• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.216-222
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• 2018

The growth characteristics of Spirulina platensis were investigated using four photo-bioreactors with $CO_2$-mixed air flows. Each reactor was operated under a specific condition: 3% $CO_2$ at 50 mL/min, 3% $CO_2$ at 150 mL/min, 6% $CO_2$ at 50 mL/min, and 6% CO2 at 150 mL/min. The 3% $CO_2$ at 150 mL/min condition produced the highest algal growth rate, while the 6% $CO_2$ at 150 mL/min conditioned produced the lowest. The algal growth performance was suitably assessed by the linear growth curve rather than the exponential growth. The medium pH decreased from 9.5 to 8.7-8.8 (3% $CO_2$) and 8.4-8.5 (6% $CO_2$), of which trends were predicted only by the pH-carbonate equilibrium and the reaction kinetics between dissolved $CO_2$ and $HCO_3{^-}$. Based on the stoichiometry between the nutrient amounts and cell elements, it was predicted that depleted nitrogen (N) at the early stage of the cultivation would reduce the algal growth rates due to nutrient starvation. In this study, use of the photobioreactors capable of good light energy distribution, proper ranges of $CO_2$ in bubbles and medium pH facilitated production of high amounts of algal biomass despite N limitation.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.272-277
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• 2010

현재의 값비싼 광생물반응기를 대체하기 위하여 비닐백을 소재로 한 보급형 광생물반응기를 개발하고자 본 연구를 실시하였다. 앞선 연구에서 Spirulina platensis NIES 39의 최적배양조건을 확립하였으며, 이를 토대로 하여 이산화탄소 고정화 연구를 실시하였다. 이산화탄소 농도 및 유속에 따른 성장은 10% $CO_2$, 0.1 vvm의 조건에서 가장 높은 2.677 g/L의 건조균체량을 나타냈으며, 이산화탄소 고정화량($F_{CO_2}$)은 4.056 g ${\cdot}{CO_2}$/L, 이산화탄소 고정화속도($R_{CO_2}$)는 0.312 g $CO_2$/L/day로 나타났다. 반면, 이산화탄소 고정화 효율($FE_{CO_2}$)의 경우 5% $CO_2$, 0.1 vvm의 조건에서 나타난 데이터에 비해서 그 절반 수준인 52.372%를 나타내었다. 그리고 빛의 유무에 따른 이산화탄소 주입효과를 알아본 결과, 빛이 있는 조건에서 약 3 h 주기로 10 min간 주입하는 조건이 가장 우수한 성장 및 이산화탄소 고정화를 한 것으로 나타났으며, 빛이 없을 때는 이산화탄소 주입이 무의미하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.301-307
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• 2011

Spirulina platensis NIES 39의 최적 배양 조건을 확립하고자 본 연구에서는 여러 광원에 따른 균체의 생장양상을 확인하여 보았다. 이를 기반으로 형광등 및 LED 광생물반응기를 개발하여 균체농도 증가, 이산화탄소 고정화속도 및 효율, 클로로필 생산에 대한 연구를 수행하였다. 배양에 공급되는 이산화탄소 농도 및 유속은 명 조건에서 약 4 h 주기로 10 min간 5% $CO_2$, 0.1 vvm임이 확인되었다. 내부조사형 형광등 광원 및 저전력형 SMD 타입 적색광 LED 광생물반응기는 최대 배양 건조 균체량이 1.411 g/L를 넘지 못하였지만, 조도를 높인 파워형 적색광 LED (색온도 12000 K)에서는 최대 건조 균체량이 1.758 g/L가 되었다. 이 경우 이산화탄소 고정화 속도 및 효율 또한 증가되었다. 총 클로로필 생산량은 균체량 증가에 비례하여 증가하였지만, 건조균체질량당 생산량은 청색광 LED조건(색온도 7500 K)에서 더 높은 수치를 보여주었다. 그리고 최대 균체생장조건(DCW)에서 이산화탄소 농도는 주입량(5% $CO_2/Air$, v/v) 대비 유실률은 0.15% 이내로 확인되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권7호
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• pp.1216-1223
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• 2016

The aim of this study was to isolate antioxidant peptides from an enzymatic hydrolysate of Spirulina platensis. A novel antioxidant peptide was obtained by ultrafiltration, gel filtration chromatography, and reverse-phase high-performance liquid chromatography, with the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging assay used to measure the antioxidant activity, and the sequence was determined to be Pro-Asn-Asn (343.15 Da) by electrospray ionization tandem mass spectrometry. This peptide was synthesized to confirm its antioxidant properties, and it exhibited 81.44 ± 0.43% DPPH scavenging activity at 100 μg/ml, which was similar to that of glutathione (82.63 ± 0.56%). Furthermore, the superoxide anion and hydroxyl free-radical scavenging activities and the SOD activity of the peptide were 47.84 ± 0.49%, 54.01 ± 0.82%, and 12.55 ± 0.75%, respectively, at 10 mg/ml. These results indicate that S. platensis is a good source of antioxidant peptides, and that its hydrolysate may have important applications in the pharmaceutical and food industries.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권5호
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• pp.853-857
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• 2007

The semi-outdoor cultivation of Spirulina platens is was attempted using an underground-water-based medium. Occurrence of contaminant organisms such as Chlorella sp. and Chlamydomonas sp. was not found from a microscopic observation and bacteria were not detected from denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) analysis of PCR-amplified 16S rDNA during the cultivation, owing to pH control and the high quality of the underground water. The mean productivity was high at $10.5g/m^2/d$ with a range of $4.2-12.3g/m^2/d$ despite the unfavorable weather conditions of the rainy season. The cultivated S. platens is included a normal protein content of 58.9%. Consequently, the underground water improved the biomass productivity and the biomass quality because of an abundant supplementation of natural minerals and through a contaminant-free culture.

