초록 ▼

○ 연구결과
1. 해수물벼룩 종의 선정
염분적응력 및 성장속도 등을 고려할 때 D.celebensis가 대량배양을 위한 최적종으로 결정되었다. 이를 배양하기 위한 먹이로서는 성장도 측면에서는 Tetraselmissuecica가 가장 우수하였지만, 이 종은 산업적으로 시판이 되고 있지 않기 때문에 차선의 성장도를 나타낸 Nannochloropsis oculata(해수산클로렐라)와 Chlorellavulgaris(담수산클로렐라)를 대량배양용 먹이로 결정하였다.
2. Lab-Scale에서의 고밀도 해수물벼룩 배양 실험<

○ 연구결과
1. 해수물벼룩 종의 선정
염분적응력 및 성장속도 등을 고려할 때 D.celebensis가 대량배양을 위한 최적종으로 결정되었다. 이를 배양하기 위한 먹이로서는 성장도 측면에서는 Tetraselmissuecica가 가장 우수하였지만, 이 종은 산업적으로 시판이 되고 있지 않기 때문에 차선의 성장도를 나타낸 Nannochloropsis oculata(해수산클로렐라)와 Chlorellavulgaris(담수산클로렐라)를 대량배양용 먹이로 결정하였다.
2. Lab-Scale에서의 고밀도 해수물벼룩 배양 실험
담수chlorella+해수chlorella+ PSB+신규미생물(Strain 1-14)을 복합적으로 사용했을 때 초기 8.7 ind./mL로 시작하여 10일 후에는 124ind./mL을 기록하였다. 이 때의 생체 중량은 초기 3.0g/10L에서 42.3g/10L으로 성장하였다.
3. Pilot-Scale(1,000L)에서의 고밀도 배양 실험
1000L 수조에서 배양한 결과는 초기 접종량 780g(개체수 밀도 22±1.2ind./mL)을 접종하여 7일째에 수확했을 때는 3,540g이었다. 이는 개체밀도 104개체/mL에 해당되는 고밀도이고, 과제 목표량의 100개체/mL를 초과한다. 배양방식은 회분배양(Batch culture)으로서 7일 동안 환수를 하지않고 수질이 지속적으로 유지되는 점으로 보아 신규 유용미생물(Strain 1-14)의 수질유지 능력이 매우 우수하였다.
4. 1톤 규모에서의 연속대량배양 시스템의 최적화
연속대량배양 결과는 회분과 동일한 초기 접종량 780g(개체수 밀도 22± 1.2ind./mL)을 접종하여 연속식 배양시스템에서 지속적으로 배양한 일자는 21일까지 유지하였다.
5. 물벼룩 연속대량배양 시스템과 어류사육조의 통합시스템화
물벼룩 연속대량배양 시스템과 어류사육조를 시스템화 함으로서 별도의 먹이를 공급해 주어야 하는 과정이 없이 물벼룩 배양조에서 자동으로 어류사육조와 통합하여 연속 공급이 가능하였다.
6. 20톤 규모에서의 연속대량배양 시스템의 최적화
20톤 규모에서 연속식대량배양 시스템을 이용한 물벼룩 생산 결과는 초기 접종 후 시스템내에 일정 밀도에 도달하였을때 이후 수확을 시작하여 10kg의 물벼룩을 매일 채집하였다.
7. 양식종묘의 알테미아 대체 실험
해수산 물벼룩을 급이한 자주복, 돌돔, 참돔, 쥐치 그리고 갑각류는 성장도와 생존율 측면에서 알테미아구보다 월등히 우수한 결과를 얻어 알테미아 대체 가능성이 아주 높은 것으로 나타났다.
8. 해수물벼룩의 지질생화학적 영양분석
배양기간에 따른 물벼룩의 지방산의 가장 큰 변화는 20:5n-3(EPA)의 변화이다. 물벼룩의 최초 EPA함량은 9.8% 였지만 1주일 배양한 후에 20.5%로 증가되었으며, 2주일, 3주일 배양함에 따라 각각 27.6%와 28.8%로 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 먹이로 공급되는 해수산 클로렐라의 경우 EPA가 다량 함유되어 있어 배양기간이 길어짐에 따라 물벼룩 체내에 축적되는 것으로 나타났다.
