KR20230119731A - 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물,그리고 관련 산물을 생산하는 방법 - Google Patents

조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물,그리고 관련 산물을 생산하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230119731A
KR20230119731A KR1020237026464A KR20237026464A KR20230119731A KR 20230119731 A KR20230119731 A KR 20230119731A KR 1020237026464 A KR1020237026464 A KR 1020237026464A KR 20237026464 A KR20237026464 A KR 20237026464A KR 20230119731 A KR20230119731 A KR 20230119731A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
juice
medium
nitrogen
source
sugar
Prior art date
Application number
KR1020237026464A
Other languages
English (en)
Inventor
안젤라 린 리베롤
레이몬드 수르치키
마이클 다니엘 맥두걸
낸시 메리 마틴
카일리 무이오
헤일리 미셸 멕켄나
Original Assignee
솔라베스트 바이오에너지 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔라베스트 바이오에너지 인코퍼레이티드 filed Critical 솔라베스트 바이오에너지 인코퍼레이티드
Publication of KR20230119731A publication Critical patent/KR20230119731A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L17/00—Food-from-the-sea products; Fish products; Fish meal; Fish-egg substitutes; Preparation or treatment thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L17/00—Food-from-the-sea products; Fish products; Fish meal; Fish-egg substitutes; Preparation or treatment thereof
    • A23L17/60—Edible seaweed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/115—Fatty acids or derivatives thereof; Fats or oils
    • A23L33/12—Fatty acids or derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/20—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having a carboxyl group bound to a chain of seven or more carbon atoms, e.g. stearic, palmitic, arachidic acids
    • A61K31/202—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having a carboxyl group bound to a chain of seven or more carbon atoms, e.g. stearic, palmitic, arachidic acids having three or more double bonds, e.g. linolenic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00—Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/02—Algae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/33—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing oxygen
    • A61K8/36—Carboxylic acids; Salts or anhydrides thereof
    • A61K8/361—Carboxylic acids having more than seven carbon atoms in an unbroken chain; Salts or anhydrides thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A61K8/97—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution from algae, fungi, lichens or plants; from derivatives thereof
    • A61K8/9706—Algae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/04—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system for ulcers, gastritis or reflux esophagitis, e.g. antacids, inhibitors of acid secretion, mucosal protectants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/16—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system for liver or gallbladder disorders, e.g. hepatoprotective agents, cholagogues, litholytics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00—Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/08—Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease
    • A61P19/10—Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease for osteoporosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/08—Antiepileptics; Anticonvulsants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/24—Antidepressants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28—Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00—Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10—Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B5/00—Preserving by using additives, e.g. anti-oxidants
    • C11B5/0085—Substances of natural origin of unknown constitution, f.i. plant extracts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C1/00—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P23/00—Preparation of compounds containing a cyclohexene ring having an unsaturated side chain containing at least ten carbon atoms bound by conjugated double bonds, e.g. carotenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6409—Fatty acids
    • C12P7/6427—Polyunsaturated fatty acids [PUFA], i.e. having two or more double bonds in their backbone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6409—Fatty acids
    • C12P7/6427—Polyunsaturated fatty acids [PUFA], i.e. having two or more double bonds in their backbone
    • C12P7/6432—Eicosapentaenoic acids [EPA]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6409—Fatty acids
    • C12P7/6427—Polyunsaturated fatty acids [PUFA], i.e. having two or more double bonds in their backbone
    • C12P7/6434—Docosahexenoic acids [DHA]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/20—Natural extracts
    • A23V2250/202—Algae extracts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)

Abstract

본 발명은 조류 바이오매스 및 조류 세포 배양물, 그리고 지방산, 카로테노이드 및 지용성 비타민을 비롯한, 지질 화합물 및 이의 조성물을 생산하는 방법과 관련된다. 본 발명은 관련된 식품 그리고 산업 및 제약학적 조성물을 제조하는 방법과 추가로 관련된다. 다양한 예시적인 구체예에서, 방법은 인증된 유기농일 수 있는 조류 세포 배양물, 조류 바이오매스, 조류 유래 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하기 위해, 천연 질소를 함유한 배지 또는 화학 첨가제 및 보존제가 없는 배지를 비롯한, 주스 기반 배지에서 조류를 성장시키는 단계를 포함한다.

