KR102319007B1 - 경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 민물김을 성숙시켜 포자를 얻고 상기 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있는 민물김의 양식 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 포자생장시 특정 단계에서 유속의 부여시 경사배양대를 이용하여 용이하게 대량으로 민물김을 얻을 수 있는 민물김의 양식 방법에 대한 것이다.

Description

경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법{Method for cultivating fresh water laver using inclined culture table}
본 발명은 민물김을 성숙시켜 포자를 얻고 상기 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있는 민물김의 양식 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 포자생장시 특정 단계에서 유속의 부여시 경사배양대를 이용하여 용이하게 대량으로 민물김을 얻을 수 있는 민물김의 양식 방법에 대한 것이다.
민물김(Prasiola japonica)은 홍조류(Rhodophyta)인 바다김과 달리 녹조류(Chlorophyta)로서 민물파래과(Prasiolaceae) 프라시올라속(Prasiola)에 속하고, 바다가 아닌 민물에 생육하며, 재래김 및 파래김에 비해 칼슘, 인, 아연 등의 무기질 함량이 높고, 당류 구성요소 중 만노스(Mannose)의 함량이 높아 약리학적 활용 가치가 크다고 할 수 있다. 위와 같이, 민물김은 활용 가치가 큼에도, 전세계적으로 극히 일부 지역(우리나라 삼척 및 일본 규슈)에서만 소량 생산되어, 보편적 이용이 어려운 문제가 있다. 이에 따라, 하기의 특허문헌처럼 민물김을 양식하여 인공적으로 얻기 위한 방법이 연구되고 있다.
<특허문헌>
특허 제10-1223232호(2013. 01. 10. 등록) "민물 김의 양식방법"
하지만, 종래의 민물김의 생산 방법은 바다김의 생산 방법을 취사 적용하여, 녹조류인 민물김 특유의 생장 과정과 어울리지 않아, 민물김의 생산이 어렵거나 생산 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 민물김을 성숙시켜 포자를 얻고 상기 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있으며, 포자생장시 특정 단계에서 유속의 부여시 경사배양대를 이용하여 용이하게 대량으로 민물김을 얻을 수 있는 경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 포자의 생장 과정 중 처음부터 유속을 부여하지 않고 포자가 생장하여 특정 시기에 이를 때 포자가 붙은 기질을 경사배양대에 옮겨 유속을 부여하여 유엽이 형성되도록 하고 유엽이 형성된 이후 유량을 증가시켜 민물김의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발병은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법은 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하여 포자를 얻는 포자수득단계와, 상기 포자수득단계에서 얻은 포자를 생장시켜 민물김을 얻는 포자생장단계를 포함하며, 상기 포자생장단계에서는 특정 시기에 유속을 부여하여야 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있으며, 상기 포자생장단계에서 유속의 부여시 경사배양대를 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 포자생장단계는 상기 포자수득단계에서 얻은 포자를 분산시키는 분산처리단계와, 상기 분산처리단계에서 분산된 포자에 특정 온도 및 조도를 부여하여 생장시키는 온도및조도부여단계와, 상기 온도및조도부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유속을 추가적으로 부여하는 유속부여단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 온도및조도부여단계는 포자를 기질에 붙이고 상기 기질을 배양액에 넣어 특정 온도 및 조도 조건에서 생장시키며, 상기 유속부여단계는 상기 경사배양대에 상기 온도및조도부여단계가 마쳐진 포자가 붙여진 기질을 놓고 배양액을 계속적으로 흘려주어 유속을 부여할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 유속부여단계에서는 상기 온도및조도부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 세포 3분열 후 세포 4분열 전인 초기 세포질 이동시기에 유속을 추가적으로 부여한 상태에서 배양하여 유엽을 생성시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 포자생장단계는 상기 유속부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유량을 증가시키는 유량증가단계를 추가로 포함하며, 상기 유량증가단계에서는 일정 주기로 교체되는 배양액의 양을 늘려 유량을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 유량증가단계는 상기 유속부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 유엽이 형성된 때로부터 일정 시기 이내에 유량을 증가시켜 상기 유속부여단계와 동일한 온도, 조도 및 유속 조건에서 배양하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 포자수득단계는 포자 생산을 위한 민물김을 수득하는 민물김수득단계와, 상기 민물김수득단계에서 얻은 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하는 성숙및방출유도단계와, 상기 성숙및방출유도단계 후 이물질을 제거하여 포자를 수득하는 전처리단계를 포함하며, 상기 성숙및방출유도단계는 민물김이 자생하는 계곡수 500mL당 상기 민물김수득단계에서 얻은 민물김 5g을 혼합하고, 온도가 10 내지 17℃로 유지되고, 조도가 15 내지 25umolm-2s-1로 유지되는 조건에 13 내지 17일 동안 배양하여 수행되고, 상기 성숙및방출유도단계에서 