KR101413371B1 - A micro-algae culture method for increasing certain useful components using deep sea water. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각각 파장이 다른 LED(light-emitting diode)를 미세조류배양에 적용하여, 해수(해양심층수 및 해양심층수 처리수)에서 배양된 두나리엘라(Dunaliella)의 색소 및 성분 변화에 대한 배양기법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수(해양심층수 및 해양심층수 처리수)를 배양액으로 하는 제조 단계, 해수(해양심층수 및 해양심층수 처리수)에 두나리엘라를 배양시키는 단계, 각기 다른 파장에서 두나리엘라를 배양하는 단계, 두나리엘라에 스트레스를 가해 체내 클로로필, 베타카로틴 등 색소 성분의 농도를 높이는 단계를 포함하는 미세조류(두나리엘라)의 배양기법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cultivating microalgae using LEDs (light-emitting diodes) having different wavelengths and cultivating pigments and components of Dunaliella cultured in seawater (deep sea water and deep sea water treated with ocean water) More specifically, a step of culturing the dunariella in seawater (sea deep seawater and deep seawater treated water), a step of culturing seawater (sea deep seawater and deep seawater treated seawater) as a culture medium, Culturing the microalgae (Dunaliella), comprising steps of culturing the microalgae, and culturing the microalgae (Dunaliella) comprising steps of increasing the concentration of the pigment components such as chlorophyll and beta-carotene in the body by applying stress to the dualiella.
Description
본 발명은 해수 또는 해양심층수 및 해양심층수 처리수에 두나리엘라등의 미세조류를 배양하고, 빛의 파장, 염분농도 등의 환경조건을 변화시켜 두나리엘라 등의 미세조류에 포함되는 유용성분을 증진시키는 배양방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing microalgae, which comprises culturing a microalgae such as a dinaria in a deep sea water or a deep sea water treated with deep sea water and changing the environmental conditions such as light wavelength and salt concentration to produce a useful ingredient contained in microalgae such as dinaria To a culture method for promoting the growth.
해양심층수는 수심 200m 이하에 존재하는 청정한 해수자원으로서, 현재 먹는 해양심층수 제조에 많이 이용되고 있다. 먹는 해양심층수 제조공정에서 발생하는 해양심층수 처리수(해양심층수 농축수)는 해양심층수 원수에 비해 염분농도가 높으며, 미네랄 성분 및 영양염류도 많이 함유되어 있다. 이러한 해양심층수 처리수(해양심층수 농축수)는 소금제조 등 식품분야에 적용되고 있으나, 고염분이기 때문에 생물배양에 적용되고 있는 예는 많지 않은 실정이다. Deep sea water is a clean sea water resource existing below 200m depth, and it is widely used in the production of deep sea water. Deep sea water (deep sea water concentrated in the ocean) generated in deep ocean water production process is higher in salinity than deep sea water, and contains minerals and nutrients. Such deep-seawater-treated water (deep-sea water concentrated in the ocean) is applied to food such as salt production, but since it is highly salted, there are not many cases where it is applied to bio-culture.
단세포 녹조류인 두나리엘라(Dunaliella salina)는 두 개의 편모를 갖는 호염성종으로 알려져 있으며, 고염의 환경에 강한 내성을 지닌다. 또한 D. salina는 베타 카로틴과 글리세롤 등이 풍부한 미세조류 중 하나이다. 특히 환경 스트레스(강렬한 방사조도, 고염도, 영양염 부족 및 극한의 온도)를 받으면 베타카로틴(β-Carotene) 생산을 보다 많이 하는 것으로 알려져 있다. Dunaliella salina , a single-celled green alga, is known as a basophilic species with two flagella, and is resistant to high salt environments. D. salina is also one of the microalgae rich in beta-carotene and glycerol. It is known that production of β-carotene is more likely to be caused by environmental stress (intense radiation intensity, high saltiness, lack of nutrients and extreme temperatures).
한편, 우리 몸은 미네랄 이외에도 단백질, 지방, 탄수화물, 비타민 등 수많은 영양분을 필요로 한다. 그 중에서 인간의 건강과 관련하여 현재 많은 주목을 받고 있는 것이 항산화제이다. 우리 몸은 끊임없이 발생하는 유해 활성산소와 과산물이 벌이는 세포와 조직의 파괴 작용으로 노화와 세포질 저하, 면역력 감퇴 등 다양한 질환에 시달리고 있다. 이러한 문제들을 예방하거나 완화시킬 수 있는 기능성 소재로 베타카로틴, 루테인, 엽록소 등이 유효한 것으로 알려져 왔다.On the other hand, in addition to minerals, our body needs a lot of nutrients such as protein, fat, carbohydrates and vitamins. Among them, antioxidants are currently attracting much attention in relation to human health. Our bodies are suffering from a variety of diseases such as aging, deterioration of cytoplasm and immunity due to the destructive action of harmful active oxygen and overproducing cells and tissues. Beta-carotene, lutein, chlorophyll, etc. have been known to be effective as functional materials that can prevent or alleviate these problems.
베타카로틴은 카로티노이드계 적색 색소로 붉은 색을 띈 당근, 토마토 등의 녹엽 야채류에 많이 들어 있다. 특유의 색 및 효능으로 인해 식품에 첨가되어 사용이 되고 있다. 그 효능으로는 항암제, 피부노화와 관련된 산화방지제, 피부병 치료제, 항균제 등으로 널리 사용이 되고 있다. 그런데 이런 유용성에도 불구하고 대량생산이 어렵고 포함되어 있는 녹엽 야채류에도 그 양이 한정되게 들어 있어서 확보가 쉽지 않다. 녹엽 야채류로부터 얻는 방법은 베타카로틴이 포함되어 있는 양이 적은데다가 녹엽 야채류의 수확이 계절과 기후 변동에 좌우되고 그 재배에 장시간이 소모되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해서 화학적으로 합성하는 방법이 모색되고 있으나 안정성을 확보하기 어려운 문제점이 있고, 따라서 미세조류를 이용하여 베타카로틴 등을 대량 생산하는 방법 등이 모색되고 있다. Beta-carotene is a carotenoid-based red pigment, which is found in red-colored carrots and tomatoes. Due to its unique color and efficacy, it has been added to foods and used. Its efficacy has been widely used as anticancer drugs, antioxidants related to skin aging, skin treatments, and antimicrobial agents. However, in spite of this usefulness, mass production is difficult and it is difficult to secure because it is limited in the quantity of included green leaf vegetables. The method of obtaining from the green leaf vegetables has a disadvantage that the amount of beta carotene is small and the harvest of the green leafy vegetables is dependent on the season and the climate change and consumes a long time for the cultivation. In order to overcome these problems, a method of chemically synthesizing has been sought, but it has been difficult to secure stability. Therefore, a method of mass-producing beta carotene and the like using microalgae has been sought.
