초록 ▼

산업화에 맞는 균주의 생산성 향상 연구
$\triangleright$ 반응기에서의 astaxanthin 고농도 축적방법의 개발
$\triangleright$ 고농도 astaxanthin 축적을 위한 점멸광을 이용
$\triangleright$ 세포내 astaxanthin의 고농도 축적을 경제적인 측면에서의 연구
Pilot규모 신생물공정 실용화
$\triangleright$ Scale up 공정에서의 광생물 반응기의 운전조건 확립

산업화에 맞는 균주의 생산성 향상 연구
$\triangleright$ 반응기에서의 astaxanthin 고농도 축적방법의 개발
$\triangleright$ 고농도 astaxanthin 축적을 위한 점멸광을 이용
$\triangleright$ 세포내 astaxanthin의 고농도 축적을 경제적인 측면에서의 연구
Pilot규모 신생물공정 실용화
$\triangleright$ Scale up 공정에서의 광생물 반응기의 운전조건 확립
$\triangleright$ 세포순환 광생물반응기를 설계 및 운전
$\triangleright$ Pilot 규모의 생물공정을 위한 광생물반응기(200 L)을 운전 조건 확립
Astaxanthin의 시제품 생산 및 상품화
$\triangleright$ 수분산성 아스타산친 분말 제품개발
$\triangleright$ Astaxanthin을 함유하는 화장품 개발
$\triangleright$ Astaxanthin을 함유 패치 제품 개발

Abstract ▼

Microalgae comprise a vast group of photosynthetic, heterotrophic organisms which have an extraordinary potential for cultivation as energy crops. They can be cultivated under difficult agro-climatic conditions and are able to produce a wide range of commercially interesting byproducts such as polyu

Microalgae comprise a vast group of photosynthetic, heterotrophic organisms which have an extraordinary potential for cultivation as energy crops. They can be cultivated under difficult agro-climatic conditions and are able to produce a wide range of commercially interesting byproducts such as polyunsaturated fatty acids, oils, polysaccharides, vitamins and functional bioactive compounds. Some microalgaes can be quite rich in astaxanthin (3,3'-dihydroxy-β,β-carotene-4,4‘dione). Ubiquitous microalgae, Haematococcus pluvialis is believe to be the organism, which can accumulate the highest levels of astaxanthin in nature. Recently Haematococcus pluvialis is widely studied as one of the best sources of astaxanthin, a ketocarotenoid pigment with potential effects of cancer prevention, enhancer of immune response, pro-vitamin A activity, protection against UV light effects and a free radial quencher. Some of these unique properties have also been found to be effective in mammals(Jyonouchi et al., 1994, Tanaka et al ., 1995, Tso, M.O.M et al ., 1996) and open very promising possibilities for nutraceutical and pharmaceutical applications of astaxanthin in humans.
The main focus of this year was on the development of pilot scale in order to accomplish high concentration of Haematococcus pluvialis and high accumulation of the astaxanthin, and in order to accomplish high growth rate and high yield of astaxanthin production.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종(단계)보고서 ... 3
• 요약문 ... 4
• Summary ... 8
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 제1장 연구과제의 개요 ... 18
• 제1절 연구 배경 및 필요성 ... 18
• 제2절 당해연도 연구방향 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제1절 국내외 현황 ... 21
• 제2절 Astaxanthin의 생산 기술 ... 23
• 제3절 Astaxanthin의 상업적 이용성 ... 25
• 제4절 전망 ... 27
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 29
• 제1절 산업화에 맞는 균주의 생산성 향상 연구 ... 29
• 1. 반응기내에서 고농도 astaxanthin축적을 휘한 최적조건 ... 29
• 1.1. Astaxanthin 축적을 위한 최적 qe 값 결정 ... 29
• 가. 고농도 astaxanthin 생산을 위한 광생물반응기내 균체 당 흡수광량(qe) ... 30
• 나. 고농도 astaxanthin 생산을 위한 광생물반응기내 균체면적 당 흡수광량(qe) ... 33
• 다. 고농도 astaxanthin 생산을 위한 광생물반응기내 생체중량 당 흡수광량(qe) ... 35
• 라. 고농도 astaxanthin 생산을 위한 광생물반응기내 세가지 qe 타입의 선택 ... 37
• 2. 고농도 astaxanthin 축적을 위한 점멸광을 이용 ... 39
• 3. 세포내 astaxanthin의 고농도 축적을 경제적인 측면에서의 연구 ... 44
• 3.1. Spent - medium의 멸균법 선택 ... 45
• 3.2. 세포 성장을 위한 초기 nitrate 양 ... 46
• 3.3. 저광도와 고광도에서의 astaxanthin 의 생산 ... 50
• 4. 요약 ... 51
• 제2절 Pilot 규모의 신생물공정 실용화 ... 55
• 1. Pilot 규모 광생물 반응기내 고농도 세포성장에 대한 최적 운전조건 확립 ... 55
• 1.1. scale-up 공정에서의 광생물반응기에 lumostat 배양기법의 도입 ... 55
• 1.1.1. scale-up 공정에서 루모스탯 배양방법을 이용하여 다양한 크기의 광생물반응기에서의 세포 성장 비교 ... 55
• 1.1.2. Scale-up 공정에서 일정한 빛을 공급해준 루모스탯 배양방법을 이용하여 세포 성장 비교 ... 57
• 2. 세포 순환 광생물반응기를 이용한 astaxanthin의 경제적 유도 ... 58
• 2.1 세포순환 광생물반응기의 설계 및 운전 ... 58
• 2.2 세포 순환 광생물반응기의 효율성 증대와 생산성 향상 ... 60
• 3. 다중광생물 반응기의 200 L scale-up ... 63
• 4. 요약 ... 66
• 제3절 Astaxanthin의 시제품 생산 및 상품화 ... 67
• 1. 수분산성 아스타산친 분말 제품개발 ... 67
• 1.1. 수분산성 아스타산친 분말의 제조 ... 67
• 1.2. 37℃ incubator, UV 하에서의 안정성 ... 68
• 2. 수분산성 astaxanthin 분말을 이용한 화장품 및 식품 개발 ... 72
• 2.1. Astaxanthin을 함유하는 화장품 개발 ... 72
• 2.1.1. Astaxanthin 농도별 제조 ... 72
• 2.1.2. Astaxanthin 농도별 제형의 경시안정성 ... 73
• 2.1.3. Astaxanthin 농도별 제형의 사용 편리성 평가 ... 74
• 2.1.4. Astaxanthin 농도별 제형의 수분보유능 측정 ... 74
• 2.1.5. Astaxanthin 함유 화장품 5종 개발 ... 75
• 2.2. Astaxanthin을 함유 패치 제품 개발 ... 77
• 2.2.1. Astaxanthin 함유 아이패치 개발 ... 77
• 2.2.2. Astaxanthin 함유 부분패치 개발 ... 79
• 2.3. Astaxanthin을 함유 정제 개발 ... 81
• 3. 요약 ... 83
• 제5절 본 연구의 결과 요약 ... 85
• 제4장 연구목표 달성도 및 대외 기여도 ... 89
• 제1절 연구 개발 목표 달성도 ... 89
• 제2절 대외 기여도 ... 94
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 98
• 제6장 참고문헌 ... 99