9. 미생물에 의한 수질환경의 최적화
물벼룩을 대량으로 배양하는 경우에는 광합성세균의 양도 많은 양이 필요하게 되므로 물벼룩 생산 원가 저감의 일환으로 값비싼 포도당(glucose)을 사용하지 않고 무기배지를 사용하는 방법을 연구하여 탄소원으로서 호박산을 사용하여 광합성 세균을 성장시키는 특성화된 배지를 사용함으로서 이를 해결하였다.
10. 현장실증실험
돌돔, 참돔을 대상으로 한 현장 실증 실험 결과는 알테미아를 급이하였을 경우 보다 물벼룩을 급이하였을 때 성장이 월등히 우수하였다.

Abstract ▼

Ⅳ. Research and Development results
1. Selection of seawater daphnia
Taking account of the adaptability to salinity and growth rate, we selected D. celebensis as the best species for mass culture. As for its feed, Tetraselmis suecica was the best, yet not on the market. Thus we decided Nannoch

Ⅳ. Research and Development results
1. Selection of seawater daphnia
Taking account of the adaptability to salinity and growth rate, we selected D. celebensis as the best species for mass culture. As for its feed, Tetraselmis suecica was the best, yet not on the market. Thus we decided Nannochloropsis oculata(marine Chlorella) and Chlorella vulgaris(freshwater concentrated Chlorella) variation those represent the second-fastest growing as the feeds for mass culture.
2. Lab- Scale high-density seawater daphnia culture experiment
When freshwater chlorella + seawater chlorella + PSB + new microorganism (Strain 1-14) were used,8.7ind ./ ML was recoded at the beginning and 124 ind ./ ML was recorded after 10days. At this time, live weight has grown from initial 3.0g/10L at the beginning to 42.3 g/10L.
3. Pilot-Scale(1,000 L) high-density culture experiments
Our team has cultured daphnia in a 1000 L tank. The results showed the yield was 3,540g 7 days after the initial innoculation of 780gr (population density 22 ± 1.2 ind ./mL), equivalent to population density of 104 ind ./mL, thus exceeding the target volume of 100 ind ./mL. We used batch culture. The water quality has been maintained for 7days without water change, indicating new microorganism (Strain 1-14) had excellent water quality maintenance ability.
4. Optimization of 1T-scale continuous mass culture system
The results of continuous mass culture was the same as the batch culture. Initial innoculation was 780g(population density of 22 ± 1.2 ind ./ ML) and culture period of continuous culture system was maintained for 21 days.
5. System integration between continuous mass culture of daphnia and seed production tank
System integration between continuous mass culture of daphnia and fish farming tank obviated the need of additional feeding process. Thus the integration between daphnia culture tank and fish farming tank was automatically accomplished, enabling continuous feeding.
6. Optimization of 20T-scale continuous mass culture system
As a result of daphnia production using 20T-scale continuous mass culture system, the harvest, 10kg every day, has started when the specific level of density was reached in the systemafterinitialinnoculation.
7. Experiment on artemia substitution through fish larvae
Parrot fish, snapper, red seabream, filefish and shrimp fed with seawater daphnia showed far superior results to artemia group in the aspect of growth rate and survival rate, indicating the high likelihood of substituting for artemia.
8. Nutritional analysis of seawater daphnia in the aspect of lipid biochemical properties
The biggest change in daphnia fatty acid was 20:5n-3(EPA). Daphnia’s initial
EPA content was 9.8%, but it increased to 20.5%, 27.6% and 28.8% after 1 week, week and 3 weeks respectively, indicating seawater chlorella accumulates in daphnia as culture increases because of the large amount of EPA content in seawater chlorella.
9. Optimization of water quality by microorganisms
A large amount of photosynthetic bacteria is required for mass culture of daphnia. Thus we researched how to use inorganic medium instead of expensive glucose in an effort to save the production cost of daphnia. Our team used specialized culture medium using succinic acids for growing photosynthetic bacteria.