Description

조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법{METHODS OF PRODUCING ALGAL CELL CULTURES AND BIOMASS, LIPID COMPOUNDS AND COMPOSITIONS, AND RELATED PRODUCTS}
발명 분야
본 발명은 조류 바이오매스 및 조류 세포 배양물, 그리고 지방산, 카로테노이드 및 지용성 비타민을 비롯한, 지질 화합물 및 이의 조성물을 생산하는 방법과 관련된다. 본 발명은 관련된 식품 그리고 산업 및 제약학적 조성물을 제조하는 방법과 추가로 관련된다. 다양한 예시적인 구체예에서, 방법은 인증된 유기농일 수 있는 조류 세포 배양물, 조류 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하기 위해, 화학 첨가제 및 보존제가 없는 배지를 비롯한, 주스 기반 배지에서 조류를 성장시키는 단계를 포함한다.
배경
조류 (미세조류 및 대형조류)는 지구상 대부분의 생태계에서 서식하는 다양한 군의 유기체이다. 조류는 가장 일반적으로, 색소로 분류된다. 녹색 조류 또는 녹조류는 엽록소 a와 b를 함유한다. 적색 조류 또는 홍조류는 엽록소와 피코빌린을 모두 함유한다. 황조류로서 공지된 갈색 조류는 엽록소 a와 c를 함유하지만, 엽록소 b는 결핍되어 있다.
수경 재배(aquaculture)에서 활용되는 조류 종의 예시는 다음을 포함한다: 난노클로로프시스 오쿨라타(Nannochloropsis oculata) (2-4 μm), 이소크리시스 갈바나(Isochrysis galbana) (5-7 μm), 스키조키트리움 에스피.(Schizochytrium sp.), 테트라셀미스 추이(Tetraselmis chuii) (7-10 μm), 키토세로스 크라실리스(Chaetoceros gracilis) (6-8 μm), 두날리엘라 테르티오렉타(Dunaliella tertiolecta) (7-9 μm), 및 여러 종의 클로렐라 (지름 3-9 μm), 니치시아(Nitzschia) 및 클라미도모나스 (Chlamydomonas).
수생 환경의 화학적 특징은 조류 성장률과 바이오매스 질을 결정하는 데에 있어 중요한 역할을 한다. 일반적으로, 미세조류를 재배하는 데에 이용되는 배지의 조성은 여러 가지 공통 특징을 공유한다. 몇 가지 영양소는 상대적으로 큰 농도로 공급되어야 한다. 대량 영양소로 공지된, 이들 영양소는 탄소 (C), 질소 (N), 인 (P), 소듐 (Na), 황 (S), 포타슘 (K) 및 마그네슘 (Mg)이다. 더 낮은 농도에서 필수적인 미량 영양소도 또한 공급되어야 한다. 이들 미량 영양소는 망간 (Mn), 아연 (Zn), 구리 (Cu), 몰리브덴 (Mo) 및 코발트 (Co)이다. 철 (Fe), 염화물 (Cl), 칼슘 (Ca) 및 보륨 (Bo)을 포함한다. 이들 영양소는 조류 성장에 필요하다. 조류 배양 배지에 존재하는 대량 및 미량 영양소의 몰 화학량론은 배지의 중요한 특징이며 그리고 배지 제조법을 발달시키거나 개선시킬 때 이들 비율에 주의를 기울여야 한다.
살아 있는 모든 유기체와 마찬가지로, 조류가 동화될 수 있는 탄소 공급원이 합성 조류 성장 배지에 공급되어야 한다. 이산화탄소의 형태로 공급된 탄소는 무기 탄소로서 공지된다. 이 탄소는 광합성의 과정에 의해 고정된다. 몇몇 조류 종은 독점적으로, 무기 탄소 공급원 상에서 성장할 수 있고, 이러한 성장 모드는 광합성 무기 영양 성장으로서 언급된다. 조류의 대부분의 종은 광합성 무기 영양 성장 모드인 것으로 추측할 수 있다. 몇몇 조류는 또한, 광합성에 대한 요구 없이 유기 탄소 공급원으로부터 에너지를 얻는 능력을 가질 수 있다; 이 성장 모드는 종속영양 성장 모드로서 언급된다. 다른 조류는 성장을 위해 유기 탄소 공급원뿐만 아니라 빛과 이산화탄소를 동시에 활용할 수 있고 이것은 혼합영양 성장으로서 언급된다. 혼합영양 성장 또는 종속영양 성장 모드의 경우에, 미세조류의 배양을 위한 탄소 공급원은 글루코오스, 덱스트로오스, 아세테이트 및 메탄올 (공급원 감소된 탄소)을 포함한다.
조류 성장 배지에 보충된 질소의 공통 공급원은 니트레이트 (NO3), 니트라이트 (NO2), 암모늄 (NH4), 요소, 아미노산 (모노소듐 글루타메이트 또는 아르기닌), 트립톤, 펩톤, 카제인, 비-유기농 효모 추출물 및 옥수수 침지액이다.
