KR20220051637A - 카로티노이드 계열의 항산화 색소 및 불포화지방산의 생산성이 높은 나노클로롭시스 속 g1-5 균주 및 이의 용도 - Google Patents
카로티노이드 계열의 항산화 색소 및 불포화지방산의 생산성이 높은 나노클로롭시스 속 g1-5 균주 및 이의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본원은 신규한 미세조류인 항산화 기능성 카로티노이드 및 오메가-3 지방산인 EPA를 포함한 불포화지방산의 생산성이 높은 광독립영양 미세조류인 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 및 이의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 균주는 EPA, 아라키도닉산, 리놀레익산, 올레익산의 불포화지방산과 강력한 항산화 카로티노이드 화합물인 아스타잔틴, 칸타잔틴, 바이올라잔틴, 지아잔틴, 베타카로틴을 동시에 생산할 수 있고 유사 종에 비해 생산성이 높아 바이오연료, 기능성식품, 천연색소, 의약용물질, 동물사료, 및 수산양식용 사료 등의 개발에 효과적으로 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 카로티노이드 계열의 항산화 색소 및 오메가 3 불포화 지방산을 고생산하는 신규한 미세조류인 나노클로롭시스 속 G1-5 균주 및 그 생산방법과 용도에 관한 것이다.
미세조류는 이산화탄소와 물, 그리고 태양에너지를 이용하여 에너지주요인자인 유기물을 합성하고 산소를 생산하는 광합성 생물이다. 이러한 미세조류의 1차 대사산물인 지질, 당질 또는 단백질 등은 특히 다가불포화지방산(Polyunsaturated fatty acids, PUFAs)의 원료로도 사용될 수 있고, 미세조류의 2차 대사산물인 카르테노이드, 다당류, 루테인 등의 고부가 유용 물질은 기능성식품, 천연색소, 의약용물질, 동물사료, 수산양식용 사료 등으로 이용될 수 있다.
전통적으로 다중불포화지방산의 주요 공급원은 참치, 연어와 같은 해양 생태환경의 상위를 차지하는 심해성 어류들이다. 그러나 지속적인 어유 공급의 어려움과 어유의 중금속 및 유기화학 물질에 의한 오염이 문제되고 있어 다중불포화지방산 오일을 안전하고, 안정적으로 공급할 수 있는 새로운 수단으로 미세조류가 주목을 받고 있다. 따라서 미세조류는 이산화탄소의 저감 효과가 우수하고 식량자원 생산을 위한 농지와 경쟁하지 않으며, 생산수율도 높아 육상식물과 달리 유용물질의 생산을 위한 최적의 소재로 인식되고 있으나, 이에 대한 연구가 아직 미미한 실정이다.
오메가-3 지방산을 포함한 다중불포화지방산은 심혈관 질환예방, 항염, 면역증강, 정신적인 장애의 예방과 치료에도 효과를 가지고 있는 것으로 보고되고 있다. 오메가-3 지방산은 인체 내에서 합성되지 않는 필수 지방산의 일종으로서, 주로 식품을 통해서 섭취하여야 한다 한편 전통적으로 다중불포화지방산의 주요 공급원은 참치, 연어와 같은 해양 생태환경의 상위를 차지하는 심해성 어류들이다. 그러나 지속적인 어유 공급의 어려움과 어유의 중금속 및 유기화학 물질에 의한 오염이 문제되고 있어 다중불포화지방산 오일을 안전하고, 안정적으로 공급할 수 있는 새로운 수단으로 미세조류가 주목을 받고 있다.
카르테노이드는 항산화 활성을 가지고 있는 C40 이소프레노이드 화합물(isoprenoid compounds)로서, 분자 구조에 따라 노란색, 적색, 주황색 등 여러 색으로 존재한다. 카로테노이드는 산화 방지 효과와 유해 산소 소거 작용, 암세포 증식 억제 작용 및 발암 억제작용이 강하며 병을 예방하는 효능을 가진 것으로 알려져 있다. 또한 자외선 노출로부터 피부의 손상을 줄여주거나 멜라닌 생성을 억제하는 것이 밝혀지면서 미용 소재로 각광을 받고 있다. 현재 카로테노이드는 건강식품, 식품 착색제, 동물용 사료 등에 이용되고 있다. 카로테노이드는 산소원자의 결합 유무에 따라 카로틴, 라이코펜 등의 카로틴과 루테인, 제아잔틴, 바이올라잔틴, 아스타잔틴 등의 잔토필로 분류된다.
카로테노이드계 물질을 생산하는 방법으로, 예를 들면 현재 아스타잔틴의 산업적 생산은 주로 화학 합성에 의존하고 있으나 (Ernst H., Pure Appl. Chem., 74:1369-1382, 2002), 자연에서 생산되는 천연 아스타잔틴에 비해 생체 흡수율이 낮다는 단점을 가지고 있다. 또한 화학적으로 합성된 아스타잔틴에는 거울상 이성질체가 섞여있기 때문에 인체에 해로운 영향을 줄 수 있어 식품 첨가제로서의 안전성 문제로 유럽의 일부 국가에서만 사용이 허가된 상태이다. 따라서 사람이 섭취하는 용도로는 주로 천연 아스타잔틴이 사용되며 이 중 미세조류에 의한 생산이 증가하고 있는 추세이며, 미세조류에서 생산된 천연 아스타잔틴은 3,000 - 4,500 달러/kg의 고가로 높은 시장가치를 지니고 있다. 현재 아스타잔틴을 생산하는 미생물 중 가장 높은 아스타잔틴 함량을 보이는 것은 해마토코커스 플루비알리스(Haematococcus pluvialis)로 아스타잔틴을 바이오매스의 3% 이상 축적할 수 있으며 이를 위해 강한 빛, 탄소원을 제외한 영양분의 고갈 등 스트레스 조건에서 아스타잔틴 축적이 되기 때문에 산업적 생산 공정에서는 바이오매스를 최대로 확보하기 위한 성장단계와 스트레스에 노출된 상태에서 아스타잔틴 축적을 유도하는 단계의 2 단계 공정으로 진행된다. 하지만 이러한 두 가지 다른 단계의 공정을 가동하기 위한 높은 비용과 장기간 배양으로 인한 오염 문제가 심각하며, 보다 효율적인 생산을 위한 균주 및 배양 방법의 개발이 필요하다.
또 다른 예로 칸타잔틴(canthaxanthin)은 β-carotene-4,4’-dione으로 구성된 지용성 카로티노이드계 색소이다. 높은 항산화, 항염 효과를 가진 것으로 보고되고 있으며 유럽과 미국에서는 사료와 음료 및 음식의 착색, 화장품에 널리 사용되고 있다. 1974년부터 국제 식품 첨가물 전문가 위원회(FAO/WHO Joint Expert Committee on Food Additives, JECFA)에서 독성 평가가 이루어 졌으며 안구 독성 평가 및 생식 동성 평가에서 특이한 점이 발견되지 않았다. 이 결과를 토대로 JECFA에서는 일일허용 섭취량을 0 ~ 0.03 mg/kg bw/d로 설정하였다(WHO Food Additives series 35, Jul 2015). 또한 유럽에서 사료용으로 25 mg/kg 한도내에서 사용이 허용되고 있다. 칸타잔틴의 세계 시장 규모는 2017년 7500만 달러 (천연 칸타잔틴 3500만 달러)로 동물 사료시장이 40%를 차지하고 있으며 2022년 8500만 달러로 성장할 것으로 예측되고 있다.
