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문제 정의
- 따라서 rotifer의 고밀도배양에서 Chlorella의 최 적량 공급은 경제적 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구는 담수산 rotifer (B. calyc讯orus)의 고밀도 배양 시, 적합한 먹이 종류와 vitamin Be의 첨가량 및 먹이의 적정 공급량에 대한 B. calyc讯orus의 성장에 미치는 영향을 연구하였다.
제안 방법
- Vitamin B12 첨가에 따른 B. calyc讯orns의 성장실험은 수온 28℃에서 vitamin Bn가 첨가되지 않은 담수산 농축 Chlorella에 vitamin B”를 0 ppm, 0.75 ppm, 1.5 ppm, 3 ppm, 6 ppm으로 첨가하여 각 실험 구에 rotifer 1,000개체당 농죽 Chlorella 0.7842 mg/day로 일일 2회 나누어 공급하였으며 rotifor의 초기 접종 밀도는 1,000개체/mL로 하였다.
- 32 mmx0.5 “m、USA)。] 장착된 gas chromatography (Shimadzu, GC-17A, Japan)로 지방산을 분석하였다. 표준 지 방산으로 12:0, 13:0, 14:0, 14:1, 16:1, 17:0, 17:1, 18:0, 18:1, 18:2n-6, 18:3n-6, 18:3n-3, 18:4n-3, 18:4n-6.
- 먹이는 담수 농축 ChlorellaS. rotifer 1,000개체 당 건조 중량 0.5 mg, 1.0 mg, 1.5 mg, 2.0 mg, 2.5 mg, 3.0 mg으로 각각 자동 연속 공급하였으며, rotifer에 의해 섭취되지 않고 남은 여분의 Chlorella는 rotifer 배양수 10mL를 취하여 원심 분리 (VS-5000N, vision scientiRc)한 후 부피를 즉정하였다. Rotifer의 성장률 (Specific growth rate, r)은 Rico-Martinez and Dodson (1992)의 식에 의해 계산되었다 [r=(l/T) ln(NT/N0) (T= 접종 이후 rotifer가 최고밀도에 도달하기까지의 배양일수; Nt=T days의 rotifer 최고밀도; No=rotifer 접종 밀도)].
- 수온조절을 위해 각 배양 수조를 1 KW 히터로 조절, 유지되는 water bath (100 L)에 수용하였으며, 먹이 공급은 정량펌프 (Eyela, Model MP-N)를 사용하여 rotifer 밀도측정 후 09:00와 21:00에 하루 두 번 나누어 자동 연속 공급하였다. rotifer의 밀도측정은 입체현미경하에서 rotifer 개체밀도가 200개체/mL 전후로 되도록 희석한 후 3회 계수하였다. 또한 배 양수의 용존산소와 pH, NH’-N을 측정하기 위해 산소측정기 (YSI, Model 57)와 pH, NHS-N 측정기, NHj-N 측정기 (Orion, Model 920A)를 이용하였다.
- rotifer의 밀도측정은 입체현미경하에서 rotifer 개체밀도가 200개체/mL 전후로 되도록 희석한 후 3회 계수하였다. 또한 배 양수의 용존산소와 pH, NH’-N을 측정하기 위해 산소측정기 (YSI, Model 57)와 pH, NHS-N 측정기, NHj-N 측정기 (Orion, Model 920A)를 이용하였다.
- 5 cm, KS 185N, Aqua Culture System, Japan) 1장을 설치하였으며 1일 2회 세척해 주었다. 수온조절을 위해 각 배양 수조를 1 KW 히터로 조절, 유지되는 water bath (100 L)에 수용하였으며, 먹이 공급은 정량펌프 (Eyela, Model MP-N)를 사용하여 rotifer 밀도측정 후 09:00와 21:00에 하루 두 번 나누어 자동 연속 공급하였다. rotifer의 밀도측정은 입체현미경하에서 rotifer 개체밀도가 200개체/mL 전후로 되도록 희석한 후 3회 계수하였다.
