KR20090092758A - 조류 중쇄 길이 지방산 및 탄화수소 - Google Patents

조류 중쇄 길이 지방산 및 탄화수소

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KR20090092758A
KR20090092758A KR1020097007951A KR20097007951A KR20090092758A KR 20090092758 A KR20090092758 A KR 20090092758A KR 1020097007951 A KR1020097007951 A KR 1020097007951A KR 20097007951 A KR20097007951 A KR 20097007951A KR 20090092758 A KR20090092758 A KR 20090092758A
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heavy chain
algal
hydrocarbons
fatty acids
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KR1020097007951A
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치앙 후
밀톤 소머펠드
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더 아리조나 보드 오브 리전트스, 어 바디 코포레이트 액팅 포 앤드 온 비핼프 오브 아리조나 스테이트 유니버시티
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Abstract

본 발명은 조류계 중쇄 지방산 및 탄화수소의 생성에 대한 방법 및 조성물을 제공한다.

Description

조류 중쇄 길이 지방산 및 탄화수소{ALGAL MEDIUM CHAIN LENGTH FATTY ACIDS AND HYDROCARBONS}
교차 참조
본 발명은 2006년 9월 18일자로 출원된 미국 특허 가출원 일련 번호 60/825946호를 우선권으로 주장하며, 이의 전체를 본 원에서 참조 인용한다.
JP-8은 석유로부터 유도되는 등유 유형의 군용 제트 연료이며, 지상 기지의 공군 및 육군(예를 들어, 비행기, 지상 운반차 및 장치)을 위한 주요 연료로서 사용되고 있다. 미국방부(DOD)는 회기 2006년에 JP-8을 9 천만 배럴 이상(이는 미국에서 생산되는 등유계 제트 연료의 약 15%를 의미함)을 소비하는 미국에서 단일 최대의 오일 소비 정부 기관이다.
화학적 조성에서 JP-8와 유사한 상업용 제트 연료는 미국 상업용 (법인/개인) 항공 산업에 의해 대량 소비되며, 이의 승객 및 화물 운송업체는 2005년에 거의 5억 배럴의 제트 연료를 연소시켰다. 이미 미국의 확인된 오일 저장고의 80% 이상을 소비하였기 때문에, 미국은 현재 이의 오일의 60% 초과를 수입한다. 미국은 20년 이내에 미국의 오일의 80∼90%를 수입할 것으로 예견된다. 이러한 수입된 오일의 많은 양이, 정치적 불안정성, 인권 남용 및 테러가 미국에 대한 안정적인 오일 공급에 계속적으로 위협이 되는 정치적 격변 지역의 국가로부터 공급된다. 2500 억 이상이 매년 외국 오일로 소비되고 이는 늘어나는 미국 무역 적자의 1/3 및 미국 경제 상의 증가하는 부담을 의미한다. 미국은 외국 오일을 계속 증가시켜 수입할 수 있지만, 세계 오일 공급량은 무한하지 않다. 확인된 저장고의 거의 두배인 대략 2.2∼3.9 조 배럴의 세계 오일 자원의 낙관적인 견적을 기초로 하더라도, 석유의 세계 공급은 40 년 내에 고갈되게 된다. 중국 인도 및 기타의 신흥의 고속 성장 경제에 의한 오일에 대한 수요로 또한 제한된 세계 공급에 대한 경쟁이 증가하고 가격이 격변하게 된다. 미국 군사 작전, 국가 안보 및 성장 경제 상의 오일 감소에 의한 잠재적인 충격의 심각성은 JP-8 및 기타 화석 연료에 대한 재생 가능하고 입수 가능한 광범위한 대체물을 얼마나 많이, 얼마나 빨리 및 이러한 사태에 얼마나 앞서 제공하는지에 달려있게 된다.
오일 풍부한 작물 및 조류(藻類)는 특히 운송용의 바이오디젤을 비용효과적이고 지속적으로 생산하는 데 가장 유망한 생물학적 시스템으로서 널리 고려되고 있다. 그러나, 현재 이용가능한 오일 작물을 주성분으로 하는 공급 원료 및 상업적 공정으로부터 생성되는 바이오디젤은 이의 낮은 에너지 밀도 및 허용불가한 냉류 특성으로 인해 군용 및 상업용 항공 적용을 위한 JP-8 대체 연료로서 적합하지 않다. 바이오디젤의 JP-8의 대체물로서의 부적합은, 전자가 C16 및 C18 지방산의 메틸 에스테르를 대부분으로 함유하는 반면에, 후자는 C9∼C14 탄화 수소의 주요 화학 성분을 가진다는 사실로부터 연유한다. C9∼C14 탄화수소에 비해, C16 및 C18 지방산의 산화된 메틸 에스테르는 연료의 에너지 밀도를 감소시킬 뿐만 아니라, 또한 높은 연료 점도, 높은 인화점 및 높은 빙점(> -50℃)에 대한 원인이 된다.
바이오디젤은 열, 촉매 및/또는 효소 공정을 통해 JP-8 대체 연료로 가공될 수 있다. 그러나, 후속 제2 공정은 비용 효과적이거나 에너지 효율적이지 않으며, 8∼15%의 에너지 전환 효율로 대량의 화석 연료를 소비한다. 이로써 과도하게 비싸고 허용불가하게 낮은 에너지 효율을 갖는 대안적인 제트 연료를 산출하였다. 명확하게는, 조류/식물계 오일 또는 바이오디젤을 석유 유도된 JP-8에 대한 알맞은 대체물로 변환시키는 것은 큰 잠재력을 보유하나, 이는 생산 비용을 낮추는 동시에 오일 전환 효율을 증대시키는, 현 공급 원료 생산 시스템 및 후속 하류 공정에 대한 상당한 혁신 및 개발이 필요하게 된다.
작물 오일 유도된 JP-8 대체 연료의 생산 비용을 줄이는 동시에 에너지 전환 효율을 증가시키는 한 방법은 자연적으로 다량의 중쇄 지방산(C10∼C14)으로 구성될 수 있는 특정 공급 원료 오일을 도입하는 것이다. 상기 중쇄 지방산은 분해 처리가 거의 필요 없을 수 있으며, 다른 경우에 이는 장쇄 분자를 보다 짧은 분자로 쪼개는 데 필요한 공정이다. 코코넛유 및 팜핵유는 중쇄 (C12 및 C14) 지방산/에스테르를 고농도(총 지방산의 55∼69%)로 함유하기 때문에 일반 오일 작물과는 다른 것으로 판명되었다. 코코넛 오일의 세계 생산량은 1999년에 약 5 천만 메트릭 톤이였으며, 팜핵유의 생산량은 2005년에 약 3백 8십만 톤이였다. 인도, 말레이시아, 필리핀 및 인도는 코코넛 및 팜 코널 오일의 주요 생산국이다. 상기 오일은 음식 및 식용유/튀김유로서 국내 소비용으로 주로 사용된다. 미국 및 기타 서부 국가에서, 코코넛유 및 팜핵유는 마가린 및 기타 지방/오일 생산품뿐만 아니라, 화장품, 비누, 세제 및 샴푸 제조에 대부분 사용된다. 코코넛유 및 팜핵유는 바이오디젤 생산용으로 개발되고 있고 등유계 제트 연료 대체물로서 고려되지만, 이들은 제한적인 공급으로 인해 제트 연료 생산용의 주요 공급 원료로서 사용되지 않기 쉽다(Shay 1993; Srivastava & Prasad 2000).
대안은 오일 작물의 유전자 조작을 통해 더욱 중쇄의 지방산을 제조하는 것이다. 그러나, 오일 작물에 의한 이와 같은 노력은 상업적인 중요성을 거의 산출하지 못하였다. 이는 복합 생화학 경로 전반에 '전반적인' 제어를 제공할 수 있는 세포/세포내(subcellular) 조절 네트워크를 분명히 이해하지 못하는 것에 주로 기인하며, 여기서 상기 제어는 단백질 또는 탄수화물의 생합성보다는 특히 지질/오일의 형성 및 축적으로 광합성 고정된 탄소의 분할을 유도할 수 있다. 효과적인 분자 유전자 툴 및 방법론의 부족이 성공적이지 못한 균주 개발에 대한 또다른 주요 이유이다.
