초록 ▼

○ 해양미세조류 Arthrospira platensis (스피룰리나)를 대상으로 해양심층수 농축미네랄을 활용한 베타카로틴 미세조류 생산 기술 개발 연구를 수행한 결과
- 스피룰리나 최적 생산조건은 광량은 200 μmol/㎡/s, 온도 30 ± 2℃, 염분 20 psu, pH 10으로 확인되었음
- 스피룰리나의 pilot scale에서의 대량배양을 통해 최대 1.3g/L의 생산수율을 확인하였으며, 연간 2.5 ton의 원료생산 시스템을 구축함
- 스피룰리나의 β-carotene은 331 mg/100g으로 분석되어 타사

○ 해양미세조류 Arthrospira platensis (스피룰리나)를 대상으로 해양심층수 농축미네랄을 활용한 베타카로틴 미세조류 생산 기술 개발 연구를 수행한 결과
- 스피룰리나 최적 생산조건은 광량은 200 μmol/㎡/s, 온도 30 ± 2℃, 염분 20 psu, pH 10으로 확인되었음
- 스피룰리나의 pilot scale에서의 대량배양을 통해 최대 1.3g/L의 생산수율을 확인하였으며, 연간 2.5 ton의 원료생산 시스템을 구축함
- 스피룰리나의 β-carotene은 331 mg/100g으로 분석되어 타사스피룰리나와 클로렐라 보다 약 2~5배 높은 것으로 나타나 기능성 식품소재로 활용가치가 매우 높을 것으로 판단됨
- 미네랄농축수 2 mg/mL 조건에서 대조군에 비해 항산화 활성 약 56% 향상됨
- 새우 사양실험 결과, 0.1% 스피룰리나 사료첨가 시 증체율 26.4% 증가, 생존율 6.6% 증가, 질병저항성 23.4% 증가함
- 실험동물에 대한 단회투여 독성평가 결과, 스피룰리나 시료 2,000 mg/kg에도 무독성으로 평가됨
- 스피룰리나 원료의 중금속과 대장균군 분석 결과, 기준치 이하로 안전한 것으로 평가됨
- 이상의 연구결과, 양어양식을 대상으로 항산화 기능의 먹이생물 소재로 활용 가능함

(출처 : 요약서 4p)

Abstract ▼

■ Purpose & Contents
[Purpose]
❍ The purpose of this research is for produce high added value microalgae that using the abundant minerals in deep seawater, 1) to developing the high density culture technology on microalgae containing be a large amount and high value-added useful product such a

■ Purpose & Contents
[Purpose]
❍ The purpose of this research is for produce high added value microalgae that using the abundant minerals in deep seawater, 1) to developing the high density culture technology on microalgae containing be a large amount and high value-added useful product such as β-carotene, 2) to performing the mass culture using open pond scale up to an industrial size, and 3) to developing the production technology on high level functionality β-carotene.

[Contents]
❍ This study was performed to establish the culture conditions for Spirulina(Arthrospira platensis), increase the production yield, fortify the mineral contents, and evaluate the efficacy.
❍ The optimal culture condition was identified as light intensity (over 200 μmol/㎡/s), temperature (30 ± 2 ℃), salinity ( 20 psu), and pH 10 in growth of Spirulina
❍ Production yields of Spirulina ranged from a minimum of 0.2 g/L to a maximum of 2.4 g/L depending on the production tank and production period, and annual yeilds could caculated as 2.5 ton/year.
❍ The concentration of β-carotene was analyzed as 331 mg/100g in this study which showed relatively higher concentration than other products.
❍ The antioxidant activity was relatively enhaced as 56% in concentrated mineral water-treatment conditon (2 mg/mL) than control.
❍ The feeding trial test using shrimp (Litopenaeus vannamei ) with spirulina added feedstuff showed the increasing activities in overall functions.
❍ From the toxicity test using mouse, Spirulina showed innoxuous property up to concentraion 2,000 mg/kg of spilulina.
❍ The results of QA/QC poved the stability and safety of Spirulina material in this study.
❍ From the results in this study, the Spirulina was valuable to utilize the aquaculture feeds.

■ Results
❍ Through the massive culture of Spirulina, production yields could obtain 2.5 ton/year.
❍ The high concentration of β-carotene in cultured Spirulina in this study is valuable to use as functional material.
❍ Research results in this project were domestic patent applications (2 cases), academic presentations (5 cases), employment creation (4 people), and prototypes (2 items).

■ Expected Contribution
❍ Functional dye development technology using deep sea water concentrated mineral is differentiated from other functional food materials and can be used as original technology for consumer customized product development.
❍ Marine microalgae is used as a functional food feed additive.
❍ It is expected to increase the effect of replacing imported raw materials in the domestic aquaculture feedstock market.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• Contents ... 7
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1.1. 연구개발 목적 ... 9
• 1.2. 연구개발의 필요성 ... 10
• 1.3. 연구개발 범위 ... 15
• 2. 국내·외 기술 개발 현황 ... 18
• 2.1. 국내 기술 및 산업 동향 ... 18
• 2.2. 국외 기술 및 산업 동향 ... 23
• 2.3. 특허 동향 ... 29
• 2.4. 정부지원정책 현황 ... 40
• 2.5. 종합결론 및 시사점 ... 41
• 3. 연구 수행 내용 및 성과 ... 43
• 3.1. 연구개발 목표 및 내용 ... 43
• 3.2. 해양미세조류 소재 대량배양 생산 ... 43
• 3.3. 지표물질 성분의 함량 분석 ... 68
• 3.4. 소재의 효능 평가 ... 74
• 3.5. 소재의 안전성 및 안정성 평가 ... 89
• 3.6. 시제품 개발 및 사업화 방안 ... 94
• 4.목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 104
• 4.1. 목표 달성도 ... 104
• 4.2. 관련 분야 기여도 ... 105
• 5. 연구개발성과의 활용계획 ... 106
• 5.1. 연구개발 성과의 활용방안 ... 106
• 5.2. 기대효과 ... 114
• 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 116
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 116
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 116
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 117
• 9.1. 연구실 안전조치 이행계획 ... 117
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 119
• 11. 기타 사항 ... 119
• 12. 참고 문헌 ... 120
• 부 록 ... 123
• 끝페이지 ... 133