10. Field demonstration experiment
Field demonstration experiment with parrot fish and red sea bream was conducted. The results showed daphnia induced excellent growth compared to artemia

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• 목 차 ... 16
• List of Tables ... 22
• List of Figure ... 24
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 27
• 제1절 연구개발의 목적 ... 27
• 1. 기술개발의 필요성 ... 27
• 2. 알테미아 시장 현황 ... 28
• 3. 산업적 측면 ... 29
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 제1절 관련기술의 국내외현황 및 문제점 ... 30
• 1. 국내의 경우 ... 30
• 2. 국외의 경우 ... 31
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제1절 해수물벼룩 종의 선정 ... 32
• 1. 해수산 지각류의 채집 ... 32
• 2. 해수산 지각류 내구란의 채집 ... 32
• 3. 해수산 지각류 및 기수유래 해수산 지각류의 배양환경 규명 ... 33
• 4. 해수산 지각류 종의 선정 ... 36
• 제2절 Lab-Scale에서의 고밀도 해수물벼룩 배양 실험 ... 41
• 1. Lab-Scale에서의 고밀도 해수물벼룩 배양 실험 방법 ... 42
• 1) 제1실험:기존의 유용 미생물의 효과 검증 ... 42
• 2) 제2실험:계분추출물의 첨가효과 검증 ... 43
• 3) 제3실험:신규 유용 미생물의 효과 검증 ... 45
• 4) 제4실험:이들 균주간의 시너지 효과 검증 ... 51
• 2. Lab-Scale에서의 고밀도 해수물벼룩 배양 실험 결과 ... 53
• 1) 제1실험:기존의 유용 미생물의 효과 검증 ... 53
• 2) 제2실험:계분추출물의 첨가효과 검증 ... 54
• 3) 제3실험:신규 유용 미생물의 효과 검증 ... 56
• 4) 제4실험:이들 균주간의 시너지 효과 검증 ... 56
• 5) 제5실험:수질환경 요인의 최적화 ... 59
• 제3절 Pilot-Scale(1,000L)에서의 고밀도 회분배양 실험 ... 61
• 1. Pilot-Scale(1,000L)에서의 고밀도 배양 최적화 방법 ... 61
• 1) 배양장치 및 배양조건 ... 61
• 2) 먹이 및 공급방법 ... 61
• 2. Pilot-Scale(1,000L)에서의 고밀도 회분배양 최적화 결과 ... 65
• 3. 수류기의 사용 효과 ... 67
• 1) 수류기의 장치 ... 67
• 2) 수류기의 장치 효과 ... 67
• 4. 물벼룩 자동계수기의 개발 ... 67
• 1) 물벼룩 자동계수기의 개발 필요성 ... 67
• 제4절 1톤 규모에서의 연속대량배양 시스템의 최적화 ... 70
• 1. 산업화에 있어서 회분배양의 문제점 ... 70
• 2. 배양시스템 전환시의 문제점 ... 70
• 3. 연속식 배양 시스템에서 주요 환경 요소들의 최적화 ... 71
• 1) 최적 순환율 ... 71
• 2) 활성조와 배양조의 최적 비율 ... 75
• 3) 암모니아 저감 방법 ... 77
• 4) 통기량으로 인한 빠른 유속의 최적화 ... 80
• 5) 액체산소와 공기 혼합의 최적화 ... 80
• 6) 급이량의 결정(급이량의 정량화) ... 80
• 7) 찌꺼기와 물벼룩 분리의 최적화 ... 81
• 8) 포말분리기의 최적화 ... 84
• 4. 최적화한 상태에서의 연속대량배양 ... 88
• 1) 배양장치 ... 88
• 2) 배양조건 ... 88
• 3) 먹이 및 공급방법 ... 88
• 4) 연속대량배양 결과 ... 92
• 5) 연속대량배양에 대한 고찰 ... 92
• 제5절 물벼룩 연속대량배양 시스템과 어류사육조의 통합 시스템화 ... 95
• 1. 물벼룩 연속대량배양 시스템과 어류사육조의 통합시스템화 방법 ... 95
