4-1. 결론
2. 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 및 피코시아닌 함량분석
가 . 고농도 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 및 피코시아닌 함량분석
○ 고농도 용암해수 혼합배지를 이용한 성장실험결과 얻어진 스피룰리나를 대상으로 단백질 과 피코시아닌 함량을 분석하였다. 단백질은 AOAC(2000) 표준방법에 준하여 Kjeldahl 방법에 따라 측정을 하였고, 피코시아닌은 Bennett and Bogorad (1973)의 방법을 변형하 여 추출한 후 함량을 계산하였다.
[그림 3-27] 고농도 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 함량(A), 피코시아닌 함량(B) 및 Purity(C) 분석
○ 단백질 함량을 분석한 결과, MS-B(용암해수 30%) 그룹에서 가장 높은 단백질 함량을 나 타내었고(60.4%), MS-D, MS-C, MS-E 순으로 단백질 함량이 각각 58.8, 56.0, 55.6%
를 보이는 것을 확인하였다(그림 3-27A). 피코시아닌은 메인이 되는 C-PC (phycocyanin) 의 함량을 측정한 결과 MS-E 그룹에서 가장 높은 피코시아닌 함량을 나타내었고 (54.2mg/g) MS-B, MS-D MS-A, MS-F, MS-C, MS-G 순으로 나타났다(3-27B).
C-PC의 purity를 분석한 결과 MS-D(용암해수 50%)에서 가장 높은 0.65를 나타내었고, MS-A, MS-B, MS-E, MS-F에서도 0.5 이상의 purity를 나타내는 것을 확인하였다(그 림 3-27C). 하지만 모든 실험 그룹에서 대조군에 비해 다소 낮은 단백질 함량, 피코시아 닌 함량 및 purity를 나타내었다.
나 . 저농도 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 및 피코시아닌 함량분석
○ 고농도의 용암해수를 이용하여 배양했을 때 나타나는 문제점 개선 및 적정 농도의 용암해 수 비율을 확인하기 위해 저농도의 용암해수를 사용하여 스피룰리나를 농도별로 배양하였 고, 이 시료들을 대상으로 단백질과 피코시아닌 함량을 분석하였다. 단백질은 AOAC(2000) 표준방법에 준하여 Kjeldahl 방법에 따라 측정을 하였고, 피코시아닌은 Bennett and Bogorad (1973)의 방법을 변형하여 추출한 후 함량을 계산하였다.
[그림 3-28] 저농도 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 함량(A), 피코시아닌 함량(B) 및 Purity(C) 분석
○ 저농도의 용암해수를 사용하여 배양을 한 스피룰리나를 대상으로 단백질 함량을 분석한 결과, 모든 실험그룹(용암해수 1~4%)에서 65% 이상의 높은 단백질 함량을 나타내었다 (그림 3-28A). 피코시아닌의 경우 함량별로는 CON-2(탈염수 100%)에서 94.9 mg/g으 로 가장 높은 함량을 나타내었고, 용암해수 처리그룹 중에서는 MS-1에서 가장 높은 C-PC 함량을 나타내었으며(90.5mg/g), 모든 그룹에서 88.4mg/g 이상의 피코시아닌 함 량을 나타내었다(그림 3-28B). C-PC의 purity를 분석한 결과 저농도의 용암해수를 사용 하여 배양을 한 스피룰리나 그룹 모두에서 0.8 이상의 고순도를 나타내었고, 그 중 MS-1(용암해수 1%)에서 0.87의 가장 높은 순도를 나타내었다(그림 3-28C).
다 . 400L 급 배양조에 미네랄수로 배양한 스피룰리나의 단백질 및 피코시아닌 함량분석
○ 400L 원형수조에 미네랄수와 탈염수를 비율에 맞게 혼합한 후 각각 스피룰리나를 접종하 여 배양연구를 진행하였고, 30일간 배양한 후 수거하여 단백질과 피코시아닌 함량분석을 수행하였다.