그러나 조류의 대량생산 방법은 양식을 위해 넓은 공간을 필요로 하고, 양식중 부족한 영양물질을 계속적으로 미세조류에 공급해주어야 하는 단점을 가지고 있으며, 다른 조류들이 함께 번식하여 순도가 확보되지 못하는 문제점이 있다. 특히 노천에 조성된 양식장의 경우 고염도를 유지하는 것이 어렵기 때문에 최고의 생육조건을 만들어주고 있지 못하며, 나아가 양식된 조류를 수확하고 분리하는 방법에 있어 많은 비효율성을 초래하고 있다.However, the method of mass production of algae has a disadvantage in that it requires a wide space for culturing and it is required to continuously supply the microalgae with insufficient nutrients in the culture, and there is a problem in that the purity of the other algae can not be ensured by breeding together . In particular, farms constructed in open ponds are not able to maintain the highest salt tolerance because they are difficult to maintain high salt tolerance, and they are also ineffective in harvesting and separating cultured algae.
한편, 생물의 배양을 위해 자연광 대신 조절 가능한 빛 환경으로 과거에는 백열등이 사용되었고, 점차 형광등을 거쳐 현재 LED광이 개발되면서 그 이용이 증가되고 있다. LED는 수명이 길고, 낮은 소비전력을 가지며, 형광등과 달리 방전용 gas를 사용하지 않는 친환경적 조명이다. 이러한 특징을 이용하여 최근 식물의 육상재배에 이용되고 있으며, 가까운 시일 내에 모든 육상 식물재배에 LED가 응용될 것으로 전망되고 있음에도 불구하고 아직 해양미세조류 및 해조류의 재배분야에서 유용성분을 증가시키기 위한 목적으로 LED광을 적용한 사례는 찾아볼 수 없다. On the other hand, incandescent lamps have been used in the past as an adjustable light environment for the cultivation of living creatures instead of natural light, and the use of LED light has been increasing due to the development of LED light through fluorescent lamps. LEDs are long-lasting, low-power, environmentally friendly lighting that does not use discharge gas unlike fluorescent light. Although these characteristics are being used for the field cultivation of plants in recent years and LED is expected to be applied to cultivation of all kinds of land plants in the near future, it is still desired to increase useful components in the field of marine microalgae and algae cultivation There is no example of applying LED light to the LED.
본 발명에서는 이러한 문제점들을 극복할 수 있는 경제적인 방법으로 해양심층수 및 LED를 이용하여 베타카로틴 등 유용성분의 함량을 증진시키는 미세조류 배양 방법을 제시하고자 한다.The present invention proposes a microalgae culture method for improving the content of useful components such as beta-carotene by using deep sea water and LED as an economical method to overcome these problems.
베타카로틴을 함유하는 미세조류인 두나리엘라, 스피루리나, 클로렐라 등은 고염환경에서 생존이 활발하다. 이들은 현재 아프리카의 염호, 이스라엘의 사해 그리고 농축과정이 어느 정도 진행이 된 천연염전 등지에서 활발하게 생존 번식하는 것이 확인이 되고 있다. 이런 고염, 고알칼리 환경이 그들에게 있어 생육의 최적 조건이 되고 있는 것이다.The microalgae containing beta carotene, such as dinaria, spirulina and chlorella, are highly active in high salt environments. It is now confirmed that they are actively reproducing and propagating in the salt of Africa, the Dead Sea of Israel, and the natural salt field where the process of enrichment progressed to some extent. These high salt and high alkaline environments are the optimal conditions for their growth.
(녹조류)Duarielli
(Green algae)
표 1은 두나리엘라의 주요 성분 및 특성을 나타낸 것으로, 서식환경의 염분도가 3.3-15.0%로 나타나있다. 통상 해상의 염분농도가 3.1-3.2%인 것을 고려하면 고염분 농도에서 서식하고 있는 것을 알 수 있다. Table 1 shows the major components and characteristics of the two larias, with the salinity of the habitat being 3.3-15.0%. Considering that the salinity concentration of the sea is usually 3.1-3.2%, it can be seen that it lives at a high salt concentration.
따라서 이들은 자연스럽게 증발농축이 이루어져 고염이 된 염호에서 주로 생존해 왔다. 물론 이들은 이러한 고염환경 뿐 아니라 보통의 바닷물에서도 생존이 가능하다. 이들이 성장하기 위해서는 많은 영양물질이 필요하다. 그런데 보통의 바닷물에서는 이들이 필요로 하는 영양물질의 공급이 적지만 해양심층수를 이용하면 상대적으로 영양염이 풍부한 특성을 이용할 수 있다. Therefore, they are naturally concentrated in the evaporation, and have survived mainly in the highly salted soil. Of course, they can survive not only in this high salt environment but also in ordinary seas. Many nutrients are needed for them to grow. However, in the case of ordinary seawater, the supply of nutrients required by them is small, but when deep seawater is used, the nutrient-rich characteristics can be utilized relatively.
즉, 해양심층수를 농축하면, 그들이 필요로 하는 영양물질도 농축이 되어 보다 양호한 생육환경이 만들어지게 되나 보통의 해수환경에서는 이러한 조건을 충족시키는 것이 어렵고 많은 비용의 발생이 요구된다. In other words, when the deep sea water is concentrated, the nutrients required for them are also enriched and a better growth environment is created. However, it is difficult to meet these conditions in a normal sea water environment and it is required to incur large costs.
따라서 먹는 해양심층수 제조시 발생하는 부산물인 해양심층수 처리수(해양심층수 농축수)를 이용하여 이들을 배양하고 LED 광을 이용하여 조류가 갖는 베타카로틴 등 유용성분을 증진시킨다면 1석 2조의 효과를 얻을 수 있다.Therefore, cultivating them using deep sea water (deep sea water concentrated in the ocean), which is a byproduct of the production of deep seawater, and using LED light to enhance the beneficial components such as beta carotene of birds, have.
이와 같이 본 발명에서는 해양심층수, 해양심층수 농축수, 표층수, NaCl 등을 이용하여 D. salina의 배양액을 제조하여 미세조류인 두나리엘라를 배양하고 또한 LED를 이용하여 두나리엘라가 잘 성장할 수 있는 환경을 조성함으로서 이에 따른 D. salina의 증식 및 색소 변화를 알아보고, 이렇게 배양된 두나리엘라의 유용성분인 베타카로틴 등이 증진되는 배양 방법을 제시하고자 한다.
Thus, in the present invention, a culture solution of D. salina is prepared by using deep sea water, concentrated water of deep sea water, surface water, NaCl, and the like to cultivate a microalgae, Duariella, and furthermore, This study is to investigate the growth and pigmentation of D. salina by establishing the environment, and to suggest a culture method in which betacarotin, which is a useful component of the cultivated daniariella, is promoted.
본 발명은 해양심층수 및 해양심층수 처리수 등의 해수를 이용하여 두나리엘라 등의 호염성 미세조류를 배양하고, 광환경 조건으로 LED 광원을 이용하여 파장별로 광을 조사함으로서 배양하는 미세조류에 유용성분을 증진시키는 배양방법을 제공한다.
The present invention is applicable to microalgae cultured by cultivating erythroblastic microalgae such as Duariella using sea water such as deep seawater and deep seawater treated water and irradiating light by wavelength using an LED light source under optical environmental conditions The present invention provides a culture method for promoting a component.
