초록 ▼

광합성 미생물로서 cyanobacteria를 포함한 미세조류 500여 strains 분리 및 계대보존하고 있으며, Web site에 등재하여 활용성을 극대화
${\circled}$Spirulina sp.의 우량 균주를 확보하였으며, 다양한 환경조건, 영양조건에서 생장률 및 생물량의 변화를 조사하여 생산성($CO_{2}$ 고정화 효율) 향상(Spirulina sp. 1.14 g dw/L/일, 0.4 kg $CO_{2}$/일-200-L 광생물반응기)
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광합성 미생물로서 cyanobacteria를 포함한 미세조류 500여 strains 분리 및 계대보존하고 있으며, Web site에 등재하여 활용성을 극대화
${\circled}$Spirulina sp.의 우량 균주를 확보하였으며, 다양한 환경조건, 영양조건에서 생장률 및 생물량의 변화를 조사하여 생산성($CO_{2}$ 고정화 효율) 향상(Spirulina sp. 1.14 g dw/L/일, 0.4 kg $CO_{2}$/일-200-L 광생물반응기)
${\circled}$$CO_{2}$ 0.01-1%의 범위에서 Spirulina sp.는 0.07% $CO_{2}$에서 생장률과 biomass 생산량이 가장 높았으며, 200-L 광생물반응기 운전의 최적화 조건 정립
${\circled}$Cyanobacteria의 부유특성을 이용한 수확법을 개발하여 Spirulina sp. 대량배양시 수확의 편리성, 경제성 확보
${\circled}$Cyanobacteria를 대상으로 인-제한, 인-충분 등의 조건에서 배양하여 600여 추출물 은행을 구축하였고, 항암물질 탐색계로 VHR DS-PTPase 활성 측정, 항생물질 탐색계로 13종의 병원성 세균 검출시스템 및 paper disk법을 구축하고, 항당뇨물질을 추가
${\circled}$생리활성(항암, 항당뇨, 항생 활성)을 갖는 30여 cyanobacteria를 1차로 선정하여 NMR 구조분석을 실시하고 2단계 탐색후보물질을 선정
${\circled}$사료첨가제 후보로 선정된 cyanobacteria의 조성 조사, 영양가치 평가, 어류독성 시험, 돈사료 및 새우사료에 첨가하여 효능을 조사하고, 실제로 돈축사 및 새우양식장에서 현장실험 수행
${\circled}$“*스피루리나를 이용한 이산화탄소 고정화 및 기능성 사료첨가제 제조”기술을 참여기업인 (주)프로바이오닉에 기술이전(2005. 1. 4.)

Abstract ▼

1. Establishment of collection, isolation and maintenance technologies of microalgae including cyanobacteria
2. Study on ecophysiological characteristics of cyanobacteria
- Growth and carbon fixation of cyanobacterium Spirulina platensis with different nitrogen sources
- Effect of $CO_

1. Establishment of collection, isolation and maintenance technologies of microalgae including cyanobacteria
2. Study on ecophysiological characteristics of cyanobacteria
- Growth and carbon fixation of cyanobacterium Spirulina platensis with different nitrogen sources
- Effect of $CO_{2}$ concentration on growth and photosynthesis of Spirulina platensis
- Strain improvement and efficiency enhancement of $CO_{2}$ fixation
3. Study on the mass cultivation process of cyanobacteria
- Design and manufacture of the photobioreactor
- Optimization and model system construction of mass cultivation
- Study on composition of the medium components for culture optimization
- Development of harvesting method of cyanobacteria
4. Selection of high-value biomaterials from cyanobacteria
- Construction of microalgal extract bank for screening of bioactive materials
- Construction of screening system of bioactive materials
- Candidate selection of potential bioactive materials
- Structure identification of bioactive materials
- In vivo and in vitro bioactivity assay of bioactive materials
5. An actual proof of bioactive materials production
- Test of feed suitability of cyanobacterial biomass
- Feed additives for shrimp culture
- Feed additives for swine rearing

