• 한국수산과학회지
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• 제46권3호
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• pp.259-265
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• 2013

The marine microalgae Nannochloropsis sp. was cultured under a metal halide lamp (MH) or light-emitting diodes (LEDs) of various wavelengths (blue, LB; red, LR; yellow, LY; green, LG; white, LW); changes in growth, total carotenoid, chlorophyll a, amino acid and fatty acid profiles were investigated. LB-exposed cultures exhibited the highest specific growth rate (SGR) (0.32), whereas LY-exposed cultures showed the lowest SGR (0.18). After cultivation for 9 days, the maximum dry cell weight (g/L) of LB-exposed cultures was significantly higher than that of those exposed to other light conditions (LB>MH>LW$${\geq_-}LG{\geq_-}$$LR>LY). The essential amino acid (EAA, %) contents of cultures exposed to LG, LB, LR and MH were higher than those exposed to LY and LW (P<0.05). Eicosapentaenoic acid and n-3 highly unsaturated fatty acid levels were significantly higher in MH-exposed cultures compared to those exposed to LY (P<0.05), with no marked difference compared to those exposed to LB, LG, LR and LW (P>0.05). The total carotenoid content was highest in LR-exposed cultures (18.0 mg/L), whereas MH showed the lowest (11.8 mg/L; P<0.05). Chlorophyll a content was highest in cultures exposed to LR compared to other light sources. These results suggest consistent differences in growth and biochemical composition after exposure to light of different wavelengths.

• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.27-34
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• 2023

In this study, microalgal oil was extracted from Nannochloropsis oceanica cultured in an open raceway pond and converted into biodiesel using a solid acid catalyst. Microalgal oil was extracted from two types of microalgae with and without nitrogen starvation using the KOH-solvent extraction method and the fatty acid content and oil extraction yield from each microalgae were compared. The fatty acid content of N. oceanica was 184.8 mg/g cell under basic conditions, and the oil content increased to 340.1 mg/g under nitrogen starvation conditions. Oil extraction yields were 90.8 and 95.4% in the first extraction, and increased to 97.5 and 98.8% after the second extraction. Microalgal oil extracted by KOH-solvent extraction was yellow in color and had reduced viscosity due to chlorophyll removal. In biodiesel conversion using the catalyst SO₄^2-/HZSM-5, solvent-extracted oil showed a FAME content of 4.8%, while KOH-solvent-extracted oil showed a FAME content of 90.4%. Solid acid catalyst application has been made easier by removal of chlorophyll from microalgal oil. The FAME content increased to 96.6% upon distillation, and the oxidation stability increased to 11.07 h with addition of rapeseed biodiesel and 1,000 ppm butylated hydroxyanisole.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제14권4호
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• pp.317-322
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• 2011

This study was conducted to develop economical agricultural fertilizer media for the mass culturing of Nannochloropsis oceanica. Specific growth rates of N. oceanica cultured with differing concentrations of commercial compounds, urea fertilizers, and trace elements (Zn, Cu, Co, Mo) were compared with the growth rate in f/2 medium. Among the various added trace elements, $CuSO_4{\cdot}5H_2O$ was most effective for high growth of N. oceanica. The main nitrogen source in the agricultural fertilizers was ammonium, which was unsuitable for the growth of N. oceanica. Thus, the fertilizer at a lower concentration infused with $NaNO_3$ as a nitrogen source was more effective than fertilizer at higher concentrations. In this study, the growth of N. oceanica cultured with an agricultural fertilizer medium composed of compound fertilizer (41.7 mg/L), urea fertilizer (34.4 mg/L), $NaNO_3$ (150 mg/L), and $CuSO_4{\cdot}5H_2O$ (0.0588 mg/L) was similar to that of N. oceanica cultured in f/2 medium.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.88-91
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• 2014

