.9.h-1). Raising the PPF level from 80 to 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ decreased the plant height, particularly at 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ in photoautotrophic condition, fresh weight and dry weight declined noticeably. At the PPF of 120${\mu}$mol.m$\^$-2/,s$\^$-1/, chlorophyll contents lowed compared to those grown under low PPF but time courses of net photosynthesis rate was decreased noticeably. Light quality mainly affected morphological variables, changes of light quality also positively affected biomass production via changes in leaf area, stem elongation, chlorophyll content. Plant biomass was reduced when A. formosanus were grown under red LEDs in the absence of blue wavelengths compare to plants grown under supplemental blue light or under fluorescent light. Stem elongation was observed under red and blue light in the present experiment. Smaller leaf area has found under blue light than with other lighting treatments. Chlorophyll degradation was more pronounced in red and blue light compared with white light or red plus blue light which consequent affected the photosynthetic capacity of the plant. The third series of experiment were studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of ex vitro plants including photosynthesis photon flux (PPF), light quality, growing substrates, electrical conductivity (EC) and humidity conditions. In the present experiments, response of plant on PPF and light quality was similar in vitro plants under photosynthesis photon flux 40${\mu}$mol.m,$\^$-2/.s$\^$-1/ and white light or blue plus red lights were the best growth. Substrates testing results were indicated cocopeat or peat moss were good substrates for A. formosanus growth under the greenhouse conditions. In case of A. formosanus plants, EC is generally maintained in the range 0.7 to 1.5 dS.m-1 was shown best results in growth of this plant. Keeping high humidity over 70% under low radiation enhanced growth rate and mass production.

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Clitocybe aurantiaca 균주가 생산하는 주름개선소재 clitocybin A의 대량 발효생산 및 MMP-1 발현저해활성 (Fermentation Process for Mass Production of Clitocybin A, a New Anti-Wrinkle Agent from Clitocybe aurantiaca and Evaluation of Inhibitory Activity on Matrix Metalloproteinase-1 Expression)

  • 김관철;이혁원;이홍원;추수진;유익동;하병조
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.194-201
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    • 2014
  • 본 연구에서는 국내 자생버섯의 일종인 Clitocybe aurantiaca KCTC11143BP 균주가 생산하는 주름개선 화장품 신소재 clitocybin A의 발효생산 최적조건, 추출정제조건, 세포독성 및 자외선 조사에 따른 MMP-1 발현 저해활성을 규명하였다. C. aurantiaca 균주를 5 L 발효조를 이용하여 회분식으로 배양하였을 경우, PD 액체배지보다 YM 액체배지에서 양호하게 생육하는 것을 확인하였다. 300 L 용량의 대형 발효조에서 modified된 YM 배지를 이용한 유가식 배양으로 14일간 배양한 결과, 12.5 kg/120 L의 총 균체량을 얻었다. 발효 추출물로부터 항노화 소재인 clitocybin A를 추출정제를 한 후 HPLC를 실시하여 배양 4일째부터 clitocybin A가 생산되고 있음을 확인하였다. Clitocybin A 화합물의 세포독성을 확인하기 위하여 MTT assay를 실시한 결과, 100 ${\mu}g/ml$ 농도로 처리하였을 경우 $134.6{\pm}10.4%$로 오히려 세포가 증식하여 안전한 소재임을 확인하였다. 반면, 대조군으로 사용한 oleanolic acid는 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서도 강한 세포독성을 나타냈다. 또한, clitocybin A는 100 ${\mu}g/ml$ 처리시 33.1%의 MMP-1 발현 저해활성 보여 주름개선 기능성화장품 소재로 매우 우수한 화합물임을 확인하였다.

폐양액 활용을 위한 Filamentous Cyanobacteria의 선발 및 최적배양 (Selection of Filamentous Cyanobacteria and Optimization of Culture Condition for Recycling Waste Nutrient Solution)

