초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 건강 신소재
■ 해조류 생리활성 물질의 항염증 효과 및 기전분석, DB 구축 및 표준화
- 다시마 n -헥산과 디클로로메탄 획분의 항염증 효과 분석
- 다시마 n -헥산으로부터 분리된 fucoxanthin의 항염증 활성 및 기전 분석
- 다시마 주정추출물의 표준 크로마토그래프 확립
■ 해조류 생리활성 물질의 항비만 효과 및 기전분석
- 참모자반 주정추출물과 n -헥산 획분의 항비만 활성 및 기전 분석
- C57BL/6 moouse를 이용한 비만 동물

III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 건강 신소재
■ 해조류 생리활성 물질의 항염증 효과 및 기전분석, DB 구축 및 표준화
- 다시마 n -헥산과 디클로로메탄 획분의 항염증 효과 분석
- 다시마 n -헥산으로부터 분리된 fucoxanthin의 항염증 활성 및 기전 분석
- 다시마 주정추출물의 표준 크로마토그래프 확립
■ 해조류 생리활성 물질의 항비만 효과 및 기전분석
- 참모자반 주정추출물과 n -헥산 획분의 항비만 활성 및 기전 분석
- C57BL/6 moouse를 이용한 비만 동물 실험 모델 확립
■ 해조류 생리활성 물질의 항암효과 및 기전분석
- 다시마의 n -헥산 R3 fraction-2를 이용, 암세포에서의 항암 효능 분석
- 항암 효능의 기전 분석을 위한 세포사멸기작(apoptosis) 및 세포주기(cell
cycle) 조절 인자들의 활성도 분석 및 신호전달 과정 규명
■ 해조류 생리활성 물질의 항당뇨효과 및 기전 분석
- 다시마 EtOAc 분획물로부터 당뇨합병증 치료 및 예방물질 분리 및 구조결정과 작용기전 연구
- 메생이 분획물의 항산화/ 당뇨합병증 치료 및 예방물질 분리 및 구조결정
2. 생물학적 전환공정
■ 해조류 성분분별 및 전처리 공정 최적화
- 다시마의 탈알긴산/전처리 통합공정 개발
- 연속공정을 통한 다시마 전처리 최적화
■ 생물친화적 전처리 및 당화효소를 이용한 갈조류 당화 공정 개발
- 다시마 구성성분 중 알긴산의 효소적 완전 당화공정의 수립
- 단당 생성 효소의 클로닝 및 특성 분석으로 통한 최적 반응 조건의 확립
■ 해조류 해조 다당체 분해미생물 유전자원확보
- 전복 내장유래 미생물효소(AlyDW11) 및 감마선조사를 이용한 해조 다당체 저분자화 기술 개발
- 성게 장내 미생물 screening을 통한 해조 다당체 분해 우수 유전자 확보
■ 해조류 분해 부탄올 생산균주 개발 및 부탄올 발효공정의 최적화
- 부탄올생산균주의 해조류 분해효소 및 대사체의 profiling
- 고수율 부탄올생산을 위한 재조합균주개발 (CBP)과 핵심설계기술 도출 : 효소와 대사체 profiling에서 도출된 다양한 유전자 또는 효소들을 분석하고 과발현등을 통해 CBP에 적합한 재조합 균주를 설계
- pervaporation에 의한 부탄올의 분리정제 핵심기술 도출
■ 난발효성 당류 대사형 재조합 미생물 개발
- 해양미생물 유전체 라이브러리 구축
- 난발효성 당류 대사효소 유전자 스크리닝
- 대사유전자 클로닝 및 발현벡터구축
3. 그린에너지 융합공정
■ Next generation sequencing을 활용한 유기산 수율 향상기술
- 미생물 군집을 이용하여 해조류 바이오매스 유기산 생산 수율 향상
- 해조류 이용 고수율 유기산 생산 미생물 군집의 군집구조 분석
■ VFA 생산용 다단계 생물반응기 설계
- 다단계 생물 반응기 설계 및 문제점을 발견하고 해결방안 파악
- Cell growth를 높이기 위한 배지 환경 실험
■ 혐기성 소화공정 이용 VFA 생산기술 개발
- Algenate 분해균주를 이용한 해조류 (다시마, 미역, 모자반, 우뭇가사리, 파래 등)의 전처리 및 VFA 발효 조건 최적화
- 축산폐수를 이용한 VFA 발효배지 조성 최적화
■ VFA 이용 혼합 알코올 생산 화학 촉매 공정 개발
- 유기산으로부터 알코올을 생산하기 위한 고활성 화학 촉매 개발
- 알코올 생산 화학 촉매 공정 최적화
■ 급속 열분해공정 이용 바이오오일 생산기술 개발
- 공정부산물의 바이오오일 생산원료로서의 활용가능성 평가
- 바이오오일 수율 향상을 위한 전처리 공정 최적화
- 바이오오일 생산 및 업그레이딩 기초 연구
