• 제목/요약/키워드: 해양 생산

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해양생물로부터 기능성 펩티드의 생산 및 응용 (Production and biological applications for marine proteins and peptides- An overview)

  • 김세권;변희국
    • 식품과학과 산업
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    • 제51권4호
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    • pp.278-301
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    • 2018
  • 최근 들어 먹거리와 건강에 대한 사람들의 관심이 점점 높아지면서 이에 관한 정보 또한 중요시 되고 있다. 우리나라 전체 사회가 고령화 사회로 접어들면서 환경의 악화로부터 오는 질병과 생활 습관병의 증가를 자기 자신의 문제로 받아들이는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 의료 분야는 치료 중심에서 예방 의학으로 관심이 높아지고 있지만 예방약이라고 할 수 있는 약품은 매우 적다. 암, 동맥경화, 당뇨병 같은 성인병을 예방하려면 약에 의한 예방이 아닌 먹거리에 의한 예방을 적극적으로 도입시킬 필요가 있다. 해양은 육상과는 다른 특이한 생태계를 이루는 환경 때문에 적자생존의 경쟁 속에서 살아남기 위하여 특히 물리적 방어 능력이 부족한 해양생물의 2차 대사산물은 육상생물의 그것과는 상이한 화학적 특성을 가진다. 이러한 다양한 2차 대사산물은 화학적 방어 수단의 일환으로 생성되는 것으로 알려져 있는데 이들 물질이 인체나 다른 포유동물에 투여되면 강력한 생리활성을 발현하는 경우가 많다. 이러한 이유들 때문에 해양생물로부터 새로운 생리활성 선도물질을 개발하여 인류의 건강 보전에 이용하고자 하는 연구가 최근 각광받고 있다. 해조류, 어패류 및 수산가공부산물(폐기물)에서 기능성을 나타내는 단백질 가수분해물 및 펩티드의 제조 방법 및 항균, 항산화, 심장보호(항고혈압, 항동맥경화 및 항응고), 면역조절, 항당뇨, 식욕억제 및 신경보호 활성과 같은 여러가지 생리 기능성에 대하여 살펴보았다. 무엇보다도 해양단백질 가수분해물 및 펩티드가 다양한 생리활성을 갖고 있어 건강식품 및 식의약 산업에서 응용이 가능하고 원료인 해조류 및 수산가공부산물이 대부분 미이용자원이므로 관련기업에서의 상품화 개발이 이루어질 것으로 기대된다. 최근에 소비자나 환자들도 의약품에 대한 바람직하지 않은 부작용을 의식하고 있고 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있고 자연식품이나 천연 생리기능성 물질에 대한 욕구로 자가치료에 대한 사고방식이 높아지고 있어 의약품 보다는 효능이 다소 낮을지라도 어떤 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것으로 기대된다. 그러나 단백질 가수분해물이나 펩티드가 신체에서 나타내는 상태와 생리기능성 효과 사이에 상호관계를 충분히 밝혀져야 하며 이들을 이용한 제품의 보다 확실한 생리기능성의 작용 메커니즘과 임상에서의 효능의 확인이 이루어져야 하며 마켓팅을 위해서는 무엇보다도 공인기관인 식약처 또는 FDA에 인증을 받아야 할 것이다.

적조생물 살조세균 탐색 -IV. 살조세균 Micrococcus sp. LG-5가 생산하는 살조물질의 특성과 해양생물에 미치는 영향- (Isolation of Marine Bacteria Killing Red Tide Microalgae -IV. Characteristics of Algicidal Substances, Produced from Micrococcus sp. LG-5 and the Effects on Marine Organisms-)

