KR100768475B1 - 해양생물의 인공동면 유도 장치 - Google Patents

해양생물의 인공동면 유도 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양생물의 인공동면 유도 장치에 대한 것으로, 특히 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 이렇게 낮아진 각 단계의 온도 유지 시간을 단계적으로 확장하는 것이다. 즉, 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 내인성 생체리듬이 정지되어 산소소비량의 변화가 거의 없는 시점까지 단계적으로 증가시킨 뒤, 이를 기점으로 상기 각 단계에서 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 단계적으로 줄임으로써, 해양생물의 생존율을 장시간 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
해양생물, 인공동면, 산소소비량, 생체리듬

Description

해양생물의 인공동면 유도 장치{Apparatus for Inducing Artificial Hibernation of Marine Animal}
도 1은 본 발명에 따라 단계적으로 낮아진 해수의 온도에 따라서 온도 유지 시간을 단계적으로 증가시키는 제1예를 설명하기 위한 모식도이고,
도 2는 본 발명에 따라 단계적으로 낮아진 해수의 온도에 따라서 온도 유지 시간을 단계적으로 증가시키는 제2예를 설명하기 위한 모식도이고,
도 3은 본 발명에 따라 해양생물의 산소소비량을 측정할 수 있는 자동호흡측정장치의 일례를 나타내는 구성도이고,
도 4a와 도 4b는 각각 본 발명에 따라 측정된 양식산 해양생물의 호흡상태 및 이로부터 얻어진 일주기 리듬을 예시적으로 나타내는 그래프이고,
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명에 따라 측정된 자연산 해양생물의 호흡상태 및 이로부터 얻어진 조석주기 리듬을 예시적으로 나타내는 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따라 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 산소소비량의 변화가 거의 없는 시점의 해수 온도를 결정하기 위한 해수 온도에 따른 해양생물의 산소소비량 변화를 예시적으로 나타내는 그래프이고,
도 7은 본 발명에 따라 단계적으로 낮아진 해수의 온도에 따라서 단계적으로 증가시키는 온도 유지 시간의 일례를 설명하기 위한 그래프이고,
도 8a와 도 8b는 각각 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인공동면 장치의 일례를 나타내는 측면도와 상면도이다.
본 발명은 해양생물의 인공동면 유도 장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 이렇게 낮아진 각 단계의 온도 유지 시간을 단계적으로 확장하는 것을 특징으로 한다.
1980년대 양식기술의 급격한 발달로 인하여 국내에서도 1990년대 초부터 고급 양식 어류의 생산이 증대되어 왔으며(1997년 천해 양식어류 총 생산량: 39121 톤), 소득증대에 따라 활어의 소비도 크게 증대되고 있다. 그런데, 현재 국내의 활어류를 비롯한 해양생물의 유통은 활어차 트럭을 이용한 저밀도 수송기술(전체 중량의 약 15 - 20%)에 의존하고 있어 장거리 수송일 경우, 교통체증에 의한 수송시간의 지연 등으로 어류의 신선도 유지가 어려울 뿐만 아니라 수송 비용이 많이 들고 맛이 떨어지는 등의 많은 문제점을 내포하고 있는 실정이다.
종래에 활어를 비롯한 해양생물을 운송하는 방법은 크게 (1) 마취수송법 (2) 전기 쇼크 수송법 (3) 냉각수조 수송법 (4) 인공동면 수송법 등이 있다. 구체적으로, 대한민국 등록특허(등록번호: 10-0232408)는 냉각해수를 사용한 활어의 고밀도 수송방법에 관한 것으로, 활어수송에 있어 해수온도를 냉각시키는 방법으로써 활어조에 해수, 얼음, 소금을 넣고 해수의 온도를 일반 수송온도보다 5-15℃ 낮게 냉각하여 수송함을 특징으로 하는 것이고, 다른 대한민국 등록특허(등록번호: 10-0531728)는 활오징어 수송보관용 빙온해수 냉각장치에 관한 것으로, 활오징어를 빙온상태의 저온상태로 보관 운반하기 위한 빙온해수 냉각장치를 기재하고 있으며, 또 다른 대한민국 등록특허(등록번호: 10-0046109)는 활어수송보존방법 및 장치에 관한 것으로, 활어에 몸에 상처를 입히지 않게 하기 위하여 하나 내지 여러 마리씩 수납하는 다수의 통류구멍을 마련하여 움직임을 억제할 수 있는 저온하에 놓은 것을 특징으로 하는 활어 수송방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 모두 활어차의 수온을 낮추는 방법을 기본으로 하고 있고, 이러한 활어차를 이용하여 국내외 유통되고 있는 냉각수조 수송법은 냉각수조 설비의 비용부담과 어종별 저온생리 특성의 불확실, 특수차량 소요와 장시간 운송 중 해양생물의 폐사위험이 있다. 그리고, 상기한 마취수송법은 위생상 안전성 여부와 혐오감을 일으킬 수 있으며, 전기쇼크 수송법은 전처리의 어려움과 폐사위험, 육질의 품질저하로 널리 활용되기가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 산소소비량의 변화가 거의 없는 시점까지 단계적으로 증가시킨 뒤, 이를 기점으로 상기 각 단계에서 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 단계적으로 줄임으로써, 해양생물의 생존율을 장시간 유지시키고자 하는 것이다.
즉, 본 발명을 통하여 해양생물에 인위적으로 동면을 유도시키고, 이에 따라 물이 없는 무수상태(waterless condition)로 상기 동면이 유도된 해양생물을 박스에 포장하는 것만으로 해양생물의 생존율을 장시간 유지시키고자 하는 것이 본 발명의 목적이다. 본 발명은 물속의 살아있는 모든 생물을 대상으로 하여, 기존의 활어 수송방법 등과는 전혀 다르게, 생물자체의 내인성 생체리듬을 이해하고 여러 단계의 온도 변화를 거침으로써 인위적으로 무수상태를 유도하여, 해양생물의 내인성 생체리듬을 장시간 정지시킨 후, 다시 본래의 생체리듬으로 원상회복시키는 전혀 새로운 기술을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해양생물의 인공동면 유도 장치는 해양생물을 포함하는 해수를 담고 있는 인공동면 챔버; 상기 인공동면 챔버로부터 배출되는 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮춘 후 다시 인공동면 챔버로 유입시키는 열교환기 또는 냉각기; 상기 인공동면 챔버 안에 있는 해수의 온도를 측정하는 온도센서와 상기 해수 안에 포함된 용존산소량을 측정하는 산소센서; 및 상기 온도센서로부터 입력받은 해수의 온도 정보를 바탕으로, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 각 단계 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 단계적으로 증가시킬 수 있고, 상기 산소센서로부터 입력받은 해수의 용존산소량 정보를 바탕으로, 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량의 편차가 없는 해수의 온도에서부터는, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 상기 낮아진 각 단계에 따라 단계적으로 줄이는 인공동면 유도 프로그램을 포함하고, 상기 인공동면 유도 프로그램에 따라 상기 열교환기 또는 냉각기를 제어하는 PC가 포함된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참고로 하여, 상세하게 살펴보기로 한다.