상기 과제를 해결하기 위해, 취수된 해양심층수를 살균법 또는 여과법 등의 전처리를 거친후, RO(역삼투막)장치 및 진공다단증발농축장치 등을 이용하여 해수를 고영양 및 고미네랄 상태로 농축하고, 이를 배양액으로 하고, 각기 다른 파장에서 두나리엘라 등의 미세조류를 효율적으로 배양함으로서 베타카로틴(β-Carotene)등 유용물질의 함유량을 높게 포함하도록 배양하는 방법에 관한 것이다. In order to solve the above problems, the seawater is concentrated to a high nutrient and high mineral state by RO (reverse osmosis membrane) apparatus and vacuum multi-stage evaporation concentrator or the like after pretreatment such as sterilization method or filtration method, The present invention relates to a method for efficiently culturing microalgae such as Duerella and the like at different wavelengths, and culturing the microalgae so as to contain a high content of useful substances such as beta-carotene.
더욱 상세하게는 해수는 청정하고 영양염이 많은 해양심층수이고, 취수된 해수를 직접 이용하거나 해수의 담수화 후 남은 부산물인 농축해수를 여과하여 해수에 포함된 부유물질을 제거한 미세조류 배양용 해수를 준비하는 단계; 해수에 포함되어 있는 철, 구리, 아연 등의 미량금속의 안정화를 위해 에틸렌다이아민테트라아세트산 킬레이트(EDTA Chelate) 등의 완충제를 첨가하거나 완충제가 함유된 배양 배지를 첨가 해주는 단계를 포함한다. More specifically, seawater is a deep sea water having a lot of clean and nutritious water, and the seawater for culturing the microalgae is prepared by directly using the seawater taken or by filtering the concentrated seawater, which is a byproduct remaining after desalination of the seawater, step; Adding a buffer such as ethylenediaminetetraacetic acid chelate (EDTA Chelate) or adding a culture medium containing a buffer to stabilize trace metals such as iron, copper and zinc contained in seawater.
또한, 해수를 여과, 살균 및 소독하는 단계; 빛, 공기, 온도, 염분농도 등의 배양환경 조절이 가능한 배양기에서 두날리엘라, 클로렐라, 스피루리나 등의 내염성이 강한 미세조류를 배양하는 단계; 배양환경과 배양기간을 변화시키면서 목적으로 하는 특정한 베타카로틴, 엽록소, 피코시아닌, 루테인, 제아크산틴, 비타민 또는 미네랄 등의 유용성분을 증강시키는 미세조류 배양방법이 제공된다.
Filtering, sterilizing and disinfecting seawater; Culturing a microalgae resistant to salt tolerance such as dunaliella, chlorella, and spirulina in an incubator capable of adjusting the culture environment such as light, air, temperature, and saline concentration; There is provided a microalgae culture method for enhancing useful components such as specific beta-carotene, chlorophyll, phycocyanin, lutein, zeaxanthin, vitamins or minerals, which is a target, while changing the culture environment and the culture period.
본 발명에 따르면, 미네랄과 영양염류가 풍부한 해양심층수 및 해양심층수 처리수 등의 해수로부터 저렴한 비용으로, 증진된 베타카로틴 등의 유용물질을 함유한 두나리엘라를 배양할 수 있으며, 파장을 조절함에 따라 색소 및 성분이 다양하게 함유된 두나리엘라 생산이 가능하다.
According to the present invention, it is possible to cultivate a dinariella containing useful substances such as enhanced beta carotene at a low cost from seawater such as deep ocean water rich in minerals and nutrients and deep sea water treated with ocean, Thus, it is possible to produce duariella with a variety of pigments and ingredients.
도 1은 두나리엘라의 색소 및 성분 변화를 파장에 따라 배양하는 기법에 따른 전체적인 공정도이다.
도 2는 RO(역삼투막)을 이용하여 농축수 및 투과수를 제조하는 사진이다.
도 3은 조류 배양장치의 모습이다
도 4는 배양기간별 해양심층수 농축수와 킬레이트제 및 배양배지를 이용한 경우 파장에 따른 미세조류의 중량 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 해양심층수 농축수와 킬레이트제 및 배양배지를 이용한 경우 파장에 따른 미세조류의 색소 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 해양심층수 농축수와 킬레이트제 및 배양배지를 이용한 경우 파장에 따른 미세조류의 유효성분변화를 나타낸 것이다.
도 7은 염분농도에 따른 Dunaliella salina의 염분별 클로로필 색소 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 염분농도에 따른 Dunaliella salina의 염분별 총카로티노이드 색소 변화를 나타낸 것이다.FIG. 1 is an overall process diagram according to a technique of culturing the change of pigment and component of duirialla according to wavelength.
2 is a photograph showing the production of concentrated water and permeated water using RO (reverse osmosis membrane).
Figure 3 is a view of an algal culture apparatus
FIG. 4 shows changes in the weight of microalgae according to wavelengths when deep seawater concentrated water, chelating agent and culture medium were used for each culture period.
FIG. 5 shows changes in pigmentation of microalgae according to wavelengths when deep seawater concentrated water, a chelating agent and a culture medium were used.
FIG. 6 shows changes in the effective components of microalgae according to wavelengths when using deep-sea concentrated water, a chelating agent and a culture medium.
FIG. 7 shows the results of Dunaliella The change of chlorophyll pigment by salinity of salina is shown.
Fig. 8 is a graph showing the distribution of Dunaliella The change of total carotenoid pigment by salinity of salina is shown.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 미세조류 배양용 해수를 준비하는 단계; (b) 해수에 포함되어 있는 철, 구리, 아연 등의 미량금속의 안정화를 위해 완충제를 첨가하거나 완충제가 함유된 배양 배지를 첨가 해주는 단계; (c) 해수를 여과, 살균 및 소독하는 단계; (d) 배양환경 조절이 가능한 배양기에서 내염성이 강한 미세조류를 배양하는 단계; (e) 배양환경과 배양기간을 변화시키면서 목적으로 하는 특정한 유용성분을 증강시키는 미세조류 배양방법 또는 In order to accomplish the object of the present invention, the present invention provides a method for producing microalgae, comprising the steps of: (a) preparing seawater for microalgae culture; (b) adding a buffering agent or a culture medium containing a buffer to stabilize trace metals such as iron, copper and zinc contained in seawater; (c) filtering, sterilizing and disinfecting seawater; (d) culturing a microalgae resistant to salt in an incubator capable of regulating the culture environment; (e) a microalgae culture method for enhancing a specific useful ingredient while changing a culture environment and a culture period or
(a) 미세조류 배양용 해수를 준비하는 단계; (b) 해수를 여과, 살균 및 소독하는 단계, (c) 배양환경 조절이 가능한 배양기에서 내염성이 강한 미세조류를 배양하는 단계; (d) 배양환경과 배양기간을 변화시키면서 목적으로 하는 특정한 유용성분을 증강시키는 미세조류 배양법이 제공된다.
(a) preparing seawater for microalgae culture; (b) filtering, sterilizing and disinfecting seawater; (c) culturing microbial flora resistant to salt in an incubator capable of regulating the culture environment; (d) a microalgae culture method is provided in which a specific beneficial ingredient to be augmented is changed while changing the culture environment and the culture period.