- 3 VVM (통 기량/배양 수량/분)으로 DO가 5 ppm 이상 되게 공급하였다. 수조 내의 부유물질을 제거하기 위해 filter mat (10x15x0.5 cm, KS 185N, Aqua Culture System, Japan) 1장을 설치하였으며 1일 2회 세척해 주었다. 수온조절을 위해 각 배양 수조를 1 KW 히터로 조절, 유지되는 water bath (100 L)에 수용하였으며, 먹이 공급은 정량펌프 (Eyela, Model MP-N)를 사용하여 rotifer 밀도측정 후 09:00와 21:00에 하루 두 번 나누어 자동 연속 공급하였다.
- 실험에 사용된 rotifer는 담수 산인 Brachionus calycijlorus로 1995년 전라북도 군산시 옥구군의 인근 메기 양식장에서 분리한 strain을 이용하였다 (Hur and Park, 1996). 실험수조는 6 L 원형 수조 (배양수 5 L)로 최초 rotifer 1,000개체/mL 내외로 접종하였으며 산소발생기 (NIDEK Medical, Model Mark 5 plus, 산소농도 95% 이상)를 사용하여 각 수조에 0.3 VVM (통 기량/배양 수량/분)으로 DO가 5 ppm 이상 되게 공급하였다. 수조 내의 부유물질을 제거하기 위해 filter mat (10x15x0.
- 최초 rotifer 3, 500개체/mL 내외로 접종하여 B. calyc泓orus의 최적 성장 수온인 (Park, 1998; Lee et al., 2001) 28℃, 32℃에서 각각 24시간 동안 배양하였다. 먹이는 담수 농축 ChlorellaS.
대상 데이터
- 최초 rotifer 1,000개체/mL 내외로 접종하여 수온 28℃에서 실시하였다. 먹이는 담수 농축 Chlorella (Daesang Co. Ltd.), 건조 Chlorella (Daesang Co. Ltd.), 건조 Spirulina (Salt Creek, Inc. USA), 건조 Schizochytrium (Abank Co. Ltd.), 빵효모 (Jenico Co. Ltd.), 유지효모 (Ewha oil & fat industry Co. Ltd.)를 사용하였다. 농축 Chlorella와 건조된 먹이는 공급하기 전, 전기 믹서를 사용하여 증류수와 혼합하였으며 냉장고(4℃)에 보관하면서 하루에 rotifer 1,000개 체 당 Chlorella 건조중량 1.
- 실험에 사용된 rotifer는 담수 산인 Brachionus calycijlorus로 1995년 전라북도 군산시 옥구군의 인근 메기 양식장에서 분리한 strain을 이용하였다 (Hur and Park, 1996). 실험수조는 6 L 원형 수조 (배양수 5 L)로 최초 rotifer 1,000개체/mL 내외로 접종하였으며 산소발생기 (NIDEK Medical, Model Mark 5 plus, 산소농도 95% 이상)를 사용하여 각 수조에 0.
데이터처리
- 실험 결과는 One-way ANOVA-test를 실시하여 Duncan's multiple range test (Duncan, 1955)로 처리 평균 간의 유의성 (P<0.05)을 SPSS (SPSS Inc., 2000) program (Ver. 10.0)으로 검정하였으며, 또한 rotifer의 일일 성장률과 먹이 공급량과의 회귀 관계를 SPSS program을 사용하여 2차 식으로 수식화하였다.
이론/모형
- 0 mg으로 각각 자동 연속 공급하였으며, rotifer에 의해 섭취되지 않고 남은 여분의 Chlorella는 rotifer 배양수 10mL를 취하여 원심 분리 (VS-5000N, vision scientiRc)한 후 부피를 즉정하였다. Rotifer의 성장률 (Specific growth rate, r)은 Rico-Martinez and Dodson (1992)의 식에 의해 계산되었다 [r=(l/T) ln(NT/N0) (T= 접종 이후 rotifer가 최고밀도에 도달하기까지의 배양일수; Nt=T days의 rotifer 최고밀도; No=rotifer 접종 밀도)].