본 발명은 해양생물에 인공적으로 동면을 유도하기 위한 것으로, 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 이렇게 낮아진 각 단계에서의 해수 온도 유지 시간을 단계적으로 늘이거나 확장하는 것이 특징이다.
이를 위하여, 본 발명은 먼저 해수에 해양생물을 일정한 시간 동안 유지시킨다. 즉, 해양생물을 포함하는 해수를 준비하는 것이다. 여기서, 해수라 함은 바닷물을 의미하는 것으로, 본 발명은 해수 이외에 담수, 기타 다른 물을 사용하는 것도 가능하다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 해수를 이용하는 것으로 예를 들어 설명하지만, 본 발명에서는 해수 이외에 담수 및 기타 다른 형태의 어떠한 물을 사용하는 것도 가능하다.
다음으로, 본 발명은 상기와 같이 준비된 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 상기 낮아진 각 단계에 따라 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 준비된 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 점차 확장하는 것이다.
종래에 해양생물을 운반하기 위한 방법은 대부분 활어를 비롯한 어류들을 저온상태로 유지시키는 것이거나 또는 얼음으로 얼리는 냉각방법이었다. 이에 대하여, 본 발명에서는 물의 수온을 일정한 간격으로 낮추면서 해양생물의 인공동면을 유도한 것이 특징이다. 예시적으로는, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 준비된 해수의 수온이 13℃이고 이 온도에서 해양생물을 10분간 유지시켰다면, 이러한 해수의 온도를 1℃ 구간에 따라 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도 즉, 12℃, 11℃, 10℃ 및 9℃에서는 해양생물이 포함된 해수의 온도를 20분, 30분, 40분 및 50분으로 점차 확장하는 것이다.
본 발명은 이와 같이 해수의 수온을 일정한 시간 간격을 가지고 단계적으로 낮추는 것과 동시에, 이렇게 낮아진 각 단계에서의 해수 온도 유지 시간도 단계적으로 증가시키는 것이 해양생물에 가장 효과적으로 인공동면을 유도할 수 있음을 확인하였다. 만약, 일시적으로 수온을 한번에 낮추게 되면, 해양생물들은 저온 쇼크를 받아서 사망하게 될 것이기 때문에, 본 발명은 수온과 시간을 단계적으로 조절하여 해양생물이 낮아진 해수 온도에 적응기간을 갖도록 한 것이 특징이다.
이러한 본 발명에 있어서, 상기 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮추는 것은, 도 1에 예시된 바와 같이 1℃ 마다 온도를 단계적으로 낮출 수 있다. 또한, 2℃, 3℃ 또는 그 이상의 온도 구간으로도 점차 온도를 낮출 수 있으며, 이 경우는 2℃, 3℃ 또는 그 이상의 온도 구간으로 차이 나는 해수의 수온 별로 온도를 일정하게 유지하는 시간을 달리하는 것이다. 예를 들어, 준비된 해수의 수온이 13℃이고 이 온도에서 해양생물을 10분간 유지시켰다면, 11℃에서는 20분, 9℃에서는 30분으로 하는 것이다. 나아가, 상기와 같이 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서 각 단계에서의 해수 온도 유지 시간을 단계적으로 확장하는 것은, 시간에 따라 해수의 온도가 분명하게 구분될 수도 있지만, 도 2에 나타난 바와 같이 일부 시간 구간에서는 인접하는 2개의 해수 온도 사이에 중첩되는 부분이 있을 수도 있는 것은 당연하다.
다음 단계로서, 본 발명은 상기와 같이 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서 해수 온도 유지 시간을 단계적으로 확장한 이후에는, 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 산소소비량의 변화가 거의 없는 해수의 온도를 기점으로, 상기 각 단계에서 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 단계적으로 줄이는 것이 특징이다. 즉, 해양생물의 호흡 상태나 내인성 생체 리듬으로부터 해양생물이 가장 많은 스트레스를 받는 해수 온도를 파악한 뒤, 상기 해수 온도 구간에서 유지하는 시간을 가장 길게 함으로써, 해양생물이 받는 스트레스를 최소화하고자 함이다.
해수에 포함되어 있는 해양생물은 해수 온도가 감소하면 점차 호흡이 힘들어지고 불규칙하게 되며, 이에 따라 일정한 온도에서 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화는 크게 줄어들거나 산소소비량의 변화가 거의 없게 된다. 이것은 해양생물의 호흡 생체리듬이 현저하게 변했다거나 또는 호흡 생체리듬이 정지되는 것을 의미하는 것으로, 이러한 해수 온도 구간에서 해양생물은 가장 많은 스트레스를 받는다. 이에 본 발명은 일정한 온도를 기준으로 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 거의 없는 또는 전혀 없는 해수 온도에서는 유지 시간을 가장 길게 하고, 이후 낮아진 해수 온도에서는 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 단계적으로 줄임으로써, 해양생물이 받는 스트레스를 최소화하면서 해양생물에 인공적으로 동면을 유도하고자 한 것이다.
여기서, 상기 일정한 온도를 기준으로 해양생물이 소비하는 산소량의 변화가 크게 줄어들거나 거의 없다고 하는 것은, 단계적으로 낮아진 하나의 각 해수 온도에서 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화 즉, 산소소비량의 최대치와 최소치의 편차(즉, 진폭)가 이전보다 크게 줄어들거나 그 편차가 미비한 것을 말한다. 일정한 온도에서 조사된 해양생물의 산소소비량 진폭이 작다는 것은 해양생물의 호흡활동이 스트레스로 인해 위축되어 있다는 것이고, 일정한 온도에서 조사된 해양생물의 산소소비량 진폭이 크다는 것은 해양생물의 활발한 호흡활동을 의미하며, 이는 해수에 포함된 용존산소량의 변화로 체크할 수 있다.
