KR102123805B1 - Process for the cryostorage of chlorella - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법을 제공한다.The present invention provides a cryopreservation method of chlorella, characterized by using a combination of dimethyl sulfoxide and skim milk as a cryopreservative.

Description

클로렐라의 냉동 보관 방법{Process for the cryostorage of chlorella}How to store chlorella frozen {Process for the cryostorage of chlorella}

본 발명은 클로렐라의 냉동 보관 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cryopreservation of chlorella, and more particularly, to a method for cryopreservation of chlorella characterized by using a combination of dimethyl sulfoxide and skim milk as a cryopreservative.

미세 담수 녹조류 중 하나인 클로렐라는 인체에 유익한 탄수화물, 단백질, 지방뿐 아니라 엽록소, 비타민, 미네랄 등의 영양소를 함유하고 있어, 영양학적으로 가치가 뛰어난 식품의 원료로 알려져 있다. 이 외에도 건강 기능 식품의 원료로도 널리 이용되고 있는 클로렐라는 피부미용 및 항산화 작용에 도움이 되고, 면역 증진 및 배변활동에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 또한, 체질개선과 영양보급에 도움을 주며 성장발육에 효과가 있어, 모든 사람들이 안심하고 섭취할 수 있는 천연 식품으로 알려져 있다. Chlorella, one of the finest fresh green algae, contains nutrients such as chlorophyll, vitamins, and minerals as well as carbohydrates, proteins, and fats, which are beneficial to the human body, and is known as a source of nutritionally valuable food. In addition to this, Chlorella, which is widely used as a raw material for health functional food, is known to help in skin beauty and antioxidant, and to promote immunity and defecation. In addition, it is known as a natural food that can help everyone improve their constitution and nutrition, and is effective in growth and development, so everyone can take it with confidence.

클로렐라는 독립영양배양, 종속영양배양, 또는 이들의 조합에 의해 배양되며, 탄소원, 질소원, 미량금속, 미량원소 등을 포함하는 배지 중에서 배양될 수 있다. 예를 들어, 대한민국 특허등록 제10-0193748호는 종속영양배양에 의한 고농도 클로렐라의 제조방법을 개시한 바 있다. 클로렐라 균주의 장기 보관을 위하여는 통상 주기적인 계대 배양이 수행된다. 그러나, 반복되는 계대 배양 과정에서 반복적인 배지 교체에 따른 외부의 오염에 노출되는 문제가 있을 뿐만 아니라 균주 자체의 미세진화(microevolution)와 같은 균주의 변형이 발생할 수 있는 문제가 있다.Chlorella is cultured by independent nutrient culture, heterotrophic culture, or a combination thereof, and may be cultured in a medium containing a carbon source, a nitrogen source, a trace metal, and a trace element. For example, Korean Patent Registration No. 10-0193748 discloses a method for producing high concentration chlorella by heterotrophic culture. For long-term storage of the Chlorella strain, periodic passage culture is usually performed. However, not only is there a problem of being exposed to external contamination due to repeated medium replacement in the repeated passage culture process, there is also a problem that deformation of the strain such as microevolution of the strain itself may occur.

계대 배양을 통한 클로렐라의 장기 보관에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여, 클로렐라 균주를 동결시켜 냉동 보관(cryostorage 혹은 cryopreservation)하는 방법이 제안된 바 있다. 상기 냉동 보관 방법은 클로렐라 배양액을 약 -70℃ 내지 -80℃에서 동결(freezing)시켜 보관하고, 필요한 때 이를 해동(thawing)하여 클로렐라의 생리활성을 장기간 동안 유지시키는 방법이다. 동결 과정에서 발생하는 균주의 파괴, 생리활성 저하 등의 문제점을 회피하기 위하여, 동결 보존제(cryoprotectant)로 다이메틸설폭사이드를 클로렐라 배양액에 첨가하여 동결건조를 수행하는 것이 개시된 바 있다(Ben-Amotz and A. Gilboa, Mar. Ecol. Prog. Ser. 2: 157-161, 1980).In order to solve the problem of long-term storage of chlorella through passage culture, a method of freezing and storing chlorella strain (cryostorage or cryopreservation) has been proposed. The cryopreservation method is a method in which chlorella culture is stored by freezing at about -70°C to -80°C, thawing it when necessary, and maintaining the physiological activity of chlorella for a long period of time. In order to avoid problems such as destruction of strains occurring in the freezing process and degradation of physiological activity, it has been disclosed to perform lyophilization by adding dimethyl sulfoxide as a cryoprotectant to chlorella culture (Ben-Amotz and A. Gilboa, Mar. Ecol. Prog. Ser. 2: 157-161, 1980).