  • 양진철;정희경;이형석;최승주;윤상순;안기섭;사동민
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.177-183
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    • 2004
  • 최근 시설 재배지에서는 사용된 배양액을 그냥 방출하고 있어서 지표수의 부영양화와 지하수의 오염을 유발시키는 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 폐양액 처리 기술이 요구된다. 따라서 본 연구는 국내토양에서 분리된 광합성 독립영양 세균인 cyanobactria 중 우수한 균주를 선발하고 이의 생장에 필요한 다량의 N, P와 미량 필수원소 등 각종영양 물질이 충분히 함유된 폐양액을 이용하여 광합성 세균을 대량배양 하고자 하였다. 4종 (Anabaena HA101, HA701과 Nostoc HN601, HN701)의 미세조류 중 BG-II ($NO_3{^-}$) 액체배지에서 생장과 양분흡수능이 우수한 균체는 Nostoc HN601이었고, 이 균체는 질소 고정능 뿐만 아니라 균체 내 양분 보유능이 우수하여 본 실험을 위하여 최종 선발하였다. 선발된 Nostoc HN601의 최적 배양 조건는 통기처리 시 배양액 부피의 1/2수준의 조건과 초기 폐양액의 pH를 8.0으로만 조절 해주는 non-buffering 시스템이 효과적이었다. 최적 배양 조건하에서 Nostoc HN601을 15 L의 광배양기에 토마토를 수경 재배한 10 L의 폐양액을 이용하여 배양한 결과 균체의 생장은 $16mg\;Chl-a\;L^{-1}$로 실험실조건에서 배양된 균체 ($8.3mg\;Chl-a\;L^{-1}$)보다 약 2배정도 빠르게 증가되었으며, 폐양액 내 인산도 1주일 이내에 100% 제거시킴으로서 인산 제거효율이 매우 우수하였다. 또한 선발된 Nostoc HN601의 질소 고정능은 $22.4nmol\;C_2H_4\;mg^{-1}\;Chl-a\;h^{-1}$로 매우 우수하였고, 균체 내 총 인산과 총 질소함량은 각각 19.1 mg P와 63.3 mg N으로 높게 나타났다. 이러한 결과로 광반응기에서 폐양액을 이용한 cyanobacteria의 대량배양은 부영양화와 지하수 오염을 일으키는 폐양액 내 인산제거에 큰 효과가 있고. 배양된 균체는 높은 질소와 인산을 함유하고 있어서 생물비료로도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

벗굴, Ostrea denselamellosa, 유생의 인공대량사육과 채묘방법에 따른 채묘율 (Artificial Mass Culture of Flat Oyster Larvae, Ostrea denselamellosa, and Collection Rates according to Various Spat Collection Methods)

  • 양문호;김형섭;이재용;한창희
    • 한국패류학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.35-44
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    • 2001
  • 벗굴의 종묘확보 방안을 모색하기 위하여 유생의 대량사육에 의한 인공채묘와 자연채묘율을 조사한 결과는 다음과 같다. 모패에서 방출된 D형 유생 (각장 153.4 $\mu\textrm{m}$, 각고 137.2 $\mu\textrm{m}$)을 3 톤짜리 F.R.R 수조에 5.8 개체/ml의 밀도로 대량 사육한 결과 유생사육 16일 째에 벗굴 유생의 성장률은 각장과 각고가 202.6%, 212.9%로 성장하여 310.9 $\pm$ 9.8 $\mu\textrm{m}$ ,292.2 $\pm$ 9.1 $\mu\textrm{m}$이었으며, 부착시기인 사육 20일 째는227.1%, 241.8%가 성장하여 348.4 $\pm$ 9.1 $\mu\textrm{m}$, 331.7 $\pm$ 9.4 $\mu\textrm{m}$였다. 그리고 16일 째에는 사육 기간 중 일간 사망률이 가장 높은 0.160, 일간생존율은 0.840을 보이면서 생존율은 54.8%였으며, 사육 20일 째의 최종 생존율은 43.2%였다. 굴 패각, 가리비 패각, 피조개 패각 그리고 PVC 조각을 이용한 부착기질별의 인공 채묘율은 32.9%, 24.1%, 16.8%,10.0%로 굴 패각이 32.9% (131.9 개체/패각) 로 가장 높았으며, 단위면적당 부착율도 굴 패각이 2.69 $\pm$ 0.31 개체/$\textrm{cm}^2$로 가장 높게 나타났다. 채묘방법에 따른 치패 부착율은 채묘기질을 수중에 시설한 수하식방법에서 54.2 개체/패각 (1.00 개체/$\textrm{cm}^2$) 보다 패각을 수조저면에 배열하는 바닥식이 83.8 개체/패각 (평균 1.69 개체/$\textrm{cm}^2$) 으로 높은 부착율을 보였다. 자연채묘는 노출보다는 비노출이, 채묘기질은 그물 등 부드러운 기질보다는 견고한 조개 패각을 이용하여 채묘 하는 경우가 높게 나타났으며, 수층별의 자연채묘는 표층보다는 저층에서 부착율이 높게 나타났다. 벗굴의 인공치 패는 부착 후 26일경에 각장 2.38 $\pm$ 0.97 mm, 각고 2.16 $\pm$ 0.86 mm로 성장하였고, 일간 성장률은 각장 3.75-7.69%, 각고 3.23-7.97%로 나타났으며 3개월 후 각각 28.58 $\pm$ 2.39 mm, 31.65 $\pm$ 2.03 mm로 성장하였다. 채표기질에 따른 부착율은 굴 패각, 가리비패각, 피조개패각 그리고 PVC조각에서 각각 10.3, 5.8, 4.0, 1.5개체로 굴 패각에서 가장 높게 나타났다.