따라서 광독립영양생물로 카로티노이드 등을 생산하는 타 유기종속영양 미생물에 비해 훨씬 적은 비용으로 대량배양이 가능한 신규 미세조류 균주의 발굴이 필요하다.
선행특허
대한민국 등록 특허 제10-2020144호 (2019년 9월 2일 공개)
대한민국 등록 특허 제10-2162832호 (2019년 6월 7일 공개)
본원은 다양한 유용 자원으로 활용가능한 물질의 생산 효율이 높은 신규한 미세조류를 제공하고자 한다.
한 양태에서 한국생물자원센터에 2020년 9월 11일자로 기탁번호 KCTC 14309BP로 기탁된, 미세조류 나노클로롭시스 속(Nannochloropsis sp.) G1-5 균주를 제공한다.
본원에 따른 균주는 서열번호 1로 표시되는 ITS(Internal Transcribed Spacer), 서열번호 2로 표시되는 rbcL(ribulose-bisphosphate carboxylase) 및 서열번호 3으로 표시되는 18S rDNA(Deoxyribosomal Ribo Nucleic Acids)의 염기서열을 갖는다.
본원에 따른 균주는 항산화 카로티노이드로서 고농도의 칸타잔틴 (Canthaxanthin), 아스타잔틴 (Astaxanthin) 및 안테라잔틴 (Antheraxanthin) 생산능, 및 다중불포화지방산으로서 고농도의 아라키돈산 및 올레산 생산능을 갖는다.
본원에 따른 균주는 약 50 내지 300 μmol m-2s-1의 광량, 약 5-35℃의 배양 온도, 약 5% CO2 및 약 28 내지 108g/L 염 농도의 배양조건을 가진다.
다른 양태에서 본원은 본원에 따른 균주를 광독립배양 (Photoautotrophic culture) 조건에서 인공해수 기반의 배지에서 정체기까지 배양하는 단계; 및 상기 정체기의 배양물의 배지를 54g/L 내지 108g/L의 고농도의 NaCl 포함하는 배지로 교체; 또는 상기 배양물에 27g/L 내지 81g/L의 NaCl을 추가하여 배양하는 단계를 포함한다.
본원에 따른 상기 배양 방법에 의해 항산화 카로티노이드로서 칸타잔틴 (Canthaxanthin), 아스타잔틴 (Astaxanthin) 및 안테라잔틴 (Antheraxanthin)의 생산능, 및 다중불포화지방산으로서 아라키돈산 및 올레산의 생산능이 향상된다.
일 구현예에서 상기 방법의 배지는 F/2 배지이다.
다른 양태에서는 본원 따른 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 미생물제제를 제공하며, 상기 미생물제제는 항산화 카로티노이드로서 칸타잔틴 (Canthaxanthin), 아스타잔틴 (Astaxanthin) 및 안테라잔틴 (Antheraxanthin), 및 다중불포화지방산으로서 아라키돈산 및 올레산의 생산용이다.
또 다른 양태에서 본원에 따른 균주를 배양하고, 상기 균주의 배양물로부터 카로티노이드 계열의 항산화 색소를 추출하는 단계; 및 상기 추출물로부터 칸타잔틴, 아스타잔틴 및 안테라잔틴을 분리하는 단계를 포함하는, 칸타잔틴, 아스타잔틴 및 안테라잔틴 생산방법을 제공한다.
또 다른 양태에서 본원에 따른 균주를 배양하고, 상기 균주의 배양물로부터 카로티노이드를 바이오오일을 추출하는 단계; 및 상기 추출물로부터 아라키돈산 및 올레산을 분리하는 단계를 포함하는, 아라키돈산 및 올레산 생산방법을 제공한다.
일 구현예예서는 배양물로부터 배양액이 제거된 배양체 또는 균체(균주)로부터 추출된다.
다른 양태에서 본원에 따른 균주 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 건강기능식품을 제공한다.
또다른 양태에서 본원에 따른 균주 추출물을 유효성분으로 함유하는 어류 사료를 제공한다.
본 발명에서 새롭게 분리한 나노클로롭시스 (Nannochloropsis sp.) 속의 균주인 G1-5는 다양한 오메가-3 지방산인 아라키돈산, 올레산, 및 EPA (Eicosapentaenoic acid)를 포함한 다양한 불포화지방산과 함께 높은 항산화, 항염 등의 효능을 가진 카로티노이드인 아스타잔틴, 칸타잔틴, 안테라잔틴을 유사한 나노클로롭시스 속 균주에 비해 높은 생산수율로 생산하고 광독립영양 조건에서 고농도로 배양이 가능하므로 유기종속영양 조건에서 배양하는 다른 미생물에 비해 배양단계에서의 생산단가를 크게 낮출 수 있다.
또한 본원에 나노클로롭시스 속 G1-5 균주의 배양 방법은 또한 고농도의 NaCl을 첨가한 배양액으로 교체하는 것으로 간단한 배양공정을 통해 바이오오일 및 카르티노이드 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명에서 제시하는 균주는 오메가-3 지방산인 아라키돈산, 올레산, 및 EPA (Eicosapentaenoic acid)를 포함한 다양한 불포화지방산 및 기능성 카로티노이드를 동시에 생산함으로써 건강기능식품, 화장품, 사료 등 다양한 분야의 산업에서 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에서 분리된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주의 rbcL 유전자서열에 의한 분류학적 계통도이다.
도 2는 본 발명에서 분리된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5의 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명에서 분리된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5의 CO2 농도 (빛 세기 50 μmol m-2s-1, 온도 23℃), 빛 세기 (CO2 농도 5%, 23℃) 및 온도 조건 (빛 세기 50 μmol m-2s-1)에 따른 배양결과 성장률을 나타낸 것이다.
도 4는 50 μmol m-2s-1, 온도 23℃, 및 CO2 5%에서 배양 후 세포 성장 정체기에 새로운 F/2 배지 (control) 및 고농도 NaCl (27g/L)를 첨가한 F/2 배지 (+NaCl)로 교체하는 배양방법을 사용하여 배양된 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주 및 나노클로롭시스 속 (Nannochlorpsis sp.) G1-5 균주에서 생산된 바이올라잔틴, 아스타잔틴, 칸타잔틴, 지아잔틴, 베타카로틴, 안테라잔틴의 카로티노이드 생산수율을 나타낸 것이다.
도 5는 50 μmol m-2s-1, 온도 23℃, 및 CO2 5%에서 세포 성장 정체기에 고농도 NaCl (27g/L)를 첨가한 F/2 배지로 교체하는 배양방법으로 배양된 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주 및 나노클로롭시스 속 (Nannochlorpsis sp.) G1-5 균주에서 생산된 올레익산 (Oleic acid), 리놀레익산 (Linoleic acid), 아라키도닉산 (Arachidonic acid), EPA (Eicosapentaenoic acid) 및 이들 불포화지방산 생산수율의 합을 나타낸 것이다.