미세조류는 (a) 이의 높은 지질/오일 함량(건량 40∼60%); (b) 높은 특정 성장 속도(1 일당 1∼3 배가 시간); (c) 염수/기수에서 성장시키고 폐 스트림(예를 들어, 화석 연료 연소 발전소로부터의 폐수 및 연료 기체)으로부터의 영양소(N, P 및 CO2)를 사용하는 성장을 위한 능력, 및 일년 내내 광범위한 생산을 위한 한계지(사막, 건조지 및 반건조지)의 사용 능력; 및 (d) 부가가치 생성물의 공동 생산(예를 들어, 생체고분자, 단백질, 폴리사카라이드, 안료)으로 인해 바이오 연료에 대한 공급 원료의 유망한 공급원일 수 있다. 그러나, 지금까지 바이오연료용으로 연구된 조류 오일은 일반적인 작물 오일과 화학적 및 물리적 특성에서 보다 유사하고, 이는 C16∼C18 지방산/에스테르가 풍부하다.
발명의 개요
제1 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법으로서,
(a) 다량의 제1 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 제1 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 상기 배양은 제1 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진하기에 적합한 조건 하에서 실시함);
(b) 다량의 제2 또는 추가의 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 1 이상의 추가 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 상기 배양은 제2 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진하기에 적합한 조건 하에서 실시함); 및
(c) 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14의 지방산 또는 탄화수소를 포함하고, 제1 조류 균주 그 자체로부터의 오일 또는 1 이상의 추가 조류 균주 중 임의의 하나 그 자체로부터의 오일 그 어느 것도 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 각각의 검출가능한 수준을 포함하지 않음)
를 포함하는 방법을 제공한다.
제2 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산의 제조 방법으로서,
(a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스(Pinguiococcus pyrenoidosus)를 배양하는 단계; 및
(b) 상기 배양된 핀구이오코쿠스 피레노이도수스로부터 오일을 추출하는 단계(여기서, 추출된 오일은 C14 및 C16 사슬 길이의 지방산을 포함함)
를 포함하는 방법을 제공한다.
제3 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법으로서,
(a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 배양하는 단계;
(b) 다량의 C10 및/또는 C12 사슬 길이의 지방산을 생성 및 축적할 수 있는 1 이상의 추가 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 상기 배양은 C10 및/또는 C12 사슬 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 실시함); 및
(c) 배양된 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이의 조합을 생성하는 단계(여기서, 상기 중쇄 길이의 조합은 탄소 사슬 길이 C14 및 1 이상의 탄소 사슬 길이 C10 및 C12 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
를 포함하는 방법을 제공한다.
제4 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법으로서,
(a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 트리코데스뮴 에리트래움(Trichodesmium erythraeum)을 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C10 사슬 길이 지방산을 포함함);
(b) 중쇄 길이 지방산의 생산을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 크립테코디늄 종(Crypthecodinium sp.)을 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C12 사슬 길이 지방산을 포함함); 및
(c) 배양된 트리코데스뮴 에리트래움 및 배양된 크립테코디늄 종으로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 C10 및 C12 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
를 포함하는 방법을 제공한다.
제5 양태에서, 본 발명은 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종(Aphanocapsa sp.), 비둘피아 아우리타(Biddulphia aurita), 크립테코디늄 종, 에밀리아니아 헉슬레이(Emiliania huxleyi), 니즈시아 알바(Nitzschia alba), 프림네슘 파븀(Prymnesium parvum), 스켈레토네마 코스타툼(Skeletonema costatum) 및 트리코데스뮴 에리트래움으로 구성된 군으로부터 선택되는 2 이상의 단리된 조류 균주를 포함하는 조성물을 제공하며, 여기서 2 이상의 조류 균주가 상기 조성물에 존재하는 조류의 90% 이상을 차지한다.
제6 양태에서, 본 발명은
(a) 성장 배지; 및
(b) 본 발명의 제5 양태의 조성물의 임의의 실시양태의 조성물
을 포함하는 실질적으로 순수한 배양액을 제공한다.
제7 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1, 제2, 제3 또는 제4 양태 중 임의의 실시양태의 방법에 의해 제조되는 조류 유도된 탄화수소 분획을 제공한다.
제8 양태에서, 본 발명은 본 발명은 제1, 제2, 제3 또는 제4 양태 중 임의의 실시양태의 방법에 의해 제조되는 조류 유도되고 단리된 중쇄 탄화수소 분획을 제공한다.
제9 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1, 제2, 제3 또는 제4 양태 중 임의의 실시양태의 방법에 의해 제조되는 조류 유도된 등유를 제공한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에서의 사용을 위한 대표적인 조류 균주 중 지방산의 총 함량과 관련한 데이타를 나타낸다.
도 2는 조류계 JP-8 대체 제트 연료 생산의 흐름도이다.
발명의 상세한 설명
제1 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법으로서,
(a) 다량의 제1 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 제1 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 상기 배양은 제1 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진시키는 데 적합한 조건 하에서 실시함);
(b) 다량의 제2 또는 추가 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 1 이상의 추가 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 상기 배양은 제2 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 실시함); 및
(c) 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 또는 탄화수소를 포함하고 제1 조류 균주 그 자체로부터의 오일 또는 1 이상의 추가 조류 균주 중 임의의 하나 그 자체로부터의 오일 그 어느 것도 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 각각을 검출가능한 수준으로 포함하지 않음)
를 포함하는 방법을 제공한다.
중쇄 길이 지방산이 풍부한 조류 오일 분획을 생성하려는 앞선 노력은 장쇄 지방산/에스테르를 보다 짧은 것으로 쪼개는 분해 공정 후 추가 공정을 이용하였다. 본 발명의 방법은 탄화수소가 아닌 중쇄 길이 지방산을 내생적으로 생성하는 조류를 이용하는 경우에는 특히, 이러한 분해 공정이 필요하지 않다. 결과적으로, 본 발명의 방법으로, 예를 들어 탈산소화 단계를 이용하는 탄화수소 분획으로의 가공으로 조류 지방산을 단리할 수 있다. 본 발명의 방법은 소정량의 조류 공급 원료로, 예를 들어 장쇄 지방산(C16∼C22)이 풍부한 '일반적인' 조류 오일보다는 등유를 더욱 주성분으로 하는 제트 연료를 생성하고, 오일 분해 및 분리 공정과 연관된 자금 및 조작 비용을 감소시킬 수 있다.
중쇄 길이 지방산이 풍부한 조류 오일은 조류계 등유 대체물, 고품질 세제, 및 연구용 시약(예를 들어, 연구용으로 임의로 표지될 수 있는 표준으로서 사용되는 단일 사슬 길이의 단리된 탄화수소 분획)의 생산을 비한정적으로 포함하는 다양한 목적으로 사용될 수 있다.
본 원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '중쇄 길이 지방산'은 C8∼C16의 탄소 사슬 길이 범위의 지방산 및 이의 에스테르를 의미한다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 지방산은 C9∼C14, 추가 실시양태에서 C10∼C14의 탄소 사슬 길이 범위에 있다. 사용되는 2 이상의 조류 균주(즉, 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 조류 균주)는 다량 중쇄 길이 지방산을 생성 및 축적할 수 있다. '다량'이란 조류 균주에 의해 생성된 총 지방산의 20% 이상이 중쇄 길이 지방산이라는 것을 의미한다. 추가 실시양태에서, 2 이상의 조류 균주는 중쇄 길이 지방산과 같이 생성되는 지방산을 25% 이상, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55% 또는 그 이상 생성하고 축적한다. 당업자라면 사용된 조류 균주가 중쇄 지방산을 생성하지만, 또한 다른 사슬 길이의 지방산을 생성할 수 있다는 것을 이해하게 된다.
본 원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '조류' 또는 '조류 균주'는 미세조류 및 남조류 둘 모두를 포함한다. 한 실시양태에서, 조류는 진핵성 미세조류이다. 본 발명의 방법에 의해 사용될 수 있는 비제한성 조류 균주는 도 1에서 제시된다.