  • 정성윤;박영태;김무찬;최석철;성희경;김재영;김태운;이원재
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.339-347
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    • 2000
  • 적조생물을 살조시키는 해양세균 Microcorcus sp. LG-5가 생산하는 세포외 분비 살조물질의 최적 생성조건, 살조물질의 특성과 한외여과 분획별 살조활성 및 해양생물에 미치는 영향을 조사함으로서 자연생태 조화형, 환경 친화적 적조방제 기술개발의 기초 자료를 제공하고자 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. Micrococcus sp. LG-5의 살조물질 생성 최적온도는 $20{\~}30^{\circ}C$로 살조활성이 $100{\%}$였으며, 살조물질 생성 최적 pH는 7.0, 최저 염농도는 $3.0{\%}$였다. 또한 세포외 분비 살조물질의 $IC_(50)$ 값은 $0.482{\%}$였다. 세포외 분비 살조물질의 열 안정성을 실험한 결과, 열처리한 배양여과액 $1{\%}$ 첨가시 12시간 후에 $31.4{\%}$, 24시간 후 $79.7{\%}$, 36시간 후 $94.6{\%}$의 살조활성을 보였고 $5{\%}, 10{\%}$의 경우 각자 36시간, 24시간 후에 $100{\%}$ 살조되었으며, 열처리하지 않은 배양여과액을 넣었을 때와 비교해볼 때 살조력에 유의한 차이는 없었다. 이와 같이 Micrococcus sp. LG-5가 생산, 분비하는 살조물질은 열에 안정한 내열성 물질로 판단된다. 또한 대사산물의 pH 안정성은 $pH 6.0{\~}8.0$에서 거의 $100{\%}$의 살조활성을 보였으며 $pH 5.0{\~}10.0$에서 살조활성이 $85{\%}$ 이상으로 나타나 살조물질은 약산성과 알카리에서 살조활성이 안정하였다. 또한 한외여과의 결과, 분자량 $>10,000, 10,000{\~}1,000, <1,000$의 3개의 분획 모두 살조활성이 있었으며, 각 분획 모두 열에 대단히 안정하였다. 각 분획별 $IC_(50)$ 값은 분자량 1,000 이상에서 강한 살조활성이 나타났으며 분자량 1,000 이하에서는 상대적으로 낮은 살조활성을 보였다. Micrococcus sp. LG-5가 해양세균에 미치는 영향은 E. faecalis, E. coli, K. pneumoniae 및 V. alginolyticus에 대해서는 항균력을 보였으나, P. aeruginosa, P. fluorescens, S. typhi, S. aureus, V. cholerae 및 V parahaemolyticus에 대해서는 전혀 항균력을 보이지 않았다. 그리고 적조생물에 미치는 영향은 A. tamarense, E. gymnastica, G. catenatum, G. niikimotoi, G. sanguineum, G. impudicum, H. triquetra, H akashiwo, P. micans와 Pyramimonas sp.에 대해서는 살조활성을 보였으나 Chlamydomonas sp., C. closterium, P. mininum, P. triestimum, Pseudonitzschia sp.와 S. trochoidea에 대해서는 살조활성을 보이지 않았다. 즉, 적조생물에 따라 살조활성이 다양하게 나타나 종 특이성이 낮았다. 먹이생물에 미치는 영향은 1 galbana를 제외하고 실험한 모든 먹이생물에 별다른 영향이 없거나 오히려 성장을 촉진시켰고, 또한 살조세균 배양여과액을 넙치 사육수에 $10{\%}$까지 투여하였을 때 양식 넙치에 미치는 유해한 생리학적 영향은 없었다. 이상의 연구 결과 살조세균 Micrococcus sp. LG-5의 배양여과액은 조사된 적조생물을 제외한 해양세균, 치${\cdot}$자어의 먹이생물 및 양식 넙치에 유해한 영향은 미치지 않을 것으로 판단된다.

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대한민국 울진 연안 해양에서 분리한 해양 미생물 Ruegeria sp. 50C-3의 동정 및 내열성 효소 생산 (Identification of a new marine bacterium Ruegeria sp. 50C-3 isolated from seawater of Uljin in Korea and production of thermostable enzymes)

  • 지원재;김종희;박재선;홍순광
    • 미생물학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.344-351
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    • 2016
  • 대한민국 동해안 울진 앞 바닷물로부터 50-C로 명명한 해양 미생물을 분리하였다. 50-C 균주는 그람-음성, 호기성 세균이며, 노란색 집락을 형성하고, 극성편모를 갖는 박테리아이다. 이 균주는 $20-50^{\circ}C$, pH 5.5-8.5 범위에서 자라며, 비교적 고온인 $40-50^{\circ}C$, pH 6.5-7.5, 2% (w/v) NaCl에서 최적 성장을 보인다. 16S rRNA 유전자 서열 분석결과 50C-3 균주는 Ruegeria 속에 속하는 R. intermedia CC-GIMAT-$2^T$, R. lacuscaerulensis ITI-$1157^T$의 16S rRNA 유전자 서열과 각각 99.4%, 96.98% 상동성을 보였다. 그러나 50C-3 균주는 운동성, 탄소이용능력, 효소생산능력 등의 생리학적 특성에서 두 균주와는 명확히 다른 특성을 보였다. 50C-3 균주의 DNA G+C content는 66.7 mol%이고, 주요한 respiratory quinone은 ubiquinone-10 (Q-10)이었다. 이와 같은 형태학적, 생리학적, 유전학적 특성을 비교하여, 50C-3 균주는 R. intermedia CC-GIMAT-$2^T$와 같은 종에 속하는 새로운 변종으로 판단되며 Ruegeria sp. 50C-3으로 명명하였다(KCTC23890 =DSM25519). 50C-3 균주는 cellulase, agarase 활성은 없었지만, alkaline phosphatase, ${\alpha}$-galactosidase, ${\beta}$-galactosidase를 생산하였고 이들 모두 $50^{\circ}C$ 에서도 활성이 좋은 내열성 효소일 것으로 판단되었다. 특히, ${\beta}$-galactosidase의 경우 $37^{\circ}C$에서 보다 $50^{\circ}C$에서의 활성이 1.9배 증가하여 산업적으로 활용성이 클 것으로 예상된다.