성능/효과
- 고밀도 배양에서 먹이 종류에 따른 담수산 rotifer의 성장 (Fig. 1)은 실험 I, II에서 실험종료 시에 농축 Chlorella를 먹이로 공급한 실험 구에서 7.65-8.14x103개체/mL로 가장 높게 나타났으며 다음으로 유지효모를 공급한 실험 구가 2.53-3.6" IO, 개체/mL로 나타났다. 배양 시간 경과에 따른 배양 수 내의 pH 변화를 보면 유지효모 공급 구를 제외한 나머지 실험 구는 대체적으로 증가하는 경향을 보였고, 건조 SpiruliRa와 건조 Chlorella 공급 구에서 실험 종료 시 8.
- 5 ppm을 공급한 실험 구가 다른 실험 구에 비해 가장 높게 나타났다. Rotifer 성장에 따른 배양 수의 환경변화에서 pH는 배양 시간이 경과함에 따라 7.6 에서 8로 서서히 증가하는 경향을 보였다. NH3-N 농도는 3 ppm의 vitamin B]2 첨가한 실험 구에서 2.
- 05). Rotifer의 개체 수가 증가함에 따라 rotifer의 포란 수도 증가하였는데, 최고밀도는 vitamin Bn를 3 ppm을 공급한 실험 구에서 가장 높게 나타났지만 포란 수는 1.5 ppm을 공급한 실험 구가 다른 실험 구에 비해 가장 높게 나타났다. Rotifer 성장에 따른 배양 수의 환경변화에서 pH는 배양 시간이 경과함에 따라 7.
- 05). Rotifer의 성장률은 Chlorella 2.0 mg 을 공급한 구에서 1.13으로 가장 높게 나타났으나 1.0 mg, 1.5 mg, 2.5 mg, 3.0 mg을 공급한 구와는 유의적인 차이를 보이지 않았으며 (P>0.05), 공급 먹 이 량과 성장률과의 관계식은 y=-0.2039x2+0.9660x-0.0061 (R2=0.782, P<0.05)로 나타났다 (Fig. 3). 배 양수 내 여분의 Chlorella는 3.
- 2와 같다. Vitamin Bu의 첨가량에 따른 rotifer의 개체 수 성장을 보면 배양 2.5일째 3 ppm 공급 구가 13, 125개체/mL로 가장 높게 나타났지만 0.75 ppm, 1.5 ppm, 6 ppm 공급 구와 유의적 인 차이는 보이지 않았고 (P>0.05) vitamin Bd를 첨가하지 않은 대조 구는 2.5일째 7, 550개체/mL로 vitamin B技를 첨가한 실험 구와 차이를 보였다 (P<0.05). Rotifer의 개체 수가 증가함에 따라 rotifer의 포란 수도 증가하였는데, 최고밀도는 vitamin Bn를 3 ppm을 공급한 실험 구에서 가장 높게 나타났지만 포란 수는 1.
- (1988, 1989)은 해수산 rotifer,B. p/fcas에게 vitamin Bn를 생산하는 박테리아를 먹이로 공급했을 때 높은 성장 결과를 보였다. 또한 Maruyama et al.
- 05). 각 실험구 최고밀도에서 NHhN의 농도는 2.0 mg을 공급한 구가 41.2 ppm으로 가장 높게 나타났고 (P< 0.05) 나머지 실험 구는 차이가 없었다.
- 1583 mL/10mL로 가장 많이 남았고 먹이 공급량이 적을 수 록 적게 남는 경향을 보였다. 각 실험구 최고밀도에서 NH『N 의 농도는 1.5 mg을 공급한 구가 12.1 ppm으로 가장 높게 나타났지만 실험구 사이에 유의적인 차이는 보이지 않았다 (P>0.05).