상기 (a)단계의 해수는 청정하고 영양염이 많은 해양심층수로서 취수된 해수를 직접 이용하거나 해수의 담수화 후 남은 부산물인 농축해수를 여과하여 해수에 포함된 부유물질을 제거한 것을 이용할 수 있다. The seawater in step (a) may be obtained by directly using seawater taken as deep seawater having a clean and nutritious environment or by filtering concentrated seawater, which is a byproduct remaining after desalination of seawater, to remove suspended matters contained in seawater.
상기 (b)단계에서, 첨가되는 완충제는 에틸렌다이아민테트라아세트산 킬레이트(EDTA Chelate)일 수 있고, (c)단계의 살균, 소독은 UV 또는 열처리로 이루어질 수 있으나, 살균소독이 가능한 것이면 이에 한정되지 않으며, (d)단계의 배양환경은 빛, 공기, 온도, 염분농도를 상정할 수 있다.In the step (b), the buffer added may be ethylenediaminetetraacetic acid chelate (EDTA Chelate), and the sterilization and disinfection in the step (c) may be performed by UV or heat treatment, but not limited thereto , And the culture environment of step (d) can assume light, air, temperature, and salinity.
또한 (d)단계의 내염성이 강한 미세조류는 두날리엘라, 클로렐라, 스피루리나로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 조류일수 있고, (e)단계의 특정한 유용성분은 베타카로틴, 엽록소, 피코시아닌, 루테인, 제아크산틴, 비타민 또는 미네랄로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것으로 한정할 수 있다.
The salt tolerant microalgae of step (d) may be one or more algae selected from the group consisting of dunaliella, chlorella, and spirulina, and the specific useful components of step (e) include beta carotene, chlorophyll, , Zeaxanthin, vitamins, or minerals.
미세조류의 배양기간은 해수에 미세조류를 배양 후 18-20일정도 배양하는 것일 수 있고, 특정한 유용성분을 향상시키기 위한 LED광의 파장은 피코시아닌의 증강을 위해, 420~480nm의 청색파장 LED 광을 이용할수 있고, 베타카로틴 증강을 위하여 640~680nm의 적색 파장의 LED 광을 이용하며, 엽록소 증강을 위하여 580~620nm의 황색파장 또는 420~480 nm의 청색파장의 LED 광을 이용할 수 있다.
The incubation period of the microalgae may be culturing microalgae in seawater and culturing for 18-20 days. For the enhancement of picosanine, the LED light wavelength for improving specific useful components may be 420 ~ 480nm blue wavelength LED Light can be utilized. For the enhancement of beta-carotene, LED light having a red wavelength of 640 to 680 nm is used, and LED light having a yellow wavelength of 580 to 620 nm or a blue wavelength of 420 to 480 nm can be used for enhancing chlorophyll.
또한 본 발명의 일 구현 예에 따른 베타카로틴 등 유용물질 함유하는 미세조류 배양기법에 있어서 미세조류는 두나리엘라에 한정하지 않고 고염도에 성장 가능한 다양한 조류를 포함할 수 있다. 다만 실시예에서는 두나리엘라를 중심으로 설명한다.In the microalgae culture technique containing a useful substance such as beta-carotene according to an embodiment of the present invention, the microalgae may include various algae capable of growing in high saltiness without being limited to the double nariella. However, in the embodiment, the description will be centered on the Duariella.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 두나리엘라의 색소 및 성분 변화를 파장에 따라 배양하는 기법에 따른 전체적인 공정도를 나타내고, 도 2는 RO(역삼투막)을 이용하여 농축수 및 투과수를 제조하는 사진을 나타내며, 도 3은 조류 배양장치의 모습이다.FIG. 1 shows a whole process diagram according to the technique of culturing the change of dye and component of dualiella according to wavelength, FIG. 2 shows a photograph of producing concentrated water and permeated water using RO (reverse osmosis membrane) It is the appearance of the algae culture device.
도 4는 배양기간별 해양심층수 농축수와 킬레이트제 및 배양배지를 이용한 경우 파장에 따른 미세조류의 중량 변화를 나타낸 것이고, 도 5는 해양심층수 농축수와 킬레이트제 및 배양배지를 이용한 경우 파장에 따른 미세조류의 색소 변화를 나타낸 것이며, 도 6은 해양심층수 농축수와 킬레이트제 및 배양배지를 이용한 경우 파장에 따른 미세조류의 유효성분변화를 나타낸 것이다.
FIG. 4 shows the weight change of microalgae according to the wavelength when using the deep sea water concentrated water, the chelating agent and the culture medium for each culture period, and FIG. FIG. 6 shows changes in the effective components of microalgae according to wavelengths when deep seawater concentrated water, a chelating agent and a culture medium were used.
1. One. 해양심층수와Deep sea water and 킬레이트제를Chelating agent 이용한 배양액에서의 In the culture medium used 파장별By wavelength 미세조류 배양 Microalgae culture
1.1 배양액 제조1.1 Production of culture medium
베타카로틴 등 유용물질을 증진시키는 배양 기법에 있어서 두나리엘라와 같은 미세조류가 성장할 수 있는 고염분, 고영양의 농축수를 저렴한 비용으로 제조하는 것이 중요하다. 또한 이 과정이 고온에 의해 소독 및 살균 과정이 되어 배양하려는 조류 이외의 조류를 사전에 제거하는 공정이 되어 배양 및 이식 장치로 보내지는 농축수가 청정한 상태를 유지하는 것이 필요하다. 해양심층수에는 빛이 없고 고압의 수압이 존재하는 등 특수한 환경으로 인해 생존하고 있는 조류 및 균류가 표층해수에 비해 매우 적다. 대략 표층수와 해양심층수의 균류 비는 9:1 CPU/ml 정도를 나타낸다.It is important to manufacture low-cost, high-salt, high-nutrient enriched water that can grow microalgae such as dinaria in a culture technique that promotes useful substances such as beta-carotene. In addition, this process is disinfection and sterilization process by high temperature, and it is necessary to keep the concentrated water sent to the culture and transplanting apparatus clean, because it is a process to remove algae other than the algae to be cultured beforehand. There are very few algae and fungi surviving due to special environment such as deep sea water with no light and high pressure water. Approximately the fungal ratio of surface water and deep ocean water is about 9: 1 CPU / ml.
또한, 매우 적은 숫자이지만 이들 세균 및 조류는 취수과정 중 해수에 포함이 되어 유입이 되고 배양장치에서 성장할 수가 있다. 조류 중에는 유익한 것도 있지만 해로운 것도 있고 농축수속에 포함된 영양물질을 불필요하게 소모시킬 가능성이 있기 때문에 전처리 과정에서 일정부분을 제거하였다. 제거 방법은 마이크로필터 및 유리섬유 필터를 통한 1차 여과 과정을 통해 부유물질을 제거하였다. 자연 해수에는 광합성생물에 필요한 원소인 철, 구리, 아연 등이 존재하지만, 기초생산에 제한요인이 되기도 한다(Harold, 1999; Gerringa, 2000). In addition, although very few, these bacteria and algae can be introduced into the seawater during the intake process and can grow in the culture apparatus. Some of the algae are beneficial, but some are harmful and some of the nutrients contained in the enrichment process may be consumed unnecessarily, thus removing some of them from the pretreatment process. The removal method removes suspended matters through a primary filtration process through a microfilter and a glass fiber filter. In natural seawater, iron, copper, and zinc, which are essential elements of photosynthetic organisms, exist, but they are also a limiting factor in basic production (Harold, 1999; Gerringa, 2000).