그러나, 종래의 방법에 따라 클로렐라 배양액에 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드를 첨가하고 동결건조하여 일정 기간 보관한 후 이를 해동시킬 경우, 얻어지는 클로렐라의 생리활성에 있어서 여전히 큰 차이를 나타낸다. 즉, 동결 상태로 상대적으로 단기간(예를 들어, 약 8주) 동안 냉동 보관시에는 얻어진 클로렐라의 건조세포중량(dry cell weight, DCW), 조단백 함량, 및 엽록소 함량에 있어서 큰 차이를 나타내지 않으나, 장기간(예를 들어, 16주 이상) 동안 냉동 보관시에는 얻어진 클로렐라의 건조세포중량(DCW), 조단백 함량, 및 엽록소 함량에 있어서 큰 차이를 나타내는 문제가 있다.However, when dimethyl sulfoxide is added as a cryopreservative to a chlorella culture medium according to a conventional method and lyophilized and stored for a certain period of time and then thawed, it still shows a large difference in the physiological activity of chlorella obtained. That is, when frozen for a relatively short period of time in a frozen state (for example, about 8 weeks), there is no significant difference in the dry cell weight (DCW), crude protein content, and chlorophyll content of the obtained chlorella, When stored frozen for a long period of time (eg, 16 weeks or more), there is a problem in that a large difference in dry cell weight (DCW), crude protein content, and chlorophyll content of the obtained chlorella is obtained.

본 발명자들은 클로렐라의 생리활성을 그대로 유지시키면서 장기간 동안 클로렐라를 냉동 보관할 수 있는 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행하였다. 본 발명자들은 동결 보존제 및 동결 조건을 다양하게 분석하였으며, 그 결과 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크(skim milk)를 조합하여 사용하여 동결을 수행할 경우, 16주 이상의 장기간 동안 냉동 보관시에도 클로렐라의 생리활성이 그대로 유지된다는 것을 발견하였다.The present inventors conducted various studies to develop a method of keeping chlorella frozen for a long time while maintaining the physiological activity of chlorella. The present inventors analyzed a variety of cryopreservatives and freezing conditions, and as a result, when cryopreservation was performed using a combination of dimethyl sulfoxide and skim milk as a cryopreservation agent, even when stored for a longer period of 16 weeks It was found that the physiological activity of chlorella was maintained.

따라서, 본 발명은 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cryopreservation method for chlorella, characterized in that a combination of dimethyl sulfoxide and skim milk is used as a cryopreservative.

본 발명의 일 태양에 따라, (a) 클로렐라 배양액에 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 첨가하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 동결하는 단계를 포함하는, 클로렐라의 냉동 보관 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, (a) adding dimethyl sulfoxide and skim milk as a cryopreservative to a chlorella culture; And (b) freezing the mixed solution obtained in step (a).

상기 클로렐라 배양액은 610 nm에서의 흡광도가 0.5∼1.0 범위의 배양액일 수 있다.The chlorella culture medium may be a culture medium having an absorbance at 610 nm of 0.5 to 1.0.

본 발명의 클로렐라의 냉동 보관 방법에 있어서, 상기 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 1 ∼ 10 부피부 및 스킴 밀크 5 ∼ 15 부피부를 첨가할 수 있으며; 바람직하게는 상기 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 3∼5 부피부 및 스킴 밀크 5∼10 부피부를 첨가할 수 있고; 더욱 바람직하게는 상기 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 3 부피부 및 스킴 밀크 10 부피부를 첨가할 수 있다.In the frozen storage method of chlorella of the present invention, 1 to 10 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 5 to 15 parts by volume of milk of milk can be added to 100 parts by volume of the chlorella culture medium; Preferably, it is possible to add 3 to 5 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 5 to 10 parts by volume of milk of milk with respect to 100 parts by volume of the chlorella culture medium; More preferably, 3 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 10 parts by volume of scheme milk may be added to 100 parts by volume of the chlorella culture.

또한, 단계(b)는 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 동결용 바이알 또는 동결용 튜브에 넣고, 상기 혼합액을 함유하는 동결용 바이알 또는 동결용 튜브를 이소프로필 알코올에 침지한 후, 동결함으로써 수행될 수 있다.In addition, step (b) is performed by freezing the mixture obtained in step (a) in a vial for freezing or a tube for freezing, and then immersing the freezing vial or tube for freezing containing the mixed solution in isopropyl alcohol. Can be.