FRP선박의 일괄 재처리 방법의 개선 (Developing Advanced Total Recycling Method of FRP Boats)

  • 이승희;윤구영
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.53-59
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    • 2013
  • 1990년대 이후, 중소형 폐 선박으로부터 생성되는 FRP를 재활용하기 위한 방법으로 층상으로 배열된 로빙층과 매트층을 분리하는 것은 친 환경적이면서도 경제적 재활용의 장점을 가지고 있다. 그러나 효율적으로 로빙층과 매트층을 분리하는 기술과 로빙층은 매트층에 비해 얇은 두께로 존재한다는 이유로 인해 로빙층을 매트층과 분리할 때 기계가 자동적으로 층간의 차이를 인식하는 방법은 아직 개발이 이루지지 않고 있다. 본 연구에서는 유리의 구성비가 다른 두 층의 화학적 성질의 차를 이용하여 광학적으로 층간 인식이 가능한 방법을 모색하였다. 또한 다양한 로빙층의 구성에도 자동적으로 절단위치를 분석하는 절단시스템과 최종생산물의 유용성을 확보할 수있는 다양한 크기의 유리섬유를 생산할 수있는 세단기를 개발하였다. 본 연구 결과로 광학적 인식기술과 유연한 절단기술 그리고 다양한 세단기술이 융합된 폐 FRP의 분리 공정의 단순화와 자동화를 달성하게 되었다.

Environmental Factors Affecting on Shrimp Cultivation and Bacterial Examination in Shrimp Aquaculture

  • Chun, Jae-Woo;Ma, Chae-Woo;Oh, Kye-Heon
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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    • pp.775-779
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    • 2003
  • 충남 태안소재 순천향대학교 해양연구소의 해양수산연구소에서 probiotics 개발을 궁극적인 목표로 하여 대하양식장에서 대하의 효율적 생산을 위한 생육환경을 조사하였다. 대하의 생장에 영향을 미치는 용존산소, 수체온도, pH, 염도, $NH_4-N$, $NO_2-N$, $NO_3-N$, 클로로필 a를 포함하는 몇가지 환경요인들을 조사하였다. 수 표본에 용존되어 있는 $NH_4-N$, $NO_2-N$, 그리고 $NO_3-N$의 농도는 각각 0.024-0.034 mg/L, 0.03-0.02, 0.004-0.009 mg/L였다. 클로로필 a는 0.002-0.018 $ug/m^3$ 범위에 있었다. 양식장에서 채취한 수 표본에서 다른 세균들의 분포를 알아보기 위하여 marine agar plates에서 분리 계수하였다. 총세균수는 대략 $6.5\;{\times}\;10^4$까지 증가하였다. BIOLOG 시험들 통하여 13가지의 분리 세균들은 Corynebacterium nirilophilus, Clavibacter agropyri, Sphingomonas adhaesiva, Brevundimonas vesicularis, Vibrio parahaemolyticus, Pseudomonas bathycetes, Vibrio tubiashii, Sphingomonas macrogoltabidus, Rhodococcus, rhodochrous, Burkholderia glumae, Corynebacterium urealyticus, Rhodococcus fascians, Psychrobacter immobilis로 각각 동정되었다. 향후 연구는 대하의 효율적인 생산을 위한 정보를 제공하기 위한 병독성이나 환경과 probiotics의 연관성을 규명에 집중 될 것이다.