도 6은 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주 (왼쪽) 및 나노클로롭시스 속 (Nannochlorpsis sp.) G1-5 균주 (오른쪽)에서 추출한 추출물의 색을 비교한 것이다.
도 2는 본 발명에서 분리된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5의 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명에서 분리된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5의 CO2 농도 (빛 세기 50 μmol m-2s-1, 온도 23℃), 빛 세기 (CO2 농도 5%, 23℃) 및 온도 조건 (빛 세기 50 μmol m-2s-1)에 따른 배양결과 성장률을 나타낸 것이다.
도 4는 50 μmol m-2s-1, 온도 23℃, 및 CO2 5%에서 배양 후 세포 성장 정체기에 새로운 F/2 배지 (control) 및 고농도 NaCl (27g/L)를 첨가한 F/2 배지 (+NaCl)로 교체하는 배양방법을 사용하여 배양된 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주 및 나노클로롭시스 속 (Nannochlorpsis sp.) G1-5 균주에서 생산된 바이올라잔틴, 아스타잔틴, 칸타잔틴, 지아잔틴, 베타카로틴, 안테라잔틴의 카로티노이드 생산수율을 나타낸 것이다.
도 5는 50 μmol m-2s-1, 온도 23℃, 및 CO2 5%에서 세포 성장 정체기에 고농도 NaCl (27g/L)를 첨가한 F/2 배지로 교체하는 배양방법으로 배양된 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주 및 나노클로롭시스 속 (Nannochlorpsis sp.) G1-5 균주에서 생산된 올레익산 (Oleic acid), 리놀레익산 (Linoleic acid), 아라키도닉산 (Arachidonic acid), EPA (Eicosapentaenoic acid) 및 이들 불포화지방산 생산수율의 합을 나타낸 것이다.
도 6은 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주 (왼쪽) 및 나노클로롭시스 속 (Nannochlorpsis sp.) G1-5 균주 (오른쪽)에서 추출한 추출물의 색을 비교한 것이다.
본원은 다양한 오메가-3 지방산인 아라키돈산, 올레산, 및 EPA (Eicosapentaenoic acid)를 포함한 다양한 불포화지방산과 함께 높은 항산화, 항염 등의 효능을 가진 카로티노이드인 아스타잔틴, 칸타잔틴, 안테라잔틴의 고부가 기능성 카로티노이드의 동시 생산이 가능한 광독립영양 미세조류 나노클로롭시스 속 균주의 발견에 근거한 것이다.
본원에서는 서남해 해안에서 채취한 미세조류를 분리하여 동정한 결과 나노클로롭시스 (Nannochloropsis sp.) 속의 신규 미세조류 균주임을 확인하고 Nannochloropsis sp. G1-5 (Nannochloropsis sp. strain G1-5)로 명명하였다.
본원에 따른 상기 균주는 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주로 명명되고, 한국생물자원센터(KCTC)에 2020년 9월 11일자로 기탁하였다(기탁번호: KCTC 14309BP).
본원에 따른 상기 균주는 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주는 서열번호 1의 ITS, 및 서열번호 2의 rbcL 및 서열번호 3의 18S rDNA 서열을 갖는다.
따라서 상기 서열의 조합은 본원에 따른 균주에만 존재하는 특이적 서열로, 본원에 따른 균주의 검출에 효과적으로 사용될 수 있으며, 이러한 측면에서 본원은 특히 서열번호 1 및/또는 서열번호 2의 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 핵산, 또는 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 검출용 핵산 또는 조성물에 관한 것이다.
본원에 따른 미세조류는 광범위한 온도 범위 (5-35℃)에서 생존할 수 있으며 108g/L의 농도까지 NaCl 내성을 갖는다. 이러한 광온성 및 광염성의 특성으로 인해 옥외 배양시설에서 대량배양 시 계절과 수질의 영향을 적게 받는 장점이 있어, 유용물질 생산에 효과적으로 사용될 수 있다.
본원에 따른 미세조류는 고함량의 아라키돈산, 올레산, 및 EPA (Eicosapentaenoic acid)를 포함한 다양한 불포화지방산과 함께 높은 항산화, 항염 등의 효능을 가진 카로티노이드인 고함량의 아스타잔틴, 칸타잔틴 및 안테라잔틴의 생산능을 갖는다.
본원에서 “생산능”이란 미세조류 단위 개체수 또는 단위 건조 또는 습 중량 당 총 지방산 양 증가, 다가불포화지방산의 양의 증가, 오메가-3 증가, 또는 아라키돈산, 올레산 양의 증가, 또는 생산된 지방산 중 다가불포화지방산의 상대적 비율 증가, 생산된 총 지방산 또는 다가불포화지방산 중 오메가-3의 상대적 비율 증가, 또는 아라키돈산, 올레산 양의 상대적 비율 증가; 또는 미세조류 단위 개체수 또는 단위 건조 또는 습 중량 당 총 바이오매스 양 증가, 또는 미세조류 단위 개체수 또는 단위 건조 또는 습 중량 당 총 카르테노이드 또는 총 색소 양 증가, 아스타잔틴, 칸타잔틴 및 안테라잔틴의 양의 증가, 또는 생산된 카르테노이드 중 아스타잔틴, 칸타잔틴 및 안테라잔틴의 상대적 비율 증가를 포함한다. 상술한 것 중 어느 하나라도 목적하는 유용 물질의 생산증가로 이어질 수 있으며, 예를 들면 상대적 비율이 증가하는 경우에는 목적하는 유용물질 증가는 물론, 농도가 높아지게 되어, 분리가 용이해질 수 있다.
본원에 따른 미세조류는 고농도의 다가불포화지방산을 포함하는 지질 또는 바이오오일 생산능을 갖는다.
본원에서 “다가불포화지방산(polyunsaturated fatty acid, PFUA)”은 탄소수 18개 이상의 2개 이상의 이중결합(π)을 포함하는 불포화지방산을 의미한다. 오메가-3 또는 오메가-6 불포화 지방산과 같은 다가불포화지방산은 인체 내에서 매우 중요한 기능을 수행하지만, 인체 내에서는 자연적으로 합성되지 않으므로 주로 식품을 통해서 섭취하여야만 한다.
일 구현예에서 본원에 따른 상기 미세조류는 아라키돈산 및 올레산과 같은 다가불포화지방산을 높은 함량으로 생산한다. 따라서 본원에 따른 미세조류는 오메가-3 불포화지방산 생산에 이용될 수 있어, 기존의 식물성 오일, 해양 동물 오일(marine animal oil), 어유(fish oils) 및 오일시드(oilseeds)를 대체할 수 있다.
나아가 본원에 따른 미세조류의 항산화 카로티노이드 특히 아스타잔틴, 칸타잔틴, 및 안테라잔틴을 고농도로 함유하는 것으로 나타났다.