본 발명에 따른 냉동 보관 방법은 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크(skim milk)를 조합하여 사용함으로써, 클로렐라의 생리활성을 그대로 유지시키면서 장기간(예를 들어, 약 16주 이상) 동안 클로렐라를 냉동 보관할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 냉동 보관 방법은 16주 이상의 장기간 동안 냉동 보관시에도 클로렐라의 건조세포중량(DCW), 조단백 함량, 및 엽록소 함량에 있어서의 변화를 3% 이내로 최소화할 수 있다.In the cryopreservation method according to the present invention, by using dimethyl sulfoxide and skim milk as a cryopreservative, chlorella is maintained for a long period of time (eg, about 16 weeks or more) while maintaining the physiological activity of chlorella. Can be stored frozen. In particular, the cryopreservation method according to the present invention can minimize changes in the dry cell weight (DCW), crude protein content, and chlorophyll content of chlorella within 3% even when stored for a long period of time for 16 weeks or more.

도 1은 이소프로필 알코올을 사용한 동결법과 일반 동결법을 적용하여 4주 동안 동결 보관한 후, 배양 효율을 평가한 나타낸다.Figure 1 shows the evaluation of the cultivation efficiency after freezing for 4 weeks by applying the freezing method using isopropyl alcohol and the general freezing method.

본 발명은 (a) 클로렐라 배양액에 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 첨가하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 동결하는 단계를 포함하는, 클로렐라의 냉동 보관 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (a) adding dimethyl sulfoxide and skim milk as cryopreservatives to the chlorella culture; And (b) freezing the mixed liquid obtained in step (a).

상기 클로렐라는 예를 들어, 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa ), 클로렐라 레귤라리스(Chlorella regularis), 클로렐라 사코로필라(Chlorella saccharophila), 클로렐라 소로키니아나(Chlorella sorokiniana) 등을 제한 없이 포함하며, 당업자가 입수가능한 모든 것을 포함한다. The chlorella may be, for example, Chlorella vulgaris (Chlorella vulgaris ), Chlorella pyrenoidosa ) , Chlorella regularis , Chlorella saccharophila ), Chlorella sorokiniana ) and the like, and includes everything available to those skilled in the art.

본 발명의 냉동 보관 방법에 사용되는 상기 클로렐라 배양액으로는 클로렐라를 통상의 배양방법(예를 들어, 대한민국 특허등록 제10-0193748호)에 의해 배양하여 얻어진 배양액을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 배양은 무균 탱크에서 무균적, 유기종속적(예를 들어, 당원으로서 무수포도당을 사용하여)으로 수행될 수 있으며, 공기를 0.3∼1.0vvm, 교반을 200∼500rpm, pH는 6.5∼7.5로 조절하여 유가식으로 배양할 수 있다. 상기 클로렐라 배양액 중의 클로렐라 함량은 특별히 제한되는 것은 아니나, 분광측정계를 사용하여 610 nm에서의 흡광도를 측정하였을 때 흡광도(OD610nm)가 0.5∼1.0 범위의 배양액을 바람직하게 사용할 수 있다.As the culture medium for chlorella used in the cryopreservation method of the present invention, a culture medium obtained by culturing chlorella by a conventional culture method (for example, Korean Patent Registration No. 10-0193748) can be used. For example, the culture may be performed in a sterile tank aseptically and organically (for example, using anhydrous glucose as a sugar source), air is 0.3 to 1.0 vvm, agitation is 200 to 500 rpm, pH is 6.5 It can be cultured in fed-batch by adjusting to ~7.5. The Chlorella Chlorella content in the culture medium may be but are not limited particularly, preferably used when using a spectral measurement system measured the absorbance at 610 nm absorbance (OD 610nm) of the culture solution of the 0.5 to 1.0 range.

본 발명의 클로렐라의 냉동 보관 방법은 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 조합하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 냉동 보관 방법의 단계(a)는 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 1 ∼ 10 부피부 및 스킴 밀크 5 ∼ 15 부피부를 첨가하거나; 바람직하게는 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 3∼5 부피부 및 스킴 밀크 5∼10 부피부를 첨가하거나; 더욱 바람직하게는 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 약 3 부피부 및 스킴 밀크 약 10 부피부를 첨가함으로써 수행될 수 있다.The cold storage method of chlorella of the present invention is characterized by using a combination of dimethyl sulfoxide and skim milk as a cryopreservative. Step (a) of the cryopreservation method according to the present invention is to add 1 to 10 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 5 to 15 parts by volume of milk of milk with respect to 100 parts by volume of chlorella culture; Preferably, 3 to 5 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 5 to 10 parts by volume of milk of milk are added to 100 parts by volume of chlorella culture; More preferably, it can be carried out by adding about 3 parts by volume of dimethyl sulfoxide and about 10 parts by volume of scheme milk relative to 100 parts by volume of chlorella culture.