[그림 3-29] 400L급 배양조에 미네랄수로 배양한 스피룰리나의 단백질 함량(A), 피코시아닌 함량(B) 및 Purity(C) 분석
○ 미네랄수를 이용하여 400L 수조에서 배양한 스피룰리나의 단백질 함량은 MR-A3 (6%
미네랄수 혼합군)에서 가장 높은 단백질 함량을 나타내었고(74.8%), 피코시아닌 함량은 MR-A2와 MR-A3에서 C-PC의 함량이 약 93mg/g을 나타내었으며, purity도 6%의 미 네랄수를 혼합한 처리군에서 가장 높은 0.93을 나타내는 것을 확인하였다.
라 . 800L 급 배양조에 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 및 피코시아닌 함량분석
○ 800L 원형수조에 용암해수와 탈염수를 비율에 맞게 혼합한 후 각각 스피룰리나를 접종하 여 배양연구를 진행하였고, 30일간 배양한 후 수거하여 단백질과 피코시아닌 함량분석을 수행하였다.
[그림 3-30] 800L급 배양조에 용암해수로 배양한 스피룰리나의 단백질 함량(A), 피코시아닌 함량(B) 및 Purity(C) 분석
○ 용암해수를 이용하여 800L 수조에서 배양한 스피룰리나의 단백질 함량은 MS-A3 (3%
용암해수 혼합군)에서 가장 높은 단백질 함량을 나타내었고(64.4%), 피코시아닌 함량은 MS-A2에서 C-PC의 함량이 86.2mg/g을 나타내었으며, purity도 2%의 용암해수를 혼합 한 처리군에서 가장 높은 0.95를 나타내는 것을 확인하였다. 이상의 결과에서 대량배양시 적합한 용암해수 혼합비율은 2%, 미네랄수 혼합비율은 6%인 것을 확인할 수 있었다.
마 . 수로형 배양조 (20ton) 에서 배양한 스피룰리나의 단백질 및 피코시아닌 함량분석
○ 수로형 시스템에 2% 용암해수를 혼합하여 스피룰리나를 접종한 후 20 ton급으로 증가했 을 때에도 유의한 생체량 변화를 보이는지 확인하기 위해 대량배양연구를 진행하였고, 35 일간 배양한 후 수거하여 단백질과 피코시아닌 함량분석을 수행하였다.
[그림 3-31] 20ton급 배양조에 배양한 스피룰리나의 단백질 함량(A), 피코시아닌 함량(B) 및 Purity(C) 분석
○ 수로형 시스템에서 배양한 스피룰리나의 단백질과 피코시아닌 함량을 분석해본 결과, 단 백질 함량은 61.2%, 피코시아닌 함량은 120.8mg/g, purity는 0.84를 나타내는 것을 확인 하였다. 이 결과는 용암해수를 이용하여 스피룰리나를 배양했을 때 유용성분이 함유된 바 이오매스를 안정적으로 공급할 수 있다는 것을 의미한다고 볼 수 있다.
바 . 용암해수에서 배양된 스피룰리나 원말의 일반성분 및 유해 중금속
시험항목
SM-1 (원말) 용암해수 1% 첨가배양
(2015/03/16 샘플)
단위 시험방법
열량 342.1 kcal/100g 식품공전 제9.1.1.6
수분 5.5 % 식품공전 제9.1.1.1
회분 9.7 % 식품공전 제9.1.1.2
탄수화물 31.3 g/100g 식품공전 제9.1.1.4
과당 10.7 g/100g 식품공전 제9.1.1.4.1.4
지방 0.6 g/100g 시험공전 제9.1.5.1
포도당 0.0 g/100g 시험공전 제9.1.1.4.1.4
포화지방 0.5 g/100g 시험공전 제9.1.1.5.4
콜레스테롤 0.0 mg/100g 시험공전 제9.1.1.5.5
비타민A 0.0 ㎍ RE 시험공전 제9.1.2.2.1
납 - mg/kg 시험공전 제9.7.1.2.1
카드뮴 - mg/kg 시험공전 제9.7.1.2.2
수은 - mg/kg 시험공전 제9.7.1.2.4
[표 3-17] 스피룰리나 원말의 일반성분 및 유해 중금속