무성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김이 사용되는 경우 정치 배양이 이루어지게 되며, 유성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김 또는 상기 민물김의 양식 방법에 의해 얻은 민물김이 사용되는 부유 배양이 이루어지게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 민물김의 양식 방법에 있어서 상기 경사배양대는 포자가 붙여진 기질이 안착되는 트레이와, 상기 트레이를 지지하며 상기 트레이의 경사조절이 가능하도록 하는 지지프레임을 포함하며, 상기 지지프레임은 하면지지부와, 상기 하면지지부의 상면에서 상측으로 일정 간격을 두고 돌출되는 복수 개의 측면봉과, 상기 측면봉을 연결하며 상기 트레이의 경사조절이 가능하도록 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는 전측에 위치하는 측면봉에 고정 결합되어 상기 트레이의 하단 일측을 지지하는 제1지지부와, 후측에 위치하는 측면봉에 상하 이동 가능하게 결합되어 상기 트레이의 하단 타측을 기지하는 제2지지부를 포함하며, 상기 제2지지부는 상기 측면봉을 에워싸 상기 측면봉을 따라 상하이동이 가능한 한쌍의 커버부와, 상기 한쌍의 커버부를 연결하며 상기 트레이의 하단 타측이 접하는 연결봉과, 상기 커버부의 측면에 형성된 중공에 삽입되어 상기 측면봉을 가압함으로써 상기 커버부가 상기 측면봉의 특정 높이에서 고정되도록 하는 고정수단과, 상기 연결봉에 일정 간격을 두고 형성되어 상기 트레이의 하단 타측에 접하는 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 민물김을 성숙시켜 포자를 얻고 상기 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있으며, 포자생장시 특정 단계에서 유속의 부여시 경사배양대를 이용하여 용이하게 대량으로 민물김을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 포자의 생장 과정 중 처음부터 유속을 부여하지 않고 포자가 생장하여 특정 시기에 이를 때 포자가 붙은 기질을 경사배양대에 옮겨 유속을 부여하여 유엽이 형성되도록 하고 유엽이 형성된 이후 유량을 증가시켜 민물김의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 민물김의 양식 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 민물김의 생장 과정을 설명하기 위한 참고도.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 민물김의 양식 방법에서 사용되는 경사배양대를 상측에서 바라본 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 민물김의 양식 방법에서 사용되는 경사배양대를 하측에서 바라본 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 민물김의 양식 방법의 수행 과정 중에 얻은 유엽의 광학 현미경 이미지.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 민물김의 양식 방법에 의해 얻은 민물김의 사진.
도 7은 온도 및 조도 조건에 따라 포자의 생장 효율을 확인하기 위한 그래프.
도 8은 유속 부여 시기에 따라 포자의 생장 효율을 확인하기 위한 그래프.
이하에서는 본 발명에 따른 경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법을 도 1 내지 8을 참조하여 설명하면, 상기 민물김의 양식 방법은 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하여 포자를 얻는 포자수득단계(S1)와, 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 생장시켜 민물김을 얻는 포자생장단계(S2)를 포함한다. 상기 포자생장단계(S2)에서는 특정 시기에 유속을 부여하여야 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있는데, 상기 포자생장단계(S2)에서 유속의 부여시 경사배양대(100) 등이 이용될 수 있으며, 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 포자수득단계(S1)는 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하여 포자를 얻는 단계로, 포자 생산을 위한 민물김을 수득하는 민물김수득단계(S11)와, 상기 민물김수득단계(S11)에서 얻은 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하는 성숙및방출유도단계(S12)와, 상기 성숙및방출유도단계(S12) 후 세포벽 등을 이물질을 제거하여 포자를 수득하는 전처리단계(S13) 등을 포함한다.
상기 민물김수득단계(S11)는 포자 생산을 위한 민물김을 수득하는 단계로, 예컨대 무성 생식 또는 유성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김을 채취하거나, 본 발명의 민물김의 양식 방법에 의해 얻은 민물김을 채취하여 수행될 수 있다.
상기 성숙및방출유도단계(S12)는 상기 민물김수득단계(S11)에서 얻은 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하는 단계로, 예컨대 민물김이 자생하는 계곡수 500mL당 상기 민물김수득단계(S11)에서 얻은 민물김 5g을 혼합하고, 온도가 10 내지 17℃로 유지되고, 조도가 15 내지 25umolm-2s-1로 유지되며, 명기 12시간이고 암기가 12시간인 광주기 조건에서 13 내지 17일 동안 배양하여 수행되게 된다. 또한, 상기 성숙및방출유도단계(S12)에서 무성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김이 사용되는 경우 정치 배양이 이루어지게 되며, 유성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김 또는 본 발명의 양식방법에 의해 얻은 민물김이 사용되는 부유 배양이 이루어지게 된다.
상기 전처리단계(S13)는 상기 성숙및방출유도단계(S12) 후 세포벽 등을 이물질을 제거하여 포자를 수득하는 단계로, 예컨대 뮬레가재를 이용하여 세포벽 찌꺼기 등을 포함한 이물질을 제거하여 포자를 수득할 수 있다.