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파의 수평운동을 이용한 가동물체형 파력발전장치의 개발과 전력생산에 관한 수리실험 (Development of a Moving Body Type Wave Power Generator using Wave Horizontal Motions and Hydraulic Experiment for Electric Power Production)

  • 황성수;이동수;양경욱;변정환;박일흠
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.73-80
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    • 2016
  • 파의 왕복운동을 지속적인 일방향 회전운동으로 유도하여 발전기의 가동에 있어 기계적인 손실 에너지를 감소시켜 발전효율을 극대화시킬 수 있는 파의 수평왕복운동을 직접 이용하는 가동물체형 파력발전장치가 개발되었다. 그리고 실제 전력생산에 관한 수리실험이 수행되었고 그 결과가 토의되었다. 수리실험에서 부력 탱크의 형상에 따른 발전장치의 발전효율은 파력판의 무게를 충분히 지탱하는 직경 9 cm의 고정식 부력 탱크가 평균발전효율 14.6%로 좋은 결과를 보였으며 효율이 좋을 것으로 기대되었던 부력 탱크가 자유로이 승강하는 경우는 발전효율이 8.5%로 좋지 못한 결과를 보였다. 그리고 여러 파랑조건에 따른 직경 9 cm의 고정식 부력 탱크형 발전모형의 평균발전 효율이 수심 90 cm에서 기어비 2단 3.9%, 3단 4.9%, 4단 4.9%, 5단 12%, 6단 10.0%, 7단 3.1%, 그리고 8단 3.0%를 나타냈으며, 수심 80 cm의 기어비 5단에서 15%의 발전효율이 계측되었다. 따라서 이 파력발전장치는 수심 80~90 cm의 기어비 5단에서 비교적 높은 13.5%의 평균발전효율을 얻을 수 있었다.

에머지 방법론을 이용한 영산강 하구생태계의 기여 가치 평가 (Emergy-Based Value of the Contributions of the Youngsan River Estuary Ecosystem to the Korean Economy)

  • 강대석
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권1호
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    • pp.13-20
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    • 2013
  • 에너지 관점에서 생태계의 가치를 평가하는 에머지 개념과 방법론을 이용하여 영산강 하구해역 생태계가 우리 경제에 기여하는 가치를 시스템 관점과 생태계 서비스 관점에서 평가하였다. 하천과 바다가 만나서 형성되는 하구생태계의 특성을 반영하여 하천의 화학에너지가 유입에머지 총량($9.42{\times}10^{20}$ sej/yr)의 73%로 가장 많은 에머지를 공급하였으며, 조석에너지는 27%를 기여하였다. 영산강 하구생태계로 유입하는 자연환경에너지를 이용하여 시스템 관점에서 영산강 하구가 경제에 기여하는 가치를 평가한 결과 약 1,799억 em\/yr(1,491만 em\/ha/yr 또는 13,526 em$/ha/yr)으로 나타났다. 영산강 하구생태계가 제공하는 서비스의 가치는 수산물생산, 오염정화, 심미 기능, 과학연구의 네 가지만을 대상으로 평가하였다. 이 가운데 심미 기능의 가치가 1,799억 em\/yr으로 가장 높았으며, 수산물생산(1,011억 em\/yr), 오염정화(326억 em\/yr), 과학연구(9.3억 em\/yr)의 순으로 나타났다. 에너지를 이용하여 자연환경과 경제활동을 평가하는 에머지 방법론의 특성을 반영하여 이 연구에서 평가한 영산강 하구의 생태계 서비스 가치는 경제학적 방법을 이용한 평가보다 높았다.

해양미세조류(Schizochytrium mangrovei MM103)를 이용한 발효 대두박 급이에 따른 DHA 다량 함유 육계와 계란의 생산 (Production of DHA-Rich Meats and Eggs from Chickens Fed Fermented Soybean Meal by Marine Microalgae(Schizochytrium mangrovei MM103))

  • 정우철;이정열;김상호;이상진;최병대;강석중
    • 한국가금학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.255-265
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    • 2008
  • 대두박을 해양미세조류(Schizochytrium mangrovi MM103)로 발효하여 제조한 DHA 발효 대두박을 시판 농협사료와 3%, 5%, 10% 혼합하여 육계 병아리용과 산란계용 실험 사료를 조제하였다. 실험 사료를 3주간 급여하면 DHA 발효 대두박 농도와 관계없이 육계가슴육과 다리근육 및 계란에서 지방중 DHA 농도가 시판 사료 급여에 비하여 높아졌다. DHA 발효 대두박 10% 사료를 급여한 육계 병아리 가슴살과 다리근육 및 계란에서 각각 2.21%와 2.02% 및 1.88%로 증가하였다. 6주간 실험 사육하면 가슴살과 다리근육 및 계란 지방의 DHA 함량이 각각 5.10%와 2.48% 및 3.42%로 실험사육 기간의 경과에 따라 증가하였다. 본 연구에서 DHA 발효 대두박은 DHA 함유 가금육 및 계란 생산에 이용 가능하다는 것을 나타내었다.