현재 주요 항산화 카르테노이드 물질은 주로 화학적 합성법으로 생산이 되나, 고부가가치를 갖는 의약품, 건강기능식품이나 화장품에 천연 카로테노이드의 수요가 증가하여, 이러한 천연 카로테노이드를 생산하는 주 플랫폼으로 사용될 수 있다. 따라서 이에 본원에 따른 상기 미세조류는 기능성식품, 천연색소, 의약용물질 등의 원료로 이용될 수 있다.
일 구현예에서는 유사 균주로 많은 연구가 되어 있는 나노클로롭시스 가디타나 CCMP526 (Nannochloropsis gaditana CCMP526)와 비교하여 고부가 기능성 항산화 카로티노이드인 아스타잔틴, 칸타잔틴 및 안테라잔틴과 불포화지방산의 생산성이 높음을 확인하였다.
또한 일 구현예에서 본원에 따른 균주 Nannochloropsis sp. G1-5는 나노클로롭시스 속의 기존 Nannochloropsis gaditana CCMP 526 균주와 비교하여 정체기에 27g/L의 NaCl을 추가로 첨가하여 최소 54g/L의 고농도 NaCl을 포함하는 배양조건에서 카로티노이드계 항산화 물질인 아스타잔틴, 및 칸타잔틴의 생산량이 각각 1.6배 및 2배 높게 나타났다.
또한 일 구현예에서 본원에 따른 균주 Nannochloropsis sp. G1-5는 나노클로롭시스 속의 기존 Nannochloropsis gaditana CCMP 526 균주와 비교하여 정체기에 27g/L의 NaCl을 추가로 첨가하여 최소 54g/L의 고농도 NaCl을 포함하는 배양조건에서 아라키돈산, 올레산 및 EPA (Eicosapentaenoic acid)를 포함한 불포화지방산의 생산수율이 비교 균주인 CCMP526 대비 1.3배 높게 나타났다.
이에 한 양태에서 본원은 본원에 따른 균주를 배양하는 방법에 관한 것이다.
일 구현예에서 본원은 본원에 따른 균주에서 생산되는 카르티노이드 및 불포화지방산의 생산수율이 증가하는 방법을 개시한다.
이런 측면에서 본원은 또한 고농도의 칸타잔틴 (Canthaxanthin) 및 아스타잔틴 (Astaxanthin)을 포함하는 항산화 카로티노이드 생산능, 및 다중불포화지방산으로서 고농도의 아라키돈산 및 올레산을 포함하는 바이오오일 생산능이 향상된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 배양 방법에 관한 것이다.
일 구현예에서 본원에 따른 방법은 본원에 따른 균주를 광독립배양 (Photoautotrophic culture) 조건에서 인공해수 기반의 F/2 배지에서 정체기까지 배양하는 단계; 및 상기 정체기의 배양물을 54g/L 내지 108g/L의 고농도의 NaCl 포함하는 F/2 배지로 교체하거나 또는 상기 배양물에 27g/L 내지 81g/L의 NaCl을 추가하여 배양하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서 본원에 따른 방법의 광독립배양 조건은 특정 광량의 빛을 조사를 포함하며, 약 50 내지 300 μmol m-2s-1의 광량에서 수행하였으나 이에 한정하는 것은 아니다.
일 구현예에서 300 μmol m-2s-1의 광량에서의 세포 성장이 50 μmol m-2s-1의 광량에서의 성장보다 높았으나 카로티노이드의 생산성은 낮은 광량인 50 μmol m-2s-1에서 더 높은 결과를 보였다.
또한 상기 배양은 5 내지 35℃ 및 CO2 5% 조건에서 수행된다. 일 구현예에서는 23℃에서 배양된다. 다른 구현예에서는 30℃에서 배양되며, 본원에 따른 균주는 특히 30℃에서 최고 성장률을 나타낸다.
또한 본원에 따른 방법에서는 세포 내 카로티노이드의 고농도 축적을 유도하기 위해 정체기에 인공해수 기반의 F/2 배지에 27g/L의 NaCl을 추가하여, 배지의 NaCl 최종 농도가 54g/L의 배지로 교체하는 배양 방법을 적용한 결과, 카로티노이드의 농도가 증가하였으며, 비교 균주 대비 특히 아스트라잔틴, 및 칸타잔틴이 함량이 증가한 것으로 나타났다.
본원에 따른 방법에서 정체기(stationary phase)란 세포성장 주기 중의 하나로 800nm에서 OD (optical density)를 측정해서 결정할 수 있으며, OD 값 약 5 내지 6이다.
본원에 따른 방법에서 고농도의 NaCl은 인공해수 기반의 F/2 배지와 같은 배지에 포함된 NaCl의 농도인 27g/L에 더하여 1 내지 81g/L 의 NaCl을 추가로 포함하는 배지, 즉 총 NaCl 농도 28g/L 내지 108g/L에서 배양될 수 있다. 총 NaCl 농도 108g/L에서 세포 성장이 억제되고 7일 이내 사멸하는 것으로 나타났다.
또한 NaCl은 세포의 염에 의한 스트레스(salt stress)를 유발하기 위한 것으로 salt는 NaCl에 한정되는 것이 아니며 본원에 따른 효과를 달성하는 한, KCl, MgCl2, CaCl2을 포함하는 바닷염(sea salt)를 포함한 다른 염도 사용될 수 있다.
본 발명에서 NaCl 첨가에 의한 카로티노이드 축적 효과를 명확히 분석하기 위해 정체기에 기존 배지를 고농도의 NaCl을 첨가한 F/2 배지로 새로 교체하는 방법을 적용하였으나 이는 다른 성분의 고갈에 의한 효과를 배제하기 위한 것일 뿐 실제 배양 공정에서 반드시 새로운 배지로 교체해야 하는 것은 아니며 단지 고농도의 NaCl 혹은 염을 배양액에 추가하는 것만으로도 카로티노이드 축적을 유도할 수 있다. 따라서 배양공정 중 간단히 NaCl 성분 추가에 의해 카로티노이드 생산성을 크게 증가시킬 수 있어 공정의 효율성 및 경제성을 제고할 수 있다.
본원에 따른 균주는 미세조류의 배양에 사용되는 다양한 배지에서 배양될 수 있다. 본 발명에서 이용되는 배지는 이에 한정되는 것은 아니나 탄소원 및 질소원을 포함하고 해수 및 염화나트륨을 포함하는 배지에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 탄소원으로는 포도당, 과당, 갈락토스, 글루코스, 글리세롤 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 질소원으로는 글루타민산나트륨, 펩톤, 트립톤, 효모 추출물, 옥수수 침지액, 질산나트륨, 황산암모늄, 구연산 암모늄 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특히 상기 배지에 포함된 탄소원은 2-20 (중량/부피)%, 보다 바람직하게는 9-15 (중량/부피)%의 농도로 함유된다. 또한, 상기 배지에 포함된 질소원은 0.1-5 (중량/부피)%로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1-2.5 (중량/부피)%의 농도로 함유될 수 있다.