따라서 EDTA와 같은 미량금속 완충제를 넣어 배양액을 안정화하는 것이 필요하다. EDTA는 고농도의 금속이 제거되지 않은 배지에서 제거하는 역할을 하고 철 등의 공급을 조절한다. 본 실시예에서도 Johnsons 배지에 넣는 양의 Na2EDTA를 첨가해줌으로서 금속원소들을 안정화 한 후 배양액으로 이용하였다(표 2). 단, 킬레이트제는 Na2EDTA에만 국한되지 않으며, 또한 농축수의 농도에 따라 첨가량이 달라질 수 있다.
Therefore, it is necessary to stabilize the culture solution by adding a trace metal buffer such as EDTA. EDTA serves to remove from the medium where the high concentration of metal is not removed and regulates the supply of iron and the like. In this example, Na 2 EDTA was added to the Johnsons medium to stabilize the metal elements and then used as a culture medium (Table 2). However, the chelating agent is not limited to Na 2 EDTA, and the addition amount may vary depending on the concentration of concentrated water.
1.2 파장에 따른 미세조류 배양1.2 Cultivation of microalgae according to wavelength
한국해양미세조류은행에서 분양받은 광합성 미세조류인 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina, KMCC 1064)를 배양액의 1/10을 접종하여 f/2 배지에서 온도25℃조건으로 광원의 점등과 소등의 비를 L:D=14:10으로 하여 300ml 삼각플라스크에서 배양하였다. 표 3은 배양액과 광원의 조건을 나타낸다. Dunaliella salina (KMCC 1064), a photosynthetic microalgae from Korea Marine Microalgae Bank, was inoculated 1/10 of the culture medium, and the ratio of lighting and lighting of the light source at f / 2 medium at 25 ℃ was measured L: D = 14: 10 and cultured in a 300 ml Erlenmeyer flask. Table 3 shows the conditions of the culture medium and the light source.
또한 빛 조사는 발광다이오드를 이용하여 청색파장은 450nm 최대값을 갖는 420-480 nm범위, 적색파장은 660nm피크를 갖는 640-680 nm범위, 그리고 황색파장은 610nm범위를 갖는 580-620nm범위로 하였으며, 대조구로서는 형광램프를 이용하여 2500lux로 조절하여 비교 실험하였다(도 4).
The light irradiation was performed using a light emitting diode, and the blue wavelength ranged from 420 to 480 nm with a maximum value of 450 nm, the red wavelength ranged from 640 to 680 nm with a 660 nm peak, and the yellow wavelength ranged from 580 to 620 nm with a 610 nm range , And the control was adjusted to 2500 lux by using a fluorescent lamp (FIG. 4).
1.3 미세조류의 증식 변화 1.3 Propagation changes of microalgae
서로 다른 파장의 발광다이오드를 이용하여 미세조류를 증식한 후, 증식 변화를 건조중량으로 측정하였다. 건조중량 측정은 2일에 한번 배양용기에서 10 ml를 채취하여 GF/C 필터로 여과 후, 60℃ 24시간 건조 후 항온하여 0.001 g까지 측정하였다. 또한 모든 실험은 3회 반복하였다. After microalgae were propagated using light emitting diodes of different wavelengths, the proliferation change was measured by dry weight. Dry weight was measured by collecting 10 ml in a culture vessel once every two days, filtering with a GF / C filter, drying at 60 ° C for 24 hours, and heating to 0.001 g. All experiments were repeated 3 times.
측정결과, 모든 실험구에서 전반적으로 배양 18일에 가장 높게 나타났으나, 8일 이후 증가폭이 크지 않는 것으로 나타났다. 최종적으로 배양 0일에 0.04 g/100g에서 배양 18일 후에 0.147 g/100g으로 약 3배가량 높아진 것으로 나타났다. 청색파장 실험구와 적색 파장의 실험구간에는 약 0.04 g/100g의 차이를 보였으나, 그 외의 실험구간에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다(도 4).
As a result, the highest value was observed at 18 days in all cultures, but the increase was not significant after 8 days. Finally, at 0.04 g / 100 g on
1.4 미세조류의 색소 변화 1.4 Pigment changes in microalgae
식물플랑크톤의 광합성 색소는 클로로필 a, b, c 및 보조색소가 있다. 이중에서 클로로필 a는 모든 식물플랑크에 포함되어 있으므로 그 양을 측정함으로써 식물플랑크톤의 생체량을 가장 잘 평가할 수 있다. 이들 색소를 90% 아세톤용액으로 추출하고 추출액의 흡광도를 750, 665, 645, 630, 480nm에서 측정하여 클로로필 a, 총클로로필 및 식물 카로티노이드 함량을 계산하였다. 다음은 본 발명에서 클로로필 a, 총클로로필 및 식물 카로티노이드 함량을 계산하기 위한 해양환경공정시험기준(2010)에 의한 계산식을 나타낸다. 여기서 E는 최적흡광도보정, 탁도 보정 후 흡광도 값을 나타내고, b는 산처리 후 흡광도 측정값, 0는 산처리 전 흡광도 측정값을 나타낸다(도 5).
The photosynthetic pigment of phytoplankton is chlorophyll a, b, c and auxiliary pigment. Of these, chlorophyll - a is included in all phytoplankton, so the biomass of phytoplankton can be best evaluated by measuring its amount. These pigments were extracted with a 90% acetone solution and the absorbance of the extract was measured at 750, 665, 645, 630 and 480 nm to calculate chlorophyll-a, total chlorophyll and plant carotenoid contents. The following is a calculation formula according to the Marine Environment Processing Test Standard (2010) for calculating chlorophyll-a, total chlorophyll and plant carotenoid content in the present invention. Here, E represents the absorbance value after the optimum absorbance correction and the turbidity correction, b represents the absorbance measurement value after the acid treatment, and 0 represents the absorbance measurement value before the acid treatment (FIG. 5).
Chlorophyll a = 11.6 E665 - 1.31 E645 - 0.14 E630 Chlorophyll a = 11.6 E665 - 1.31 E645 - 0.14 E630
Chlorophyll b = 20.7 E645 - 4.34 E665 - 4.42 E630 Chlorophyll b = 20.7 E645 - 4.34 E665 - 4.42 E630
Chlorophyll c = 55 E630 - 1.31 E665 - 0.14 E645 Chlorophyll c = 55 E630 - 1.31 E665 - 0.14 E645
Total chlorophylls = Chlorophyll a+b+c Total chlorophylls = Chlorophyll a + b + c
Plant Carotenoids = 4.0 E480 Plant Carotenoids = 4.0 E480
Phaeo-pigments = 26.7(1.7 665b - 6650)
Phaeo-pigments = 26.7 (1.7 665b - 6650)
또한 해수 중에서 살아있는 식물플랑크톤 이외에 이들이 사후 분해되는 쇄석(detritus)과 식물플랑크톤을 포식한 동물들의 분괴 등에도 광합성색소가 들어 있다고 한다. 따라서 살아 있는 식물 플랑크톤의 클로로필를 측정하기 위해서는 초기분해산물인 phaeo-pigmant량을 측정할 필요가 있다. 본 실험에서는 클로로필 a, 총 클로로필 이외에도 phaeo-pigmant량도 함께 분석하였으며, 모든 실험은 3회 반복하였다. In addition to the phytoplankton living in seawater, photosynthetic pigments are also contained in the detritus, which are post-degraded, and the crust of animals predominating in phytoplankton. Therefore, in order to measure chlorophyll of living phytoplankton, it is necessary to measure phaeo-pigmant amount, which is an early decomposition product. In this experiment, the amount of phaeo-pigmant as well as chlorophyll-a and total chlorophyll were also analyzed, and all experiments were repeated three times.