만약, 초기에 소정의 수온을 가진 해수에서 제1산소소비량을 가지는 해양생물을 일정한 시간 동안 유지시킨다면, 상기 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 단계적으로 증가시키는 것은 상술한 바와 같고, 본 발명의 다른 실시형태는 상기 낮아진 각 단계의 온도 중, 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량이 상기 제1산소소비량보다 1.5배 내지 4배 범위 내로 작거나 또는 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량의 편차가 6.0 ml O2 kg-1 WW h-1 내지 0.0 ml O2 kg-1 WW h-1 범위 내인 해수의 온도를 기점으로, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 단계적으로 줄이 는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 일정한 온도에서 해양생물이 소비하는 산소소비량의 편차를 알기 위하여, 본 발명의 실시 과정 중에 또는 그 이전에 미리, 해양생물의 호흡상태를 측정할 필요가 있고, 본 발명은 이와 같은 해양생물의 호흡상태 측정 과정을 더 포함할 수도 있다. 예시적으로는, 해양생물을 포함하는 해수의 용존산소량을 측정함으로써 상기 해양생물의 산소소비량을 알 수 있고, 본 발명에서는 특별히 해양생물의 호흡상태를 측정할 수 있는 자동호흡측정장치를 이용할 수도 있다.
해양생물의 호흡상태를 조사하기 위해서는 특별히 제한되는 것은 아니지만 본 발명자에 의해 발명되어 등록된 자동호흡측정장치(대한민국 공개특허번호: 10-2003-0075931)를 이용할 수 있다. 이것은 도 3에 도시된 바와 같이 물이 순환하는 폐루프로 된 메인순환루프와, 상기 메인순환루프상에 연통되게 설치되고 피실험생물을 담는 생물저장조와, 상기 메인순환루프에 병렬로 연결되어 상기 메인순환루프로 산소가 포화용존된 보충수를 공급하는 보조순환루프 및, 상기 메인순환루프내의 용존산소량을 측정하여 상기 보조순환루프를 메인순환루프와 연통시키는 연산제어부를 포함하여, 용존산소농도와 대기압을 자동으로 보정하여 생물의 호흡상태를 장시간 측정할 수 있도록 된 것이다. 이를 이용하여 해양생물의 호흡상태를 측정하는 것에 관한 상세한 설명은 상기 발명되어 등록된 자동호흡측정장치에 대한 설명으로 갈음한다. 이외에 이 기술분야의 당업자에게 알려진 다른 방법이나 장치를 사용하 여 해양생물의 호흡상태를 측정하는 것 또한 본 발명의 범주에 포함되는 것은 명백하다.
이와 함께, 본 발명에서는 상기와 같이 측정된 해양생물의 호흡상태 결과로부터, 상기 해양생물의 내인성 생체리듬을 조사할 수도 있다. 상기 해양생물의 내인성 생체리듬은 빛이 없고, 수온이 일정하며, 염분이 일정한 상태의 실험조건에서 얻어지는 것이 바람직하다. 상기와 같은 실험 조건을 가진 실험 용기 내에서, 해양생물에 의해 소비되는 용존 산소량의 변화 상태를 연속으로 자동 측정하고, 일정시간 동안 변화된 용존산소량의 평균값을 파악해서, 상기 해양생물의 내인성 생체리듬을 파악하는 것이다. 여기서, 물속의 용존 산소량에 커다란 영향을 주는 대기압, 수온, 염분도의 변화는 필요에 따라 자동 보정해 줄 수도 있다. 예시적으로는, 상기 해양생물의 호흡상태 결과로부터 상기 해양생물의 대사활성이 일주기 리듬을 가지는지 또는 조석주기 리듬을 가지는지를 알아낼 수 있다. 즉, 도 4a는 자동호흡측정장치를 이용하여 양식장에서 사육한 넙치를 대상으로 6일간 연속 측정된 넙치의 호흡생리활성 자료 그래프이고, 이렇게 연속 측정된 자료를 시계열 주기분석프로그램을 이용해서 상기한 해양생물의 주기를 분석하는 것이다. 그러면, 도 4b에서와 같은 일주기 리듬 형태가 강한 결과를 얻을 수 있다. 도 5a는 자연 상태에서 채포된 넙치를 대상으로 연속 호흡생리활성을 측정한 결과이며, 도 5b는 이것을 주기분석프로그람으로 분석하여 자연서식지 형태의 조석주기 리듬이 해양생물의 체내에 내재되어 있는 것을 나타낸다. 해양생물의 호흡상태 결과로부터 해양생물의 내인 성 생체리듬을 조사하는 것은 소정의 컴퓨터 시스템 또는 프로그램을 이용할 수 있고, 나아가 이 기술분야에서 널리 알려진 다른 방법을 이용하여 해양생물의 내인성 생체리듬을 조사하는 것도 가능하다.
상술한 바에 따르면, 본 발명은 해양생물의 호흡 상태나 내인성 생체 리듬으로부터 해양생물이 가장 많은 스트레스를 받는 해수 온도를 파악하고, 이러한 해수 온도 구간에서 해양생물을 유지시키는 시간을 가장 길게 하는 것이 특징이며, 이러한 특징은 해양생물이 일주기를 가지는 것이든지 조석주기를 가지는 것이든지 또는 일주기와 함께 조석주기를 가지는 것이든지 동일하게 적용될 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따라 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 산소소비량의 변화가 거의 없는 시점의 해수 온도를 결정하기 위한 것으로, 해수 온도에 따른 해양생물의 평균 산소소비량 변화를 예시적으로 나타내는 그래프이고, 이것은 24시간의 일주기를 갖는 넙치를 예로 든 것이다.
여기에 도시된 바와 같이, 해양생물의 평균 산소소비량 변화는 해수의 온도가 점차 단계적으로 낮추어짐에 따라 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 실제로 일정한 온도에서 해양생물이 소비하는 산소량의 편차 즉, 하나의 온도를 기준으로 했을때 해양생물이 소비하는 산소량의 최대치와 최소치의 차 역시 해수의 온도가 낮추어짐에 따라 감소한다. 이는 해수의 온도가 낮아짐에 따라 해양생물의 움직임이 활발하지 못하게 되고, 이에 따라 해양생물이 소비하는 산소 소비량 변화도 줄어들거나 거의 없어지게 되기 때문이다.