- calycifloruse: 공급한 결과 Tilapia zillii 자 어는 linoleic acid와 linolenic acid에서 DHA (22:6n-3)로의 합성이 가능한 것으로 보고하였다. 따라서 Table 1에서, 가장 높은 성장률을 보인 담수산 농축 Chlorella를 섭취한 rotifer는 18:2n-6과 18:3n-3이 각각 48.8%와 26.8%로 높은 비율을 보여 직접 담수어류의 먹이로 사용이 가능한 것으로 나타났다.
- Rotifer 배양에 있어 일반적으로 먹이 농도가 증가됨에 따라 성장률도 증가하지만 rotifer는 낮은 먹이 농도에서 번식을 위한 먹이 사용을 보다 효율적으로 하고 또한 신선한 먹이 사용에 있어 유리하다 (Rico-Martinez and Dodson, 1992). 따라서 본 실험에서 담수산 rotifer 고밀도 배양에서 수온을 28℃로 유지하였을 때 2.0 mg 공급 구가 1.13으로 가장 높은 성장률을 보였으나 1.0 mg, 1.5 mg, 2.5 mg, 3.0 mg 공급 구와 유의적 인 차이를 보이지 않았다. 또한 여분의 C〃ore〃a량에서도 0.
- 한편, Bower and Bidwell (1978)와 Yu and Hirayama (1986)은 온도와 pH가 증가함에 따라 NH3-N의 농도가 증가한다고 보고하였다. 따라서 본 실험에서도 건조 Schizochytrium 공급구와 유지효모 공급 구의 pH가 다른 실험 구에 비해 낮게 유지되었으므로 NH3-N 농도 또한 2.5-64 ppm으로 낮게 나타난 것으로 판단된다. 그러나 rotifer의 개 체수가 NH3-N 농도가 낮음에도 불구하고 Chlorella 공급 구보다 낮게 나타난 것으로 보아 다른 증식억제요인이나 rotifer의 먹이에 대한 소화력, rotifer 증식에 필요한 영양소의 결핍에 문제가 더 있을 것으로 생각되고 이에 따른 보충적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 5 “g/g DW의 vitamin Bn를 첨가하여 rotifer의 성장을 향상시켰다. 따라서 본 연구에서도 vitamin 를 첨가한 실험 구가 첨가하지 않은 실험구보다 담수산 rotifer의 성장이 높게 나타나 vitamin B12가 담수산 rotifer의 성장에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 vitamin Br의 첨가량에 따라서는 모든 실험 구가 유의적인 차이를 보이지 않았기 때문에 최적 vitamin B12 요구량을 규명하기 위해서 0.
- 05). 또한 rotifer의 성장률은 Chlorella 3.0 mg을 공급한 구에서 1.93으로 가장 높게 나타났으나 2.0 mg, 2.5 mg을 공급한 구와는 차이를 보이지 않았으며 (P>0.05), 공급 먹이량과 성장률과의 관계식은 y=-0.2168x2+1.2411 x+0.1370 (R2=0.97, P< 0.05)로 나타났다 (Fig. 3). 섭취하지 않고 남은 초과공급된 먹 이 량은 3.
- 0 mg 공급 구와 유의적 인 차이를 보이지 않았다. 또한 여분의 C〃ore〃a량에서도 0.5 mg 공급 구가 가장 적게 남았으나 1.0 mg, 1.5 mg을 공급한 실험 구와 유의적인 차이를 보이지 않았으므로 남은 먹 이 량이 적고 성장률과 최고밀도도 높으며 NH3-N의 농도도 8.14ppm으로 비교적 낮은 1.5mg/l, 000 rotifer을 공급하는 것이 28℃로 유지되는 rotifer 고밀도배양에 있어 가장 경제적이고 안정적인 최적의 먹 이 량으로 판단된다.