본원의 일 구현예에 이용될 수 있는 배지는 F/2 배지가 사용된다 (Guillard, R.R.L. 1975. Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates. pp 26-60. In Smith W.L. and Chanley M.H (Eds.) Culture of Marine Invertebrate Animals. Plenum Press, New York, USA 참조).
다른 양태에서 본원은 본원에 따른 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 미생물제제로, 상기 미생물제제는 칸타잔틴 (Canthaxanthin) 및 아스타잔틴 (Astaxanthin)을 고농도로 포함하는 항산화 카로티노이드, 또는 아라키돈산 및 올레산을 포함하는 바이오오일 생산용이다.
또 다른 양태에서 본원은 본원에 따른 균주 또는 이의 배양액을 이용한 항산화 카로티노이드, 또는 고함량 불포화 지방산을 포함하는 바이오오일 생산 방법이다.
본원에 따른 미세조류 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 및 배양액에서 항산화 카로티노이드 혹은 불포화지방산 추출물을 수득할 때 추출방법은 용매추출법, 초음파추출법, 여과법, 환류추출법, 초임계추출법 등 기존에 알려진 통상적인 추출법을 모두 활용할 수 있으며 상기한 여러 추출과정은 수율을 향상시키기 위해 수 회 반복할 수 있다. 또한 농축 혹은 동결건조 등의 과정을 통해 고농도의 추출물을 제조할 수 있다.
일 구현예에서 카로티노이드 또는 지방산 추출을 위해 사용한 용매는 아세톤 혹은 클로로포름-메탄올 혼합용매이나 이들 용매에 한정되는 것은 아니며 탄소수 1에서 5까지의 알코올, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 헥산, 디클로로메탄, 에틸에테르 등의 유기용매 및 이들의 혼합물의 사용이 가능하다.
본 발명의 실시예에서 카로티노이드 혹은 지방산 추출을 위해 사용한 용매 및 추출법은 최대수율을 얻기 위한 최적의 방법은 아니며 균주 생산성을 단순 비교하기 위한 것이므로 예시한 수율이 본 발명에서 제시한 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주의 최대 생산수율은 아니다.
본 발명에서의 추출물은 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주에서 생산된 바이올라잔틴, 아스타잔틴, 칸타잔틴, 지아잔틴, 베타카로틴, 안테라잔틴, 보케리아잔틴 등의 카로티노이드 및 EPA (Eicosapentaenoic acid), 팔미톨레익산, 올레익산, 리놀레익산, 아라키도닉산 등의 불포화지방산을 포함하는 혼합물로 이를 각각의 성분별로 분리한 분획물로 만들 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 균주(균체) 또는 이의 배양액 또는 균주 및 배양액을 포함하는 배양물을 유효성분으로 포함하는 어류용 사료 혹은 사료 첨가제를 제공한다. 상기 균주의 배양체는 그 자체로 혹은 건조 등의 처리를 거쳐 사료로 사용될 수 있으며 다른 기초사료의 첨가제로 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 균주(균체) 또는 이의 배양액 또는 균주 및 배양액을 포함하는 배양물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 기능성식품 조성물을 제공한다. 상기 균주의 배양체는 통상적인 식품공정의 처리를 거쳐 분말 등의 상태로 기능성 건강보조식품으로 사용될 수 있다. 상기 균주의 배양체 혹은 추출물은 또한 다른 식품에 첨가물로 사용될 수 있으며 다른 식품의 종류에 특별한 제한은 없다.
또한, 본원은 본원에 따른 미세조류 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 항산화용 기능성식품 조성물을 제공한다. 본원이 미세조류를 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 균주를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 균주는 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다. 또한 본원은 건강 기능성 식품을 포함할 수 있는데, 상기 유효성분 외에도 필요에 따라 다양한 보조성분 예를 들면 비타민 A, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B3, 비타민 B6, 비타민 B12, 엽산 (folic acid), 비타민 C, 비타민 D3, 비타민 E 등의 비타민류와, 구리, 칼슘, 철, 마그네슘, 칼륨, 아연 등의 미네랄 또는 유산균 등을 포함할 수 있다. 본원에 따른 건강 기능성 식품의 유효성분으로 포함될 수 있는 양은 목적에 따라 연령, 성별, 체중, 상태, 질병의 증상에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면 성인기준 1일 0.01g 내지 10.0g 정도로 포함되는 것이 좋으며, 이러한 함량을 갖는 건강 기능성 식품을 섭취함으로써 항산화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본원은 상기 균주 또는 이의 배양액 또는 균주 및 배양액을 포함하는 배양물을 유효성분으로 포함하는 동물용 특히 어류용 사료 첨가제에 관한 것이다. 사료 첨가제는 기초사료에 일정 비율로 첨가하는 것이다. 상기 기초사료는 주성분이 옥수수, 대두박, 유청, 어분, 당밀, 소금, 비타민 프리믹스 및 미네랄 프리믹스 등으로 이루어질 수 있다. 비타민 프리믹스는 비타민 A, 비타민 D, 비타민 E, 리보프라빈 및 나이아신으로 구성될 수 있으며, 미네랄 프리믹스는 망간, 철, 아연, 칼슘, 구리, 코발트 및 셀레니늄 등으로 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 미세조류의 분리 및 배양
대한민국 서남해 연안 해수를 채취하여 F/2 배지 (NaNO3 75 mg, NaH2PO4·2H2O 5.65 mg, Na2EDTA 4.16 mg, FeCl3·6H2O 3.15 mg, CuSO4·5H2O 0.01 mg, ZnSO4·7H2O 0.022 mg, CoCl2·6H2O 0.01 mg, MnCl2·4H2O 0.18 mg, Na2MoO4·2H2O 0.006 mg, Thiamine HCl 0.1 mg, Cyanocobalamin 0.5 μg, Biotin 0.5 μg; 1 L 인공해수 (Sea salt 32 g/L)) 300ml에 채취한 해수 50ml을 넣은 후 23℃, 50 μmol m-2s-1 에서 진탕 배양하였다. 녹색으로 배양된 배양액을 4000rpm에서 15분간 원심분리 하여 농축 후 F/2 agar 배지에 도말하여 3주간 배양하였다. 3주간 배양 후 형성된 콜로니들을 F/2 agar 배지에 계대 배양을 실시하여 순수 분리한 후 단일 콜로니를 확보하였다.
실시예 2. 미세조류의 동정
분리된 균주를 분자생물학적 기법으로 동정하기 위해 실시예 1에 따라 단일 콜로니로 분리된 균주의 genomic DNA를 분리하여 18S rDNA, rbcL 및 ITS (internal transcribed spacer)영역 유전자의 서열을 동정용 프라미어를 이용하여 PCR하고 PCR 산물은 서열분석 후 NCBI 데이터베이스에서 비교 검색하였다. 프라미어 서열은 다음과 같다.