인, 황 그리고 마그네슘은 모두 필수적인 대량 영양소이며, 이의 첨가는 조류 성장에 필요하다. 설페이트 (S04)는 합성 조류 성장 배지에 일반적으로 첨가되는 황의 형태이다. 무기 포스페이트 (H2P04 또는 HPO4)는 조류 배양 배지에 일반적으로 제공되는 인산의 형태이다; 하지만 유기 포스페이트의 형태도 또한 이용될 수 있다. 과량의 포스페이트는 담수 및 해양 생태계 모두에서 조류 대증식과 연관된다.
철은 조류 세포에서 세포 대사 및 에너지 생성에서 중요한 역할을 하는 주요 요소이다. 일반적으로, 철의 제2철(ferric) 및 제1철(ferrous) 형태는 미세조류에 의해 쉽게 동화된다. 철을 보충하는 것의 초기 시도는 종종, 용액 밖으로 철의 침전을 야기하였다. 따라서, 많은 제조법은 철이 화학 킬레이트제, 주로 소듐 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA)에서 현탁되도록 하는 것을 필요로 한다. EDTA는 다른 미량 원소, 가령 구리, 코발트, 및 카드뮴을 킬레이트화한다.
미량 원소로서 언급된 다른 원소는 합성 조류 배양 배지에 보충되어야 한다. 구리, 망간, 몰리브덴, 및 아연은 미량 원소의 용액에 주로 포함되는 금속이다. 때때로 바나듐, 보론, 및 코발트도 미량 원소에 포함되기도 한다. 고농도의 이들 금속으로 보충하는 것은 독성이고 따라서 그들을 과량으로 첨가하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 이들 금속을 함유한 용액에 EDTA와 같은 화학 킬레이터의 첨가는 종종 침전을 방지하기 위해 이용된다.
비타민의 첨가는 스키조트리움(Schizochytrium)의 지방산 조성물을 변화시킬 수 있고 그리고 다른 종의 조류의 바이오매스 산출량을 개선시킬 수 있다는 점이 입증되었다. 따라서, 합성 성장 배지의 다수의 제형은 첨가된 비타민을 포함한다.
조류의 한 가지 상업적 적용은 상업적으로 가치 있는 지질 및 친유성 화합물, 가령 다양한 지방산과 항산화제를 생산하는 그들의 능력이다. 예를 들어, 오메가-3 지방산은 신체적 그리고 정신적 건강에 중요한 영양소이다. 이들 필수적인 지방산은 심혈관, 생식, 면역 그리고 신경계 건강을 지원한다. 오메가-3 지방산은 뇌에 고도로 농축되고 인지 기능 (뇌-기억 및 수행) 및 행동 기능에 중요한 것으로 나타난다. 실제로, 임신기간 동안에 모체로부터 충분한 오메가-3 지방산을 얻지 못한 유아는 시력 및 신경 질환이 발병할 위험이 있다.
트라우스토키트리드(Thraustochytrid)는 오메가-3 지방산의 생산에 관하여 유의적인 연구와 개발에 초점을 맞춘 미세조류이다. 트라우스토키트리드(Thraustochytrid)는 다가불포화 지방산 (PUFA), 가령 도코사헥사엔산 (DHA; C22:6 n-3)을 합성하고 축적하는 것으로 공지된다. 트라우스토키트리드(Thraustochytrid)로부터 DHA의 산업적 생산은 지난 20년간 상당히 발전하였다. 조류의 이들 종으로부터 DHA의 경제적 생산을 초래하는 주요 특징은 종속영양 성장 배지에서 성장하는 그들의 능력이었다.
탄소 공급원으로서 글루코오스 및 MSG, 질소 공급원으로서 옥수수 침지액 또는 효모 추출물을 포함한 종속영양 배지의 제형은 발효 용기에서 성장할 때, 높은 세포 농도, 빠른 성장률 및 유의적인 양의 DHA를 생산하였다. 탄소와 질소뿐만 아니라, 포스페이트, 설페이트, 철, 인, 소듐, 황, 포타슘, 마그네슘, 및 미량 원소는 합성 조류 배양 배지에 보충된다. 옥수수 침지액 및 효모 추출물과 같이 더욱 복잡한 화학 첨가제가 이용되는 경우, 미량 원소 및 비타민은 생략될 수 있는데, 그 이유는 이들 첨가제가 적합한 양의 이들 영양소를 함유하기 때문이다.