본 발명에 따른 냉동 보관 방법의 단계(b)는 통상의 동결 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 동결용 바이알 또는 동결용 튜브에 넣고, 냉동고에서 약 분당 -1℃의 속도로 -70℃ 내지 -80℃로 온도를 강하시킴으로써 수행될 수 있다. 놀랍게도, 본 발명자들은 동결 공정을 특정 용매, 즉 이소프로필 알코올의 존재하에서 수행할 경우, 해동 후 얻어지는 클로렐라의 배양 효율을 더욱 증진시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명에 따른 냉동 보관 방법의 단계(b)는 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 동결용 바이알 또는 동결용 튜브에 넣고, 상기 혼합액을 함유하는 동결용 바이알 또는 동결용 튜브를 이소프로필 알코올에 침지한 후, 동결함으로써 바람직하게 수행될 수 있다. Step (b) of the freezing storage method according to the present invention may be performed according to a conventional freezing method. For example, the mixture obtained in step (a) may be performed by placing the frozen vial or freezing tube in a freezer and lowering the temperature from -70°C to -80°C at a rate of -1°C per minute in the freezer. Surprisingly, the inventors have found that when the freezing process is carried out in the presence of a specific solvent, i.e. isopropyl alcohol, the cultivation efficiency of chlorella obtained after thawing can be further enhanced. Therefore, in step (b) of the cryopreservation method according to the present invention, the mixed solution obtained in step (a) is placed in a freezing vial or a freezing tube, and a freezing vial or freezing tube containing the mixed solution is added to isopropyl alcohol. After immersion, it can be preferably carried out by freezing.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명이 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are intended to illustrate the invention, but the invention is not limited by these examples.

하기 실시예에서, 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris)를 대한민국 특허등록 제10-0193748호에 따라 배양한 후, 얻어진 배양액을 클로렐라 배양액으로서 사용하였다. 클로렐라 배양액 중의 클로렐라 함량을 일정하게 조절하기 위하여, 배지를 사용하여 610 nm에서의 흡광도(OD610nm)를 약 0.75 ± 0.25로 조절하였다.In the following examples, after culturing Chlorella vulgaris according to Korean Patent Registration No. 10-0193748, the obtained culture was used as a chlorella culture. In order to adjust a constant content in the chlorella chlorella culture medium, using the medium was adjusted to an absorbance (OD 610nm) at 610 nm of about 0.75 ± 0.25.

실시예 1. 동결 보존제의 평가Example 1. Evaluation of cryopreservatives

동결 보존제로서 스킴 밀크(skim milk, SM), 글리세롤(glycerol, Gly), 베테인(betein), 다이메틸설폭사이드(DMSO), 및 우태아혈청(bovine serum albumin, BSA)를 단독 혹은 조합사용하여 4주 동안 동결 보관한 후, 배양 효율을 평가하였다. 구체적으로, 클로렐라 배양액에 동결 보존제를 첨가하고, 동결 튜브에 분주하여 냉동고에서 분당 -1℃의 속도로 강하시켜 약 -75℃가 되도록 동결하였다. 얻어진 동결 균주를 4주 동안 냉동 보관하였다. 해동하여 얻어진 균주를 1 %(w/v)의 당(glucose)을 첨가한 배지(정제수 중 0.7 g/L KH2PO4, 0.3 g/L K2HPO4, 0.34 g/L MgSO4·7H2O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) 중에서 48시간 동안 배양하여 배양 여부를 확인하였으며, 배양이 확인된 처리군은 잔당(residual sugar) 함량[%(w/v)] 및 ΔOD (접종시 OD610nm - 배양 후 OD610nm)을 측정하였다. 그 결과는 다음 표 1과 같다.As a cryopreservative, skim milk (SM), glycerol (Gly), betaine, dimethyl sulfoxide (DMSO), and bovine serum albumin (BSA) can be used alone or in combination. After freezing for 4 weeks, the culture efficiency was evaluated. Specifically, a cryopreservative was added to the chlorella culture medium, dispensed into a freezing tube, and lowered at a rate of -1°C per minute in a freezer to freeze to about -75°C. The obtained frozen strain was stored frozen for 4 weeks. 1% (w/v) sugar added to the strain obtained by thawing (0.7 g/L KH 2 PO 4 , 0.3 g/LK 2 HPO 4 , 0.34 g/L MgSO 4 ·7H 2 in purified water) O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) was incubated for 48 hours to confirm cultivation, and the cultured group was treated with residual sugar content [%(w/v) ] and ΔOD - the (OD 610nm after inoculation when the culture OD 610nm) was measured. The results are shown in Table 1 below.