조류 배양에 '적합한 조건'은 당업자에게 공지되어 있으며, 적절한 광 조건(광합성 성장을 촉진하기 위함), 성장 배지(영양소, pH 등) 및 CO2 공급물을 포함한다. 성장 배지의 부피는 본 발명의 방법을 위한 조류의 배양에 적합한 임의의 부피일 수 있다. 임의의 적합한 영양소 공급물을 사용할 수 있다. 적합한 영양소 공급은 폐수 또는 폐기체를 포함할 수 있다(또는 이에 의해 보충될 수 있다). 상기 실시양태에서, 상기 방법은 폐기물 복원 이점을 추가로 제공한다. 예를 들어, 영양소 오염된 물 또는 폐수(예를 들어, 공업 폐수, 농업 폐수, 가정 폐수, 오염된 지하수 및 지표수), 또는 천연 가스 또는 바이오가스를 연소하는 발전기로부터 방출되는 폐기체, 및 화석 연료 연소 발전소로부터의 연통 기체 방출물을 성장 배지의 일부로서 사용할 수 있다. 상기 실시양태에서, 조류는 1차 성장 배지에서 우선 배양된 후 폐수 및/또는 폐기체를 첨가할 수 있다. 대안적으로, 조류를 폐스트림 공급원에서 단독으로 배양할 수 있다. 특정 영양소 및 원소를 배양 배지에 첨가하는 경우, 이는 조류에 의해 섭취 및 흡수되게 된다. 전형적으로, 폐수를 상기 배양 배지에 소정의 비율로 첨가한다. 폐수 공급원으로부터 공급되는 이러한 물은 추가 영양소, 예컨대 인산염 및/또는 미량의 원소(예컨대, 철, 아연)를 함유하며, 이는 조류의 성장을 보충한다. 한 실시양태에서, 처리되는 폐수가 미세조류 성장을 유지시키기에 충분한 영양소를 함유하는 경우, 보다 적은 성장 배지를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 조류 처리로 인해 폐수가 더욱 맑아지는 경우, 성장 배지의 양을 증가시킬 수 있다. 폐 스트림 공급 속도에 영향을 미치는 주요 인자로는 (1) 조류 성장 속도, (2) 광도, (4) 배양 온도, (5) 폐수 중 초기 영양소 농도; (5) 특정 영양소(들)의 특정 섭취 속도; (6) 특정 생물반응기의 디자인 및 성능 및 (7) 특정 유지 프로토콜을 들 수 있다.
조류의 성장은 임의의 유형의 시스템 또는 광생물반응기에서 있을 수 있다. 본 원에서 사용되는 바와 같이, '광생물반응기'는 투명한 맑은 물질(유리, 아크릴, 폴리카르보네이트, PVC 등)에 의해 제조되는 공업 규모의 배양 용기이며, 여기서 조류가 성장하고 증식한다. 본 발명의 상기 양태에서 사용하기 위해, 패들-휠에 의해 배양액이 순환되는 루프로서 구성되는 각각 1000∼5000 m2의 면적에 달하는 개방형 레이스웨이, 즉, 얕은 못(pond)(약 15∼30 cm 높이의 물 수준)(Richmond, 1986), 폐쇄형 시스템, 즉, 펌프 또는 공기 버블링에 의해 배양액이 혼합되는 투명 튜브 또는 용기로 구성되는 광생물반응기(Lee 1986; Chaumont 1993; Richmond 1990; Tredici 2004), 관형 광생물반응기(예를 들어, Tamiya et al. (1953), Pirt et al. (1983), Gudin and Chaumont 1983, Chaumont et al. 1988; Richmond et al. 1993 참조), 및 평판형 광생물반응기, 예컨대 문헌[Samson and Leduy (1985), Ramos de Ortega and Roux (1986), Tredici et al. (1991, 1997) 및 Hu et al. (1996, 1998a,b)]에 기술되어 있는 것을 비한정적으로 포함하는 임의 유형의 시스템 또는 광생물반응기를 사용할 수 있다.
본 원에서 사용되는 바와 같이, '생성을 촉진하는 데 적합한 조건'이란 적용된 조건이 전체 세포 건량의 5% 이상, 바람직하게 10%, 15%, 20%, 25% 또는 그 이상으로 중쇄 길이 지방산의 조류 생성을 유도한다는 것을 의미한다.
본 발명의 방법은 조류로부터 오일(즉, 전체 지방산)을 추출하는 것을 포함한다. 조류로부터 오일을 추출하는 임의의 적합한 방법을 이용할 수 있으며, 이의 예로는 용매 추출 및 초임계 유체 추출을 비한정적으로 들 수 있다. 초기에, 조류는 적합한 수집 방법(예컨대, 원심분리법, 용존 공기 부상법, 막 여과법, 중합체 보조 응집법 등을 단독으로 또는 조합하여)을 이용하여 광생물반응기에서 액체 배양액으로부터 수집하였다. 이어서 수집된 조류는 필요한 경우 임의의 적합한 기법(예컨대, 양광건조, 드럼건조, 동결건조 또는 분무건조)을 이용하여 건조시킬 수 있다. 생성된 건조 조류는 비한정적으로 조류 분말 형태를 비롯한 임의의 유용한 형태로 존재할 수 있다.
본 원에서 사용되는 바와 같이, '중쇄 길이 지방산 서브셋'은 소정의 조류 균주에 의해 생성되는 중쇄 길이 지방산이다. 따라서, 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 다량의 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 조류 균주를 배양하는 것은 총 세포 건량의 5% 이상을 구성하는 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성하게 된다. 상기 서브셋은 임의의 사슬 길이의 또는 사슬 길이 조합의 중쇄 길이 지방산을 포함할 수 있다. 이러한 방법은 제1 중쇄 지방산 서브셋을 생성하는 제1 조류 균주, 및 제2 또는 추가의 중쇄 지방산을 생성하는 1 이상의 추가 조류 균주를 사용하는 것을 포함하며, 여기서 제1 조류 균주 그 자체로부터의 오일 또는 1 이상의 추가 조류 균주 중 임의의 하나 그 자체로부터의 오일 그 어느 것도 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 각각을 검출가능한 수준으로 포함하지 않는다. 따라서, 2개의 조류 균주가 사용되는 경우, 상기 방법은 2개의 중쇄 지방산 서브셋을 생성하는 것을 포함하며(여기서, 조류 균주 그 어느 것도 개별적으로 C10, C12 및 C14 지방산을 포함하는 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성하지 않음); 3개의 조류 균주가 사용되는 경우, 상기 방법은 3개의 중간 사슬 지방산 서브셋을 생성하는 것을 포함하고(여기서, 3개의 조류 균주 중 어느 것도 개별적으로 C10, C12 및 C14 지방산을 포함하는 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성하지 않음), 이와 같다.
본 원에서 사용되는 바와 같이, '중쇄 길이 조합'은 제1 조류 균주 및 1 이상의 다른 조류 균주로부터의 배합된 중쇄 길이 생성물(지방산 또는 탄화수소)이며, 상기 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 또는 탄화수소를 포함한다. 중쇄 길이 조합은 생성물이 존재하는 가공 단계에 따라 중쇄 길이 지방산 또는 중쇄 길이 탄화수소를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 제1 조류 균주 및 1 이상의 조류 균주가 공동배양되고; 이러한 경우에서 중쇄 길이 지방산을 포함하는 중쇄 길이 조합은 오일 추출 시에 수득되며; 이어서 상기 중쇄 길이 조합이 추가로 가공되어 탄화수소 분획을 생성하는 경우(하기 참조), 이어서 중쇄 길이 조합은 탄화수소 분류 후에 중쇄 길이 탄화수소를 포함하게 된다. 또다른 실시양태에서, 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주는 개별적으로 배양되며; 상기 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 오일 추출 후에 때때로 수득된다. 예를 들어, 제1 및 제2(또는 추가) 서브셋은 오일 추출 후 바로 배합될 수 있고(이로써 중쇄 길이 지방산을 포함하는 중쇄 길이 조합이 생성됨); 또는 기타 단계 후에, 예컨대 탄화수소 분류 후에, 또는 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획의 생성 후에(하기 참조), 이들 중 어느 하나에 의해 중쇄 길이 탄화수소를 포함하는 중쇄 길이 조합이 생성된다. 당업자에게 명백하게 되는 바와 같이, 3 또는 그 이상의 조류 균주가 사용되는 경우, 이들은 모두 공동배양되거나, 서브셋을 공동배양하는 동시에 다른 조류 균주가 개별적으로 배양되어, 이의 중쇄 길이 지방산 서브셋 또는 중쇄 길이 탄화수소의 조합이 다중 조합 사건을 포함할 수 있다.
중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 및 탄화수소를 포함하며, 여기서 제1 조류 균주 그 자체로부터 추출되는 오일, 또는 1 이상의 추가 조류 균주 중 임의의 하나 그 자체로부터 추출되는 오일 그 어느 것도 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 각각을 검출가능한 수준으로 포함하지 않는다.