해양생물이 소비하는 산소 소비량 변화가 줄어들거나 거의 없어지게 된다는 것은 해양생물의 내인성 생체리듬에 변화가 있다는 것을 의미하고, 이러한 상태가 발생하는 해수의 온도는 도 6에 나타난 바와 같이, 약 13℃ 정도인 해수를 이용하는 경우 넙치의 호흡 생리대사활동이 정상상태에서 약해지는 10℃ 부근(도 6의 A)과, 수온 감소에 따라 호흡생체리듬이 현저히 변화하는 6℃ 부근(도 6의 B), 내인성 호흡 생체리듬이 정지되는 4℃ 부근(도 6의 C), 그리고 수온이 더 이상 감소해도 신진대사변화가 없는 2℃ 부근(도 6의 D)일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시형태는 해수의 온도를 단계적으로 낮춤에 있어서, 14℃ 내지 12℃를 제1온도로 하고, 7℃ 내지 5℃도를 제2온도로 하며, 5℃ 내지 3℃도를 제3온도로 할 수 있다. 바람직하게는 13℃를 제1온도로 하고, 6℃를 제2온도로 하며, 4℃를 제3온도로 하는 것이 더욱 적합하다. 그래서, 상기 제1온도로부터 제2온도와 제3온도를 차례로 거치면서 해수의 온도를 낮출 수 있고, 또는 상기 제1온도로부터 제3온도로 해수의 온도를 낮추는 것도 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시형태는 먼저, 수온이 제1온도인 해수에서 제1산소소비량을 가지는 해양생물을 상기 제1온도를 가진 해수에서 제1시간 동안 유지시키고, 이어 서 상기 해수의 수온을 점차 낮추면서 제3온도에서는 상기 해수의 수온을 제3시간 동안 유지시키는 것을 특징으로 하는 해양생물의 인공동면 유도 방법일 수 있다. 여기서, 상기 제3온도는 상기 해양생물의 산소소비량이 상기 제1산소소비량의 3배 내지 4배 범위 내로 작은 제3산소소비량을 가지는 온도이고, 상기 제3시간은 상기 제1시간의 10배 내지 100배 범위 내로 긴 시간을 의미한다.
이것은 후술하는 본 발명의 실시예에 포함된 표 1과 도 1을 참조하여 예를 들면, 13℃에서 12.2 ml O2 kg-1 WW h-1의 제1산소소비량을 가지는 해양생물을 10분간 유지시키고, 이어서 상기 해수의 수온을 점차 낮추면서, 해양생물의 산소소비량이 0.1 ml O2 kg-1 WW h-1이 되고 이것의 내인성 호흡 생체리듬이 정지되는 4℃에서는 해수의 수온을 이 온도로 약 260분 정도간 유지시키는 것이다. 이와 같이 해양생물의 산소소비량이 상기 제1산소소비량의 3배 내지 4배 범위 내로 작은 제3온도에서 상기 제1시간의 10배 내지 100배 범위 내로 긴 제3시간 동안 해양생물을 유지시키는 경우, 상기 제3온도는 해양생물의 산소소비량 변화가 거의 없이 스트레스가 가장 많은 부분이지만 본 발명에 따라 가장 긴 시간 동안 유지되기 때문에, 해양생물에 가장 적은 스트레스를 줄 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 다른 실시형태는 상기와 같이, 수온이 제1온도인 해수에서 제1산 소소비량을 가지는 해양생물을 상기 제1온도를 가진 해수에서 제1시간 동안 유지시키고, 상기 해수의 수온을 점차 낮추면서 제2온도에서는 상기 해수의 수온을 제2시간 동안 유지시키며(상기 제2온도는 상기 해양생물의 산소소비량이 상기 제1산소소비량보다 1.5배 내지 2.5배 범위 내로 작은 제2산소소비량을 가지는 온도이고, 상기 제2시간은 상기 제1시간보다 10배 내지 25배 범위 내로 긴 시간임), 상기 해수의 수온을 점차 낮추면서 제3온도에서는 상기 해수의 수온을 제3시간 동안 유지시키는(상기 제3온도는 상기 해양생물의 산소소비량이 상기 제1산소소비량의 3배 내지 4배 범위 내로 작은 제3산소소비량을 가지는 온도이고, 상기 제3시간은 상기 제1시간의 26배 내지 100배 범위 내로 긴 시간임)것을 포함하는 것도 가능하다.
이것은 본 발명의 실시예에 포함된 표 1과 도 1을 참조하면, 13℃에서 12.2 ml O2 kg-1 WW h- 1 의 제1산소소비량을 가지는 해양생물을 10분간 유지시키고, 해양생물의 평균 산소소비량이 9.8 ml O2 kg-1 WW h-1가 되면서 내인성 호흡 생체리듬이 현저히 변화하는 6℃에서는 해수의 수온을 이 온도로 120분간 유지시키며, 해양생물의 평균 산소소비량이 6.2 ml O2 kg-1 WW h-1로 되면서 내인성 호흡 생체리듬이 정지(진폭 차이는 0.1 ml O2 kg-1 WW h-1)되는 4℃에서는 해수의 수온을 이 온도로 약 260분간 유지시키는 것이다. 이 경우, 상기 제2온도는 해양생물의 산소소비량 변화가 크게 줄어드는 부분이고, 이를 상기 제3온도 전에 일정한 시간 유지시킴으로써, 해양생물의 생존율을 더욱 장시간 늘일 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시형태는 상기와 같이 제1온도를 가진 해수에 해양생물을 제1시간 동안 유지시키며, 이어서 상기 해양생물이 소비하는 산소량의 최대치와 최소치의 차, 즉 산소소비 생체리듬 진폭이 1.1 ml O2 kg-1 WW h-1 내지 0.0 ml O2 kg-1 WW h-1 범위 내인 제3온도까지 상기 해수의 수온을 점차 낮추고, 상기 해수를 상기 제3온도에서 상기 제1시간보다 10배 내지 100배 범위 내로 긴 시간 동안 유지시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 실시예에 포함된 표 1과 도 1을 참조하면, 상기 해양생물이 소비하는 산소량의 최대치와 최소치의 차가 1.1 ml O2 kg-1 WW h-1 내지 0.0 ml O2 kg-1 WW h-1 범위 내인 제3온도는 대략 4.5℃ 내지 1℃ 범위 내이고, 이 경우 상기 제3온도는 해양생물의 산소소비량 변화가 거의 없이 스트레스가 가장 많은 부분이지만 본 발명에 따라 가장 긴 시간 동안 유지되기 때문에, 해양생물에 가장 적은 스트레스를 줄 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 또 다른 실시형태는 상기와 같이, 제1온도를 가진 해수에 해양생물을 제1시간 동안 유지시키고, 상기 해양생물이 소비하는 산소량의 최대치와 최소 치의 차(산소소비 생체리듬의 진폭)가 6.0(ml O2 kg-1 WW h-1 내지 1.0 ml O2 kg-1 WW h-1 범위 내인 제2온도까지 상기 해수의 수온을 점차 낮추고, 상기 해수를 상기 제2온도에서 상기 제1시간보다 10배 내지 25배 범위 내로 긴 제2시간 동안 유지시키며, 상기 해양생물이 소비하는 산소량의 최대치와 최소치의 차가 1.1 ml O2 kg-1 WW h-1 내지 0.0 ml O2 kg-1 WW h-1 범위 내인 제3온도까지 상기 해수의 수온을 점차 낮추고, 상기 해수를 상기 제3온도에서 상기 제1시간보다 26배 내지 100배 범위 내로 긴 제3시간 동안 유지시키는 것일 수 있다. 본 발명의 실시예에 포함된 표 1과 도 1을 참조하면, 상기 해양생물이 소비하는 산소량의 최대치와 최소치의 차가 6.0 ml O2 kg-1 WW h-1 내지 1.0 ml O2 kg-1 WW h-1 범위 내인 제2온도는 대략 7.0℃ 내지 4.5℃ 범위 내이고, 이 경우 상기 제2온도는 해양생물의 산소소비량 변화가 크게 줄어드는 부분이고, 이를 상기 제3온도 전에 일정한 시간 유지시킴으로써, 해양생물의 생존율을 더욱 장시간 늘일 수 있는 것이다.