상기 포자생장단계(S2)는 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 생장시켜 민물김을 얻는 단계로, 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 분산시키는 분산처리단계(S21)와, 상기 분산처리단계(S21)에서 분산된 포자에 특정 온도 및 조도를 부여하여 생장시키는 온도및조도부여단계(S22)와, 상기 온도및조도부여단계(S22)에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유속을 추가적으로 부여하는 유속부여단계(S23)와, 상기 유속부여단계(S23)에서 생장 중인 포자를 확인 특정 생장 단계에 있을 때 유량을 증가시키는 유량증가단계(S24) 등을 포함한다. 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 바로 이용하여 상기 포자생장단계(S2)를 진행하여 민물김을 얻을 수도 있지만, 다른 김과 달리 민물김은 급냉하여 장시간 보관한 후 해동한 민물김을 성숙시켜 포자를 얻고 포자생장단계(S2)를 진행하여 민물김을 얻을 수 있고, 민물김을 성숙시켜 얻은 포자를 전처리하고 저온 처리하여 장시간 보관한 후 포자생장단계(S2)를 거쳐 민물김을 얻는 것도 가능하다. 따라서, 도시하지 않았지만, 민물김을 급냉((-90 내지 -80℃)한 후 보관하는 급냉보관단계와, 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 저온(0 내지 5℃)처리한 후 보관하는 저온보관단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 급냉보관단계에서 급냉한 민물김을 이용하여 상기 포자수득단계(S1)를 진행하는 경우 상기 민물김을 해동한 후 상기 포자수득단계(S1)를 수행할 수 있다. 상기 포자생장단계(S2)를 구체적으로 설명하기에 앞서 민물김의 생장 과정(생활사)을 살펴보면, 무성 생식 시기에 있는 자연산 민물김 또는 본 발명의 양식 방법에 의해 얻은 민물김에서 방출된 포자는 크기가 커져 도 2의 (a)의 상태가 되며, 유성 생식 시기에 있는 자연산 민물김에서는 암, 수 배우자가 방출되면서 서로 접합하여 접합포자가 되고 크기가 커져 도 2의 (a)의 상태가 되고, 도 2의 (a) 상태의 포자는 더욱 커지면서 타원형이 되고 세포분열이 시작되어 도 2의 (c)에 보이는 바와 같이 세포(1)가 2개로 분열되고, 다시 세포가 3개로 분열되면서(도 2의 (d) 참조) 세포질(2)이 이동하여(초기 세포질 이동단계) 세포질 이동통로(3)가 생기기 시작하여(도 2의 (e) 참조) 최종적으로 3개의 세포질 이동통로(3)가 생기고(도 2의 (g) 참조) 세포가 계속적으로 분열하고 생장하여 세포질 이동통로(3)에 세포가 서로 붙어서 엽장 생장을 하여 100㎛까지 생장하고 그 이후에는 엽폭 생장이 일어나 엽장과 엽폭의 생장이 동시에 계속 일어나면서 유엽의 형태를 보이기 시작하고 유엽이 생장하여 상업적으로 이용할 수 있는 크기(대략 3cm)의 민물김이 형성되게 된다. 즉, 무성 생식기 또는 유성 생식기에 있는 자연산 민물김뿐만 아니라 배양(양식)에서 얻은 민물김도 동일한 과정을 거쳐 생장하게 된다.
상기 분산처리단계(S21)는 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 분산시키는 단계로, 예컨대 상기 포자수득단계(S1)에서 얻은 포자를 초음파 처리하여 뭉쳐 있는 포자를 분산시킬 수 있다. 다른 포자와 달리 민물김 포자는 뭉쳐있으면 생장하지 않으므로 상기 분산처리단계(S21)를 거친 후 배양하여야 민물김을 얻을 수 있게 된다.
상기 온도및조도부여단계(S22)는 상기 분산처리단계(S21)에서 분산된 포자에 특정 온도 및 조도를 부여하여 생장시키는 단계로, 예컨대 상기 분산처리단계(S21)에서 얻은 포자를 기질에 붙이고 상기 기질을 배양액에 넣어 온도가 10 내지 17℃로 유지되고, 조도가 15 내지 25umolm-2s-1로 유지되며, 명기 12시간이고 암기가 12시간인 광주기 조건에서 배양하고, 배양액을 일정 주기(예컨대, 1 내지 3일)로 교체하여 수행되게 된다.
상기 유속부여단계(S23)는 상기 온도및조도부여단계(S22)에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유속을 추가적으로 부여하는 단계로, 예컨대 상기 온도및조도부여단계(S22)에서 생장 중인 포자를 확인하여 세포 3분열 후 세포 4분열 전인 초기 세포질 이동시기에 유속을 추가적으로 부여하고 상기 온도및조도부여단계(S22)와 동일한 온도 및 조도 조건에서 배양하고, 배양액은 일정 주기(예컨대, 1 내지 3일)로 교체하여 수행하여 유엽을 생성시키는 단계이다. 유속을 부여한다는 의미는 포자가 접하는 배양액이 정지 상태에 있지 않고 흐름(유동)이 발생하도록 한다는 것을 의미하며, 종래의 김의 양식 방법에서도 유속을 부여하여야 김을 얻을 수 있다. 단, 상기 민물김의 양식 방법에서는 포자의 생장 과정 중 처음부터 유속을 부여하는 종래의 김의 양식 방법과 달리, 세포 3분열 후 세포 4분열 전인 초기 세포질 이동시기에 유속을 부여하여 민물김의 유엽을 효과적으로 형성하는 것을 특징으로 하고 있다. 예컨대, 상기 유속부여단계(S23)에서는 포자가 붙은 기질 및 배양액을 수용하는 용기를 흔들어 움직임으로써 유속을 부여할 수 있고, 포자가 붙은 기질을 도 3 및 4에 도시된 바와 같은 경사배양대(100)에 안착시킨 후 배양액을 흘려줌으로써 유속을 부여할 수 있다.