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액체배양에서의 양조용 곰팡이의 균체 생산 및 전분분해효소 활성 (Mycelial Production and Amylase Activity of Fungi for Brewing in Different Submerged Culture Conditions)

  • 노종민;최지호;정석태;여수환;박장우;이진원;최한석
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.833-838
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    • 2013
  • 양조용 곰팡이 12균주에 대하여 WEB(wheat extract broth), PDB(potato dextrose broth), MEB(malt extract broth) 배지에서의 배양특성 및 전분분해 효소 활성을 조사하였다. PDB 배지에서의 균체 생산량은 1.26(R. oryzae KACC 45741)~4.80(A. oryzae KACC 46959) g/100 mL로 WEB, MEB 배지보다 각각 2.3~9.2배, 1.7~14.6배 낮았다. A. oryzae의 경우, 상업유통 균주인 Suwon, CF1001, CF1003 균주들이 야생 균주인 KACC 46421, KACC 46423, KACC 46424, KACC 46959보다 건조 균체량이 높았다. Rhizopus sp.의 산 생성량은 WEB, PDB, MEB 배지에서 각각 0.12~0.47, 0.22~1.0, 0.16~0.68%(as lactic acid)이었으며, A. oryzae는 0.06~0.11, 0.03~0.04, 0.06~0.08%(as citric acid) 범위이었다. 전분분해효소 활성은 Rhizopus sp.의 경우, R. delemer KACC 46419 균주만 WEB와 MEB에서 각각 0.013 U, 0.019 U의 활성을 보인 반면, A. oryzae의 효소 활성은 WEB, PDB, MEB 배지에서 각각 0.019~0.037, 0.017~0.033, 0.028~0.046 U 범위였다. 결론적으로 액체 종국용 배지는 균체 생산성이 비교적 우수하였고, 효소활성이 높았던 MEB 배지를 사용하는 것이 유리한 것으로 생각된다.

중국산 식물먹이생물 4종의 최적 배양환경 (Optimum Culture Conditions of Four Species of Microalgae as Live Food from China)

  • 박정은;허성범
    • 한국양식학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.107-117
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    • 2000
  • 중국 산동성에서 조개류의 먹이생물로 널리 이용되고 있는 4종의 미세조류(N. closterium, C. salina, T. subcordiformis, I. galbana)를 대상으로 최적 배양 환경 요인을 조사하여 국내 조개류 배양장에서의 대량배양에 적용가능성을 검토하고자 하였다. 수온(17, 19, 21, 23, 25, 27, 29$^{\circ}C$), 염분(23, 28, 33${\textperthousand}$), 조도(4,000, 6,000 lux)에 따른 최대 성장을 조사한 결과, N. closterium 과 I. galbana의 최적 수온은 23$^{\circ}C$였고, C. salina와 T. subcordiformis는 각각 25, 27$^{\circ}C$였다. 최적 염분은 N. closterium과 T. subcordiformis는 33${\textperthousand}$이었으나 C. salina와 I. galbana는 23${\textperthousand}$였다. 조도에 따른 성장은 4종 모두 6,000 lux에서 더 높았다. 조도 6,000 lux와 최적 염분하에서의 수온에 따른 일간 성장률은 N. closterium은 23$^{\circ}C$ 이하에서는 높으나 $25^{\circ}C$ 이상에서는 급격히 감소하였고, C. salina와 I. galbana는 $25^{\circ}C$까지 계속 성장한 후 27$^{\circ}C$부터는 크게 감소하였다. 그러나 T. subcordiformis는 수온에 따른 큰 차이가 없이 가장 광온성이었다. 이들 4종류를 국내에서 대량배양하고자 할 경우 21$^{\circ}C$ 이하의 봄, 가을에는 N. closterium 과 C. salina, 23$^{\circ}C$ 이상의 여름에는 C. salina와 I. galbana가 적합하고, T. subcordiformis는 계절에 관계없이 적합한 종으로 판단되었다.

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