일반적으로, 미세조류를 재배하는 데에 이용되는 종속영양 배양 배지에 대해 이전에 설명된 제조법은 항상 화학 첨가제를 함유한다. 미량 원소는 또한 화학 공급원으로부터 유래된다. 대량 및 미량 영양소는 종종 화학적으로 유래된다. 옥수수 침지액은 옥수수의 습식-제분으로부터 유래된 산업 부산물이며, 여기서 옥수수 알의 연화를 촉진하기 위해 화학물질인, 이산화 황 기체가 상기 침지액 내에 종종 주입된다. 질소 공급원, 가령 암모늄, 니트레이트, MSG는 산물을 합성하거나 단리시키기 위해 화학물질이 요구되는 산업 공정의 모든 산물이다. 비-유기농 효모 추출물은 화학물질로부터 유래된 영양소를 함유한 배양 배지를 이용하여 생산된다. 트라우스토키트리드(Thraustochytrid)의 산업적 생산을 위해 제안되었던 다른 화합물은 겔리세이트(gelysate), 펩톤, 트립톤, 카제인, 요소, 유장, 또는 옥수수 글루텐 박(corn gluten meal), 산물을 합성하거나 단리시키기 위해 화학물질이 요구되는 산업 공정의 모든 산물이다. 이러한 배지는 조류 그리고 화학물질이 없거나 인증된 유기농인 조류-유래 조성물과 화합물의 생산을 위해 부적합하다.
미국 유기농 인증 프로그램(US National Organic Program)은 유기농 시행 및 라벨링에 관한 법칙을 확립하였다. 허용되는 물질 및 허용되지 않는 물질이 약술되고 국립 목록(National List)에 추가된다. 상기 목록은 합성으로-유래된 물질, 가령 DHA 및 EPA를 포함한다. NOP 지침 하에 허용되지 않는 물질은 몇 가지만 예를 들자면, 비-유기농 효모 및 비-유기농 효모로부터 유래된 산물, 합성으로-유래된 설페이트, 그리고 합성으로-유래된 미량 원소이다. 1) USDA는 그것들이 건강상의 이익을 제공한다는 점을 확립하고 그리고 2) 유기농 대체물이 이용가능하지 않는다는 점을 고려하여, 최대 5%의 비-유기농 물질이 현재 법률 하에 허용되었다. 합성으로-유래된 DHA를 함유한 유기농 산물은 매매와 판매가 허용되었다. 조류 DHA 산업은 조류 DHA의 유기농 생산을 위한 공정이 개발될 수 없다는 점을 유지하였다. 결과로서, 유기농 표지된 유아용 유동식 및 다른 식품에 비-유기농 조류 오일의 첨가는 아직 논란의 여지가 남아있다.
이에 따라, 조류 그리고 식품, 약품 그리고 화장품 및 공산품에서의 용도를 위하여, 인증된 유기농인 것들을 비롯하여, 화학 첨가제 및 보존제가 없는, 그들의 구성 성분의 산업적 규모의 생산이 요구된다.
요약
조류 배양물, 바이오매스, 지질 화합물 및 지질 조성분, 그리고 관련 산물을 생산하기 위한 방법이 제공된다.
한 가지 설명적인 구체예에서, 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 생산하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일로부터의 주스, 산소 공급원, 및 질소를 포함하고, 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 염 공급원으로 보충될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 염 공급원은 해수(sea water)일 수 있다. 추가적인 구체예에서, 해수는 약 10 ppt 내지 약 35 ppt의 범위에서 염도를 가질 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 언급된 구체예들 중 어느 하나의 배지는 당으로 보충될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 당은 인증된 유기농일 수 있다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소, 당 및 염 공급원으로 구성될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 당으로 구성될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 염 공급원으로 구성될 수 있다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 생산하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 당, 염 공급원, 산소 공급원, 및 질소로 구성되고, 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 생산하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 당, 산소 공급원, 및 질소로 구성되고, 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 생산하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 염 공급원, 산소 공급원, 및 질소로 구성되고, 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
추가 설명적인 구체예에서, 선행하는 4개의 문단의 구체예들 중 어느 하나의 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 당은 인증된 유기농일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 선행하는 4개의 문단의 구체예들 중 어느 하나의 염 공급원은 해수일 수 있다. 추가적인 구체예에서, 해수는 약 10 ppt 내지 약 35 ppt의 범위에서 염도를 가질 수 있다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 조류로부터 화합물 또는 조성물을 추출하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채로부터 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스를 포함하고, 배지는 멸균되고 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 선행하는 문단의 구체예의 배지는 염 공급원으로 보충될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 염 공급원은 해수일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 해수는 약 10 ppt 내지 약 35 ppt의 범위에서 염도를 가질 수 있다.