상기 경사배양대(100)를 이용하여 유속을 부여하는 일 예를 구체적으로 설명하면, 상기 경사배양대(100)는 포자가 붙여진 기질(미도시)이 안착되는 트레이(110)와, 상기 트레이(110)를 지지하며 상기 트레이(110)의 경사조절이 가능하도록 하는 지지프레임(120)을 포함한다.
상기 트레이(110)는 포자가 붙여진 기질이 안착되는 구성으로, 상기 지지프레임(120)에 경사조절이 가능하게 안착되게 된다. 상기 트레이(110)는 일정 형상을 가질 수 있으나, 바람직하게는 상면이 개방된 직육면체의 형태를 가지며, 전측면에는 배양액이 상기 트레이(110)에서 원활하게 흘러나갈 수 있도록 상측에서 하측으로 절개된 절개부(111)가 형성되어 있다.
상기 지지프레임(120)은 상기 트레이(110)를 지지하며 상기 트레이(110)의 경사조절이 가능하도록 하는 구성으로, 하면지지부(121)와, 상기 하면지지부(121)의 상면에서 상측으로 일정 간격을 두고 돌출되는 복수 개의 측면봉(122)과, 상기 측면봉(122)을 연결하며 상기 트레이(110)의 경사조절이 가능하도록 지지하는 한쌍의 지지부(123) 등을 포함한다.
상기 하면지지부(121)는 지지프레임(120)의 하단을 형성하는 구성으로, 하면에서는 경사배양대(100)를 용이하게 움직일 수 있도록 바퀴(124)가 결합되어 있고, 상면에는 일정 간격을 두고 복수 개의 측면봉(122)이 돌출되어 있다.
상기 측면봉(122)은 상기 하면지지부(121)의 상측으로 일정 간격을 두고 돌출되는 구성으로, 상기 측면봉(122)에는 상기 지지부(123)가 결합하게 되며, 일정 개수를 가질 수 있으나 바람직하게는 4개가 형성될 수 있다.
상기 지지부(123)는 상기 측면봉(122)을 연결하며 상기 트레이(110)의 경사조절이 가능하도록 지지하는 구성으로, 전측에 위치하는 측면봉(122)에 고정 결합되어 상기 트레이(110)의 하단 일측을 지지하는 제1지지부(123a)와, 후측에 위치하는 측면봉(122)에 상하 이동 가능하게 결합되어 상기 트레이(110)의 하단 타측을 기지하는 제2지지부(123b) 등을 포함한다. 상기 제2지지부(123b)는 상기 측면봉(122)을 에워싸 상기 측면봉(122)을 따라 상하이동이 가능한 한쌍의 커버부(1231)와, 상기 한쌍의 커버부(1231)를 연결하며 상기 트레이(110)의 하단 타측이 접하는 연결봉(1232)과, 상기 커버부(1231)의 측면에 형성된 중공(미도시)에 삽입되어 상기 측면봉(122)을 가압함으로써 상기 커버부(1231)가 상기 측면봉(122)의 특정 높이에서 고정되도록 하는 고정수단(1233, 예컨대 볼트 등)과, 상기 연결봉(1232)에 일정 간격을 두고 형성되어 상기 트레이(110)의 하단 타측에 접하는 접촉부(1234) 등을 포함한다. 상기 고정수단(1233)이 제거된 상태에서 커버부(1231)를 상측 또는 하측으로 이동시킨 후 상기 고정수단(1233)을 중공에 삽입하고 측면봉(122)을 가압하도록 하면 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 트레이(110)의 경사를 조절할 수 있게 된다. 상기 경사배양대(100)는 하나가 사용될 수도 있으나, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 복수 개를 준비하고 다단으로 형성하여 사용될 수도 있다. 온도 및 조도가 조절된 장소에 경사가 조절된 경사배양대(100)를 위치시킨 후, 상기 경사배양대(100)의 트레이(110)에 온도및조도부여단계(S22)를 마친 포자가 붙여진 기질을 놓고 후측에서 전측으로 배양액을 흘러보내면 유속을 부여할 수 있다. 도시하지 않았지만, 상기 경사배양대(100)의 전측에 트레이(110)에서 흘러나온 배양액을 수용할 수 있는 용기를 위치시키고, 배양액을 흡입하여 이동시킬 수 있는 펌프가 연결된 연결관의 일단을 용기에 내에 위치시키고 타단을 상기 경사배양대의 후단 상측에 위치시킨 후, 상기 용기에 배양액을 넣고 상기 펌프를 작동시키면, 상기 연결관의 타단에서 배출된 배양액은 중력에 의해 상기 경사배양대 후단에서 전단으로 흘러내려 용기에 배출되며, 용기에 배출된 배양액을 다시 펌프에 이동되게 되어 자동적으로 유속을 부여할 수 있다. 또한, 배양액 교체 시에는 펌프의 작동을 중단시키고 용기 내의 배양액을 교체하는 것이 가능하게 된다.