- 먹이 종류에 따른 B. calyc讯orus의 고밀도 배양에서 담수 산 농축 Chlorella를 먹이로 공급하였을 때 다른 5종류(건조 Chlorella, 건조 Spirulina, 건조 Schizochytrium, 빵효모, 유지 효모)의 먹이에 비해 성장이 우수하였다. Hirayama and Nakamura (1976)은 rotifer 대량배양을 위한 먹이로 Chlorella 분말이 효과적이라고 보고하였다.
- 48로 농죽 Chlorella, 건조 Schizochytrium, 유지효모보다 높게 나타났다. 배양 수 내의 NHs-N 변화는 모든 실험 구에서 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였고, 농축 Chlorella, 건조 Chlorella, 건조 Spinilia 공급구는 실험 종료 시 28.8-46.4 ppm으로 높게 나타났으나 건조 Schizochytrium 과 유지효모 공급 구에서는 2.5-6.4 ppm으로 다른 실험 구에 비해 낮게 나타났다.
- 6" IO, 개체/mL로 나타났다. 배양 시간 경과에 따른 배양 수 내의 pH 변화를 보면 유지효모 공급 구를 제외한 나머지 실험 구는 대체적으로 증가하는 경향을 보였고, 건조 SpiruliRa와 건조 Chlorella 공급 구에서 실험 종료 시 8.46-8.48로 농죽 Chlorella, 건조 Schizochytrium, 유지효모보다 높게 나타났다. 배양 수 내의 NHs-N 변화는 모든 실험 구에서 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였고, 농축 Chlorella, 건조 Chlorella, 건조 Spinilia 공급구는 실험 종료 시 28.
- 수온 32 ℃ 에서 0.5 mg, 1.0 mg, 1.5 mg, 2.0 mg을 공급한 실험 구는 남은 먹이량에서 유의적인 차이를 보이지 않았으므로 남은 먹이량이 적고 성장률과 최고밀도도 높은 2.0 mg이 가장 최적의 먹이량으로 판단되지만 배양수 환경 면에서 볼 때 2.0 mg을 공급한 구는 NH3-N의 농도가 41.19 ppm으로 너무 높아 배양의 안정성이 없는 것으로 나타났다. Park et al.
- 여섯 종류의 먹이로 배양된 각 rotifer의 지방산 분석 결과 (Table 1), 담수산 농축 Chlorella로 배양된 rotifer의 18:2n-6과 18:3n-3이 각각 48.8%와 26.8%로 높은 경향을 보였다.
- 6 ppm으로 알려져 있고 Yu and Hirayama (1986)의 연구에서는 rotifer의 급성 독성을 유발하는 NR-N의 반수 치사 농도는 17 ppm이라고 보고하였다. 이 모든 면을 고려할 때 수온 32℃에서의 적정 Chlorella 공급량은 1.5 mg/1,000 rotifer으로 하는 것이 가장 경제적이고 안정적인 공급일 것으로 판단된다.
후속연구
- 5-64 ppm으로 낮게 나타난 것으로 판단된다. 그러나 rotifer의 개 체수가 NH3-N 농도가 낮음에도 불구하고 Chlorella 공급 구보다 낮게 나타난 것으로 보아 다른 증식억제요인이나 rotifer의 먹이에 대한 소화력, rotifer 증식에 필요한 영양소의 결핍에 문제가 더 있을 것으로 생각되고 이에 따른 보충적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 따라서 본 연구에서도 vitamin 를 첨가한 실험 구가 첨가하지 않은 실험구보다 담수산 rotifer의 성장이 높게 나타나 vitamin B12가 담수산 rotifer의 성장에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 vitamin Br의 첨가량에 따라서는 모든 실험 구가 유의적인 차이를 보이지 않았기 때문에 최적 vitamin B12 요구량을 규명하기 위해서 0.75 ppm 이하에서의 보충적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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