18SF: CCTGGTTGATCCTGCCAGTA; 18SR: ACCTTGTTACGACTTC TCC TTC
rbcLF: ATG TTT CAA TCT GTA GAA GAA AG; rbcLR: CCT TGT GTT AAT CTC ACT CTT C
ITSF: GTC GCA CCT ACC GAT TGA AT; ITSR: GGT AGC CTT GCT TGA TTG GA
18S rDNA 서열을 NCBI database와 대조 결과 Nannochloropsis gaditana CCMP 526, CCMP 527 균주와 100% 상동성을 보였으므로 상기 균주가 Nannochloropsis 속에 속함을 확인하였으며 추가적으로 균주간 변이를 확인하기 위하여 rbcL 및 ITS 영역 유전자의 서열을 비교 분석한 결과 NCBI 데이터베이스에서 동일한 서열은 확인되지 않았다. rbcL 유전자는 Nannochloropsis gaditana CCMP 527과 99.93% ITS는 CCMP526과 99.5%의 상동성을 보임을 확인하였다. 상기 균주의 rbcL 유전자의 염기서열을 결정하고, NCBI의 데이터베이스와 상동성 검색을 수행하여 계통학적 위치를 검토한 결과 Nannochloropsis gaditana 종과 가장 높은 상동성을 보이는 것으로 확인되었으므로 Nannochloropsis sp. G1-5로 명명하였다. 도 1는 Nannochloropsis sp. G1-5 균주의 rbcL 유전자 서열 분석으로 만든 계통도를 나타낸다. 도 1에서 교점의 숫자는 1000 반복에서 나온 부트스트랩 값(bootstrap value)을 나타낸다. 도 2는 현미경으로 관찰한 Nannochloropsis sp. G1-5의 형태를 나타낸다.
본원에 따른 상기 균주는 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주로 명명되고, 한국생물자원센터(KCTC)에 2020년 9월 11일자로 기탁번호: KCTC 14309BP로 기탁되었다.
본 실시예에서 규명된 염기 서열은 서열번호 1 내지 3으로 나타냈다: 서열번호 1: ITS (Internal Transcribed Spacer); 서열번호 2: rbcL (ribulose-bisphosphate carboxylase) 및 서열번호 3: 18S rDNA (Deoxyribosomal Ribo Nucleic Acids).
실시예 3. 나노클로롭시스 속 (
Nannochloropsis
sp.) G1-5 균주의 배양조건 확립
본원에서 분리된 미세조류 Nannochloropsis sp. G1-5의 배양에는 F/2 배지의 성분 중 NaNO3와 NaH2PO4·2H2O의 농도를 2배로 조정한 배지를 사용하였다. Nannochloropsis sp. G1-5의 최적 배양을 위한 CO2 농도 및 빛 세기를 분석하였다. 세포성장속도는 초기 배양 농도를 OD800 값을 0.2로 맞추고 배양 7일 후 OD800값을 측정하여 변화한 값으로 판단하였다. 분석 결과 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5는 CO2 5%와 300 μmol m-2s-1의 빛 세기에서 가장 세포성장이 가장 빠른 것으로 확인되었다. 빛의 세기에 따른 성장속도 차이는 CO2 농도에 따른 성장속도 차이에 비해 상대적으로 큰 차이가 발생하지는 않았다. 온도에 따른 성장률을 비교해 본 결과 G1-5 균주는 30℃에서 가장 높은 성장률을 보인데 반해 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주는 25℃에서 가장 높은 성장률을 보여 G1-5는 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) 종과 유전자 서열에 의한 분류학적 계통이 유사함에도 최적 성장온도가 다름을 확인하였다. 도 3은 배양 조건 별 OD800 변화량을 나타낸다.
실시예 4. 나노클로롭시스 속 (
Nannochloropsis
sp.) G1-5 균주의 항산화 카로티노이드 및 오메가-3 지방산 성분 분석
나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 및 대조군인 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526 균주로부터 카로티노이드 및 지방산 성분 분석을 위해 상기 실시예 3에서 사용한 F/2 배지에 초기 세포농도를 OD800 값이 0.2가 되도록 하여 CO2 5%, 23℃에서 배양하였다. 빛의 세기는 50 및 300 μmol m-2s-1의 두 가지 조건에서 배양하였다. 배양 후 정체기에 도달하였을 때 균체를 회수하고 기존 배양액을 새로운 F/2 배지에 NaCl 27 g/L 추가한 새로운 배지로 교체하였다. 또한 NaCl을 추가하지 않고 새로운 F/2 배지로만 교체한 것을 비교분석을 위해 같이 배양하였다. 배지 교체 후 20일 동안 추가로 상기와 같은 조건에서 배양하였다. 배양한 세포의 건조 질량 측정을 위해 필터 (Whatman GF/C glass microfiber filter)를 증류수로 세척하고 80℃에서 2일 동안 건조 후 무게를 측정하였다. 이후 배양액 5 ml을 상기 건조된 필터 (Whatman GF/C glass microfiber filter)에 여과 후 80℃에서 2일 동안 건조시킨 후 건조 균체 중량을 측정하였다.
카로티노이드 추출을 위해 배양액 5 ml을 필터 (Whatman GF/C glass microfiber filter)로 여과하여 세포를 회수한 뒤 50ml 팔콘 튜브(falcon tube)에 넣어 -80℃에서 2~3일 동안 동결시켰다. 동결시킨 필터를 90% 아세톤 5 ml을 넣은 후 30분간 vortexing하고 주사기 필터 (PTFE syringe filer, pore size 0.2 ㎛)로 여과하여 추출액을 회수하였다. 여과된 추출액에 포함된 카로티노이드 성분은 HPLC (high performance liquid chromatography)를 이용하여 분석하였다. 분석컬럼은 Horizon C18/PFP column, 150 mm X 4.6 mm, 3 μm를 사용하였고 컬럼온도는 33℃이며 440 nm 이동상은 A (메탄올 225 mM: 암모늄아세테이트 (82:18, v:v)), B (에탄올)을 사용하여 하기 표1과 같은 gradient 조건에서 분석하였다.
[표 1]
HPLC를 이용하여 카로티노이드 성분을 분석한 결과 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) 균주 G1-5는 F/2 배지로만 교체했을 때와 비교해 NaCl 27g/L를 추가한 F/2 배지로 교체했을 때 칸타잔틴은 1.9배, 아스타잔틴은 2.5배, 바이올라잔틴은 4.7배, 지아잔틴은 2.9배, 베타카로틴은 3.8배, 안테라잔틴은 2.6배 생산량이 증가하였고 대조균주인 CCMP526의 경우 칸타잔틴은 1.2배, 아스타잔틴은 1.3배, 바이올라잔틴은 3.4배, 지아잔틴은 1.7배, 베타카로틴은 4.2배, 안테라잔틴은 1.3배 증가하여 NaCl에 의한 항산화 기능성 카로티노이드 생산량 증가효과가 G1-5 균주에서 더 크게 나타남을 확인하였다. 또한 NaCl 27g/L를 추가한 F/2배지로 교체했을 때 배양부피 당 카로티노이드 생산성에 있어서 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) 균주 G1-5가 대조균주 CCMP526에 비해 고부가 카로티노이드인 아스타잔틴이 1.6배, 칸타잔틴은 2배, 안테라잔틴은 1.5배 가량 높은 것을 확인하였다 (도 4).