스킴 밀크Scheme milk 글리세롤Glycerol 베테인Betaine DMSODMSO BSABSA 스킴 밀크Scheme milk NCNC 12%(v/v) SM +
10%(v/v) Gly
(0.119%, ΔOD=22)
12% (v/v) SM +
10%(v/v) Gly
(0.119%, ΔOD=22)
NCNC 10%(v/v) SM + 3%(v/v) DMSO
(0%, ΔOD=25)
10% (v/v) SM + 3% (v/v) DMSO
(0%, ΔOD=25)
NCNC
글리세롤Glycerol NCNC NCNC 8%(v/v) Gly + 3%(v/v) DMSO
(0.407%, ΔOD=14)
8% (v/v) Gly + 3% (v/v) DMSO
(0.407%, ΔOD=14)
NCNC
베테인Betaine NCNC NCNC NCNC DMSODMSO 3%(v/v) DMSO
(0%, ΔOD=27)
3% (v/v) DMSO
(0%, ΔOD=27)
5%(v/v) DMSO + 3%(v/v) BSA
(0.293%, ΔOD=17)
5% (v/v) DMSO + 3% (v/v) BSA
(0.293%, ΔOD=17)
BSABSA NCNC

* NC: 배양되지 않음(not cultured)* NC: not cultured

상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 대부분의 동결 보존제의 단독 사용으로는 냉동 보관 후 배양을 성공하지 못하였으며, 동결 보존제로서 3% DMSO 처리군이 최적의 동결 보존제 기능을 나타내었다. 또한 스킴 밀크를 첨가하는 방법 또한 당 소모와 세포 성장이 양호한 것으로 평가되었다.
As can be seen from the results of Table 1, most of the cryopreservatives alone did not succeed in culturing after cryopreservation, and the 3% DMSO treated group as the cryopreservative showed the optimal cryopreservative function. In addition, the method of adding the scheme milk was also evaluated to have good sugar consumption and cell growth.

실시예 2. 동결 보존제의 비율에 다른 효율 평가Example 2. Evaluating the efficiency of different freezing preservatives

동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드(DMSO) 및 스킴 밀크(skim milk, SM)를 하기 표 2의 비율로 조합사용하여 8주 동안 동결 보관한 후, 배양 효율을 평가하였다. 구체적으로, 클로렐라 배양액에 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드(DMSO) 및 스킴 밀크(SM)를 하기 표 2의 비율에 따라 첨가하고, 동결 튜브에 분주하여 냉동고에서 분당 -1℃의 속도로 강하시켜 약 -75℃가 되도록 동결하였다. 얻어진 동결 균주를 8주 동안 냉동 보관하였다. 해동하여 얻어진 균주를 1 %(w/v)의 당(glucose)을 첨가한 배지(정제수 중 0.7 g/L KH2PO4, 0.3 g/L K2HPO4, 0.34 g/L MgSO4·7H2O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) 중에서 48시간 동안 배양하여 배양 여부를 확인하였으며, 배양이 확인된 처리군으로부터 얻어진 클로렐라의 엽록소 함량[%(w/w)]을 측정하였다. 그 결과는 다음 표 2와 같다.As a cryopreservative, dimethyl sulfoxide (DMSO) and skim milk (SM) were used in combination in the ratio shown in Table 2 below and stored frozen for 8 weeks to evaluate the culture efficiency. Specifically, dimethyl sulfoxide (DMSO) and skim milk (SM) as cryopreservatives were added to the Chlorella culture according to the ratio in Table 2 below, and dispensed into a freezing tube to drop at a rate of -1°C per minute in the freezer. Frozen to -75 °C. The obtained frozen strain was stored frozen for 8 weeks. 1% (w/v) sugar added to the strain obtained by thawing (0.7 g/L KH 2 PO 4 , 0.3 g/LK 2 HPO 4 , 0.34 g/L MgSO 4 ·7H 2 in purified water) O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) was incubated for 48 hours to confirm cultivation, and chlorophyll content [% (w/w)] of chlorella obtained from the treatment group where the culture was confirmed. Was measured. The results are shown in Table 2 below.

DMSO [%(v/v)]DMSO [%(v/v)] 00 1 One 3 3 5 5 10 10 12 12 스킴 밀크
[%(v/v)]
Scheme milk
[%(v/v)]
0 0 NCNC 12.11 12.11 13.85 13.85 12.54 12.54 12.11 12.11 10.95 10.95
5 5 NCNC 12.72 12.72 13.97 13.97 13.27 13.27 12.91 12.91 11.20 11.20 10 10 NCNC 13.22 13.22 14.12 14.12 14.02 14.02 13.67 13.67 13.00 13.00 15 15 NCNC 13.11 13.11 13.92 13.92 13.62 13.62 13.24 13.24 10.52 10.52 20 20 NCNC 11.94 11.94 12.07 12.07 12.42 12.42 11.86 11.86 10.22 10.22

* NC: 배양되지 않음(not cultured)* NC: not cultured

상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, DMSO는 단독사용으로도 첨가율에 따라 배양 효율의 차이를 보이나, 스킴 밀크의 단독사용은 첨가율을 변화시켜도 배양되지 않았다. 또한, 상기 표 2의 결과로부터, DMSO 3%와 스킴 밀크 10%의 조합 사용이 가장 우수한 성적을 나타냄을 알 수 있다.
As can be seen from the results of Table 2, DMSO showed a difference in cultivation efficiency depending on the addition rate even when used alone, but the use of Scheme Milk alone was not cultivated even if the addition rate was changed. In addition, from the results of Table 2, it can be seen that the combination of DMSO 3% and skim milk 10% showed the best performance.