상기 유량증가단계(S24)는 상기 유속부여단계(S23)에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유량을 증가시키는 단계로, 예컨대 상기 유속부여단계(S23)에서 생장 중인 포자를 확인하여 유엽이 형성된 때로부터 일정 시기 이내(2일 이내)에 유량을 증가시켜 상기 유속부여단계(S23)와 동일한 온도, 조도 및 유속 조건에서 배양하고, 배양액은 일정 주기(예컨대, 1 내지 3일)로 교체하여 수행되게 된다. 상기 유량증가단계(S24)에서 유량의 증가는 일정 주기로 교체되는 배양액의 양을 늘려 유량을 증가시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 민물김으로부터 포자의 수득
1. 포자 생산을 위한 민물김의 수득
(1) 2018년 8월 초 민물김이 자생하는 삼척시 소한천 계곡수를 떠서 멸균하고 필터링한 후 민물김에 붙은 이물질을 붓으로 제거하여 무성생식 시기에 있는 민물김(민물김 시료 1)을 수득하였다.
(2) 2018년 10월 말 민물김이 자생하는 삼척시 소한천 계곡수를 떠서 멸균하고 필터링한 후 민물김에 붙은 이물질을 붓으로 제거하여 유성생식 시기에 있는 민물김(민물김 시료 2)을 수득하였다.
(3) 실시예 2의 1에서 얻은 결과물에서 민물김(민물김 시료 3)을 수득하였다.
2. 민물김 성숙 및 포자 방출을 유도하여 포자의 수득
(1) 가지달린둥근플라스크에 멸균 계곡수(이하, 계곡수는 삼척시 소한천에서 얻은 것을 사용함)와 민물김 시료 1을 넣고(멸균 계곡수 500mL 당 5g의 민물김 시료 1이 사용됨), 온도구배항온기(MTI-202, Japan)를 이용하여 온도가 15℃로 유지되고, 조도가 20umolm-2s-1로 유지되며, 명기 12시간이고 암기가 12시간인 광주기 조건에서 15일동안 정치 배양하여 민물김 성숙 및 포자 방출을 유도한 후 뮬레가재(20㎛)를 이용하여 세포벽 찌꺼기 등을 포함한 이물질을 제거하여 포자(포자 시료 1)를 수득하였다.
(2) 민물김 시료 1 대신에 민물김 시료 2가 사용되고, 정치 배양 대신에 부유 배양(가지달린둥근플라스크에 공기를 불어넣어 부유배양이 이루어지도록 함)이 이용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 2의 (1)과 동일하게 하여 포자(포자 시료 2)를 얻었다.
(3) 민물김 시료 2 대신에 민물김 시료 3이 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 2의 (2)과 동일하게 하여 포자(포자 시료 3)를 얻었다.
<실시예 2> 포자를 생장시켜 민물김의 수득
1. 포자 시료 1에 대하여 초음파 처리(초음파 세척기 이용)하여 뭉쳐 있는 포자를 분산시키고 광학현미경 100배 시야에서 20개체를 가지도록 밀도를 조절하여 포자액을 준비하였다. 상기 포자액을 커버글라스에 접종한 후 하기 3단계에 걸쳐 배양(양식)을 수행하였으며, 배양액(멸균 계곡수 1L당 20mL의 PESI 배지가 혼합되어 형성)은 2일 마다 교체하였다. 구체적으로, 포자액이 접종된 커버글라스를 배양액이 들어있는 페트리디쉬에 넣고(배양액 1L당 포자액 3mL가 사용됨), 온도가 15℃로 유지되고, 조도가 20umolm-2s-1로 유지되며, 명기 12시간이고 암기가 12시간인 광주기 조건에서 배양하였다(배양 1단계). 배양 1단계 진행 중 세포 3분열 후 최초 세포질이 이동하는 시기에 상기 패트리디쉬를 진탕배양기에 옮겨 추가적으로 유속(50rpm)을 부여한 후 배양 1단계와 동일한 온도, 조도 및 광주기 조건에서 배양하였다(배양 2단계). 배양 2단계 진행 중 유엽의 형태가 보이는 시기에 배양액의 유량을 증가시키고(2일 마다 교체되는 배양액의 양을 늘려 유량을 증가시킬 수 있음, 예컨대, 유엽의 형태가 보이는 시기에는 그 이전 시기보다 2배의 배양액이 사용될 수 있음), 배양 2단계와 동일한 유속, 온도, 조도 및 광주기 조건에서 추가적으로 30일 동안 배양하였다(배양 3단계).
2. 포자 시료 1 대신에 포자 시료 2가 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였다.
3. 포자 시료 1 대신에 포자 시료 3이 사용된 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였다.
4. 커버글라스 대신 김발을 사용하고 패트리디쉬 대신에 투명 직사각형의 용기를 사용한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였다(단, 사용되는 물질의 비율 및 장치의 작동 조건은 동일하나 사용되는 물질의 양과 장치의 용량은 더 큰 것이 사용됨).