제1 양태의 방법은, 제1 조류 균주 그 자체로부터의 오일 또는 1 이상의 추가 조류 균주 그 자체로부터의 오일 그 어느 것도 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 각각을 검출가능한 수준으로 포함하지 않는 2 이상의 조류 균주를 사용하는 것을 포함한다. 본 원에서 사용되는 바와 같이, '검출가능한' 수준이란 소정의 탄소 사슬 길이 지방산이 조류 균주로부터 얻은 오일 중 총 지방산 생성물의 1% 이상을 나타냄을 의미한다.
당업자에게는 명백하게 되는 바와 같이, 조류로부터의 오일 추출은 추출 공정 중에 오일로부터 분리되는 다른 조류의 바이오매스를 추출하여 달성할 수 있다. 따라서, 또다른 실시양태에서, 본 발명의 방법은 또한 조류 바이오매스를 단리시키는 것을 포함한다. 이러한 바이오매스는 비한정적으로 벌크 생성물(예를 들어, 동물 사료 및 생물비료에 유용함); 에탄올 및 메탄올(후속 발효 필요; 예를 들어 에너지 생산에서 유용함); 특별 생성물, 예컨대 비한정적으로 안료(클로로필), 중합체, 카로티노이드(예를 들어, 베타-카로틴, 제아잔틴, 루테인 및 아스타잔틴) 및 다중불포화된 지방산을 들 수 있다.
추가 실시양태에서, 방법은 또한 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 추출된 오일을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것(즉, 지방산의 탄화수소로의 전환)을 포함한다. 조류 지방산의 탄화수소로의 전환에 적합한 임의의 공정을 이용할 수 있으며, 이의 예로는 비한정적으로, 예컨대 화학적 촉매 또는 수소 투입에 의한 탈산소화/수소화 공정을 들 수 있다. 하기 탄화수소 분류에 의해 제조되는 중쇄 길이 조합은 중쇄 길이 탄화수소를 포함한다. 이러한 중쇄 길이 조합은 탄화수소 분류 후에 (사용된 조류 균주의 전부보다 미만으로부터 생성되는 탄화수소 분획의 조합에 의해) 전체 또는 부분으로 제조할 수 있고, 또는 탄화수소 분류를 조류 균주 각각으로부터 추출된 오일 상에서 개별적으로 실시할 수 있다. 탄화수소 분획에 존재하는 탄화수소의 30% 이상이 중쇄 길이 탄화수소이며; 추가 실시양태에서, 탄화수소 분획에 존재하는 탄화수소 중 적어도 35%, 40%, 45%, 50%, 55% 또는 그 이상이 중쇄 길이 탄화수소이다.
당업자에게 명백하게 되는 바와 같이, 탄화수소 전환의 부산물, 예컨대 탄화수소의 경질 분획(예를 들어, C1-C6) 및/또는 글리세롤(글리세린)은 탄화수소 분류 중에 또한 수득할 수 있다. 따라서, 추가 실시양태에서, 상기 방법은 단쇄 탄화수소 분자(C1-C6) 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 추가로 포함한다. 상기 단쇄 탄화수소는 테일 가스(tail gas) 또는 가솔린 제조에 사용될 수 있다. 글리세롤은 많은 용도를 가지는데, 이의 예로는 비한정적으로 약학 생성물(예를 들어, 윤활제, 습윤제, 거담제, 진해 시럽 등으로서/에서 사용됨), 개인 관리 제품(예를 들어, 완화제, 윤활제, 습윤제, 용매, 치약, 구강 세정제, 피부 관리 제품, 비누 등으로서/에서 사용됨) 및 음식/음료 제품(감미제, 충전제 등)에서의 용도를 들 수 있다.
추가 실시양태에서, 상기 방법은 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것을 포함하며, 여기서 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및/또는 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함한다. 예를 들어, 분리/정제 기술은 탈산소화 공정으로부터의 소정의 탄화수소 분획을 분리 및 농축시켜, 특정 탄소 사슬 길이의 1 이상의 탄화수소가 풍부한 일련의 정제된 분획을 생성한다. 하기 정제로 제조된 중쇄 길이 조합은 중쇄 길이 탄화수소를 포함한다. 이러한 중쇄 길이 조합은 정제 후에 (사용된 조류 균주의 전부보다 미만으로부터 생성된 탄화수소의 조합에 의해) 전체 또는 부분으로 생성될 수 있거나, 정제를 조류 균주 각각으로부터의 탄화수소 분획 상에서 개별적으로 실시할 수 있다. 1 이상의 분획이 C10, C12 및 C14의 사슬 길이 탄화수소를 포함하는 단일 분획, 3개의 개별 분획, C10 사슬 길이 탄화수소를 포함하는 분획, C12 사슬 길이 탄화수소를 포함하는 분획 및 C14 사슬 길이 탄화수소를 포함하는 분획, 또는 이들의 기타 변형예를 포함할 수 있다. 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 분획 각각에 존재하는 탄화수소의 90% 이상이 소정의 사슬 길이(들)의 탄화수소이며; 다양한 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 분획 각각에 존재하는 탄화수소의 적어도 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상이 소정의 사슬 길이(들)의 탄화수소이다.
중쇄 길이 지방산이 풍부한 분획을 분리 및 농축시키는 임의의 적합한 정제 공정을 이용할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 정제는 장쇄 지방산(C18 또는 그 이상) 또는 FAME로부터 중쇄(C8-C16) 지방산(FA) 또는 지방산 메틸 에스테르(FAME)를 분리 및 정제하는 진공 증류 또는 분자 증류를 포함한다. 진공 증류는 석유 정제에 널리 사용되는 반면에, 분자 증류는 복합 액체 혼합물으로부터 하나의 액체를 분리하는 데 효과적인 것으로 증명된 더욱 새로운 기술이다. 상기 진공 증발은, 보다 큰 직경의 칼럼을 진공 칼럼 중에 사용하여 감소된 작동압에서 상당한 증기 속도를 유지시키는 것을 제외하고는 통상의 분별 증류(일반적으로 이를 진공 방법과 구분하기 위해 상압 증류라고 일컬음)와 원칙적으로 유사하다. 수은 50∼100 mm의 절대 부피는 진공 펌프 또는 스팀 이젝터에 의해 생성한다. 진공 증류의 주요 장점은 이로써 대기압에서 필요한 온도보다 낮은 온도에서 보다 중질의 물질을 증류시켜 성분들의 열분해를 피할 수 있다는 점이다. 증류 공정의 연장, 초분별 증류는 트레이 수가 보다 많고(100 이상) 환류비가 5:1을 초과하는 보다 작은 직경의 칼럼을 사용한다. 이러한 장치로, 매우 좁은 범위의 성분 또는 더욱 순수한 화합물을 단리시키는 것이 가능하다. 일반적인 적용은 고순도 용매, 예컨대 이소파라핀, 또는 석유화학 용도의 개별적인 방향족 화합물의 분리를 포함한다.
분자 증류는 증류액의 고온으로의 짧은 노출, 증류 공간에서의 높은 진공, 및 응축기 및 증발기 사이의 짧은 거리를 특징으로 한다. 수초 내지 1 분 정도의 증발 실린더 상의 액체의 짧은 체류 시간은 균일한 박막 형태로 액체를 분배시키는 것으로 확보된다. 0.1 Pa 미만으로 증발기 내 비응축성 기체의 압력을 감소시킴으로써, 증류 온도를 감소시킬 수 있다. 분자 증류는 복합적이고 열적으로 민감한 분자로 보통 구성된 천연 생성물의 분리, 정제 및 농축에서 유망하다. 더욱이, 이러한 공정은 분리제로서 용매를 사용하는 기타 기법 우위의 장점을 독성 관련 문제 없이 보유한다. 원심분리 및 강하 필름은 증발 실린더에 증발액을 짧게 노출시키는 분자 증류 유닛의 2개의 기본 유형이다. 이러한 유형의 증류 유닛은 분자 구조 중 동일한 탄소수를 갖는 이성질체를 비롯한 다른 많은 화합물, 예컨대 지방산의 증류를 확인 및 비교하는 데 사용해 왔다(예를 들어, 상기 기술을 사용하여 C18: 2, C18: 1 또는 C18: 0으로부터 C18: 3을 분리할 수 있음).
정제 공정으로 1 이상의 중쇄 길이 지방산이 풍부한 1 이상의 정제된 오일을 산출한다(예를 들어, C10, C11, C12, C13 또는 C14). 추가 실시양태에서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C16 지방산이 풍부한 1 이상의 분획을 추가로 포함한다.