지방산 추출을 위해 20 ml 배양액을 원심분리하여 균체를 회수하고 2:1 비율의 클로로포름 및 메탄올 혼합용매 10 ml로 추출하였다. 이후 용매를 휘발시킨 후 건조된 추출물질의 무게를 측정하고 전체 오일함량을 계산하였다. 이후 추출물질을 헥산 1 ml에 재현탁하고 3%의 메탄올-황산 용액 (methanolic sulfuric acid) 2 ml을 넣어 95℃에서 1시간 30분 동안 반응한 후 생성된 지방산메틸에스테르 (FAME)를 헥산 2 ml을 넣고 추출하여 GC (Gas chromatography)로 분석하였다.
나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주가 고농도 NaCl을 첨가한 배지에서 배양했을 때 카로티노이드계 항산화물질인 바이올라잔틴, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 지아잔틴, 베타카로틴, 안테라잔틴, 보케리아잔틴 외에도 오메가-3 지방산인 EPA를 포함해 팔미톨레익산 (Palmitoleic acid), 올레익산 (Oleic acid), 아라키도닉산 (Arachidonic acid) 등 다양한 불포화지방산을 생산함을 확인하였다. G1-5 균주가 대조균주인 CCMP526과 비교해 올레익산은 1.25배, 아라키도닉산은 1.8배, EPA는 1.1배, 이들 불포화지방산의 합은 1.3배 가량 더 높은 생산수율을 보임을 확인하였다 (도 5). 또한 G1-5와 대조균주인 CCMP526의 추출물 색을 비교해 본 결과 녹색계열의 CCMP526 추출물에 비해 G1-5의 추출물은 갈색계열의 색을 나타내어 붉은색이나 노란색 계통의 색을 가진 카로티노이드를 상대적으로 많이 함유하고 있음을 시각적으로 확인할 수 있었다 (도 6). 결론적으로 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주는 대조 균주인 나노클로롭시스 가디타나 (Nannochloropsis gaditana) CCMP526과 비교해서 높은 수율로 불포화지방산과 동시에 항산화 카로티노이드 색소를 생산할 수 있는 장점을 가지고 있음을 확인하였다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
<110> National Marine Biodiversity Institute of Korea
<120> Nannochloropsis sp. G1-5 strain having high productivity of
carotenoid-based antioxidant pigments and unsaturated fatty acids
and use thereof
<130> DP202009003P
<160> 3
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 820
<212> DNA
<213> Nannochloropsis sp.
<220>
<221> misc_feature
<222> (1)..(820)
<223> Nannochloropsis sp. G1-5 ITS
<400> 1
tcatttagag gtgaagtcgt aacaaggttt ccgtaggtga acctgcggaa ggatcattac 60
caaaacacct acgttccgtg atcaactcac ggacgtacat tatttctcaa cctgtgcacc 120
gtttacacct gtgaacgcta acccacacgt gctcctggcc gcgttttgcg atggttgcct 180
caggaactcc ggttcctgtg gccgtggccg attgtaggag ggcgtgtcta aacaacccca 240
aacaccatcg taactttttt caaccttgtc aaaccgatag ttatacatat cattcaaggc 300
tcttctcaag atccttttat ggatcaagga agtagcctgg tgcacgtttc ttacgaggaa 360
cgcgcgcccg caatgagaat acaactttca gcaacggatg tcttggctcc cacaacgatg 420
aagaacgcag cgaaatgcga tacgtaatgc gaattgcaga attccgcgag tcatcaaacc 480
tttgaacgca ccttgcgctt tcgggatatg cccgttagca tgtttgttgg agtgtctgtt 540
aaccccaatc accaccttgt tgtgatcgat ttacgattcg caacaggaag tcggtggatg 600
ttatttgctc cgttgtgttc gcccgctgcg atttctgttg acaacgtcct ccgggacatg 660
gccagaagat ggagtgcggg cgtggagtga agtacggcct gccacataac agtcactggg 720
atatcgtcgc tcctagagtc gcccccgtga acgtgacgag tcttttccta aaggcctccc 780
gtttgcggcg taaagtggtg ctcgttctaa cggacgcgtt 820
<210> 2
<211> 1464
<212> DNA
<213> Nannochloropsis sp.
<220>
<221> misc_feature
<222> (1)..(1464)
<223> Nannochloropsis sp. G1-5 rbcL
<400> 2
atgtttcaat ctgtagaaga aagaacacgt attaaaaacg aacgttatga atcaggtgta 60
atcccttacg ctgaaatggg ttattgggat gcaaactaca caattaaaga tactgatgta 120
cttgcattat tccgtattac tccacaacca ggggttgatc caattgaagc cgctgctgcc 180
atcgctggtg aatcttcaac agctacatgg actgtagtat ggactgactt attaacagct 240
tgtgatgttt acagagcaaa agcttataaa gttgattcag ttccaggtac tagcgaccaa 300
ttcttcggtt acgttgcata tgaatgtgac ctttttgaag aaggttcaat cgctaactta 360
acggcttcaa tcatcggtaa cgtatttgga ttcaaagctg taaaagcgtt acgtcttgaa 420
gatatgcgta tgccttatgc ttacttaaaa acattccaag gaccagctac tggtgtgatt 480
gttgaacgtg agcgtttaga caaattcgga cgtcctttat taggtgcaac tgtaaaacca 540
aaattaggtt tatcaggtaa aaactatggg cgtgttgttt atgaaggttt aaaaggtgga 600
ttagacttct taaaagatga cgaaaacatc aactctcaac cattcatgcg ctggcgcgaa 660
cgtttctctt atgtaatgga aggtgttaac agatcagcag cagcttctgg cgaagttaaa 720
ggttcttacc ttaatgttac agcggctact atggaagaaa tgtatgaacg tgctgaattt 780
gcgaaactta ttggttcagt aattatcatg attgacttag tgattggtta cactgcaatt 840
caatcaatgg caatttggtc tcgtaaaaat gacatgatcc ttcacctaca ccgtgcaggt 900
aactcggcat atgctcgtca aaaaaatcat ggtattaact tccgtgtaat ttgtaaatgg 960
atgcgtatgg ctggtgttga ccatattcac gcgggtactg ttgtaggtaa actagaaggt 1020
gatcctttaa tggttaaagg tttctacaat acactattac aaactagctt aaacattaac 1080
ttaccacaag gtattttctt tgaacaggac tgggcttctt taagaaaaac tctacctgta 1140
gcctctggtg gtatccactg tggacaaatg caccaattac ttaactactt aggtgaagac 1200
tgtgtattac aatttggtgg tggtacaatt ggtcaccctg atggtatcgc ttctggtgca 1260
acagcgaatc gtgtggctat ggaatgtgta cttttagcta aatacgaagg taaagattac 1320
attaacgaag gaccaaaaat cttacgtgct gctgcagaaa gctgtgctcc attacgtact 1380
gctttagatc tttggaaaga tattgctttc aactatacat caacagatac tgcagattac 1440
gttgaaacaa caactaaaca gtaa 1464
<210> 3
<211> 1662
<212> DNA
<213> Nannochloropsis sp.