추가적인 설명적인 구체예에서, 선행하는 2개의 문단의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 당으로 보충될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 당은 인증된 유기농일 수 있다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소, 당 및 멸균된 염 공급원으로 구성될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 당으로 구성될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 염 공급원으로 구성될 수 있다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 조류로부터 화합물 또는 조성물을 추출하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채로부터 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원, 질소, 염 공급원, 및 당으로 구성되고 배지는 멸균되고 그리고 배지에서 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 조류로부터 화합물 또는 조성물을 추출하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채로부터 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원, 질소, 및 염 공급원으로 구성되고, 배지는 멸균되고 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 조류로부터 화합물 또는 조성물을 추출하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채로부터 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원, 질소, 및 당으로 구성되고, 배지는 멸균되고 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
추가 설명적인 구체예에서, 선행하는 4개의 문단의 구체예들 중 어느 하나의 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 당은 인증된 유기농일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 선행하는 4개의 문단의 구체예들 중 어느 하나의 염 공급원은 해수일 수 있다. 추가적인 구체예에서, 해수는 약 10 ppt 내지 약 35 ppt의 범위에서 염도를 가질 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 화합물은 지방산, 카로테노이드 또는 지용성 비타민일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 지방산은 다가불포화 지방산일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 DHA, EPA, DPA, 및 피놀레닌산으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 DHA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 EPA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 피놀레닌산일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 DPA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 카로테노이드는 베타-카로텐일 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 인간 또는 동물을 위한 식품, 화장품, 산업 조성물 또는 제약학적 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다: 배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고 배지는 멸균되고 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성됨; 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계; 그리고 식품, 산업 조성물 또는 제약학적 조성물을 제조하는 단계.
추가 설명적인 구체예에서, 선행하는 문단의 방법은 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물로부터 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 추출하는 단계 그리고 식품, 산업 조성물 또는 제약학적 조성물을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 지질 화합물은 지방산, 카로테노이드 또는 지용성 비타민일 수 있다. 추가적인 구체예에서, 지방산은 다가불포화 지방신일 수 있다. 추가적인 구체예에서 다가불포화 지방산은 DHA, DPA, EPA 및 피놀레닌산으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 DHA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 EPA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 피놀레닌산이다. 추가 설명적인 구체예에서, 카로테노이드는 베타-카로텐일 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 2개의 선행하는 단락의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 염 공급원으로 보충될 수 있다. 추가 구체예에서, 염 공급원은 해수일 수 있다. 추가 구체예에서, 해수는 약 10 ppt 내지 약 35 ppt의 범위에서 염도를 가질 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 3개의 선행하는 단락의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 당으로 보충될 수 있다. 추가적인 구체예에서, 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스일 수 있다. 추가적인 구체예에서, 당은 인증된 유기농일 수 있다. 추가적인 구체예에서, 배지는 덱스트로오스 및 인증된 유기농 효모 추출물로 보충될 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 4개의 선행하는 단락의 구체예들 중 어느 하나의 제조물은 식품의 것이다. 추가 설명적인 구체예에서, 식품은 영양 보충식이다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 조류는 트라우스토키트리움 (Thraustochytrium), 클라미도모나스(Chlamydomonas), 난노클로로프시스(Nannochloropsis), 니치시아(Nitzchia) 및 오란티오키토치트리움 (Aurantiochytrium) (이전에는 스키조트리움(Schizochytrium))로 구성된 군에서 선택된 속(genus)에 속할 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속 (genus)은 오란티오키토치트리움(Aurantiochytrium)일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속 (genus)은 난노클로로프시스(Nannochloropsis)일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속 (genus)은 클라미도모나스(Chlamydomonas)일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속 (genus)은 니치시아(Nitzschia)일 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 조류의 성장은 종속영양 또는 혼합영양일 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 주스는 토마토 주스, 사탕무 주스, 당근 주스, 코코넛 주스 및 사과 주스로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 사탕무 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 토마토 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 당근 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 사탕무 당밀일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 구체예들 중 어느 하나의 주스는 비-GMO 인버타아제에 의해 가수분해된다. 추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 사탕무 주스 또는 인증된 유기농 사탕무 당밀이고 그리고 주스는 비-GMO 인버타아제에 의해 가수분해된다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 주스는 약 5% 내지 약 70%의 배지내 농도 퍼센트를 가질 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 약 10% 내지 약 50%의 배지내 농도 퍼센트를 가질 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 약 10%, 약 25% 및 약 50%로 구성된 군에서 선택된 배지내 농도 퍼센트를 가질 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 주스는 발효될 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 주스는 저온 살균될 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 주스는 인증된 유기농일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 인증된 유기농 사탕무 당밀이다. 추가 설명적인 구체예에서, 인증된 유기농 사탕무 당밀은 비-GMO 인버타아제로 가수분해된다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 배지는 약 3 내지 약 9의 범위에서 pH를 가질 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 배지는 화학 첨가제 및 보존제가 없을 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 배지는 인증된 유기농 효모 추출물로 보충될 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 상기 언급된 구체예 중 어느 하나의 조류 바이오매스, 조류 세포 배양물, 지질 화합물 또는 조성물, 식품 또는 영양 보충식은 인증된 유기농일 수 있다.