또다른 실시양태에서, 상기 방법은 1 이상의 중쇄 길이 탄화수소 분획을 배합하는 것을 추가로 포함한다. 이러한 배합은 소기 목적에 요망되는 중쇄 길이 지방산 분획의 임의의 조합을 포함할 수 있다(즉, C10 및 C12; C12 및 C14; C10 및 C14; C8, C10 및 C16 등). 예를 들어, 특정 탄소 사슬 길이의 2 이상의 탄화수소가 풍부한 일련의 정제된 오일을 상기 배합으로 산출할 수 있다.
한 실시양태에서, 상기 배합을 이용하여 등유를 생성할 수 있다. 본 원에서 사용되는 바와 같이, '등유'는 C8-C18 범위, 바람직하게는 C10-C16, C8-C14 또는 C10-C14 범위의 다양한 탄화수소의 분배물이고, 예를 들어, 제트 엔진 연료(예컨대, 비한정적으로 Jet-A, Jet-A1, Jet-B, JP-4, JP-5, JP-7 및 JP-8); 로켓 연료(예컨대, 비한정적으로 RP-1); 난방 연료(예컨대, 등유 히터, 휴대용 난로 및 기타 가열 공급원); 전력을 달리 이용할 수 없는 곳에서의 전력 기구로 사용될 수 있다. 당업자라면 탄화수소 분획으로부터 중쇄 길이 탄화수소 분획을 적절히 생성하여 등유를 또한 생성할 수 있음을 이해하게 된다. 한 실시양태에서, 등유 생성은 중쇄 탄화수소가 풍부한 2 이상의 분획을 배합하는 것을 포함하며, 여기서 생성된 등유는 C10, C12 및 C14 사슬 길이 탄화수소를 50% 이상 포함하고, 다양한 추가 실시양태에서는 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14의 탄화수소를 적어도 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 89%, 85%, 90%, 95%, 98% 포함한다. 이와 같이 배합된 분획은 동일하거나 상이한 유형의 중쇄 길이 탄화수소를 포함할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 등유는 C16, C8 및/또는 C9 지방산을 각각, 존재하는 경우, 등유에 존재하는 총 탄화수소의 15% 이하로, 바람직한 실시양태에서는 각각, 존재하는 경우, 등유에 존재하는 총 탄화수소의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 그 미만보다 적게 더 포함할 수 있다.
허용가능한 JP-8 대체연료는 따라서 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 석유 유도된 JP-8 또는 기타 항공 연료의 사양 및 자격 요건에 따르는 기타 첨가제와 함께 배합하여 수득할 수 있다.
본 발명의 제1 양태의 모든 실시양태의 추가 실시양태에서, 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주는 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종(Kenyon, 1972), 비둘피아 아우리타(Orcutt & Pattersonl975), 크립테코디늄 종, 에밀리아니아 헉슬레이(Volkman et al. 1981), 니즈시아 알바(Tornabene et al. 1974), 프림네슘 파븀(Lee & Loeblich 1971), 스켈레토네마 코스타툼(Ackman et al. 1964) 및 트리코데스뮴 에리트래움(Parker et al. 1967)으로 구성된 군으로부터 선택된다. 상기 유기체에 의해 생성된 중쇄 지방산 유형(및 따라서 잠재적인 중쇄 지방산 서브셋)은 도 1 또는 표 1에서 확인할 수 있으며; 본 원의 교시에 기초하여, 당업자는 요망되는 중쇄 길이 조합의 유형에 따라 어떤 조류 균주를 사용해야 하는지 이해하게 된다. 특정 실시양태에서, 조류 균주는 하기와 같이 확인된다:
핀구이오코쿠스 피레노이도수스(핀구이오피세아에(Pinguiophyceae)):
CCMP 2078
크립테코디늄 종: CCMP 316
아파노캅사 종: CCMP2524
오돈텔라 아우리타(Odontella aurita): CCMP 145
에밀리아니아 헉슬레이: CCMP 1742
니즈시아 알바: CCMP2426
프림네슘 파븀: CCMP 1962
스켈레토네마 코스타툼: CCMP1281
트리코데스뮴 종: CCMP 1985
모든 조류 균주는 CCMP 주소로부터 수득할 수 있다: (Provasoli-Guillard National Center for the Culture of Marine Phytoplankton, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, 미국 04575 메인주 웨스트 부스로이 하버 맥콘 포인트 로드 180 피.오.박스 475 소재)
제2 실시양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산의 제조 방법으로서,
(a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진시키는 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 배양하는 단계; 및
(b) 배양된 핀구이오코쿠스 피레노이도수스로부터 오일을 추출하는 단계(여기서, 추출된 오일은 C14 및 C16 사슬 길이 지방산을 포함함)
를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명자는 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 예컨대 균주 CCMP 2078(하기 기술됨)이 다량의 중쇄 길이 지방산을 생성할 수 있다는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명의 상기 제2 양태의 방법은 조류계 등유 대체물, 고품질 세제, 및 연구용 시약(예를 들어, 연구용으로 임의로 표지될 수 있는 표준으로서 사용되는 단일 사슬 길이의 단리된 탄화수소 분획)의 생산을 비한정적으로 포함하는 다양한 목적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에서 사용되는 용어는 본 발명의 제1 양태에서 제공되는 바와 동일한 의미를 가지며, 제1 양태의 실시양태는 또한 제2 양태에 적용할 수 있다. 추가 실시양태에서, 본 발명은 핀구이오코쿠스 피레노이도수스로부터 추출된 오일을 탄화수소 분획으로 전환시킬 수 있으며, 여기서 탄화수소 분획은 상기 정의된 바와 같다. 또다른 실시양태에서, 상기 방법은 또한 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것을 포함하며, 여기서 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함한다. 추가 실시양태에서, 1 이상의 분획은 탄소사슬 길이 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함한다. 추가 실시양태에서, 상기 방법은 또한 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 배합하여, 예를 들어 등유를 생성하는 것을 포함한다. 이러한 배합은 또한 또다른 조류 균주로부터 유도된 중쇄 길이 탄화수소 분획, 예컨대 C10 및/또는 C12 사슬 길이 탄화수소 사슬(예를 들어, 크립테코디늄 종 및/또는 트리코데스뮴 에리트래움으로부터 유도된 것)과 배합하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 양태의 방법은 본 발명의 제1 양태에서 개시된 바와 같이 조류 바이오매스를 단리시키는 것 및/또는 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 포함할 수 있다.
제3 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법으로서,
(a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 배양하는 단계;
(b) 다량의 C10 및/또는 C12 사슬 길이 지방산을 생성 및 축적할 수 있는 1 이상의 추가 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 배양은 C10 및/또는 C12 사슬 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 실시함); 및
(c) 배양된 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C14 및 1 이상의 탄소 사슬 길이 C10 및 C12 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 제3 양태의 방법은 조류계 등유 대체물, 고품질 세제, 및 연구용 시약(예를 들어, 연구용으로 임의로 표지될 수 있는 표준으로서 사용되는 단일 사슬 길이의 단리된 탄화수소 분획)의 생산을 비한정적으로 포함하는 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 제3 양태에서 사용되는 용어는 본 발명의 제1 양태에서 제공되는 바와 동일한 의미를 가지며, 제1 양태의 실시양태는 또한 제3 양태에 적용할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 1 이상의 추가 조류 균주가 크립테코디늄 종트리코데스뮴 에리트래움 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 또는 탄화수소를 포함한다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C16 지방산 또는 탄화수소를 포함한다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 오일 추출 후, 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 추출된 오일의 배합으로 제조한다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주 둘 모두를 포함하는 배양액으로부터 오일을 추출하여 제조한다. 추가 실시양태에서, 상기 방법은 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 추출된 오일을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것을 포함하며, 여기서 탄화수소 분획은 상기 정의된 바와 같다. 또다른 실시양태에서, 상기 방법은 또한 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것을 포함하며, 여기서 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및/또는 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함한다. 추가 실시양태에서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함한다. 추가 실시양태에서, 상기 방법은 또한 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 배합하여, 예를 들어 등유를 생성하는 것을 포함한다. 상기 제3 양태의 방법은 또한 앞서 기술한 바와 같이 조류 바이오매스를 단리시키는 것, 및/또는 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 중 임의의 추가 실시양태에서, 1 이상의 추가 조류 균주가 제2 조류 균주 및 제3 조류 균주를 포함하며, 여기서 제3 조류 균주는 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 크립테코디늄 종, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀, 스켈레토네마 코스타툼 트리코데스뮴 에리트래움으로 구성된 군으로부터 선택된다.