• 한국수산과학회지
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• 제33권5호
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• pp.475-481
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• 2000

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.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권3호
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• pp.393-399
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• 2020

The use of different types of wastewater (WW) for the cultivation of microalgae and cyanobacteria during recent decades has provided important economic and environmental benefits. However, direct use of WW can lead to growth inhibition and biomass contamination. In the present study, we separated the key WW nutrients, namely nitrate and phosphate, by adsorption and regeneration and used the resulting regenerated water to cultivate the cyanobacterium Spirulina platensis. The adsorbent was granular γ-alumina derived from waste aluminum cans. This procedure recovered 19.9% of nitrate and 23.7% of phosphate from WW. The cyanobacterial cultures efficiently assimilated the nutrients from the medium prepared using regenerated WW, and the growth and nutrient uptake were similar to those in a synthetic medium. In addition, imposing nutrient limitations to increase carbohydrate productivity was easily achieved using regenerated wastewater nutrients, without requiring additional dilution or complex processing. In acute toxicity tests, the harvested biomass in a regenerated medium had similar toxicity levels compared to the biomass obtained from a synthetic medium. The proposed method of using regenerated WW to produce contamination-free biomass has broad potential applications.

• 한국양식학회지
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• 제7권3호
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• pp.135-150
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• 1994

은어의 효과적인 인공 종묘 생산을 위하여 자어의 성장과 생존율에 대한 먹이생물의 영양 가치에 대해 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 자어의 rotifer type에 따른 먹이효율을 조사하기 위해 3개 rotifer type (L-type, S-type, Us-type rotifer)을 각각 단독 또는 혼합하여 공급하였을 때 자어의 생존율은 모든 실험구에서 차이가 없었으나, 성장은 3 개 type rotifer를 모두 혼합하여 공급한 실험구에서 가장 높았다. Rotifer와 Artemia nauplius를 Chiorefla effipsoidea, 유지효모, 건조분말 Spimlina Platenis, Super Selco로 영양 강화시켜 자어에 공급한 영양 강화 실험에서 건조분말 S. platenis와 Super Selco를 혼합하여 영양 강화시킨 실험구에서 가장 높은 성장과 생존율을 보였다. Rotifer와 Arremia nauplius 공급시 자어의 사육 수조에 green water의 효과를 조사하기 위해 Chforefia ellipsoidea, 건조분말 Spimfina platensis, 광합성 세균(Rhodopseudomonas capsulatus)을 green water 원으로 사용하였을 때 건조분말 Sprinlina platenis와 광합성 세균을 혼합하여 공급한 실험구에서 가장 높은 성장과 생존율을 나타냈다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권3호
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• pp.417-422
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• 1998

초임계 유체 추출 장치를 이용하여 Spirulina platensis로부터 지질의 추출에 대한 연구 결과. 추출온도나 시간에 관계없이 대체적으로 압력이 증가함으로서 그 추출 수율이 증가하였고, 추출 수율은 20분 추출의 경우 $35^{\circ}C$-7000psi, $50^{\circ}C$-5500psi 그리고 $80^{\circ}C$-4000psi가 비슷하였고, 40분 추출 경우 $35^{\circ}C$에서 모든 압력 구간에서 가장 높은 수율을 보였다. 추출 수율에서 20분과 40분 큰 차이를 보이지 않았으며, 균체 함유 지방함량으로 환산해볼 때, 최대 수율이 약 $20\%$로 다른 동, 식물 조직의 지질 추출에 비해 매우 낮은 값이었다. 수율의 측면으로 판단한다면 $50^{\circ}C$, 5500psi 조건이 실험 시료의 지질 추출에 적절한 조건이었다. 각 조건에서 추출된 지방산 조성을 비교해 보면, 추출 조건에 따라 차이는 있지만 포화지방산이 $60\~75\%$, 모노엔산이 $12\~20\%$를 차지하였으며, 고도불포화지방산도 $13\~21\%$로 지방산 조성은 대부분이 C18 : 2가 차지하였다. 압력 증가로 불포화 지방산의 증가를 보여주고 있지만, 온도 조건에 따라 오히려 압력 증가로 포화산의 증가도 관찰되었다. 특정 지질의 분획 추출은 많은 반복 실험이 필요할 것으로 생각되며, 아울러 추출 시료인 미세 조류의 성상과 초임계 유체와의 특이한 상관성도 고려되어야 할 부분인 것으로 판단되어졌다.

• Advances in Traditional Medicine
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• 제9권2호
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• pp.164-173
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• 2009

The anti-inflammatory effect of Spirulina fusiformis on monosodium urate crystal-induced inflammation in mice has been investigated and compared with the non-steroidal anti-inflammatory drug Indomethacin. The paw volume, lysosomal enzyme activities, lipid peroxidation, anti-oxidant status and inflammatory mediator tumour necrosis factor-$\alpha$ were studied in control and monosodium urate crystal-induced mice after oral administration of Spirulina platensis in an experimental model for gouty arthritis. In the induced mice, the levels of lysosomal enzymes, inflammatory mediator tumour necrosis factor-$\alpha$, lipid peroxidation and the paw volume increased significantly, whereas the antioxidant status decreased when compared to control mice. $\beta$-glucuronidase and lactate dehydrogenase level were also found to be increased in untreated monosodium urate crystal-incubated polymorphonuclear leucocytes. After the oral administration of Spirulina fusiformis, the physical and biochemical changes observed in monosodium urate crystal-induced animals were significantly restored to near normal levels. The results clearly indicated the anti-inflammatory role of Spirulina fusiformis, a promising drug for gouty arthritis.