도 1 (a) - (c)는 pH 조정 없이 해수를 함유한 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)(오란티오키토치트리움 리마시누민(Aurantiochytrium limacinumin))의 성장을 보여주는 선 그래프이다.
도 2 (a) - (c)는 6.8까지 pH의 조정과 함께 해수를 함유한 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)의 성장을 보여주는 선 그래프이다.
도 3 (a) - (c)는 6.8까지 pH의 조정과 함께 해수를 함유하고 덱스트로오스로 보충된 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)의 성장을 보여주는 선 그래프이다.
도 4는 해수를 함유하고 덱스트로오스 (mg/ml 배양 배지)로 보충된 주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔(A. limacinum) 배양물로부터 DHA 수득률을 보여주는 막대 그래프이다.
도 5는 해수를 함유하고 덱스트로오스 (mg/ml 배양 배지)로 보충된 주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔(A. limacinum) 배양물로부터 EPA 수득률을 보여주는 막대 그래프이다.
도 6은 해수를 함유하고 덱스트로오스 (mg/ml 배양 배지)로 보충된 주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔(A. limacinum) 배양물로부터 추출된 DPA를 보여주는 막대 그래프이다.
도 7은 사탕무 주스 배지 (탄소 공급원 보충과 함께 또는 없이) 및 F/2 배지 (세포/ml 배양 배지)에서 엔. 오쿨라타(N. Oculata)의 성장을 보여주는 선 그래프이다.
도 8은 사탕무 당밀 기반 배지 (세포/ml 배양 배지)에서 에스. 리마시눔(S. limacinum)의 성장을 보여주는 선 그래프이다.
도 9는 덱스트로오스 및/또는 효모 추출물로 보충된 사탕무 주스 기반 배지에서 성장한 에스. 리마시눔(S. limacinum) 바이오매스의 DHA 함량을 보여주는 파레토 차트(Pareto Chart)이다.
도 10 (a) - (b)는 주스를 비롯한 다양한 매트릭스에서 현탁된 조류 바이오매스의 라디칼 소거 활성 (%)을 보여주는 선 그래프이다.
도 11 (a) - (b)는 주스를 비롯한 다양한 매트릭스에서 현탁된 조류 바이오매스에 함유된 DHA (mg/gr 건조 중량)의 농도를 보여주는 선 그래프와 차트이다.
발명의 상세한 설명
발명자는 질소 공급원으로서 그리고 미량 영양소, 대량 영양소 및 비타민의 공급원으로서, 과일 및/또는 야채 주스-유래된 배지를 이용하여 자연적으로 조류를 생산하기 위한 비용 효율적인 수단을 발견하였다. 영양소 질을 보존하고 자연적인 생균수(bio-burden)를 감소시키기 위해 저온 살균되거나 그렇지 않으면 멸균되었을 때, 이 배지는 조류 성장에 완벽하고 적합한 배지를 제공하고 그리고 많은 조류 바이오매스를 얻는 데에 이용될 수 있는 천연 성장 인자 및 천연 질소를 함유한다. 한 가지 구체예에서, 배지는 바람직한 산물, 가령 오메가-3 지방산 및 다른 지질 화합물과 조성물의 생산을 증대시키기 위해 탄소 공급원, 가령 프룩토오스, 에탄올, 글리세린 또는 덱스트로오스로 보충될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 덱스트로오스로 보충될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 결과적 조류 바이오매스, 조류 세포 배양물 및/또는 조류로부터의 지질 추출물 및 관련 산물도 또한 인증된 유기농일 수 있도록, 선택된 탄소 보충물 및 주스는 인증된 유기농일 수 있고 화학 첨가제 및 보존제가 없이 생산될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 덱스트로오스 및 인증된 유기농 효모 추출물로 보충될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 관심 지질 추출물, 가령 오메가-3 지방산 또는 카로테노이드를 생산하기 위한 최적의 제형을 얻기 위해 각종 다른 유형의 과일 및/또는 야채 주스 유형이 조합될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 주스는 주요 영양소를 방출하기 위해 그리고 성장을 개선시키기 위하여 pH 값을 조정하기 위해 발효될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 주스 선택은 조류의 전체 오일의 DHA 백분율 그리고 지방산 프로필을 증진시킬 수 있다. 몇몇 구체예에서, 주스내 천연 항산화제는 지방산 안정도를 개선시키고 지방산의 산화율을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 당근 주스내 베타-카로텐은 오일로 바로 추출될 수 있다. 베타-카로텐은 오일을 위한 천연 안정화제로서 작용할 수 있다. 한 가지 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 지방산의 안정도를 개선시키고, 지방산은 DHA일 수 있으며, 그리고 주스는 사탕무 주스, 인증된 유기농 사탕무 당밀, 당근 주스 또는 블루베리 주스일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 지방산의 산화율을 감소시키고, 지방산은 DHA일 수 있으며, 그리고 주스는 사탕무 주스, 인증된 유기농 사탕무 당밀, 당근 주스 또는 블루베리 주스일 수 있다.