나아가, 상술한 바와 같은 본 발명의 여러 실시형태에 있어서 상기 해수의 수온을 점차 낮추는 것은, 상술한 바와 같이 상기 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 상기 낮아진 각 단계에 따라 단계적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
이와 더불어, 상술한 바와 같은 본 발명의 여러 실시형태에 있어서, 상기 해양생물은 활어 또는 넙치인 것이 가장 바람직하다.
도 8a와 도 8b는 각각 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인공동면 장치의 일례를 나타내는 측면도와 상면도이고, 본 발명의 다른 실시형태는 해양생물을 인공동면 시키기 위한 해양생물의 인공동면 장치이다.
여기에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다른 실시형태는 해양생물의 인공동면 유도 장치로서, 해양생물을 포함하는 해수를 담고 있는 인공동면 챔버(15); 상기 인공동면 챔버로부터 배출되는 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮춘 후 다시 인공동면 챔버로 유입시키는 열교환기(2) 또는 냉각기(5); 상기 인공동면 챔버 안에 있는 해수의 온도를 측정하는 온도센서(11, 12)와 상기 해수 안에 포함된 용존산소량을 측정하는 산소센서(10); 및 상기 온도센서로부터 입력받은 해수의 온도 정보를 바탕으로, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 각 단계 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 단계적으로 증가시킬 수 있고, 상기 산소센서로부터 입력받은 해수의 용존산소량 정보를 바탕으로, 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량의 편차가 없는 해수의 온도에서부터는, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 상기 낮아진 각 단계에 따라 단계적으로 줄이는 인공동면 유도 프로그램을 포함하고, 상기 인공동면 유도 프로그램에 따라 상기 열교환기 또는 냉각기를 제어하는 PC(9)가 포함된 것을 특징으로 한다.
이러한 인공동면 유도장치는 상기 PC(9)가 열교환기(2) 또는 냉각기(5)의 작동을 제어함으로써, 인공동면 챔버(15) 안에 있는 해양생물을 인공동면시키는 것이 특징이다. 이를 위하여 본 발명에 따른 인공동면 유도장치는 상기 열교환기(2) 또는 냉각기(5)의 작동을 제어하기 위한 별도의 컴프레서(3)와 압력 제어부(4)를 더 포함할 수 있고, 상기 온도센서를 제어할 수 있는 온도제어부(7)을 더 포함할 수 있으며, 상기 PC(9)는 상기 압력 제어부(4)와 온도제어부(7)를 통제함으로써, 상기한 열교환기(2) 또는 냉각기(5)의 작동을 제어하는 것도 가능하다.
이하, 상기와 같은 인공동면 유도장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 인공동면 유도장치는 기본적으로 해수와 담수를 모두 사용할 수 있기 때문에 물과 접촉하는 관이나 각 구성요소를 PVC 재질이나 해수에 강한 티타늄 재질로 하였다. 이러한 인공동면 유도장치는 크게 인공동면 챔버(15)와 냉각장치 및 수온조절장치(PC) 등으로 나뉜다.
상기 인공동면 챔버(15)는 해수로부터 보호하기 위하여 내외벽이 프라스틱 재질이나 티타늄으로 되어있고, 외부와의 열차단을 위하여 내외벽의 중간 부분(두께 5cm) 은 단열재인 에폭시로 채워져 있으며, 덮개를 포함한다. 이러한 인공동면 챔버(15)의 부피는 500리터이며, 물은 400리터를 채울 수 있다. 인공동면 챔버(15) 내부의 미세한 수온 변화는 Pt100 온도 센서 2개(11, 12)를 통하여 PC(9)와 온도제어부(7) 2곳에서 측정한 값으로 서로 보정할 수 있게 하였다. 인공동면 챔버(15) 내부의 용존산소(DO)는 산소센서(Multiline P4, WTW, Germany)(10)를 PC(9)에 연결하여 사용하였으며, 인공동면 챔버(15)에 구비된 유입구(14)와 배출구(13)를 통하여 해수의 유속(45리터/min)을 조절함으로써 해수의 산소 포화도를 100% 로 유지되게 하였다.
이와 함께, 본 발명에 따른 인공동면 챔버(15)는 해수로부터 해양생물을 건져 올릴 수 있는 그물망(16)을 포함하는 것도 가능하다. 이를 위하여 인공동면 챔버(15) 안으로 해양생물을 넣기 전에 먼저 그믈망(16)을 넣는 것이 바람직하다. 그 이유는 넙치와 같이 평평한(flat) 어류는 바닥에 있으면 체포가 어렵지만, 그믈망(16) 안에 넙치를 넣으면 상기 그믈망(16)을 간단히 들어 올려서 커다란 스트레스 없이 어류를 다루기가 용이하기 때문이다.