<실시예 3> 양식을 통한 민물김 생성 확인
1. 실시예 2의 1 내지 4 각각의 진행 과정 중에 매일 광학 현미경으로 확인하여 유엽이 형성되는지 확인하고, 실시예 2의 1 내지 4 각각의 진행 과정을 마친 후 커버글라스(김발)에 자란 결과물을 확인하여 민물김이 형성되었는지 표 1에 나타내었다. 또한, 도 5는 실시예 2의 1의 진행 과정 중 배양 시작일로부터 90일이 지난 시점에 확인한 광학 현미경 이미지이며, 도 6은 실시예 2의 4의 진행 과정을 마친 후 김발에서 자란 결과물을 떼어내어 촬영한 사진이다.
2. 표 1, 도 5 및 6을 보면, 실시예 2의 1 내지 4 각각의 진행 과정 중에 유엽이 형성되었고, 실시예 2의 1 내지 4 각각의 진행 과정을 마친 후 커버글라스(김발)에서 자란 결과물이 민물김임을 확인할 수 있어, 무성 생식기 또는 유성 생식기에 있는 자연산 민물김뿐만 아니라 배양(양식)에서 얻은 민물김을 이용하여 포자를 생산하고 이를 생장시켜 양식 민물김을 얻을 수 있음을 알 수 있으며, 커버글라스뿐만 아니라 상업적으로 사용하는 김발에서도 민물김을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 한편, 실시예 2의 1에서는 10일이 지난 후 세포 3분열 후 최초 세포질이 이동하였고, 90일이 지난 후 유엽(500㎛)이 형성되었고, 120일이 지난 후 대략 3cm의 민물김을 얻을 수 있었다.
실시예 2의 1 실시예 2의 2 실시예 2의 3 실시예 2의 4
유엽 생성 여부
민물김 생성 여부
<실시예 4> 포자 수득 조건의 확인
1. 온도 조건에 따른 포자 수득 효율 확인
(1) 15℃ 대신에 각각 5, 10, 20℃로 온도가 유지되도록 한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 2의 (1)과 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 최종 결과물에 대해 광학 현미경을 이용하여 상태를 확인하였다.
(2) 광학 현미경 확인 결과, 20℃로 온도가 유지되도록 한 경우 끝녹음 현상이 발생하였고 포자가 형성되지 않았으며, 5℃로 온도가 유지되도록 한 경우 방출되는 포자의 양이 아주 적었으며, 10℃로 온도가 유지되도록 한 경우 일정 양의 포자를 방출하였으나 15℃로 온도가 유지되도록 한 경우보다 방출되는 포자의 양이 적은 것을 확인할 수 있었다.
2. 배양 조건에 따른 포자 수득 효율 확인
(1) 정치 배양 대신에 부유 배양을 실시한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 2의 (1)과 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 최종 결과물에 대해 광학 현미경을 이용하여 상태를 확인하였다.
(2) 부유 배양 대신에 정치 배양을 실시한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 2의 (2)와 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 최종 결과물에 대해 광학 현미경을 이용하여 상태를 확인하였다.
(3) 부유 배양 대신에 정치 배양을 실시한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 1의 2의 (3)와 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 최종 결과물에 대해 광학 현미경을 이용하여 상태를 확인하였다.
(4) 광학 현미경 확인 결과, 실시예 4의 2의 (1) 내지 (3)의 어떤 경우도 포자가 생성되지 않음을 확인하였다.
<실시예 5> 포자의 장시간 보관 후 민물김을 형성할 수 있는지 확인
1. 민물김 시료 1을 바로 사용하지 않고 -80℃로 급냉하여 두 달 동안 보관한 후 해동하여 사용한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 실험 진행 과정 중 매일 광학 현미경 및 육안으로 확인하였다.
2. 포자 시료 1을 바로 사용하지 않고 포자 시료 1을 0 내지 5℃에서 두 달 동안 보관한 후 사용한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 실험 진행 과정 중 매일 광학 현미경 및 육안으로 확인하였다.
3. 포자 시료 1을 바로 사용하지 않고 포자 시료 1을 8℃에서 두 달 동안 보관한 후 사용한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였으며, 실험 진행 과정 중 매일 광학 현미경 및 육안으로 확인하였다.
4. 광학 현미경 및 육안 확인 결과, 실시예 5의 1 및 2에서는 민물김이 형성됨을 확인하였으나, 실시예 5의 2에서는 유엽조차 형성되지 않았다. 따라서, 민물김을 급냉하여 장시간 보관한 후 해동한 민물김을 성숙시켜 포자를 얻고 생장 과정을 거쳐 민물김을 얻을 수 있고, 민물김을 성숙시켜 얻은 포자를 전처리하고 저온 처리하여 장시간 보관한 후 생장 과정을 거쳐 민물김을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
<실시예 6> 포자 생장 조건의 확인
1. 온도 및 조도 조건에 따른 포자 생장 효율 확인
(1) 포자 시료 1에 대하여 초음파 처리(초음파 세척기 이용)하여 뭉쳐 있는 포자를 분산시키고 광학현미경 100배 시야에서 20개체를 가지도록 밀도를 조절하여 포자액을 준비하였다. 상기 포자액을 커버글라스에 접종한 후 배양을 수행하였으며, 배양액(멸균 계곡수 1L당 20mL의 PESI 배지가 혼합되어 형성)은 2일 마다 교체하였다. 구체적으로, 포자액이 접종된 커버글라스를 배양액이 들어있는 페트리디쉬에 넣고(배양액 1L당 포자액 3mL가 사용됨), 온도 조건(5, 10, 15, 20, 25℃) 및 조도 조건(20, 120umolm-2s-1)을 달리하고, 명기 12시간이고 암기가 12시간인 광주기 조건에서 배양하였다. 배양 진행 과정 중 매일 광학 현미경으로 확인하였으며, 배양일자별 포자의 크기(Blade length)를 확인하여 그 결과를 도 7에 나타내었다.