실시예 3. 이소프로필 알코올을 이용한 동결에 따른 보관 평가Example 3. Evaluation of storage according to freezing using isopropyl alcohol

동결 보존제로서 스킴 밀크 10%(v/v), 다이메틸설폭사이드 3%(v/v), 및 스킴 밀크 10%(v/v)와 다이메틸설폭사이드 3%(v/v)와의 조합을 사용하여 이소프로필 알코올을 사용한 동결법과 일반 동결법을 적용하여 4주 동안 동결 보관한 후, 배양 효율을 평가하였다. 배양 효율의 평가는 각각 3개의 로트에 대하여 수행하였다. 일반 동결법은 클로렐라 배양액에 각각의 동결 보존제를 첨가하고, 동결 튜브에 분주하여 냉동고에서 분당 -1℃의 속도로 강하시켜 약 -75℃가 되도록 동결하였다. 이소프로필 알코올을 사용한 동결법은 클로렐라 배양액에 각각의 동결 보존제를 첨가하고, 동결 튜브에 분주하여 이소프로필알콜에 침지한 상태로 냉동고에서 분당 -1℃의 속도로 강하시켜 약 -75℃가 되도록 동결하였다. 각각의 얻어진 동결 균주를 4주 동안 냉동 보관하였다. 해동하여 얻어진 균주를 1 %(w/v)의 당(glucose)을 첨가한 배지(정제수 중 0.7 g/L KH2PO4, 0.3 g/L K2HPO4, 0.34 g/L MgSO4·7H2O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) 중에서 48시간 동안 배양하여 OD610nm 를 측정하였다. 그 결과는 도 1과 같다.As a cryopreservative, skim milk 10% (v/v), dimethyl sulfoxide 3% (v/v), and a combination of scheme milk 10% (v/v) and dimethyl sulfoxide 3% (v/v) After freezing by using the freeze method using isopropyl alcohol and the normal freeze method for 4 weeks, the culture efficiency was evaluated. Evaluation of the culture efficiency was performed for each of three lots. In the general freezing method, each cryopreservative was added to the chlorella culture medium, dispensed into a freezing tube, and lowered at a rate of -1°C per minute in a freezer to freeze to about -75°C. In the freezing method using isopropyl alcohol, each cryopreservative was added to the chlorella culture medium, dispensed into a freezing tube, and immersed in isopropyl alcohol to drop at a rate of -1°C per minute in the freezer to freeze to about -75°C. . Each obtained frozen strain was stored frozen for 4 weeks. 1% (w/v) sugar added to the strain obtained by thawing (0.7 g/L KH 2 PO 4 , 0.3 g/LK 2 HPO 4 , 0.34 g/L MgSO 4 ·7H 2 in purified water) O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) was incubated for 48 hours to measure OD 610 nm . The results are shown in FIG. 1.

도 1의 결과로부터, 동결 보존제의 종류에 따라 배양 효율이 차이가 있었으며, 이소프로필 알코올을 처리한 군에서 상대적으로 높은 배양 효율을 나타냈음을 알 수 있다. 특히, 스킴 밀크를 단독으로 처리한 시험군의 경우, 이소프로필 알코올을 이용하지 않은 동결법으로부터 얻어진 군에서는 클로렐라의 성장이 일어나지 않았다. 따라서, 이소프로필 알코올을 사용하여 동결을 수행할 경우, 보다 안정적인 냉동 보존을 달성할 수 있음을 알 수 있다.
From the results of Figure 1, it can be seen that the culture efficiency was different according to the type of the cryopreservative, and showed relatively high culture efficiency in the group treated with isopropyl alcohol. In particular, in the case of the test group treated with skim milk alone, the growth of chlorella did not occur in the group obtained from the freezing method without isopropyl alcohol. Therefore, it can be seen that when freezing is performed using isopropyl alcohol, more stable cryopreservation can be achieved.