조류 배양물 및 바이오매스 그리고 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하기 위한 방법이 본 명세서에서 제공된다.
한 가지 설명적인 구체예에서, 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원, 및 질소를 포함하고, 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 지질 화합물 또는 조성물의 산화율을 감소시키는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배지에서 지질 화합물 또는 조성물을 현탁시키는 단계를 포함하고, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스를 포함한다. 추가 설명적인 구체예에서, 배지는 저온 살균되거나 멸균된다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 사탕무 주스, 당근 주스, 및 블루베리 주스로 구성된 군에서 선택된다. 추가적인 구체예에서, 주스는 사탕무 주스이다. 추가적인 구체예에서, 지질 화합물은 DHA이다. 추가적인 구체예에서, 주스는 인증된 유기농이다. 추가 설명적인 구체예에서, 지질 화합물 또는 조성물은 본 명세서에서 설명된 방법들 중 어느 하나에 의해 생산된다. 추가 설명적인 구체예에서, 지질 화합물 또는 조성물은 조류로부터 유래된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "조류 바이오매스"는 조류 세포 및 세포 단편 그리고 그들의 구성 성분을 포함한다.
본 명세서에서 정의되는 바와 같이, "산소 공급원"은 조류에 의해 동화될 수 있는 임의의 산소 공급원을 나타낸다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 산소 공급원은 여과된 공기, 교반에 의한 산소화 또는 여과된 산소 흐름으로 구성된 군에서 선택될 수 있다.
본 명세서에서 정의되는 바와 같이, "천연 질소"는 다음 중 하나 이상이다: (i) 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원; 그리고 (ii) 조류에게 질소를 제공하기 위하여 조류 배지를 보충하는 데에 이용되고 그리고 인증된 유기농이고 및/또는 화학 첨가제 및 보존제가 없는 임의의 질소 또는 질소 공급원. 천연 질소는 인증된 유기농이 아닌 또는 화학 첨가제 또는 보존제, 가령 비-유기농 효모 추출물, 암모늄 클로라이드, 카시톤, 펩톤, 트립톤, 폴리펩톤, 옥수수 침지액, 옥수수 침지 고형분, 암모늄 아세테이트, 및 소듐 니트레이트인 임의의 질소 공급원과 구별된다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 임의의 구체예의 천연 질소는 질소 그리고 질소를 함유한 화합물일 수 있고, 이들 모두 주스에서 자연적으로 발생한다. 추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 임의의 구체예의 천연 질소는 질소 그리고 질소를 함유한 화합물일 수 있고, 이들 모두 주스, 그리고 인증된 유기농인 임의의 조류 배지 질소 보충물에서 자연적으로 발생한다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 천연 질소는 인증된 유기농 효모 추출물이다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 조류는 상업적 또는 산업적 규모 생산을 위해 충분한 바이오매스의 이러한 양 및/또는 밀도에서 성장한다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 배지는 염 공급원으로 보충될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "염 공급원"은 조류에 의해 대사될 수 있는, 임의의 염, 또는 이의 조합물을 나타낸다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 염 공급원은 인공 해수염, 천연 해수 또는 천연 해수염으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 염 공급원은 해수일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 해수는 약 0.5 ppt 내지 약 35 ppt, 약 0.5 내지 약 25 ppt, 약 0.5 내지 약 20 ppt, 약 0.5 내지 약 15 ppt, 약 5 내지 약 15 ppt, 약 5 내지 약 20 ppt, 약 5 내지 약 25 ppt, 약 10 내지 약 20 ppt, 및 약 5 내지 약 35 ppt의 범위에서 염도를 가질 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 해수는 약 0.5 ppt, 약 1.0 ppt, 약 2.0 ppt. 약 3.0 ppt, 약 4.0 ppt, 약 5.0 ppt, 약 7.0 ppt, 약 10 ppt, 약 12 ppt, 약 15 ppt, 약 20 ppt, 약 25 ppt, 약 30 ppt, 및 약 35 ppt로 구성된 군에서 선택된 염도를 가질 수 있다. 추가적인 구체예에서, 해수는 약 10 ppt, 10.7 ppt, 12 ppt, 12.7 ppt, 15 ppt, 또는 15.7 ppt의 염도를 가질 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서 설명된 배지는 당으로 보충될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이, "당"은 단순하든지 또는 복잡하든지에 상관 없이, 조류에 대한 영양 공급원인, 하나 이상의 임의의 탄수화물을 나타낸다. "당"은 덱스트로오스, 에탄올 및 인증된 유기농 야채 글리세린을 또한 포함한다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 당은 에탄올, 프룩토오스, 글루코오스, 수크로오스 또는 덱스트로오스, 또는 이의 임의의 조합일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 당은 인증된 유기농일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 당은 약 1% 내지 약 20%, 약 1% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 8%, 또는 약 5% 내지 약 10%의 농도로 배지에 존재할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 당은 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 약 5%, 약 6%, 약 7%, 약 8%, 약 9%, 약 10%, 약 12%, 약 15%의 농도로 배지에 존재할 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서 설명된 배지는 주스, 산소 공급원, 질소, 당 및 염 공급원으로 구성될 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서 설명된 