4. 통합공정 및 제품개발
■ 공정 통합 및 설계
- 대상: 전처리, 혐기성소화, 수소화공정, 분리공정을 포함한 전체 공정
- 통합공정을 이루는 개별 주요 공정의 에너지 및 물질 수지식 수립
- 공정 모사기를 이용한 개념설계
- 통합공정의 경제성 분석
■ 혐기성 소화에 의한 bench scale 유기산 생성 공정 구축
- 300L 규모의 유기산 생산 연속식 공정 설계 및 구축
- 유기산 생산 연속식 공정 시운전 및 문제점 조사 및 해결
■ 해조류 유래 유용물질의 추출/분리/회수를 위한 환경 친화적 공정 최적화
- 친환경 무오염 용매인 아임계수를 이용한 회분식 가수분해 공정 최적화
- 아임계수 가수분해 공정에 대한 해조류 유용물질 추출/분리/회수율 확인
■ 해조류 추출물 (바이오 소재) 기능성 확인 및 산업적 응용 모색
- 기능성 물질 동정 및 그 기능성 확인
- 다시마 유래 유용물질 산업적 응용 검토
■ 해조류 부산물을 이용한 바이오복합재료 개발
- 해조류 부산물의 종류별, 화학 전처리별 특성분석
- 해조류 부산물의 종류별, 화학 전처리별 바이오복합재료 제조 및 특성분석
- 해조류 부산물을 이용한 시트형 바이오복합재료 제조

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 4
• 요약문 ... 8
• 목차 ... 20
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 제 1 절 연구의 목적 및 필요성 ... 24
• 제 2 절 기술의 종류 및 범위 ... 32
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 76
• 제 1 절 건강 신소재 ... 78
• 제 2 절 생물학적 전환공정 ... 86
• 제 3 절 그린에너지 융합공정 ... 90
• 제 4 절 통합공정 및 제품개발 ... 92
• 제 3 장 건강 신소재 개발 ... 98
• 제 1 절 해조류 생리활성 물질의 함염증, 항치매, 항비만효과 및 기전 분석, DB 구축 및 표준화 ... 100
• 제 2 절 해조류 생리활성 물질의 항암효과 및 기전 분석 ... 140
• 제 3 절 해조류 생리활성 물질의 항당뇨효과 및 기전 분석 ... 150
• 제 4 장 생물학적 전환공정 개발 ... 162
• 제 1 절 해조류 성분분별 및 전처리 공정 최적화 ... 164
• 제 2 절 생물친화적 전처리 및 당화효소를 이용한 갈조류 당화 공정 개발 ... 182
• 제 3 절 해조류 해조 다당체 분해미생물 유전자원확보 ... 188
• 제 4 절 해조류분해 부탄올 생산균주 개발 및 부탄올 발효공정의 최적화 ... 202
• 제 5 절 난발효성 당류 대사형 재조합 미생물 개발 ... 208
• 제 5 장 그린에너지 융합공정 ... 230
• 제 1 절 Next generation sequencing을 활용한 유기산 수율 향상기술 ... 232
• 제 2 절 VFA 생산용 다단계 생물반응기 설계 ... 242
• 제 3 절 혐기성 소화공정 이용 VFA 생산기술 개발 ... 260
• 제 4 절 해조류 바이오매스 유래 혼합유기산으로부터 혼합 알코올 생산하는 화학촉매 공정 개발 ... 272
• 제 5 절 급속 열분해공정 이용 바이오오일 생산기술 개발 ... 284
• 제 6 장 통합공정 및 제품 개발 ... 298
• 제 1 절 해조류의 활용을 위한 통합공정 최적설계 ... 300
• 제 2 절 해조류 유용물질 분리 및 회수 공정 개발 ... 310
• 제 3 절 해조류 유용물질 분리 및 회수 공정 개발 ... 326
• 제 4 절 해조류 부산물을 이용한 바이오복합재료 개발 ... 342
• 제 7 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 366
• 제 1 절 연구개발 목표 및 내용 요약 ... 368
• 제 2 절 기술 구성 및 연계도 ... 378
• 제 3 절 향후 계획 ... 380
• 제 8 장 참고문헌 ... 384
• 부록 ... 398
• A. 추진경과 일정표 ... 400
• B. 심포지엄 개최 결과 요약 ... 402
• C. 최종보고회 결과 요약 ... 404
• D. 연구성과 ... 406
• E. 홍보실적 ... 417