제4 양태에서, 본 발명은 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법으로서,
(a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진시키는 조건 하에서 트리코데스뮴 에리트래움을 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C10 사슬 길이 지방산을 포함함);
(b) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 조건 하에서 크립테코디늄 종을 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C12 사슬 길이 지방산을 포함함); 및
(c) 배양된 트리코데스뮴 에리트래움크립테코디늄 종으로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10 및 C12 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
를 포함하는 방법를 제공한다.
본 발명의 상기 제4 양태의 방법은 조류계 등유 대체물, 고품질 세제, 및 연구용 시약(예를 들어, 연구용으로 임의로 표지될 수 있는 표준으로서 사용되는 단일 사슬 길이의 단리된 탄화수소 분획)의 생산을 비한정적으로 포함하는 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 제4 양태에서 사용되는 용어는 본 발명의 제1 양태에서 제공되는 바와 동일한 의미를 가지며, 제1 양태의 실시양태는 또한 제4 양태에 적용할 수 있다. 한 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C14 지방산 또는 탄화수소를 더 포함한다. 추가 실시양태에서, 상기 방법은 (d) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀 스켈레토네마 코스타툼으로 구성된 군으로부터 선택되는 1 이상의 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C14 및/또는 C16 사슬 길이 지방산을 포함함); 및 (e) 배양된 1 이상의 조류 균주로부터 중쇄 길이 조합에 포함되게 되는 오일을 추출하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C14 및/또는 C16 지방산 또는 탄화수소를 포함함)를 더 포함한다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 오일 추출 후, 배양된 트리코데스뮴 에리트래움크립테코디늄 종으로부터 추출된 오일을 배합하여 제조한다. 또다른 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 트리코데스뮴 에리트래움크립테코디늄 종 둘 모두를 포함하는 배양액으로부터 오일을 추출하여 제조한다. 또다른 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 오일 추출 후, 트리코데스뮴 에리트래움, 크립테코디늄 종 및 1 이상의 조류 균주로부터 추출된 오일을 배합하여 제조한다. 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 조합은 트리코데스뮴 에리트래움, 크립테코디늄 종 및 1 이상의 조류 균주를 포함하는 배양액으로부터 오일을 추출하여 제조한다. 추가 실시양태에서, 상기 방법은 상기 정의된 바와 같이 조류 균주로부터 추출된 오일을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것을 더 포함한다. 상기 방법은 상기 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C10 및 C12 탄화수소, 및 임의로 C14 및/또는 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함한다. 상기 방법은 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 배합하여, 예를 들어 등유를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 다양한 추가 실시양태에서, 상기 방법은 본 발명의 제1 양태에서 자세히 논의한 바와 같이 조류 바이오매스를 단리시키는 것, 및/또는 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 더 포함할 수 있다.
제5 실시양태에서, 본 발명은 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 크립테코디늄 종, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀, 스켈레토네마 코스타툼 트리코데스뮴 에리트래움으로 구성된 군으로부터 선택되는 2 이상의 단리된 조류 균주를 포함하는 조성물을 제공하며, 여기서 상기 2 이상의 조류 균주는 상기 조성물에 존재하는 조류의 90% 이상을 구성한다. 추가 실시양태에서, 조성물에 존재하는 조류의 적어도 95%, 98% 또는 99%가 상기 인용된 조류 유형이다. 단리된 조류 조성물은 배양되거나 용액, 동결, 건조되어 저장되거나 고체 조류 플레이트로 저장될 수 있다. 대안적으로, 상기 조성물은 수집된 조류 조성물(습윤 또는 건조)을 예를 들어 조류 분말의 형태로 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 조류 균주는 하기와 같이 확인된다:
핀구이오코쿠스 피레노이도수스 (핀구이오피세아에): CCMP 2078
크립테코디늄 종: CCMP 316
아파노캅사 종: CCMP2524
오돈텔라 아우리타: CCMP 145
에밀리아니아 헉슬레이: CCMP 1742
니즈시아 알바: CCMP2426
프림네슘 파븀: CCMP 1962
스켈레토네마 코스타툼: CCMP1281
트리코데스뮴 종: CCMP1985
모든 조류 균주를 CCMP 주소로부터 얻을 수 있다: (Provasoli- Guillard National Center for the Culture of Marine Phytoplankton, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, 미국 04575 메인주 웨스트 부스로이 하버 맥콘 포인트 로드 180 피.오.박스 475 소재)
본 발명의 상기 양태의 조성물은, 예를 들어 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 조성물은 상기 군으로부터 선택되는 3 이상의 단리된 조류 종을 포함한다. 추가 실시양태에서, 2 이상의 단리된 조류 균주는 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 포함한다. 추가 실시양태에서, 2 이상의 단리된 조류 균주는 크립테코디늄 종트리코데스뮴 에리트래움 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다.
제6 양태에서, 본 발명은
(a) 성장 배지; 및
(b) 본 발명의 제5 양태의 조성물 중 임의의 실시양태의 조성물
을 포함하는 실질적으로 순수한 배양액을 제공한다.
본 원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '성장 배지'란 본 발명의 조류를 배양시키는 데 적합한 임의의 배지를 의미한다. 본 발명의 조류는 최소량의 미량 영양소를 비롯한 CO2 및 일광 상에서 광합성 성장할 수 있다. 성장 배지의 부피는 표준 실험 배양, 중쇄 지방산 생산을 위한 대규모 배양 그 어느 것이든 임의의 목적을 위한 조류 배양에 적합한 임의의 부피일 수 있다. 적합한 조류 성장 배지는 비한정적으로 BG-11 성장 배지를 비롯한 배지와 같은 임의의 것일 수 있으며(예를 들어, Rippka, 1979 참조); 10∼38℃의 배양 온도를 적용하고, 다른 실시양태에서는 15∼30℃ 온도 범위를 적용한다. 유사하게는, 20∼1000 μmolm-2s-1의 광도를 적용하고; 다양한 실시양태에서, 상기 범위는 100∼500 μmolm-2s-1 또는 150∼250 μmolm-2s-1이다. 또한, 에어레이션은 0∼20% CO2로 실시하며; 다양한 실시양태에서, 에어레이션은 0.5%, 10% CO2, 0.5∼5% CO2 또는 0.5∼2% CO2로 실시한다.
유지 및 저장을 위해, 본 발명의 조성물은 표준 인공 성장 배지에서 유지할 수 있다. 통상의 유지를 위해, 상기 조성물은 온건한 범위의 광도(10∼40 μmolm-2s-1) 및 온도(18∼25℃)의 지속적인 조명 또는 명/암 주기 하에서 액체 배양액 또는 고체 조류 플레이트에서 보관할 수 있다. 배양액 pH는 pH 6.5∼9.5에서 변동할 수 있다. 상기 조성을 유지하기 위해서 CO2 부화는 필요하지 않다. 다양한 비한정 실시예에서, 성장 탱크 중 배양액 배지의 온도는 약 10℃ ∼ 약 38℃, 추가 실시양태에서, 약 20℃ ∼ 약 30℃로 유지되는 것이 바람직하다. 다양한 실시양태에서, 본 발명의 조성물 배양에 유용한 성장 배지는 상기 논의된 바와 같이 폐수 또는 폐기체를 포함한다.
제7 양태에서, 본 발명은 조류 유도된 탄화수소 분획을 제공한다. 한 실시양태에서, 조류 유도된 탄화수소 분획은 본 발명의 제1, 제2, 제3 또는 제4 양태 중 임의의 하나의 임의의 실시양태의 방법에 의해 제조된다. 제1, 제2, 제3 및 제4 실시양태의 용어 및 실시양태는 상기 제7 실시양태에서 적용가능하다. 탄화수소 분획에 존재하는 탄화수소의 30% 이상이 중쇄 길이 탄화수소이며; 추가 실시양태에서, 탄화수소 분획에 존재하는 탄화수소의 적어도 35%, 40%, 45%, 50%, 55% 또는 그 이상이 중쇄 길이 탄화수소이다.