측정결과, 클로로필 a의 경우, 배양 중반부부터 실험구간의 함량 차이를 보이기 시작했다. 청색파장에서는 1.02 ug/L로 나타났으나, 적색파장에서는 0.27 ug/L으로 나타나, 그 차이가 약 4배에 가까웠다. 총클로로필의 경우, 해양심층수농축수와 킬레이트제의 혼합배양에서는 청색파장, 형광램프, 황색파장 그리고 적색파장 순으로 나타났으며, 이것은 클로로필 a 함량과 경향이 같은 것으로 나타났다.In the case of chlorophyll-a, the content of the experimental period started to show from the mid-culture. At the blue wavelength, it was 1.02 ug / L, but at the red wavelength it was 0.27 ug / L. The difference was about 4 times. In the total chlorophyll, blue, yellow, and red wavelengths were observed in the mixed culture of deep sea water and chelating agent in the order of chlorophyll a and amount.
따라서 클로로필 함량을 높이기 위해서는 청색파장과 형광램프에서 배양하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. Phaeo-pigment 함량의 경우, 클로로필 색소와 마찬가지로 적색파장에서 0.75 ug/L, 황색파장 1.86 ug/L, 형광램프 2.10 ug/L으로 나타났으며, 청색파장 2.90 ug/L로 나타나 가장 높은 함량을 보였다. Therefore, in order to increase the chlorophyll content, it was found to be effective to cultivate blue wavelengths and fluorescent lamps. The phaeo-pigment content was 0.75 ug / L at the red wavelength, 1.86 ug / L at the yellow wavelength, 2.10 ug / L at the fluorescent lamp, and 2.90 ug / L at the blue wavelength, .
해양심층수 농축수와 킬레이트제의 혼합배양에서 식물카로티노이드 함량의 경우, 적색, 청색파장, 형광램프, 황색파장의 순으로 나타났다. 배양이 시작되면서부터 식물카로티노이드 함량의 변화가 크게 나타났다. 배양 20일이 경과한 후, 청색, 황색 그리고 형광램프에서는 6.8 ~ 8.8 ug/L로 나타난 반면, 적색파장은 14.2 ug/L으로 나타나, 파장에 따라 선택적으로 색소 생산에 변화를 보였다(도 6).
In the mixed culture of deep sea water and chelating agent, the content of carotenoids in plants was in the order of red, blue wavelength, fluorescent lamp and yellow wavelength. The changes in carotenoid content of plants were significantly increased from the start of cultivation. After 20 days of culture, blue, yellow, and fluorescent lamps showed 6.8-8.8 ug / L, while red wavelengths were 14.2 ug / L, indicating selective pigment production depending on wavelength (FIG. 6) .
2. 2. 해양심층수와Deep sea water and 배양배지를The culture medium 이용한 배양액에서의 In the culture medium used 파장별By wavelength 미세조류 배양 Microalgae culture
2.1 해수와 배양 배지를 이용한 배양액 제조2.1 Production of Culture Medium Using Seawater and Culture Medium
해수의 조류 중에는 유익한 것도 있으나, 해로운 것도 있고 해수(해양심층수 및 해양심층수 처리수)속에 포함된 영양물질을 불필요하게 소모시킬 가능성이 있기 때문에 전처리 과정에서 일정부분을 제거하였다. 제거 방법은 실시예 1.1 과 동일하며, 제거된 해양심층수 처리수는 킬레이트제가 함유된 배양배지를 제조하는데 기본 용액으로 이용하였다. 따라서 따로 염화나트륨을 첨가하지 않고 영양성분만 추가하는 것으로서, 해수의 경우 이미 이용되고 있는 방법이다. 본 실험에서는 해양심층수 처리수에 Dunaliella salina의 전용배지로 이용되고 있는 Johnson's 배지를 첨가하여 배양액으로서 이용하였다.
Some of the seawater algae are beneficial, but some of them are harmful and some of the nutrients contained in seawater (ocean deep seawater and deep seawater treated water) may be unnecessarily consumed, thus removing some of them in the pretreatment process. The removal method was the same as in Example 1.1, and the removed deep-sea water treated water was used as a base solution to prepare a culture medium containing a chelating agent. Therefore, only nutrients are added without adding sodium chloride, which is already used for seawater. In this experiment, Dunaliella Johnson ' s medium, which is used as a salina -specific medium, was added and used as a culture medium.
2.2 미세조류의 증식변화2.2 Proliferation of microalgae
상기 실시예 1.1과 같은 방법으로 진행되었다. 측정결과, 상기 실시예 1과 마찬가지로 모든 실험구에서 전반적으로 배양 후 18 ~ 20일에 가장 높게 나타났으며, 8일 이후 증가폭이 크지 않는 것으로 나타났다. 최종적으로 배양 0일에 0.06 g/100g에서 배양 후 18일에 0.146 g/100g으로 약 3배 가량 높아진 것으로 나타났다. 본 실험에서는 파장에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다(도 4).
The procedure of Example 1.1 was followed. The results are shown in Table 1. As in the case of Example 1, the results were highest at 18-20 days after culturing in all experimental groups, and did not show a significant increase after 8 days. Finally, after culturing at 0.06 g / 100 g on
2.3 미세조류의 색소 변화2.3 Pigment changes in microalgae
상기 실시예 1.4와 같은 방법으로 진행 및 측정되었다. 클로로필 a 함량 실험 결과, 청색파장 1.3 ug/L, 황색파장 1.7 ug/L, 적색파장 0.6 ug/L, 그리고 형광램프에서는 1.2 ug/L로 나타났다. And proceeded and measured in the same manner as in Example 1.4. The chlorophyll a content was 1.3 ug / L for blue wavelength, 1.7 ug / L for yellow wavelength, 0.6 ug / L for red wavelength and 1.2 ug / L for fluorescent lamp.
이 결과는 실시예 1과는 조금 다른 경향을 보였다. 크게 보면 적색파장에서는 클로로필 a 함량이 낮고 그 외의 파장에서 높은 함량을 보인다는 것은 같지만, 배양배지를 이용할 경우 기본적으로 성장에 필요한 영양성분이 많이 들어 있어서 파장에 의한 결과로만 국한 되지 않는 것으로 보인다(도 5). This result was slightly different from Example 1. Although the chlorophyll-a content is low and the content is high at other wavelengths at the red wavelength, the use of the culture medium is basically due to a large amount of nutrients required for growth, which is not limited to the wavelength 5).