<220>
<221> misc_feature
<222> (1)..(1662)
<223> Nannochloropsis sp. G1-5 18s rDNA
<400> 3
gatagccatg cacgtctgag aataaagagt tttctctgaa tctgcgaatg gctcattata 60
tcagttatag tttatttgat agtcctttac tacatggata accgtagtaa ttctagagct 120
aatacatgca tcaaatccca actgcttgtc ggaagggatg tatttattag atagaaacca 180
atgcggggca acccggtatt gtggtgaatc atgataactt tgcggatcgc cggcctagcc 240
agcgacgaat cattcaagtt tctgccctat cagctttgga tggtagggta ttggcctacc 300
atggctctaa cgggtaacgg agaattgggg ttcgattccg gagagggagc ctgagagacg 360
gctaccacat ccaaggaagg cagcaggcgc gtaaattacc caatcctgac acagggaggt 420
agtgacaata aataacaatg ccggggttta actctggcta ttggaatgag aacaatttaa 480
atcccttatc gaggatcaat tggagggcaa gtctggtgcc agcagccgcg gtaattccag 540
ctccaatagc gtatactaaa gttgttgcag ttaaaaagct cgtagttgga tttctggcgg 600
ggacggctgg tcggtctcga aaggggctgt actgttgttg gttcccgtca tccttgggga 660
gagcggctct tacattaagt tgtcggcgtc gggatcccta tcttttactg tgaaaaaatt 720
agagtgttca aagcaggctt aggccctgaa tacattagca tggaataata agatacgacc 780
ttggtggtct attttgttgg tttgcacgcc aaggtaatga ttaataggga tagttggggg 840
tattcgtatt caattgtcag aggtgaaatt cttggattta tggaagacga actactgcga 900
aagcatttac caaggatgtt ttcattaatc aagaacgaaa gttaggggat cgaagatgat 960
tagataccat cgtagtctta accataaact atgccgacta gggatcggtg ggtgcatttt 1020
taggcctcat cggcacctta tgagaaatca aagtctttgg gttccggggg gagtatggtc 1080
gcaaggctga aacttaaaga aattgacgga agggcaccac caggagtgga gcctgcggct 1140
taatttgact caacacgggg aaacttacca ggtccagaca tagtaaggat tgacagattg 1200
agagctcttt cttgattcta tgggtggtgg tgcatggccg ttcttagttg gtggagtgat 1260
ttgtctggtt aattccgtta acgaacgaga cccccgcctg ctaaatagta ctgggaatgc 1320
ttagcattgt cagagacttc ttagagggac tttcggcgct aggccgaagg aagttggggg 1380
caataacagg tctgtgatgc ccttagatgt cctgggccgc acgcgcgcta cactgatgcg 1440
ttcaacgagt ttataacctt gtccggaagg accgggtaat cttgaaatgc gcatcgtgat 1500
agggatagat tattgcaact attaatcttg aacgaggaat tcctagtaaa cgcgagtcat 1560
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aatgattcgg tgaagctttc ggattacgcc atcagcctcg gc 1662
Claims (12)
- 서열번호 1로 표시되는 ITS(Internal Transcribed Spacer), 서열번호 2로 표시되는 rbcL(ribulose-bisphosphate carboxylase) 및 서열번호 3으로 표시되는 18S rDNA(Deoxyribosomal Ribo Nucleic Acids)의 염기서열을 갖는, 기탁번호 KCTC 14309BP로 기탁된, 미세조류 나노클로롭시스 속(Nannochloropsis sp.) G1-5 균주.
- 제 1 항에 있어서,
상기 균주는 항산화 카로티노이드로서 고농도의 칸타잔틴 (Canthaxanthin), 아스타잔틴 (Astaxanthin) 및 안테라잔틴 (Antheraxanthin) 생산능, 및 다중불포화지방산으로서 고농도의 아라키돈산 및 올레산 생산능을 갖는 것인, 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주.
- 제 1 항에 있어서,
상기 미세조류는 50 내지 300 μmol m-2s-1의 광량, 5-35℃의 배양 온도, NaCl 농도 28 내지 108g/L의 배양조건을 갖는 것인, 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주.
- 제 1 항에 따른 균주의 배양 방법으로,
제 1 항의 균주를 광독립배양 (Photoautotrophic culture) 조건에서 인공해수 기반의 배지에서 정체기까지 배양하는 단계;
상기 정체기의 배양물의 배지를 54g/L 내지 108g/L의 고농도의 NaCl 포함하는 배지로 교체; 또는 상기 배양물에 27g/L 내지 81g/L의 NaCl을 추가하여 배양하는 단계를 포함하며,
항산화 카로티노이드로서 칸타잔틴 (Canthaxanthin), 아스타잔틴 (Astaxanthin) 및 안테라잔틴 (Antheraxanthin)의 생산능, 및 다중불포화지방산으로서 아라키돈산 및 올레산의 생산능이 향상된 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 배양 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 배지는 F/2 배지인, 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 배양 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 광독립배양 조건은 50 내지 300 μmol m-2s-1의 광량, 5-35℃의 배양 온도, 및 5% CO2인, 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 배양 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 광독립배양 조건은 50 μmol m-2s-1의 광량, 23℃의 배양 온도, 및 5% CO2인, 나노클로롭시스 속 (Nannochloropsis sp.) G1-5 균주 배양 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 미생물제제로,
상기 미생물제제는 항산화 카로티노이드로서 칸타잔틴 (Canthaxanthin), 아스타잔틴 (Astaxanthin) 및 안테라잔틴 (Antheraxanthin), 및 다중불포화지방산으로서 아라키돈산 및 올레산의 생산용인, 미생물 제제.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 균주를 배양하고, 상기 균주의 배양물로부터 카로티노이드 계열의 항산화 색소를 추출하는 단계; 및 상기 추출물로부터 칸타잔틴, 아스타잔틴 및 안테라잔틴을 분리하는 단계를 포함하는, 칸타잔틴, 아스타잔틴 및 안테라잔틴 생산방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 균주를 배양하고, 상기 균주의 배양물로부터 카로티노이드를 바이오오일을 추출하는 단계; 및 상기 추출물로부터 아라키돈산 및 올레산을 분리하는 단계를 포함하는, 아라키돈산 및 올레산 생산방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 균주 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 건강기능식품.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 균주 추출물을 유효성분으로 함유하는 어류 사료.
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CN116836809A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-10-03 | 暨南大学 | 具有高虾青素含量类外泌体的基因工程微拟球藻及其应用 |
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2020
- 2020-10-19 KR KR1020200135268A patent/KR102452966B1/ko active IP Right Grant
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CN116836809A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-10-03 | 暨南大学 | 具有高虾青素含量类外泌体的基因工程微拟球藻及其应用 |
CN116836809B (zh) * | 2023-09-01 | 2023-11-21 | 暨南大学 | 具有高虾青素含量类外泌体的基因工程微拟球藻及其应用 |
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