제8 양태에서, 본 발명은 조류 유도된 단리 중쇄 탄화수소 분획을 제공한다. 한 실시양태에서, 조류 유도된 단리 중쇄 탄화수소 분획은 본 발명의 제1, 제2, 제3 또는 제4 양태 중 임의의 하나의 임의의 실시양태의 방법에 의해 제조된다. 제1, 제2, 제3 및 제4 실시양태의 용도 및 실시양태는 상기 제7 실시양태에 적용가능하다. 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 분획 각각에 존재하는 탄화수소의 90% 이상이 소정의 사슬 길이(들) 탄화수소이며; 다양한 추가 실시양태에서, 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 분획 각각에 존재하는 탄화수소의 적어도 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상이 소정의 사슬 길이(들) 탄화수소이다.
제9 양태에서, 본 발명은 조류 유도된 등유를 제공한다. 한 실시양태에서, 조류 유도된 등유는 본 발명의 제1, 제2, 제3 또는 제4 양태 중 임의의 하나의 임의의 실시양태의 방법에 의해 제조된다. 제1, 제2, 제3 및 제4 실시양태의 용어 및 실시양태는 상기 제7 실시양태에 적용가능하다. 한 실시양태에서, 등유 생성은 중쇄 탄화수소가 풍부한 2 이상의 분획을 배합하는 것을 포함하고, 여기서 생성된 등유는 C10, C12 및 C14 사슬 길이 탄화수소를 50% 이상 포함하고; 다양한 추가 실시양태에서는 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 탄화수소를 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 89%, 85%, 90%, 95%, 98% 이상 포함한다. 이렇게 배합된 분획은 동일하거나 상이한 유형의 중쇄 길이 탄화수소를 포함할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 등유는 또한 탄소 사슬 길이 C16, C8 및/또는 C9 지방산을 각각, 존재하는 경우, 등유에 존재하는 총 탄화수소의 15% 이하, 바람직한 실시양태에서는 각각, 존재하는 경우, 등유에 존재하는 총 탄화수소의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 그 미만보다 적게 포함할 수 있다.
실시예 1
제안된 조류계 제트 연료 생산 기술의 일반적인 공정도를 도 2에 도시한다.
다양한 비한정 실시예에서, 하기 공정은 조류계 중쇄 길이 지방산 생산과 관련하여 실시할 수 있다:
- 동일하거나 상이한 디자인의 1 이상의 광생물반응기에서 성장된 수많은 선택 조류 종을 이용한 조류 공급 원료의 생산. 각각의 선택된 조류 종은 1 이상의 중쇄 길이 지방산/에스테르가 풍부한 다량의 오일을 생산하게 된다.
- 오일 풍부한 세포를 수집하고 조류 분말 형태로 건조시켰다.
- 조류 분말을 화학적 추출 방법을 이용한 용매추출법으로 처리하였다. 초임계 액체 추출법을 또한 대안으로서 적용할 수 있다.
- 생성된 조류 오일은 탈산소화/수소화 공정으로 처리하여 조류 오일을 탄화수소로 전환시켰다.
- 분리/정제 기술로써 탈산소화 공정으로부터 소정의 탄화수소 분획을 분리 및 농축하였다. 결과적으로, 특정 탄소 사슬 길이의 1 이상의 탄화수소가 풍부한 일련의 정제 오일을 생성하게 되었다.
- 허용가능한 JP-8 대체 연료를, 몇몇 정제된 조류 오일을 석유 유도된 JP-8 또는 기타 항공 연료의 사양 및 자격 요건에 따르는 기타 첨가제와 함께 배합하여 수득하였다.
- 조류 오일 추출의 부산물로서, 조류 바이오매스 잔류물을 제조하고, 예를 들어, 단백질 풍부한 동물 사료 또는 폴리사카라이드 풍부한 생체고분자 및 비료에서 벌크 물질로서 사용하였다. 일부 특정 부산물, 예컨대 고가의 카로티노이드(예를 들어, 베타-카로틴, 제아잔틴, 루테인 및 아스타잔틴)를 또한 선택된 조류 균주로부터 추출하고 분리할 수 있다.
- 오일 추출 공정으로부터의 탄수화물 고함유 바이오매스 잔류물을 수득하고 발효 또는 혐기성 소화를 위한 대체물로서 사용하여 에탄올 및/또는 메탄을 생성할 수 있으며, 결과적으로 이를 사용하여 조류 대량 배양 및 오일 공정/정제 공정에 필요한 전기/에너지를 생성할 수 있다. 잔류하는 미소화 바이오매스 잔류물을 추가 열 및 전기를 위해 소각할 수 있다. 혐기성 소화 및 소각 공정으로부터의 CO2 발생은 광생물반응기에 재순화시켜 조류에 의해 사용되며, 이로써 순수 CO2 방출이 0이 된다.
- 본 발명의 방법은 중쇄 지방산 추출 및 탄화수소로의 전환을 위해 조류를 이용하여, 탄화수소 생성을 위한 분해를 이용할 필요성을 최소화하거나 제거하며, 따라서 비용 및 에너지 소비를 매우 감소시켰다. 더욱이, 생성된 단쇄 탄화수소 분자는 본 방법의 부산물로서 단리되어 테일 가스 또는 가솔린을 생성할 수 있다.
실시예 2
본 발명자는 본 발명자의 실험실에서 단리되고 유지되는 수많은 조류 종/균주로부터 중쇄 오일 생산자를 위한 스크린 처리를 실시하였다. 본 발명자의 실험실에서 시험된 조류 균주 중 하나로는 해조류 핀구이오코쿠스 피레노이도수스(핀구이오피세아에) CCMP 2078(Provasoli-Guillard National Center for the Culture of Marine Phytoplankton, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, 미국 04575 메인주 웨스트 부스로이 하버 맥콘 포인트 로드 180 피.오.박스 475 소재)이 있으며, 이는 C14 지방산이 풍부한 지질의 생산능을 보유하며, 상기 C14 지방산은 세포에서 생성되는 총 지방산의 30∼50%를 구성할 수 있다. 핀구이오코쿠스 피레노이도수스의 지방산 조성을 표 1에 개시하였다.
핀구이오코쿠스 피레노이도수스의 지방산 조성. 상기 조류를 h/2 성장 배지에서 성장시키고, 200 μmolm-2s-1의 광도 및 25℃에 노출시켰다.
지방산 총 지방산 중 %
14:0 49.42
16:0 30.15
16:1 1.02
18:0 2.13
18:1 3.8
18:2 1.62
도 1에서는 주된 탄소 사슬 길이로서 중쇄 지방산을 함유하는(총 지방산의 30∼70%) 예로서, 8개의 중쇄 오일 생성 조류 종이 기재되어 있다.
본 발명자의 조사로써, 크립테코디늄 종 CCMP 316 (Provasoli-Guillard National Center for the Culture of Marine Phytoplankton, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, 미국 04575 메인주 웨스트 부스로이 하버 맥콘 포인트 로드 180 피.오.박스 475 소재)가 상업적 생산에 사용되는 많은 고속 성장 조류에 견줄만한, 5∼10 시간 범위의 평균 배가 기간을 갖는 성장 속도를 나타낸다는 것을 밝혀내었다. 상기 유기체의 C12 + C14 지방산의 함량은 총 세포 건량의 40% 이상에 이를 수 있다. 이러한 균주는 또한 주요 탄소 및 에너지 공급원으로서 글리코스를 사용하여 종속영양 성장 처리할 수 있으며, 이로써 세포가 낮 중에 광합성을 통해 유기 화합물을 생성하는 반면에 밤 중에는 글루코스의 존재 하에 연속적으로 바이오매스/오일을 생성하는 옥외 대량 배양에 특히 적합하게 된다. 더욱이, 이러한 균주는 정상 성장 조건 하에서 C12 및 C14 지방산을 축적할 수 있으며, 이는 상기 균주의 지질 생합성 경로와 관련된 유전자/효소의 기본 발현의 징후이며, 최적의 배양 조건 하에서의 세포 매스 및 C12 및 C14 지방산의 동시적으로 최대 지속가능한 생성을 확보하게 되는 소정의 물질 대사 특성이다. 이는 바이오매스 생산성을 감소시키는 부정적인 성장 조건 하에서만 장쇄(C16 및 C18) 지방산을 축적하는 앞서 보고된 많은 조류 종/균주와는 상당히 대조적이다. 본 발명자의 C10 및 C14 조류 균주는 또한 군집 녹조류 보트리오코쿠스 부라우니와 대조적이며, 이는 매우 느리게 성장하고(예를 들어, 단세포 클로렐라의 속도의 1/10), 환경적인 스트레스 조건 하에서 장쇄 탄화수소(C23∼C40)만을 생성할 수 있고, 그 자체로는 등유를 주성분으로 하는 JP-8로서 용이하게 사용될 수 없지만, 열/화학적 분해, 에너지 집중 공정을 거쳐야 한다.