실시예 4. 냉동 보관 후 얻어진 균주의 분석Example 4. Analysis of strains obtained after cryopreservation

동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 3%(v/v) 및 스킴 밀크 10%(v/v)와 다이메틸설폭사이드 3%(v/v)와의 조합을 사용하고, 이소프로필 알코올을 사용한 동결법을 적용하여 8주 및 16주 동안 동결 보관한 후, 해동시켜 얻어진 클로렐라의 건조세포중량(dry cell weight, DCW), 조단백 함량, 및 엽록소 함량을 측정하였다. 각각의 측정은 각각 3개의 로트에 대하여 수행하였다. 구체적으로, 클로렐라 배양액에 각각의 동결 보존제(즉, 다이메틸설폭사이드 / 스킴 밀크+다이메틸설폭사이드)를 첨가하고, 동결 튜브에 분주하여 이소프로필알콜에 침지한 상태로 냉동고에서 분당 -1℃의 속도로 강하시켜 약 -75℃가 되도록 동결하였다. 각각의 얻어진 동결 균주를 8주 및 16주 동안 냉동 보관하였다. 해동하여 얻어진 균주를 1 %(w/v)의 당(glucose)을 첨가한 배지(정제수 중 0.7 g/L KH2PO4, 0.3 g/L K2HPO4, 0.34 g/L MgSO4·7H2O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution) 중에서 48시간 동안 배양한 후, 잔당(residual sugar, RS), 건조세포중량(dry cell weight, DCW), 조단백 함량, 및 엽록소 함량을 측정하였다. 그 결과는 다음 표 3 및 표 4와 같다.As a cryopreservative, a combination of dimethyl sulfoxide 3% (v/v) and scheme milk 10% (v/v) and dimethyl sulfoxide 3% (v/v) was used, and a freezing method using isopropyl alcohol was applied. Then, after freeze storage for 8 and 16 weeks, the dry cell weight (DCW), crude protein content, and chlorophyll content of chlorella obtained by thawing were measured. Each measurement was performed for 3 lots each. Specifically, each cryopreservative (i.e., dimethyl sulfoxide / scheme milk + dimethyl sulfoxide) was added to the chlorella culture medium, dispensed into a freezing tube, and immersed in isopropyl alcohol at -1°C per minute in the freezer. It was lowered at a rate and frozen to about -75°C. Each obtained frozen strain was stored frozen for 8 and 16 weeks. 1% (w/v) sugar added to the strain obtained by thawing (0.7 g/L KH 2 PO 4 , 0.3 g/LK 2 HPO 4 , 0.34 g/L MgSO 4 ·7H 2 in purified water) After incubation for 48 hours in O, 0.06 g/L EDTA-2Na, 0.4 ml/L trace metal solution, residual sugar (RS), dry cell weight (DCW), crude protein content, and chlorophyll Content was measured. The results are shown in Tables 3 and 4 below.

8주 동안 냉동 보관Frozen storage for 8 weeks DCW
[g/L]
DCW
[g/L]
조단백
[%(w/w)]
Crude protein
[%(w/w)]
엽록소
[%(w/w)]
chlorophyll
[%(w/w)]
보관 시작 초기 균주Storage initial strain 43.12 ± 0.30 43.12 ± 0.30 53.58 ± 1.2353.58 ± 1.23 14.17 ± 1.1114.17 ± 1.11 동결 보존제 무첨가 냉동보관 균주Freeze preservative-free frozen storage strain NCNC NCNC NCNC 3% DMSO 첨가 냉동보관 균주Frozen storage strain with 3% DMSO 42.80 ± 0.1942.80 ± 0.19 54.17 ± 3.2554.17 ± 3.25 13.46 ± 3.6113.46 ± 3.61 3% DMSO + 10 % 스킴 밀크 첨가
냉동보관 균주
Add 3% DMSO + 10% scheme milk
Frozen storage strain
42.10 ± 0.2042.10 ± 0.20 52.83 ± 3.1552.83 ± 3.15 14.12 ± 2.7214.12 ± 2.72

* NC: 배양되지 않음(not cultured)
* NC: not cultured

16주 동안 냉동 보관Frozen storage for 16 weeks RS
[%(w/v)]
RS
[%(w/v)]
DCW
[g/L]
DCW
[g/L]
조단백
[%(w/w)]
Crude protein
[%(w/w)]
엽록소
[%(w/w)]
chlorophyll
[%(w/w)]
보관 시작 초기 균주Storage initial strain 0%0% 43.12 ± 0.3043.12 ± 0.30 53.58 ± 1.2353.58 ± 1.23 14.17 ± 1.1114.17 ± 1.11 동결 보존제 무첨가 냉동보관 균주Freeze preservative-free frozen storage strain NCNC NCNC NCNC NCNC 3% DMSO 첨가 냉동보관 균주Frozen storage strain with 3% DMSO 0.4%0.4% 29.61 ± 3.8129.61 ± 3.81 48.81 ± 5.2648.81 ± 5.26 11.43 ± 2.6411.43 ± 2.64 3% DMSO + 10 % 스킴 밀크 첨가
냉동보관 균주
Add 3% DMSO + 10% scheme milk
Frozen storage strain
0%0% 42.38 ± 3.1942.38 ± 3.19 53.17 ± 2.4053.17 ± 2.40 13.80 ± 1.1913.80 ± 1.19