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 16
• CONTENTS ... 24
• 목차 ... 28
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 32
• 제1절 연구개발의 목적 ... 32
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 32
• 1. 기술적 측면 ... 32
• 2. 경제？%산업적 측면 ... 32
• 3. 사회？.문화적 측면 ... 33
• 제3절 연구개발의 범위 ... 33
• 1. Cyanobacteria의 수집, 분리 및 보존기술 확립 ... 33
• 2. Cyanobacteria의 생리？%생태적 특성 연구 ... 33
• 3. Cyanobacteria의 대량배양 공정 연구 ... 33
• 4. Cyanobacteria로부터 고부가 유용물질 탐색 및 선정 ... 33
• 5. 유용물질 생산의 실증화 ... 34
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 36
• 제1절 국외의 기술개발 현황 ... 36
• 제2절 국내의 기술개발 현황 ... 37
• 1. 국내의 기술개발 현황 ... 37
• 2. 국내.외 기술수준 비교 ... 38
• 3. 현기술상태의 취약성 및 전망 ... 40
• 4. 미세조류 및 cyanobacteria로부터 유용물질의 국내？.외 시장규모 ... 40
• 제3절 국내외 관련특허 동향 ... 41
• 제4절 Cyanobacteria 및 미세조류에 대한 최근의 연구 동향 ... 45
• 1. 미세조류의 탐색 및 개량 ... 45
• 2. Cyanobacteria 중 사상형(filamentous type)인 Spirulina의 대량 배 ... 45
• 3. CO2의 생물학적 고정화 시스템 ... 46
• 4. 광합성 미생물 광반응기 및 배양공정의 개발 ... 46
• 5. Cyanobacteria로부터 유용물질 생산 ... 47
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 50
• 제1절 Cyanobacteria의 수집, 분리 및 보존 기술 확립 ... 50
• 1. 서론 ... 50
• 2. 분리용 미세조류의 채집 ... 58
• 3. 미세조류의 배지 ... 59
• 4. 분리조작 ... 61
• 5. 남조류의 무균분리 ... 61
• 6. 미세조류의 보존 ... 63
• 7. 균주확보 ... 64
• 제2절 Cyanobacteria의 생리？%생태적 특성 연구 ... 69
• 1. 미세조류의 성장과 광합성에 대한 N source의 영향 ... 69
• 가. 서론 ... 69
• 나. 재료 및 방법 ... 69
• 다. 결과 및 고찰 ... 69
• 2. 미세조류의 성장과 광합성에 대한 CO2의 영향 ... 74
• 가. 서론 ... 74
• 나. 재료 및 방법 ... 74
• 다. 결과 및 고찰 ... 75
• 3. Cyanobacteria의 균주개량 및 고정화 효율 증대 ... 80
• 가. 균주개량 ... 80
• 나. CO2 고정화 효율 증대 ... 84
• 제3절 Cyanobacteria의 대량배양 공정 연구 ... 85
• 1. 광생물반응기 설계 및 제작 ... 85
• 2. Cyanobacteria의 배양공정의 최적화 및 모델 시스템 정립을 위한 배양공정 연구 ... 88
• 3. 배양의 최적화를 위한 배지 조성물 연구 ... 91
• 가. 서론 ... 91
• 나. 재료 및 방법 ... 93
• 다. 결과 및 고찰 ... 94
• 4. Cyanobacteria 대량배양의 실증화 ... 103
• 5. Cyanobacteria의 수확공정 ... 103
• 가. 서론 ... 103
• 나. 재료 및 방법 ... 103
• 다. 결과 및 고찰 ... 104
• 제4절 고부가 유용물질 탐색 및 선정 ... 110
• 1. 서론 ... 110
• 2. 유용물질 탐색을 위한 미세조류 추출물 은행 구축 ... 112
• 가. 조류의 분리 ... 112
• 나. 대상 조류의 배양 ... 112
• 다. 생리활성물질 추출 ... 114
• 라. 결과 ... 114
• 3. 생리활성 물질 탐색계 구축 ... 114
• 가. 항암 및 항당뇨 물질 탐색계 ... 114
• 나. 항생 물질 탐색계 ... 118
• 4. 생리활성 후보물질 선정 ... 118
• 가. 항암, 항당뇨 및 항생 활성 ... 118
• 나. 배지 조건별 생리활성 ... 122
• 5. 생리활성 물질의 구조 결정 ... 135
• 가. 미세조류의 대량 배양 및 추출 ... 135
• 나. 구조동정 미세조류 추출물의 선정 ... 135
• 다. 생리활성물질의 구조 결정 ... 135
• 6. 유용물질의 in vivo, in vitro 생물활성 검정 ... 140
• 제5절 유용물질 생산의 실증화 ... 144
• 1. Cyanobacteria biomass의 사료 적합성 시험 ... 144
• 2. 돈 사료첨가제 ... 144
• 3. 새우 사료첨가제 ... 146
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 156
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 158
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 160
• 제7장 참고문헌 ... 162
• 연구결과 활용계획서 ... 168
• 첨부 1. 연구결과 활용계획서 ... 170
• 첨부 2. 기술 요약서 ... 176