해양성 Simiduia sp. SH-1 균주의 분리 및 한천분해효소의 특성조사 (Characterization of Agarase from an Isolated Marine Bacterium, Simiduia sp. SH-1)

  • 이솔지;오수정;이동근;이상현
    • 생명과학회지
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    • 제25권11호
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    • pp.1273-1279
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    • 2015
  • 경상남도 남해군 연안의 해수를 이용하여 신규의 한천분해 해양성세균을 분리하고 한천분해효소의 특징을 분석하였다. Marine agar 2216 배지에서 분리한 SH-1 균주는 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Simiduia 속 세균과 99% 유사하여 Simiduia sp. SH-1으로 명명하였다. Simiduia sp. SH-1 균주가 생성하는 한천분해효소는 성장의존성 산물로 판단되었으며 정체기부터 효소활성이 감소되었다. 한천분해효소는 pH 7.0(20 mM Tris-HCl buffer), 30℃에서 최대활성(698.6 units/l)을 나타내었다. 효소의 활성은 30℃에서 최적이었고 이후 온도가 증가함에 따라 활성이 감소하였으며, 40℃와 50℃에서 각각 약 90%와 75%의 상대활성을 보였으나 내열성은 보이지 않았다. 최적 pH인 pH 7.0에 비해 pH 6.0에서는 오차범위 내에서 조금 낮은 활성을 보였으며 pH 5.0과 pH 8.0에서는 각각 80%와 75% 정도의 상대활성을 보였다. TLC 분석을 통하여 Simiduia sp. SH-1 균주가 생성하는 한천분해효소는 agarose를 분해하여 피부의 미백활성, 전분노화의 방지 및 세균성장의 억제 등의 유용한 효과를 가지는 기능성 한천올리고당인 neoagarotetraose와 neoagarobiose를 최종적으로 생성하는 β-agarase로 확인되었다. 따라서, Simiduia sp. SH-1 균주와 이 균주가 생산하는 β-agarase는 산업적 생산에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

해산어류양식업 발전 전략에 관한 연구 (The Development Strategy for the Aquaculture of Marine Fishes in Korea)

  • 김성귀;이승우;홍장원
    • Ocean and Polar Research
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    • 제25권4호
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    • pp.469-481
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    • 2003
  • 본 연구에서는 국내 해산어류 양식업의 여건을 문헌에 의거하여 종합 정리하고 생산자 설문조사를 통해 핵심 사항들을 살펴보았다. 이와 아울러 노르웨이, 중극 등 해외 제국의 어류양식 발전 전략을 분석하여 시사점을 도출하였고 이러한 분석들을 종합하여 우리 어류양식업의 전략적 강 약점을 파악하여 향후의 발전 전략을 도출하였다. 이러한 분석을 토대로 향후 어류양식업 생존의 경쟁력 강화를 위한 방향이 다음과 같이 제시되었다. 첫째, 철저한 구조조정을 통한 규모화가 요망되고, 둘째로 첨단 양식 기술의 도입과 활용이 필요하며 셋째로는 시간, 자본 등 가용자원의 부족을 고려하여 전략 어종의 선택과 집중화 전략을 도입하여 검증된 전략 어종에 대한 경쟁 프로그램을 시행하는 것이다. 이를 분야별로 검토해 보면 우선 구조조정 전략으로서 육상수조식 양식업에서 시급히 네트워크화에 의한 규모화를 이룩하고 규모가 작은 해상가두리의 경우 구조조정을 통하여 적정 생산 규모를 확보하여 생산성 제고, 고부가가치화 등이 이루어지도록 해야 할 것으로 판단된다. 이를 위한 단계별 전략으로서는 1단계에서는 내적인 구조조정을 통한 비용 구조개선, 기술첨단화 등이 요구되며 2단계에서는 외적인 구조조정으로서 규모화, 국제화 등이 이루어져야 할 것으로 분석되었다. 두 번째 전략 방향인 첨단 양식으로의 전환을 위해서는 사료 원가 절감을 중심으로 한 관련 기술 및 급이 장비 개선, 생존율의 향상(어류질병, 종묘, 환경 등) 부문 강화, 육종 기술의 개발 및 적용, 기타 부문의 첨단화 등이 이루어져야 할 것으로 분석되었다. 세 번째 전략 방향인 전략 어종의 선정 및 육성 부문에서는 전략 어종의 선정과 육성, 틈새 어종의 개발이 요구되며 이를 위한 단계별 전략으로서 1단계에서 전략 어종의 경쟁력 강화 프로그램 시행, 틈새 어종.의 개발, 그리고 2단계에서는 틈새 어종 중 전략 어종 선발과 경쟁력 강화 프로그램 시행, 틈새 어종의 지숙적 개발 등이 요구되는 것으로 분석되었다