계속해서, 본 발명에 따른 인공동면 유도장치의 냉각장치는 1분에 45리터를 처리할 수 있는 용량의 펌프(1), 시간당 12000 kcal 용량의 열교환기(2), 2 마력의 컴프레서(3), 압력제어부(4), 냉각기(5)로 구성되어 있으며, 이러한 냉각장치를 통과하는 해수의 유속방향은 도 8a와 도 8b에서 굵은 실선으로 나타내었다. 이러한 냉각장 치를 이용하여 상기 인공동면 챔버(15) 안으로 유입되는 해수의 수온을 낮추려면, 상기 열교환기(2)와 컴프레서(3) 및 압력제어부(4)를 순환하는 냉매의 조건을 높은 압력과 낮은 온도(-25℃)로 유지하는 것이 중요하다. 이러한 냉매의 순환과정은 도 8a와 도 8b에서 점선으로 나타내었다.
이 경우 열교환기(2)를 통과하는 해수의 온도가 너무 낮으면 열교환기(2)에 문제가 발생할 수 있다. 즉, 열교환기(12000 kcal/h)로 해수가 통과하는 관 직경이 작아 열교환기(2)의 관 속이 결빙되어 열교환기(2)가 파열 될 수 있다. 따라서, 열교환기(2)의 내부 관을 통과하는 해수의 수온이 일정범위 이상 낮아지게 되면 컴프레서(3)의 압력을 자동으로 조절하여 냉매의 온도를 자동으로 낮춤으로써 열교환기(2)의 결빙을 방지하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 인공동면 챔버(15) 내부의 수온이 높을 때(예를 들어, 13℃ 내지 4℃)는 컴프레서(3)의 압력을 높여 냉매 온도를 -25℃로 하고, 상기 인공동면 챔버(15) 안의 해수 수온이 1℃ 정도로 낮으면 컴프레서(3)의 압력을 낮게 하여 냉매 온도를 -1℃로 하면 열교환기(2)의 결빙을 방지(염분 24.7 ‰에서 결빙 온도: -1.93℃)할 수 있는 것이다.
이와 함께, 본 발명에 따른 인공동면 유도장치의 상단에는 냉각계통의 이상 유무를 알려주는 LED lamp를 설치하여 문제 발생시 신속하게 대응할 수 있도록 하였다. 동면 유도실의 수온은 PC(9)와 온도제어부(7)를 통하여 미리 설정해놓은 PC(9)의 프로그램에 의해 자동으로 조절되게 하였다. 이렇게 설정된 인공동면 유도과정의 수온 조절이 정상적으로 작동하는지는 상기 PC(9)에 나타나게 하였다. 인공동면 유도 프로그램 설정은 초기 수온과 어종과 어류의 크기에 따라서 14 - 20시간으로 변경하여 사용할 수 있다.
이러한 인공동면 유도장치는 상기 PC(9)가 열교환기(2) 또는 냉각기(5)의 작동을 제어함으로써, 인공동면 챔버(15) 안에 있는 해양생물을 자동으로 인공동면시키는 것이 특징이다. 이를 위하여 상기 PC(9)가, 상기 온도센서(11, 12)로부터 입력받은 해수의 온도 정보를 바탕으로, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 각 단계 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 단계적으로 증가시키는 것과, 상기 산소센서(10)로부터 입력받은 해수의 용존산소량 정보를 바탕으로, 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량의 편차가 없는 해수의 온도에서부터는, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 상기 낮아진 각 단계에 따라 단계적으로 줄이는 것은, 상술한 해양생물의 인공동면 유도방법에서 구체적으로 설명한 바와 같다. 이외에 상기 PC(9)가 상술한 본 발명의 다른 실시형태에 따른 해양생물의 인공동면 유도방법에 의해 해양생물을 자동으로 인공동면시키는 것도 가능하다.
상술한 바와 같은 인공동면 유도 장치로 해수의 온도와 유지 시간을 조절하여 해양생물에 인공동면을 유도한 다음에는, 이렇게 인공동면이 유도된 해양생물을 외부와의 열차단이 가능한 박스에 넣고, 상기 해양생물 표면에 물에 적신 덮개를 덮어서 일정하게 습도를 유지시킨 후, 상기 박스를 밀봉하여 인공동면된 해양생물을 운반할 수 있다.
해양생물이 포함되는 박스 안에 외부의 공기 또는 열이 유입되면 박스 내부의 온도가 올라가서, 인공동면이 유도된 해양생물이 일찍 깨어나서 죽게 되므로, 본 발명에서는 이러한 인공동면 상태를 소정의 시간 동안 지속시키고자 외부의 열 또는 공기 유입이 차단되는 박스를 이용하였다. 상기 박스의 내부 온도는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 1℃ 내지 2℃ 범위 내의 내부 온도로 유지되는 것이, 해양생물의 인공동면 상태 유지에 가장 적합한 것임을 확인하였다.
또한, 본 발명에 따른 상기 해양생물은 인위적으로 동면이 유도된 상태이기 때문에, 물이 필요 없지만, 상기 해양생물의 생존에 필요한 습도 유지를 위해서 물에 적신 덮개를 이용하였다. 즉, 상기 해양생물 표면에 물에 적신 한지를 덮어서 일정하게 90% 이상의 습도로 유지시키는 것이 가장 바람직하였다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하는 경우, 해양생물의 내인성 생체리듬을 파악하여 상기 해양생물에 인위적으로 동면을 유도시킬 수 있고, 이에 따라 물이 없는 무수상태(waterless condition)로 박스에 포장하는 것만으로도 해양생물의 생존율을 장시간 유지시킬 수 있는 것이다.
그런 다음에는, 상기 인공동면이 유지된 해양생물을 상기 밀봉된 박스와 함께 다른 장소로 옮긴 후, 상기 박스를 개봉하여 7℃ 내지 9℃ 범위 내의 수온을 가진 물에 상기 해양생물을 방류하는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명은 인공동면이 유도된 해양생물을 운송하기 위한 것으로써, 특히 상기 밀봉된 박스에 담아 운송하는 것이고, 운송한 다음에는 해양생물의 크기에 따라 다르지만, 활어의 경우 7℃ 내지 9℃ 범위 내의 수온을 가진 물에 방류하면, 짧게는 몇초 내지 10분 정도 후에는 인공동면 상태에서 깨어나게 되는 것이다.