배양배지에 질산염, 인산염, 탄산염 및 각종 미네랄 성분이 첨가 되기 때문이다. 물론 기본적으로 청정 농축수에도 포함은 되어 있지만 그 양이 많아지므로 영양성분에 따른 차이로 볼 수 있다. 총 클로로필 함량의 경우, 배양 중반부부터 실험구간에 유의적인 차이를 보이기 시작하며, 배양 20일째에 청색파장 2.6 ug/L, 황색파장 3.3 ug/L, 적색파장 1.2 ug/L, 그리고 형광램프에서 1.8 ug/L로 나타나 클로로필 a 함량에 대한 경향과 비슷한 것으로 나타났다. This is because nitrate, phosphate, carbonate and various minerals are added to the culture medium. Of course, it is included in clean concentrated water basically, but the amount is increased, so it can be regarded as a difference depending on the nutritional composition. The total chlorophyll content showed a significant difference from the mid-culture to the experimental period. On the 20th day of culture, the blue wavelength was 2.6 ug / L, the yellow wavelength was 3.3 ug / L, the red wavelength was 1.2 ug / ug / L, which is similar to the chlorophyll a content.
따라서 클로로필 함량을 높이기 위해서는 황색파장이 가장 알맞을 것으로 판단되며, 클로로필 함량을 낮추기 위해서는 적색파장을 선택할 수 있다. Phaeo-pigmant 함량의 경우, 배양 2일 이후 실험구간에 유의적인 차이를 보이기 시작하였다. 특히 배양 20일째에는 청색파장 3.8 ug/L, 형광램프 3.7 ug/L로 나타나 차이를 보이지 않았으나, 황색파장 4.7 ug/L, 적색파장 1.7 ug/L로 나타나 파장에 따른 색소 함량의 차이를 볼 수 있었다. Therefore, it is considered that the yellow wavelength is most suitable to increase the chlorophyll content, and the red wavelength can be selected to lower the chlorophyll content. In the case of phaeo-pigmant content, the experimental period started to show significant difference after 2 days of culture. In particular, on the 20th day of culture, no difference was observed between the blue wavelength of 3.8 ug / L and the fluorescent lamp of 3.7 ug / L, but the yellow wavelength of 4.7 ug / L and the red wavelength of 1.7 ug / there was.
해양심층수 농축수와 배양배지의 혼합배양조건에서 식물 카로티노이드 함량의 경우, 적색, 청색파장, 황색파장 및 형광램프의 순으로 나타났다. 앞선 실시예 1.1과 마찬가지로 클로로필함량과는 반대의 경향을 보였다. 배양 초기부터 적색파장에서 카로티노이드 함량이 높은 경향을 보였으며, 최종적으로는 청색파장, 황색파장 및 형광램프에서는 4.2 ~ 5.6 ug/L인 반면 적색파장은 11.0 ug/L로 다른 파장에 비해 2배 높은 함량을 보였다(도 6). The concentrations of carotenoids in plants were in the order of red, blue, yellow, and fluorescent lamps in the mixed cultures of deep sea water and culture medium. As with previous Example 1.1, the chlorophyll content was inversely proportional to the chlorophyll content. The carotenoid content tended to be higher at the red wavelength from the early stage of culture. Finally, the blue wavelength, the yellow wavelength and the fluorescence lamp showed 4.2 ~ 5.6 ug / L, while the red wavelength was 11.0 ug / (Fig. 6).
클로로필과 초기분해산물인 phaeo-pigmant량은 해양심층수 농축수와 킬레이트제의 혼합배양액에 의한 경우보다 해양심층수 농축수와 배양배지를 이용한 경우가 높은 함량을 보였고, 식물카로티노이드 색소의 경우는 해양심층수 농축수와 킬레이트제의 혼합 배양한 경우가 해양심층수 농축수와 배양배지를 이용한 경우보다 높은 함량을 보였다.The amounts of chlorophyll and phaeo-pigmant, which are early decomposition products, were higher than those of mixed culture of deep seawater concentrated concentrate and chelating agent when the concentration of deep seawater and culture medium were higher than those of mixed culture of deep seawater and chelating agent. In case of plant carotenoid pigment, Water and chelating agent were higher than those of concentrated water and culture medium.
이를 종합하면 클로로필과 초기분해산물인 phaeo-pigmant량을 증가시키기 위해서는 해양심층수 농축수와 배양배지를 이용하여 황색파장을 조사하는 것이 좋고, 식물카로티노이드 색소의 경우는 해양심층수 농축수와 킬레이트제를 이용하여 적색파장을 조사하는 것이 좋은 결과를 얻을 수 있는 것으로 판단된다.
In order to increase the amount of chlorophyll and phaeo-pigmant, which is an initial degradation product, it is preferable to investigate the yellow wavelength using deep sea water and culture medium. In case of plant carotenoid pigment, deep seawater concentrate and chelating agent are used And it is judged that a good result can be obtained by examining the red wavelength.
3. 3. DunaliellaDunaliella salinasaline 의 염분별 색소 변화Of pigment in salinity
실험은 해양심층수(DSW), 표층수(SSW), 표층수를 기초로 한 f/2배지에서 염분도를 NaCl 3.4%, NaCl 7.0%, NaCl 10%, NaCl 15%, NaCl 20%, NaCl 25%, 농축수 (CW), 농축수와 해양심층수 혼합(CW+DSW), salt 10%, 농축수와 해양심층수 혼합 (CW+DSW), salt 15%, 농축수와 해양심층수 혼합(CW+DSW), salt 20%, 농축수와 해양심층수 혼합(CW+DSW), salt 25% 와 같이 조절하여 실험하였다. 각 염분 조건에 대하여 배양액의 1/15를 접종하고 세포응집예방하기 위해 24시간 유리관 폭기하여 배양하였다. 색소측정은 클로로필 a, 총클로로필, Phaeo-pigment, 총카로티노이드를 대상으로 하였고, 보존배양(Stock culture)은 f/2배지에 명암의 비를 L:D=14:10로 형광등 조건으로 25 ℃로 유지하였다. The salinity was measured in f / 2 medium based on deep sea water (DSW), surface water (SSW), and surface water. The salinity was measured by the following method: NaCl 3.4%, NaCl 7.0%,
도 7은 염분농도에 따른 Dunaliella salina의 염분별 클로로필 색소 변화를 나타낸 것이다. 클로로필 a의 경우, 모두 4 ~ 6일째에 감소하는 경향을 보였으나, 8일째에 다시 증가하여 14일까지 증가하였으나, 증가폭이 미비하였다. FIG. 7 shows the results of Dunaliella The change of chlorophyll pigment by salinity of salina is shown. In the case of chlorophyll-a, all of them showed a tendency to decrease on the 4th to 6th day, but they increased again on the 8th day and increased until 14th day, but the increase was less.