본 연구에서는 Nannochloropsis oceanica로부터 바이오디젤 원료유로 활용하기 위한 미세조류 오일을 추출하였다. 용매추출법을 이용하여 오일을 추출하였으며, 미세조류의 건식 및 습식 조건에서 오일 추출률(yield) 및 오일 추출 효율(efficiency)을 비교하였다. N. oceanica는 지방산 함량이 317.8 mg/g cell으로 건조중량 대비 30% 이상의 높은 오일함량을 나타내었으며, 미세조류의 건식 조건에서 습식 조건보다 높은 오일 추출률을 나타내었다. 사용된 용매에 대해서 헥산 < 헥산-메탄올 < 클로로포름-메탄올 순으로 오일 추출률이 증가하였다. 그러나 추출된 오일의 지방산 함량을 분석한 결과, 오일 추출률이 증가할수록 지방산 함량은 감소하여 엽록소와 같은 불순물을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 오일 추출률과 지방산 함량을 고려한 오일 추출 효율은 건식 조건에서 헥산-메탄올 이용 추출에서 82.6%의 가장 높은 효율을 나타내었고, 습식 조건에서는 클로로포름-메탄올 이용 추출에서 88.0%로 가장 높은 효율을 나타내었다. 따라서 경제적으로 미세조류의 건조가 가능한 경우에는 헥산-메탄올을 사용하고, 건조 비용이 높은 경우에는 습식 조건에서 클로로포름-메탄올을 사용한 용매추출법이 바람직하다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 1998년도 수산관련공동학술대회발표요지집
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• pp.187.1-188
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• 1998

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.205-209
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• 2018

The spectral composition of light can affect the growth and biochemical composition of photosynthetic microalgae. This study examined the use of light filtering through a solution of soluble colored additives, a cost-effective method to alter the light spectrum, on the growth and lipid production of an oleaginous microalga, Nannochloropsis gaditana (N. gaditana). Cells were photoautotrophically cultivated under a white light emitting diode (LED) alone (control) or under a white LED that passed through a solution of red and yellow color additive (4:1 ratio) that blocked light below 600 nm. The specific growth rate was significantly greater under filtered light than white light ($0.2672d^{-1}$ vs. $0.1930d^{-1}$). Growth under filtered light also increased the fatty acid methyl ester (FAME) yield by 22.4% and FAME productivity by 80.0%, relative to the white light control. In addition, the content of saturated fatty acids was greater under filtered light, so the biodiesel products had better stability. These results show that passing white light through an inexpensive color filter can simultaneously enhance cellular growth and lipid productivity of N. gaditana. This approach of optimizing the light spectrum may be applicable to other species of microalgae.

• Ocean and Polar Research
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• 제37권1호
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• pp.61-71
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• 2015

Eicosapentaenoic acid (EPA) produced from marine organisms is widely used in nutraceuticals. Monodus subterraneus and Nannochloropsis oceanica, which are representative freshwater and marine Eustigmatophyceae, respectively, are known to have a high content of protein and lipid, particularly, EPA. In this study, to compare the growth and nutritional composition of M. subterraneus and N. oceanica, they were cultured in autotrophic and mixotrophic conditions with JM and f/2 medium, respectively, at $25^{\circ}C$. In addition, $80{\mu}mol\;photons\;m^{-2}s^{-1}$ with 24-hour and 12-hour light was provided, with the addition of 2% glucose to the medium for the mixotrophic culture. With regard to growth, M. subterraneus showed 10 times higher biomass in a mixotrophic culture than in an autotrophic one. However, no significant difference was observed for N. oceanica between the two culture methods. With respect to nutritional composition, M. subterraneus cultured autotrophically had a higher protein and lipid content, particularly EPA, than that cultured mixotrophically, but no significant difference was found in the two cultures of N. oceanica. Furthermore, M. subterraneus cultured autotrophically with continuous light showed higher nutritional composition, particularly EPA, than N. oceanica. In conclusion, the mass culture of freshwater M. subterraneus is much easier and more economical than marine N. oceanica. In addition, production of EPA will be economically improved if mixotrophic culturing of M. subterraneus is first conducted to maximize the biomass, and then secondary autotrophic culturing is performed.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.324-329
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• 2014