이러한 본 발명은 물속의 살아있는 모든 생물을 대상으로 하여, 기존의 활어 수송방법 등과는 전혀 다르게, 생물자체의 내인성 생체리듬을 이해하고 여러 단계의 온도 변화를 거침으로써 인위적으로 무수상태를 유도하여, 해양생물의 내인성 생체리듬을 장시간 정지시킨 후, 다시 본래의 생체리듬으로 원상회복 시키는 전혀 새로운 기술을 제공할 수 있는 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 실험에서 사용된 넙치는 안산 농수산물 수산시장에서 제주도산 구입하여 사용하였다. 총 실험어는 290 개체로써, 종래의 방법에 의해 비닐봉지 또는 신문지 포장으로 운반한 것이 63개체, 그리고 본 발명에 따른 인공동면 유도기술(무수운반포장기술을 이용함)에 227개체를 사용하였다.
실시예 1: 넙치의 호흡활동과 내인성 생체리듬 분석
먼저, 해양생물의 내인성 생체리듬을 이용한 인공동면을 이해하기 위해서는 대상 어류가 어떠한 내인성 생체리듬을 가지고 대사활성을 하는지 분석하는 것이 중요하다.
어류의 내인성 생체리듬 측정은 실험 조건부터 중요하다. 이러한 실험 조건은 최소한 2개 이상의 외부의 환경 조건이 일정한 상태를 유지해야만 내인성 생체리듬으로 인정할 수 있다(Palmer 1995). 어류는 눈이 있기 때문에 빛의 영향으로 멜라닌 색소에 영향을 끼쳐 어류의 행동이나 생리활성에 영향을 끼칠 수 있어 내인성 생체리듬을 관찰하기가 어렵다. 본 발명에서는 빛이 차단되고 수온을 일정(도 5a: 19℃, 도 6a: 21.5℃)하게 유지할 수 있는 BOD incubator(VS 1203P5N, Vison Co., Seoul, Korea)를 사용하였다. 양식산 넙치의 호흡활동에 따른 내인성 생체리듬 분석은 본 발명자에 의해 개발된 도 3의 자동호흡측정기(Automatic intermittent-flow-respirometer : AIFR)를 이용하여 측정하였다. AIFR로 135시간 동안 연속해서 측정된 호흡 측정 자료는 소정의 컴퓨터 프로그램(KaleidaGraphy, Synergy Software, Essex Junction, VT, USA)을 이용하여 최소자승법에 따른 2% 이동평균으로 나타냈다(도 4a). 넙치의 호흡활동에 의한 내인성 생체리듬 주기분석은 최대 균질 스펙트럼 분석(Maximum Entropy Spectral Analysis: MESA) 프로그램을 이용하였다. 생체리듬의 주기분석을 위해서는 일정한 시간 간격의 연속적인 자료가 필요하고, 상기 AIFR로 측정된 자료를 매 10분 동안의 수치를 평균값으로 변환 시킨 후 MESA 프로그람으로 분석하여 도 4b의 주기분석 자료를 얻을 수 있었다. 이와 같이 양식산 넙치는 24시간의 일주기에 거의 일치된 24.8시간의 주기를 나타냈다(도 4b). 그러나 바다에 서식하는 자연산 어류나 해양생물들을 AIFR 로 연속해서 호흡을 관찰하면 도 5a와 같이 전혀 다른 형태로 나타났다. 도 5a는 조간대에 서식하는 바지락(Manila clam, Ruditapes philippinarum)의 호흡을 260시간 동안 BOD incubator(어두운 상태와 일정한 수온 21.5℃)에서 연속해서 AIFR 로 측정한 결과이다. 2% 의 이동평균으로 분석한 결과 하루에 2개의 피크가 강하게 나타나며, 이러한 자료를 MESA 로 분석한 결과 5b와 같이 달의 영향을 받는 12.2시간의 조석주기 영향이 강한 것을 알 수 있으며, 25.1시간의 일주기도 관찰되었다. 상기 바지락의 내인성 생체리듬 실험에서 이해할 수 있는 것처럼 해양생물은 서식지에 따라 생체리듬이 다르다는 것을 알 수 있다. AIFR로 해양생물의 호흡을 장시간 측정하면 해양생물의 내인성 생체리듬을 관찰할 수 있고, 이것은 해양생물을 인공동면 유도시키는데 중요한 기초 자료가 될 수 있다.
실시예 2: 해수 온도 저하에 따른 넙치의 평균 산소소비량 변화
상기한 실시예 1에 따른 넙치의 호흡활동과 내인성 생체리듬 분석 방법 및 분석 자료를 토대로, 본 발명에 따른 인공동면 유도장치를 이용하여, 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 낮추어 가면서 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 산소소비량의 변화가 거의 없는 시점의 해수 온도를 결정하였다.
그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 넙치를 대상으로 하는 경우 13℃에 보관하였던 넙치를 수온 10℃로 감소시켜도 생존에는 전혀 무리가 없었다. 그래서, 본 발명자들은 도 7에 나타난 바와 같이, 상기 해수의 수온을 13℃에서 10분간 유지시키고, 12℃에서 20분, 11℃에서 30분 정도씩 수온 감소에 따라 시간을 늘려갔다. 수온 6℃에서는 처음 시작한 13℃에서의 노출 시간(10분) 보다 12배 정도 많은 120분, 5℃에서는 180분, 생체리듬이 정지되는 수온 4℃에서는 스트레스를 최소화하기 위하여 260분으로 가장 긴 노출을 하였다. 그리고 해수의 수온을 감소시키면서 점차적으로 노출시간을 줄였다. 즉, 상기 해수를 3℃에서 180분, 2℃에서 120분, 1℃에서 20분으로 노출 시간을 줄이면서 해수 안에 넙치가 유지되도록 하였다. 최종적으로는 영하(-) 0.2℃에서 15분간 노출 하였다.
이와 같이, 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서 이렇게 낮아진 해수의 온도에 따라 해수의 온도 유지 시간을 단계적으로 증가시키는 것의 일례를 도 7에 도시하였으 며, 이러한 수온 변화는 인공동면 유도장치의 컴퓨터 프로그램에 의해 자동으로 조절하였다. 반복 실험 결과, 인동동면 유도 시점을 13℃ 정도에서 유도하는 것이 해양생물의 스트레스를 가장 바람직하게 줄일 수 있으며, 총 동면 유도 시간은 약 20시간 정도가 소요되는 것을 확인하였다.