(2) 도 7을 보면, 온도 조건에 상관없이 20umolm-2s-1의 조도에서 120umolm-2s-1의 조도보다 포자의 생장이 뛰어난 것을 알 수 있고, 온도를 15℃로 한 경우 포자의 생장이 뛰어남을 알 수 있다. 따라서, 포자를 효과적으로 생장시키기 위한 온도 조건은 15℃이며, 조도 조건은 20umolm-2s-1임을 알 수 있다.
2. 분산 처리 단계에 따른 포자 생장 효율 확인
(1) 포자 시료 1에 대하여 초음파 처리하지 않고 바로 상기 커버글라스에 접종한 후 배양하였으며, 배양액(멸균 계곡수 1L당 20mL의 PESI 배지가 혼합되어 형성)은 2일 마다 교체하였다. 구체적으로, 포자 시료 1이 접종된 커버글라스를 배양액이 들어있는 페트리디쉬에 넣고(배양액 1L당 포자 시료 3mL가 사용됨), 온도가 15℃로 유지되고, 조도가 20umolm-2s-1로 유지되며, 명기 12시간이고 암기가 12시간인 광주기 조건에서 배양하였다. 배양 진행 과정 중 매일 광학 현미경으로 확인하였다.
(2) 광학 현미경 확인 결과, 실시예 6의 2의 (1)의 경우 50일이 지나도 포자가 생장하지 않음을 확인하였다. 이를 통해 민물김 포자가 뭉쳐 있으면 포자가 생장하지 않음을 알 수 있다.
3. 유속 발생시기에 따른 포자 생장 효율 확인
(1) 실시예 2의 1의 배양 1단계와 같이 배양을 진행한 후 유속 발생시기를 달리하여 실시예 2의 1의 배양 2단계를 진행하였다. 배양 진행 과정 중 매일 광학 현미경으로 확인하였으며, 유속 발생시기별 포자의 크기(Blade length)를 도 8에 나타내었다. 유속 발생시기는 배양 1단계를 시작한 시점, 세포 3분열을 마친 시점, 세포 4분열을 마침 시점, 세포 5분열을 마침 시점에 각각 유속을 발생시켰다.
(2) 광학 현미경 확인 결과 배양 1단계를 시작하자마자 유속을 부여한 경우 포자의 생장이 이루어지지 않았으며, 배양일로부터 90일이 지난 시점에 유엽이 형성된 경우는 세포 3분열을 마침 시점에 유속을 부여한 경우뿐이었다. 또한, 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 세포 3분열을 마침 시점, 세포 4분열을 마침 시점, 세포 5분열을 마친 시점 각각에 유속을 부여한 경우, 배양 30일부터 생장 차이를 보이기 시작하였고, 세포 3분열을 마침 시점에 유속을 부여한 경우 생장이 가장 우수하였으며, 세포 4분열을 마친 시점에 유속을 부여한 경우 배양일로부터 38일이 지난 시점부터 오염으로 인하여 포자 생장이 감소하기 시작하였으며, 세포 5분열을 마친 시점에 유속을 부여한 경우 오염이 가장 심하여 배양일로부터 30일이 지난 시점부터 포자 생장이 감소하기 시작하였다. 따라서, 세포 3분열 후 초기 세포질 이동 시기에 유속을 부여한 경우, 효율적으로 포자를 생장시켜 유엽을 형성할 수 있음을 알 수 있다.
4. 유량 증가 시기에 따른 포자 생장 효율 확인
(1) 유량을 증가시키지 않고 배양 3단계를 진행한 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였고, 실험 진행 과정 중 매일 광학 현미경 및 육안으로 확인하였다.
(2) 유엽의 형태가 보이는 시기로부터 10일이 지난 시점에 유량을 증가시킨 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였고, 실험 진행 과정 중 매일 광학 현미경 및 육안으로 확인하였다.
(3) 유엽의 형태가 보이는 시기로부터 10일 전(대략 배양 시작 후 80일이 지난 시점)에 유량을 증기시긴 것을 제외하고는 다른 조건을 실시예 2의 1과 동일하게 하여 실험을 진행하였고, 실험 진행 과정 중 매일 광학 현미경 및 육안으로 확인하였다.