• 2. 물벼룩 연속대량배양 시스템과 어류사육조의 통합시스템화 결과 ... 95
• 제6절 20톤 규모에서의 연속대량배양 시스템의 최적화 ... 99
• 1. 현장규모(20톤)에서의 고밀도 배양 최적화 방법 ... 99
• 2. 현장규모(20톤)에서의 고밀도 배양 결과 ... 99
• 제7절 양식종묘의 알테미아 대체실험 ... 106
• 1. 자주복치어의 사육 ... 106
• 1) 자주복 사육장치 ... 106
• 2) D.celebensis의 배양 ... 106
• 3) 알테미아의 부화 및 영양강화 ... 106
• 4) 자복치어의 사육결과 ... 108
• 5) 자주복치어의 사육결론 ... 108
• 2. 참돔치어의 알테미아 대체 실험 ... 111
• 1) 참돔의 사육 ... 111
• 2) 참돔 사육결과 ... 112
• 3) 참돔의 사육결론 ... 112
• 3. 돌돔치어의 알테미아 대체 실험 ... 115
• 1) 돌돔치어의 사육 ... 115
• 2) 돌돔 사육결과 ... 115
• 3) 돌돔의 사육결론 ... 116
• 4. 조피볼락의 알테미아 대체 실험 ... 119
• 1) 조피볼락의 사육 ... 119
• 2) 조피볼락 사육결과 ... 119
• 5. 갑각류의 알테미아 대체 실험 ... 120
• 1) 참게의 사육 ... 120
• 6. 외국산 물벼룩 종에 대한 추가실험 ... 123
• 1) 중국 산동성 청풍호의 물벼룩 ... 123
• 2) 필리핀 마닐라 라구나호의 기수 물벼룩 ... 123
• 3) 중국 내륙염호의 물벼룩 ... 124
• 제8절 해수물벼룩의 지질생화학적 영양분석 ... 127
• 1. 활물벼룩의 영양가분석 ... 127
• 1) 배양기간에 따른 물벼룩 지방산 변화 ... 127
• 2) 배양기간에 따른 물벼룩 지방산 분석 결과 ... 127
• 2. 냉동보관에 따른 물벼룩의 영양가분석 ... 129
• 1) 냉동보관 방법 ... 129
• 2) 냉동보관 기간에 따른 물벼룩 지방산 분석 결과 ... 129
• 3. 어종별 급이에 따른 영양가 분석 ... 132
• 1) 자주복어의 지방산 분석결과 ... 132
• 2) 자주복치어의 영양학적 결론 ... 132
• 2. 참돔치어의 알테미아 대체 실험 ... 136
• 1) 참돔치어의 지질영양분석 결과 ... 136
• 2) 참돔치어의 영양학적 결론 ... 136
• 4. 최적 영양강화의 결정 ... 138
• 1) 최적 영양강화의 목적 ... 138
• 2) 최적 영양강화의 방법 ... 138
• 3) 최적 영양강화의 방향 ... 138
• 제9절 미생물에 의한 수질환경의 최적화 ... 140
• 1. 광합성세균(PSB)의 현장화 및 상용화 시도 ... 140
• 1) 광합성세균의 종균 확보 ... 140
• 2) 광합성세균의 상용화 시도 ... 142
• 3) scaleup해서 상용화 시도 ... 143
• 2. Boseaminatitlanensis GNU-112의 분리 동정 ... 144
• 1) 신규미생물의 분리 ... 144
• 2) 신규미생물의 분석 ... 146
• 3) 신규미생물의 유전자 기탁 및 특허신청 ... 146
• 3. Bacillusfirmus GNU-222의 분리 동정 ... 149
• 1) Bacillusfirmus GNU-222의 분리 ... 149
• 2) Bacillusfirmus GNU-222의 분석 ... 149
• 3) Bacillusfirmus GNU-222의 유전자 기탁 및 특허신청 ... 149
• 제10절 현장실증실험 ... 153
• 1. 현장 적용 방법의 결정 ... 153
• 2. 냉동 물벼룩에 의한 현장실증 방법 ... 153
• 3. 냉동 물벼룩에 의한 현장실증 결과 ... 153
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 157
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 158
• 제1절 연구개발 성과 ... 158
• 제2절 연구개발 성과활용계획 ... 159
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 160
• 제 7 장 참고문헌 ... 161
• 연구개발보고서 초록 ... 166
• 끝페이지 ... 169