이와 함께, 도 6에 나타난 해수 온도에 따른 해양생물의 평균 산소소비량 변화 그래프를 바탕으로, 일정한 기준 온도에서 넙치가 소비하는 산소량의 최대치와 최소치 및 이에 따른 산소소비량 변화 진폭 그리고 해수의 온도 구간별 해양생물의 평균 산소소비량 변화 그래프의 기울기를 하기의 표 1에 정리하였다.
[표 1: 넙치의 산소소비량 진폭과 수온 구간별 기울기]
Temp. (℃) 13 10 8 6 5 4 3 2
산소소비량 (ml O2 kg-1 WW h-1) 의 진폭 (5% 이동 평균으로 처리) 및 평균 최대 (A) 23.8 17.7 16.6 12.5 8.4 6.2 6.1 6.1
최소 (B) 11.6 10.8 10.2 7.0 6.1 6.1 6.1 6.1
진폭(A-B) 12.2 6.9 6.4 5.5 2.3 0.1 0.0 0.0
평균 (C) 17.7 14.3 13.4 9.8 7.3 6.2 6.1 6.1
수온 구간별 (A-B)의 기울기 1.77 0.25 0.25 2.7 0.05
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 넙치의 산소소비량 진폭에 따른 기울기는 수온이 13℃에서 10℃로 감소할 때 1.77로 나타났다. 해수의 수온 범위가 10℃에서 8℃, 8℃에서 6℃로 각각 2℃씩 감소할 때는 상기 기울기가 0.25로 동일하였고, 이것은 13℃에서 10℃로 감소할 때보다 약한 수치이며, 이에 따라 해수의 온도가 10℃에서 6℃로 감소하는 구간에서는 넙치의 호흡이나 대사활동에 큰 변화가 없는 것으로 판단된다. 그러나 6℃에서 4℃로 감소하는 구간에서는 산소소비량 진폭의 기울기가 2.7로 강하게 나타나서, 이러한 수온 범위에서는 대사활동에 커다란 변화가 있는 것을 확인하였다. 해수의 수온이 4℃이하인 경우에는 산소소비량이 거의 일정(6.1 ml O2 kg-1 WW h-1)하고 기울기는 0.05로 나타나 수온변화에도 산소소비량의 변화는 거의 없었다.
실시예 3: 활어와 넙치를 이용한 인공동면 실험
계속해서, 상기와 같이 인공동면이 유도된 활어와 넙치를 내부 온도가 5℃로 유지되는 박스에 넣고, 그 표면에 전체에 물기가 있는 한지를 덮은 후, 박스를 밀봉하여 보관하였다. 보관 시간이 지남에 따라 상기 박스 안에 있는 활어와 넙치의 무수상태가 얼마나 오래 유지되는지 기록하였고, 상기 활어와 넙치의 생존율을 파악하였으며, 그 결과는 하기의 표 2에 나타낸 바와 같다.
[표 2: 활어와 넙치를 이용한 인공동면 실험 결과]
실 험 개체 수 개체 중량 단계별 수온 전처리 여부 한지재료 사용여부 무수상태 유지시간 생존률
기존방법 (인공 동면유도기술 사용 안함) 63 820 - 1060 g x x 12 - 15 시간 20 - 30%
인공동면유도기술과 무수운반 포장기술 140 720 - 1340 g 0 0 18 - 24 시간 90 -100%
인공동면유도기술과 무수운반 포장기술 87 2020 - 2740 g 0 0 18 - 24 시간 90 - 100%
상기의 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 인공동면 유도 기술과 무수운반 포장 기술이 적용된 활어와 넙치는 무수상태 유지 시간이 종래의 방법보다 길었으며, 활어와 넙치의 생존율은 종래의 방법에 의하는 것보다 현저히 우수하였다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 명백한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 해양생물을 포함하는 해수의 온도를 단계적으로 낮추면서, 상기 낮아진 각 단계의 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 해양생물이 소비하는 산소소비량의 변화가 크게 줄어들거나 내인성 생체리듬이 정지되어 산소소비량의 변화가 거의 없는 시점까지 단계적으로 증가시킨 뒤, 이를 기점으로 상기 각 단계에서 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 단계적으로 줄임으로써, 해양생물의 생존율을 장시간 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 의하는 경우, 해양생물에 인위적으로 동면을 유도시킬 수 있고, 이 에 따라 물이 없는 무수상태(waterless condition)로 상기 동면이 유도된 해양생물을 종이 박스에 포장하는 것만으로도 해양생물의 생존율을 장시간 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 본 발명은 물속의 살아있는 모든 생물을 대상으로 하여, 기존의 활어 수송방법 등과는 전혀 다르게, 생물자체의 내인성 생체리듬을 이해하고 여러 단계의 온도 변화를 거침으로써 인위적으로 무수상태를 유도하여, 해양생물의 내인성 생체리듬을 장시간 정지시킨 후, 다시 본래의 생체리듬으로 원상회복 시키는 전혀 새로운 기술을 제공할 수 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 해양생물을 포함하는 해수를 담고 있는 인공동면 챔버;
    상기 인공동면 챔버로부터 배출되는 해수의 온도를 소정의 구간에 따라 단계적으로 낮춘 후 다시 인공동면 챔버로 유입시키는 열교환기 또는 냉각기;
    상기 인공동면 챔버 안에 있는 해수의 온도를 측정하는 온도센서와 상기 해수 안에 포함된 용존산소량을 측정하는 산소센서; 및
    상기 온도센서로부터 입력받은 해수의 온도 정보를 바탕으로, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 각 단계 온도마다 해수의 수온을 일정한 시간 동안 유지시키되, 상기 낮아진 각 단계의 온도에서 유지시키는 일정한 시간을 단계적으로 증가시킬 수 있고, 상기 산소센서로부터 입력받은 해수의 용존산소량 정보를 바탕으로, 상기 해양생물이 소비하는 산소소비량의 편차가 없는 해수의 온도에서부터는, 상기 단계적으로 낮아진 해수의 수온을 일정하게 유지하는 시간을 상기 낮아진 각 단계에 따라 단계적으로 줄이는 인공동면 유도 프로그램을 포함하고, 상기 인공동면 유도 프로그램에 따라 상기 열교환기 또는 냉각기를 제어하는 PC가 포함된 해양생물의 인공동면 유도 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인공동면 챔버는 해수로부터 해양생물을 건져 올릴 수 있는 그물망을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양생물의 인공동면 유도 장치.
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