참조 문헌:

Claims (52)

  1. (a) 다량의 제1 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 제1 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 배양은 제1 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 실시함);
    (b) 다량의 제2 또는 추가의 중쇄 길이 지방산 서브셋을 생성할 수 있는 1 이상의 추가 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 배양은 제2 중쇄 지방산 서브셋의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 실시함); 및
    (c) 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 또는 탄화수소를 포함하고, 제1 조류 균주 그 자체로부터의 오일 또는 1 이상의 추가 조류 균주 중 임의의 하나 그 자체로부터의 오일 그 어느 것도 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 지방산 각각을 검출가능한 수준으로 포함하지 않음)
    를 포함하는 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C16 지방산 또는 탄화수소를 추가로 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주는 개별적으로 배양되는 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주는 공동배양되는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 조류 균주 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 추출된 오일을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것(여기서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함함)을 추가로 포함하는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 추가로 포함하는 것인 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획으로부터 등유를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조류 바이오매스 잔류물을 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  10. 제5항에 있어서, 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 1 이상의 추가 조류 균주는 제2 조류 균주 및 제3 조류 균주를 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 조류 균주는 핀구이오코쿠스 피레노이도수스(Pinguiococcus pyrenoidosus), 아파노캅사 종(Aphanocapsa sp.), 비둘피아 아우리타(Biddulphia aurita), 크립테코디늄 종(Crypthecodinium sp.), 에밀리아니아 헉슬레이(Emiliania huxleyi), 니즈시아 알바(Nitzschia alba), 프림네슘 파븀(Prymnesium parvum), 스켈레토네마 코스타툼(Skeletonema costatum) 및 트리코데스뮴 에리트래움(Trichodesmium erythraeum)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  13. .
  14. (a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 배양하는 단계; 및
    (b) 배양된 핀구이오코쿠스 피레노이도수스로부터 오일을 추출하는 단계(여기서, 추출된 오일은 C14 및 C16 사슬 길이 지방산을 포함함)
    를 포함하는 조류 중쇄 길이 지방산의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 핀구이오코쿠스 피레노이도수스로부터 추출된 오일을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것(여기서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함함)을 포함하는 것인 방법.
  17. 제15항에 있어서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함하는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획으로부터 등유를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  19. 제14항에 있어서, 조류 바이오매스를 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  20. 제15항에 있어서, 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  21. (a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 배양하는 단계;
    (b) 다량의 C10 및/또는 C12 사슬 길이 지방산을 생성 및 축적할 수 있는 1 이상의 추가 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 배양은 C10 및/또는 C12 사슬 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 실시함); 및
    (c) 배양된 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C14, 및 C10과 C12 중 1 이상의 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
    를 포함하는 조류 중쇄 길이 지방산의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 1 이상의 추가 조류 균주는 크립테코디늄 종트리코데스뮴 에리트래움 중 하나 또는 둘 모두인 것인 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 중쇄 길이 조합은 오일 추출 후, 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주로부터 추출된 오일을 배합하여 제조하는 것인 방법.
  24. 제21항 또는 제22항에 있어서, 중쇄 길이 조합은 핀구이오코쿠스 피레노이도수스 및 1 이상의 추가 조류 균주 둘 모두를 포함하는 배양액으로부터 오일을 추출하여 제조하는 것인 방법.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 중쇄 길이 조합을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것(여기서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함함)을 추가로 포함하는 것인 방법.
  27. 제26항에 있어서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 추가로 포함하는 것인 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획으로부터 등유를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  29. 제21항 또는 제22항에 있어서, 조류 바이오매스를 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  30. 제25항에 있어서, 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  31. 제21항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 1 이상의 추가 조류 균주는 제2 조류 균주 및 제3 조류 균주를 포함하고, 상기 제3 조류 균주는 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 크립테코디늄 종, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀, 스켈레토네마 코스타툼 트리코데스뮴 에리트래움으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  32. (a) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 트리코데스뮴 에리트래움을 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C10 사슬 길이 지방산을 포함함);
    (b) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 크립테코디늄 종을 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C12 사슬 길이 지방산을 포함함); 및
    (c) 배양된 트리코데스뮴 에리트래움 크립테코디늄 종으로부터 오일을 추출하여 중쇄 길이 조합을 생성하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C10 및 C12 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
    를 포함하는 조류 중쇄 길이 지방산 또는 탄화수소의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C14 지방산 또는 탄화수소를 추가로 포함하는 것인 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    (d) 중쇄 길이 지방산의 생성을 촉진하는 데 적합한 조건 하에서 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀 스켈레토네마 코스타툼으로 구성된 군으로부터 선택되는 1 이상의 조류 균주를 배양하는 단계(여기서, 중쇄 길이 지방산은 C14 및/또는 C16 사슬 길이 지방산을 포함함); 및
    (e) 배양된 1 이상의 조류 균주로부터 중쇄 길이 조합에 포함되게 되는 오일을 추출하는 단계(여기서, 중쇄 길이 조합은 탄소 사슬 길이 C14 및/또는 C16 지방산 또는 탄화수소를 포함함)
    를 추가로 포함하는 것인 방법.
  35. 제32항 또는 제33항에 있어서, 중쇄 길이 조합은 오일 추출 후, 배양된 트리코데스뮴 에리트래움 크립테코디늄 종으로부터 추출된 오일을 배합하여 제조하는 것인 방법.
  36. 제32항 또는 제33항에 있어서, 중쇄 길이 조합은 트리코데스뮴 에리트래움 크립테코디늄 종 둘 모두를 포함하는 배양액으로부터 오일을 추출하여 제조하는 것인 방법.
  37. 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 중쇄 길이 조합을 탄화수소 분획으로 전환시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  38. 제37항에 있어서, 탄화수소 분획을 정제하여 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 생성하는 것(여기서 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C10, C12 및 C14 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 포함함)을 추가로 포함하는 것인 방법.
  39. 제38항에 있어서, 1 이상의 분획은 탄소 사슬 길이 C16 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획을 추가로 포함하는 것인 방법.
  40. 제38항 또는 제39항에 있어서, 중쇄 길이 탄화수소가 풍부한 1 이상의 분획으로부터 등유를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  41. 제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 조류 바이오매스를 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  42. 제37항에 있어서, 단쇄 탄화수소 분자 및/또는 글리세롤을 단리시키는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
  43. 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 크립테코디늄 종, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀, 스켈레토네마 코스타툼 트리코데스뮴 에리트래움으로 구성된 군으로부터 선택되는 2 이상의 단리된 조류 균주를 포함하는 조성물로서, 상기 2 이상의 조류 균주가 상기 조성물에 존재하는 조류의 90% 이상을 구성하는 것인 조성물.
  44. 제43항에 있어서, 상기 군으로부터 선택된 3 이상의 단리된 조류 종을 포함하는 것인 조성물.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서, 2 이상의 단리된 조류 균주는 핀구이오코쿠스 피레노이도수스를 포함하는 것인 조성물.
  46. 제45항에 있어서, 2 이상의 단리된 조류 균주는 크립테코디늄 종 트리코데스뮴 에리트래움 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것인 조성물.
  47. 제43항에 있어서, 2 이상의 단리된 조류 균주는 크립테코디늄 종 트리코데스뮴 에리트래움을 포함하는 것이 조성물.
  48. 제47항에 있어서, 2 이상의 단리된 조류 균주는 핀구이오코쿠스 피레노이도수스, 아파노캅사 종, 비둘피아 아우리타, 에밀리아니아 헉슬레이, 니즈시아 알바, 프림네슘 파븀 스켈레토네마 코스타툼으로 구성된 군으로부터 선택된 조류 균주를 추가로 포함하는 것인 조성물.
  49. (a) 성장 배지; 및
    (b) 제43항 내지 제48항 중 어느 한 항에 따른 조성물
    을 포함하는 실질적으로 순수한 배양액.
  50. 제5항, 제6항, 제15항, 제25항 또는 제37항에 따른 방법에 의해 생성되는 탄화수소 분획.
  51. 제7항, 제8항, 제16항, 제26항, 제27항 또는 제38항의 방법에 의해 생성되는 단리된 중쇄 탄화수소 분획.
  52. 제9항, 제18항, 제28항 또는 제40항의 방법에 의해 생성되는 등유.
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