배지 조성이 Haematococcus pluvialis의 생장과 Astaxanthin 생산에 미치는 영향

Effects of Medium Copositions for the Growth and the Astaxanthin Production of Haematococcus pluvialis

고부가가치의 천연 astaxanthin의 생산을 위한 Haematococcus pluvialis의 고농도 배양을 수립하기 위하여 세포 농도를 증가시키는 방법과 세포 내 색소를 증가시키는 방법 두 가지에 초점을 맞춰 본 연구를 수행하였다 Hongkong Medium (HKM) Modifed Bolds Basal Medium (MBBM) Modified Bristols Medium(MBM) Proteose-petone Medium (PPM) BG-11 Medium의 여러 배지를 사용하여 비교함으로서 배지 내 탄소원 질소원과 미량원소 등이 세포의 생장과 astaxan-tin 생산에 미치는 영향을 보면 HKM 은 $2.0$\times$10^{6}$ cells /mL의 세포 농도와 최고 6.14 mg/g cell의 astaxanthin content per cell 로 다른 배지 중 가장 높게 나타나므로 세포 농도를 높이기위해서 질소우너이 220 mg/L 인 HKM이 적당하고 색소 형성을 촉진시키기 위해서는 aggregation이 일어나 단위 세포당 astaxanthin 함량이 9.7 mg/g cell 로 높게 나타나는 MBBM이 월등함을 알수 있었다. H. pluvialis의 최적 배양 온도와 pH를 선정하깅 nl하여 $20^{\circ}C$ $25^{\circ}C$, 3$0^{\circ}C$ 온도와 pH 4.5 6.0 7.5 의 배양조건을 수립한 결가 pH $7.5 20^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$에서는 세포생장과 색소 형성이 우수함을 관찰 할 수 있었고 배양에 적당한 20 $^{\circ}C$ 에서 배양하다가 $30^{\circ}C$로 24시간 배양항 heating 효과를 주면 astaxanthin 축적을 촉진시키는데 효과적임을 알수있었다. PPMso의 질소원과 proteose-peptone의 고갈시세포의 생장의특성과 astaxanthin 생산에 미치는 영향은 control 배지에서 세포 농도와 세포의 건조질량이 각각 $0.98$\times$10^{6}$ / cell /mL 와 0.2 g/L astaxanthin의 농도는 1.92 mg/L 단위 세포당 astaxanthin 농도는 9.6 mg/g cell 로 관찰되었다결론적으로 질소원과 peptone이 고갈되면 세포의 생장은 억제되나 astaxanthin의 생산은 촉진됨을 알수 있었으며 세포 생장을 촉진하는 광도 60$\mu$E/($\m^2$s)와 HKM 배지 이용의 1단계와 높은 광도와 MBBM배지를 이용한 색소 생산의 2단계 배양을 최적조건으로 수립하였다.

To maximize astaxanthin (3,3'-dihydroxy-$\beta\beta$'carotene-44'-dione) production by high density Haematococcus pluvialis cultures, various, media were examined Among tested media, \`Hong Kong Medium and Modified Bolds Basal Medium showed the best result for cell growth ( $2.0$\times$10^{ 6}$cells /mL) and for astaxanthin content per cell (9.7 mg astaxanthin mg/g cell), respectively, Maximum astasanthin concentration of 6.1mL was obtained at pH 7.5, $20^{\circ}C$~$25^{\circ}C$ Deficiencies of nitrogen source($NaNO_3$ and proteose-peptone) found to simulate astaxanthin formation Relatively low light inten- sity of $60\mu$E ($\m^2$s) was sutiable for vegetative cell growth while higher light intensity was required for higher astaxanthin accumulation.