NaCl 3.4% > DSW ≥ SSW 20, 25%에서는 접종 직후부터 사멸을 시작하여 4일부터는 검출되지 않는 것으로 보아 삼투압의 영향을 받는 때문인 것으로 사료된다. 해양심층수 농축수를 이용한 실험구의 경우 10%>15%>농축수 순으로 나타났고, NaCl을 이용한 실험구는 경향이 뚜렷하지 않으나, 7=10%> 3.4% > 15% 순으로 나타남. 3.4%에서는 감소 후 증가하여 14일에도 증가하는 경향을 보였다. f/2배지를 제외하고는 농축수 10%와 NaCl 7%에서 비슷한 경향으로 높은 함량을 보였다. NaCl 3.4%> DSW ≥
도 8은 염분농도에 따른 Dunaliella salina의 염분별 총카로티노이드 색소 변화를 나타낸 것이다. 총카로티노이드의 경우, 해양심층수(DSW), 표층수(SSW)는 차이를 보이지 않았으며, 3.4%NaCl보다 낮은 함량을 보였다. 농축수(CW)를 이용한 실험구의 경우 클로로필 a 함량 및 총카로티노이드 함량은 10%> 농축수(7%)> 15%순으로 나타났으며, 4일 이후 정체 또는 감소하는 경향을 보였다. 특히 4일째에는 10%에서 0.51 ug/L로 나타났다. Fig. 8 is a graph showing the distribution of Dunaliella The change of total carotenoid pigment by salinity of salina is shown. In the case of total carotenoids, deep sea water (DSW) and surface water (SSW) did not show any difference and showed lower contents than 3.4% NaCl. The concentrations of chlorophyll - a and total carotenoids were 10%> concentrated water (7%)> 15% in the experimental water using concentrated water (CW). Especially on the fourth day, from 10% to 0.51 ug / L.
NaCl을 이용한 실험구의 경우 6일째에 3.4%, 7%, 10%는 차이를 보이지 않으나, 8~10일째 7~10%에서 0.45ug/L이상으로 나타났다. 따라서 짧은 시간 높은 함량을 보인 구는 해양심층수 농축수+salt 10%로 나타났다.In the experiment using NaCl, 3.4%, 7% and 10% did not show difference on the 6th day, but more than 0.45ug / L in 7-10% on 8-10th day. Therefore, the high concentration of short - term deep seawater concentrate + salt was 10%.
염화나트륨을 이용한 실험구의 경우, 클로로필 a 함량 및 총카로티노이드 함량은 경향이 뚜렷하지 않으나, 7 ≥ 10% > 15% 순으로 나타났고, 4일 이후 정체 또는 소폭의 증감하였다. 염화나트륨 실험구에 비해 해양심층수 농축수실험구 에서 1.5배 높은 함량을 보인 것으로 나타났다.Chlorophyll a content and total carotenoid content were not significantly different in the experimental group using sodium chloride, but 7 ≥ 10%> 15%. And 1.5 times higher than that of sodium chloride.
염분을 3.4%로 맞춘 단독구의 경우, 클로로필 a 함량 및 총카로티노이드 함량은 NaCl 3.4% 단독구> DSW단독구 ≥ SSW단독구의 순으로 나타났고 배양 2일, 12일에 높은 함량을 보였다.
Chlorophyll a content and total carotenoid contents were higher in the order of 3.4% NaCl> DSW alone ≥ SSW alone in the order of salinity of 3.4% and 2 days and 12 days of culture.
먹는 해양심층수 제조시 발생하는 부산물인 해양심층수 처리수(해양심층수 농축수)를 이용하여 호염성 미세조류를 배양하고 LED 광을 이용하여 조류가 갖는 베타카로틴 등 유용성분을 증진시켜, 필요에 따른 유용성분인 베타카로틴 등의 물질을 선별적으로 효과적으로 얻을 수 있다.
By cultivating microalgae with deep seawater treated water (deep sea water concentrated in the ocean), which is a byproduct of the production of deep seawater, it is possible to use LED light to enhance useful components such as beta carotene Beta-carotene can be selectively and effectively obtained.
Claims (10)
(b) 해수를 여과, 살균 및 소독하는 단계,
(c) 배양환경 조절이 가능한 배양기에서 내염성이 강한 미세조류를 배양하는 단계;
(d) 배양환경과 배양기간을 변화시키면서 피코시아닌의 증강을 위해, 파장 420~480 nm의 LED 광을 이용하고, 베타카로틴 증강을 위하여 파장 640 ~ 680 nm의 LED 광을 이용하며, 엽록소 증강을 위하여 파장 580 ~ 620 nm 또는 파장 420 ~ 480 nm의 LED 광을 이용하는 것을 특징으로 하는 특정한 유용성분을 증강시키는 미세조류 배양방법.
(a) preparing seawater for microalgae culture;
(b) filtering, sterilizing and disinfecting seawater,
(c) culturing a microalgae resistant to salt in an incubator capable of regulating the culture environment;
(d) LED light with a wavelength of 420 to 480 nm is used to enhance phycocyanin while changing the culture environment and incubation period, LED light having a wavelength of 640 to 680 nm is used for beta-carotene enhancement, chlorophyll augmentation Characterized in that an LED light having a wavelength of 580 to 620 nm or a wavelength of 420 to 480 nm is used for the microalgae culture.
(b) 해수에 포함되어 있는 철, 구리, 아연 등의 미량금속의 안정화를 위해 킬레이트제를 첨가하는 단계;
(c) 해수를 여과, 살균 및 소독하는 단계,
(d) 배양환경 조절이 가능한 배양기에서 두날리엘라, 클로렐라, 스피루리나로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 미세조류를 배양하는 단계;
(e) 배양환경 염분농도를 7-20%로 하고 적색파장을 조사하여 배양기간을 배양 후 2-14일간 배양시켜 식물카로티노이드 색소를 증가시키는 것을 특징으로 하는 특정한 유용성분을 증강시키는 미세조류 배양방법.
(a) preparing a deep seawater concentrated water for microalgae culture;
(b) adding a chelating agent to stabilize trace metals such as iron, copper, and zinc contained in seawater;
(c) filtering, sterilizing and disinfecting seawater,
(d) culturing at least one microalgae selected from the group consisting of dunaliella, chlorella, and spirulina in an incubator capable of controlling the culture environment;
(e) Culturing environment Microalgae culturing method for enhancing specific useful components, characterized by increasing the plant carotenoid pigment by culturing the cultured period for 2 to 14 days by irradiating a red wavelength at a salt concentration of 7-20% .
(b) 해수에 포함되어 있는 철, 구리, 아연 등의 미량금속의 안정화를 위해 완충제가 함유된 배양 배지를 첨가하는 단계;
(c) 해수를 여과, 살균 및 소독하는 단계,
(d) 배양환경 조절이 가능한 배양기에서 두날리엘라, 클로렐라, 스피루리나로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 미세조류를 배양하는 단계;
(e) 배양환경 염분농도를 7-15%로 하고 황색파장을 조사하여 배양기간을 배양 후 2-14일간 배양시켜 클로로필과 초기분해산물인 phaeo-pigmant량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 특정한 유용성분을 증강시키는 미세조류 배양방법.(a) preparing a deep seawater concentrated water for microalgae culture;
(b) adding a culture medium containing a buffer to stabilize trace metals such as iron, copper, and zinc contained in seawater;
(c) filtering, sterilizing and disinfecting seawater,
(d) culturing at least one microalgae selected from the group consisting of dunaliella, chlorella, and spirulina in an incubator capable of controlling the culture environment;
(e) Culture environment The specific effective component (s) is characterized by increasing the amount of chlorophyll and phaeo-pigmant, which is an initial degradation product, by culturing for 2 to 14 days after culturing the cultured period by examining the yellow wavelength with a salt concentration of 7-15% Of the microalgae.
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