미세조류 Nannochloropsis oculata (N. oculata)와 Chlorella vulgaris (C. vulgaris)는 다른 미세조류에 비해 높은 중성지질 함유량으로 인해 바이오 디젤 생산에 중요한 자원이다. 나노기포 산소수, 수소수를 이용해 만든 배지에서 미세조류를 배양하였다. N. oculata 배양 결과 세포 성장은 대조군과 비슷하였으며 지질 함량은 대조군에 미치지 못하는 것으로 나타났다. C. vulgaris 역시 N. oculata와 비슷한 경향을 보였다. 미세조류의 광합성으로 인한 색소의 함량 변화를 알아보기 위해 클로로필과 카로티노이드 함량을 측정하였다. 클로로필 함량은 나노 기포산소수와 수소수에서 배양한 N. oculata가 대조군 보다 약 54%, 30% 증가하였으며 카로티노이드 함량은 각각 21%, 25%씩 증가함을 확인하였다. C. vulgaris의 클로로필 함량은 기포산소수와 수소수에서 대조군보다 59%, 39% 증가하였으며 카로티노이드 함량도 49%, 29% 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.205-210
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• 2015

본 연구에서는 미세조류인 Nannochloropsis sp.로부터 바이오디젤 생산용 지질을 얻기 위하여 유기용매 및 초임계 이산화탄소(SC-$CO_2$)를 이용하여 추출을 수행하였다. SC-$CO_2$ 추출법으로 얻은 지질의 지방산메틸에스테르 함량은 58.31%로 높았으며, Bligh-Dyer 추출법은 18.0 wt.%의 가장 높은 조지방 수율을 나타내었다. SC-$CO_2$ 추출법에 극성을 높이기 위해 공용매로서 methanol을 사용한 결과, 조지방 수율 12.5 wt.%, 지방산메틸에스테르 함량 56.32%, 지방산메틸에스테르 수율 7.04 wt.%였으며, SC-$CO_2$ 만을 이용하는 추출 방법에 비하여 추출 시간을 2시간에서 30분으로 단축시킬 수 있었다. 따라서 미세조류에서 지질을 추출하는데 기존의 유기용매 추출법과 비교하여 SC-$CO_2$ 추출법이 친환경적이며, 효율적인 방법임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권7호
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• pp.754-759
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• 2017

100 l scale 미세조류 배양 시스템은 LED 광을 기반으로 자체 제작하였으며 Nannochloropsis oculata를 f/2 medium에서 광도($100{\mu}mol/m^2/s$), 배양온도($20^{\circ}C{\pm}1^{\circ}C$), LD cycle (12 hr)으로 배양하였다. 그 결과 LED blue (475 nm)에서 $100{\mu}mol/m^2/s$의 광도, 24 mg/l의 nitrate 농도에서 100 l 대량배양 결과 최대 biomass인 1.07 g/l를 배양하였다. 이렇게 배양된 미세조류에서 유용물질을 추출의 위한 추출방법을 확보하고 나아가 산물의 추출, 농축 및 건조공정 기술을 최적화하고자 하였다. 추출은 물리적인 방법인 sonicator, homogenizer를 이용한 파쇄법과 화학적인 방법인 0.5M HCl 파쇄법을 이용한 결과 chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid 함량은 물리적인 파쇄법인 sonicator를 이용 시 1.6, 0.5, 0.3 mg/g cell, homogenizer 이용 시 1.0, 0.6, 0.2 mg/g cell로 측정되었다. 0.5M HCl의 화학적 파쇄법 이용 시 chlorophyll a, chlorophyll b 함량은 0.9, 0.8 mg/g cell으로 측정되었다. 파쇄시간당 추출되는 영양물질이 가장 높은 시간은 15 min 파쇄 시 3.6 mg/g cell로 측정되었으며 acetone, methanol, ethanol의 3가지 용매 중 acetone이 3.6 mg/g cell로 효과적이 용매로 측정되었다. 농축은 2종류의 연속원심분리장비(tubular type, disk type), 마이크로필터, 필터프레스 4종 장비를 이용하여 시험한 결과 마이크로필터, disk type 연속원심분리기, Tubular type 연속원심분리기의 경우 16.0, 1.1, 0.5 g/l의 순으로 시간당 수율을 확인하였다. 건조공정 최적화를 위하여 열풍건조기, 진공건조기, 분무건조기, 동결건조기 등의 4종 시생산설비를 이용해 미세조류의 시간당 회수율 분무건조기는 Dextrin 0.5 kg이 첨가되면 회수율이 80%이지만 순도가 떨어졌고 동결건조기 회수율은 60%로 측정되었다.