(4) 광학 현미경 및 육안 확인 결과, 실시예 6의 4의 (1)에서는 유엽 상태(엽장이 500㎛)에서 더 이상 성장하지 않았으며, 실시예 6의 4의 (1)에서는 유엽 상태에서 생장이 이루어졌으나 실시예 2의 1보다 엽장이 훨씬 작은 민물김이 형성되었으며, 실시예 6의 4의 (3)에서는 유엽이 형성되지 않았음을 확인하였다. 따라서, 유엽의 형태가 보이는 시기에 유량을 증가시키는 경우, 목적하는 크기(엽장이 3cm 정도)를 가진 민물김을 형성할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 세포 2: 세포질 3: 세포질 이동통로
100: 경사배양대 110: 트레이 111: 절개부
120: 지지프레임 121: 하면지지부 122: 측면봉
123: 지지부 124: 바퀴 123a: 제1지지부
123b: 제2지지부 1231: 커버부 1232: 연결봉
1233: 고정수단 1234: 접촉부

Claims (8)

  1. 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하여 포자를 얻는 포자수득단계와, 상기 포자수득단계에서 얻은 포자를 생장시켜 민물김을 얻는 포자생장단계를 포함하며,
    상기 포자생장단계에서는 특정 시기에 유속을 부여하여야 포자를 생장시켜 민물김을 얻을 수 있으며, 상기 포자생장단계에서 유속의 부여시 경사배양대를 이용하고,
    상기 포자생장단계는 상기 포자수득단계에서 얻은 포자를 분산시키는 분산처리단계와, 상기 분산처리단계에서 분산된 포자에 특정 온도 및 조도를 부여하여 생장시키는 온도및조도부여단계와, 상기 온도및조도부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유속을 추가적으로 부여하는 유속부여단계를 포함하며,
    상기 유속부여단계에서는 상기 온도및조도부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 세포 3분열 후 세포 4분열 전인 초기 세포질 이동시기에 유속을 추가적으로 부여한 상태에서 배양하여 유엽을 생성시키는 것을 특징으로 하는 민물김의 양식 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도및조도부여단계는 포자를 기질에 붙이고 상기 기질을 배양액에 넣어 특정 온도 및 조도 조건에서 생장시키며,
    상기 유속부여단계는 상기 경사배양대에 상기 온도및조도부여단계가 마쳐진 포자가 붙여진 기질을 놓고 배양액을 계속적으로 흘려주어 유속을 부여할 수 있는 것을 특징으로 하는 민물김의 양식 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포자생장단계는 상기 유속부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 특정 생장 단계에 있을 때 유량을 증가시키는 유량증가단계를 추가로 포함하며,
    상기 유량증가단계에서는 일정 주기로 교체되는 배양액의 양을 늘려 유량을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 민물김의 양식 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유량증가단계는
    상기 유속부여단계에서 생장 중인 포자를 확인하여 유엽이 형성된 때로부터 일정 시기 이내에 유량을 증가시켜 상기 유속부여단계와 동일한 온도, 조도 및 유속 조건에서 배양하여 수행되는 것을 특징으로 하는 민물김의 양식 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 포자수득단계는 포자 생산을 위한 민물김을 수득하는 민물김수득단계와, 상기 민물김수득단계에서 얻은 민물김을 성숙시켜 포자 방출을 유도하는 성숙및방출유도단계와, 상기 성숙및방출유도단계 후 이물질을 제거하여 포자를 수득하는 전처리단계를 포함하며,
    상기 성숙및방출유도단계는 민물김이 자생하는 계곡수 500mL당 상기 민물김수득단계에서 얻은 민물김 5g을 혼합하고, 온도가 10 내지 17℃로 유지되고, 조도가 15 내지 25umolm-2s-1로 유지되는 조건에 13 내지 17일 동안 배양하여 수행되고, 상기 성숙및방출유도단계에서 무성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김이 사용되는 경우 정치 배양이 이루어지게 되며, 유성 생식 시기에 있는 자연산의 민물김 또는 상기 민물김의 양식 방법에 의해 얻은 민물김이 사용되는 부유 배양이 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 민물김의 양식 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경사배양대는 포자가 붙여진 기질이 안착되는 트레이와, 상기 트레이를 지지하며 상기 트레이의 경사조절이 가능하도록 하는 지지프레임을 포함하며,
    상기 지지프레임은 하면지지부와, 상기 하면지지부의 상면에서 상측으로 일정 간격을 두고 돌출되는 복수 개의 측면봉과, 상기 측면봉을 연결하며 상기 트레이의 경사조절이 가능하도록 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부는 전측에 위치하는 측면봉에 고정 결합되어 상기 트레이의 하단 일측을 지지하는 제1지지부와, 후측에 위치하는 측면봉에 상하 이동 가능하게 결합되어 상기 트레이의 하단 타측을 기지하는 제2지지부를 포함하며,
    상기 제2지지부는 상기 측면봉을 에워싸 상기 측면봉을 따라 상하이동이 가능한 한쌍의 커버부와, 상기 한쌍의 커버부를 연결하며 상기 트레이의 하단 타측이 접하는 연결봉과, 상기 커버부의 측면에 형성된 중공에 삽입되어 상기 측면봉을 가압함으로써 상기 커버부가 상기 측면봉의 특정 높이에서 고정되도록 하는 고정수단과, 상기 연결봉에 일정 간격을 두고 형성되어 상기 트레이의 하단 타측에 접하는 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 민물김의 양식 방법.
KR1020190149510A 2019-11-20 2019-11-20 경사배양대를 이용한 민물김의 양식 방법 KR102319007B1 (ko)

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