* NC: 배양되지 않음(not cultured)* NC: not cultured

상기 결과로부터, 8주 동안 냉동 보관한 경우에는 계대 배양 균주에 비하여 DCW, 조단백, 엽록소의 함량이 각각 3% 이내로 보존되었음을 알 수 있다(표 3). 그러나, 16주 동안 냉동 보관한 경우, DMSO 단독 첨가 냉동 보관 균주는 건조중량(DCW)이 크게 낮아졌으며, 초기 1%(w/v) 당으로 배양을 시작하였으나 48시간 이후 60%만 소비되고 40%는 남아있었으며, 이는 세포가 그만큼 성장이 늦다는 것을 나타낸다(표 4). 또한 조단백의 함량뿐(-9%)만 아니라 엽록소도 80% 이하로 낮아졌다. 이에 반하여, 스킴 밀크와 DMSO를 조합하여 사용한 군에서는 당을 모두 소비하였고, 조단백과 엽록소 모두 3% 이내로 보존되었다(표 4).From the above results, it can be seen that when stored for 8 weeks, the contents of DCW, crude protein, and chlorophyll were preserved within 3%, respectively, compared to the passage culture strain (Table 3). However, when stored frozen for 16 weeks, the dry storage strain (DMW) of DMSO alone was significantly lowered, and incubation was started at the initial 1% (w/v) level, but after 48 hours, only 60% was consumed and 40 % Remained, indicating that the cells were slow to grow as much (Table 4). In addition, not only the content of crude protein (-9%), but also chlorophyll was lowered to 80% or less. On the other hand, in the group using the combination of skim milk and DMSO, all sugars were consumed, and both crude protein and chlorophyll were preserved within 3% (Table 4).

Claims (6)

(a) 클로렐라 배양액에 동결 보존제로서 다이메틸설폭사이드 및 스킴 밀크를 첨가하는 단계; 및 (b) 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 분당 -1℃의 속도로 -70℃ 내지 -80℃로 온도를 강하시켜 동결하는 단계를 포함하는, 클로렐라의 냉동 보관 방법.(a) adding dimethyl sulfoxide and skim milk as cryopreservatives to the chlorella culture; And (b) freezing the mixture obtained in step (a) by lowering the temperature to -70°C to -80°C at a rate of -1°C per minute to freeze the chlorella. 제1항에 있어서, 상기 클로렐라 배양액이 610 nm에서의 흡광도가 0.5∼1.0 범위의 배양액인 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법.The method of claim 1, wherein the chlorella culture solution is a culture medium with absorbance at 610 nm in the range of 0.5 to 1.0. 제1항에 있어서, 상기 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 1 ∼ 10 부피부 및 스킴 밀크 5 ∼ 15 부피부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법.The method of claim 1, wherein 1 to 10 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 5 to 15 parts by volume of skim milk are added to 100 parts by volume of the chlorella culture solution. 제1항에 있어서, 상기 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 3∼5 부피부 및 스킴 밀크 5∼10 부피부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법.The method of claim 1, wherein 3 to 5 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 5 to 10 parts by volume of skim milk are added to 100 parts by volume of the chlorella culture solution. 제1항에 있어서, 상기 클로렐라 배양액 100 부피부에 대하여 다이메틸설폭사이드 3 부피부 및 스킴 밀크 10 부피부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법.The method of claim 1, wherein 3 parts by volume of dimethyl sulfoxide and 10 parts by volume of skim milk are added to 100 parts by volume of the chlorella culture solution. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(b)가 단계(a)에서 얻어진 혼합액을 동결용 바이알 또는 동결용 튜브에 넣고, 상기 혼합액을 함유하는 동결용 바이알 또는 동결용 튜브를 이소프로필 알코올에 침지한 후, 분당 -1℃의 속도로 -70℃ 내지 -80℃로 온도를 강하시켜 동결함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 클로렐라의 냉동 보관 방법.The freezing solution vial or freezing tube containing the mixture solution according to any one of claims 1 to 5, wherein step (b) puts the mixture obtained in step (a) into a freezing vial or a freezing tube. After immersion in isopropyl alcohol, the freezing storage method of chlorella, characterized in that it is carried out by freezing by lowering the temperature to -70 ℃ to -80 ℃ at a rate of -1 ℃ per minute.
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