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 당으로 구성될 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서 설명된 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 염 공급원으로 구성될 수 있다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 조류로부터 화합물 또는 조성물을 추출하는 단계, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원, 및 질소를 포함하고 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "지질 화합물"은 임의의 지방, 오일, 지질 또는 지방, 오일, 지질 및 비-극성 용매, 가령 헥산 또는 톨루엔에서 녹는 다른 화합물을 나타낸다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 지질 화합물은 지방산, 카로테노이드 또는 지용성 비타민일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "지방산"은 탄소 사슬에 연결된 카르복실산 잔기로 구성된 분자를 나타낸다. 이 탄소 사슬은 범위가 짧은 것 (6개의 탄소)에서부터 매우 긴 것 (20개보다 많은 탄소)까지 이를 수 있고 그리고 포화되거나 불포화될 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 지질 화합물은 지방산일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 지방산은 코니페릭산(coniferic acid)일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 지방산은 불포화 또는 다가불포화 지방산일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 불포화 지방산은 오메가 지방산일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 오메가 지방산은 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산, 오메가-7 지방산 및 오메가-9 지방산으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 오메가 지방산은 오메가-3 지방산일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 오메가 지방산은 오메가-7 지방산일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 지방산은 다가불포화 지방산일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 도코사헥사엔산 (DHA), 에이코사펜타엔산 (EPA), 도코사펜탄엔산 (DPA), 및 피놀레닌산으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 DHA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 EPA일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 피놀레닌산일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 다가불포화 지방산은 DPA일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "카로테노이드"는 테트라테르페노이드 패밀리의 지용성 색소를 나타낸다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 카로테노이드는 베타-카로텐, 아스타잔틴 및 리코펜으로 구성된 군에서 선택된 카로테노이드일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 카로테노이드는 아스타잔틴일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 카로테노이드는 베타-카로텐일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 카로테노이드는 리코펜일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 카로테노이드는 항산화제 활성을 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "지용성 비타민"은 즉 신체에서 정상적인 대사를 위해 소용량으로 필수적인 물질, 지방에서 분산되고 지방에 저장되는 물질인, 비타민을 나타낸다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 지용성 비타민은 레티날 (비타민 A), 에르고칼시페롤 (비타민 D2), 콜레칼시페롤 (비타민 D3), 알파-토코페롤 (비타민 E) 필로퀴논 (비타민 K) 및 유비퀴놀 (코엔자임 Q)로 구성된 군에서 선택된 비타민일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 지용성 비타민은 비타민 A일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 지용성 비타민은 비타민 E일 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 인간 또는 동물을 위한 식품, 화장품, 산업 조성물 또는 제약학적 조성물을 생산하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다: 배지에서 조류를 성장시키는 단계 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계, 여기서 배지는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스, 산소 공급원, 및 질소를 포함하고, 배지는 멸균되고, 그리고 배지내 질소는 천연 질소로 구성됨; 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계; 그리고 식품, 화장품, 산업 조성물 또는 제약학적 조성물을 제조하는 단계.
추가 설명적인 구체예에서, 방법은 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물로부터 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 추출하는 단계 그리고 식품, 화장품, 산업 조성물 또는 제약학적 조성물을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 식품을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "식품"은 동물 또는 인간의 소비를 위한 임의의 음식을 나타내고, 그리고 고형 및 액상 조성물 모두를 포함한다. 식품은 동물 또는 인간 음식에 대한 첨가물일 수 있다. 식품은 일반적인 음식; 우유, 음료수, 치료학적 음료, 분말 음료 그리고 영양 음료를 비롯한, 액상 제품; 기능 식품; 영양 보충식; 약효 식품; 조산 유아를 위한 유동식을 비롯한, 유아용 유동식; 유아를 위한 음식; 임산부 또는 육아 여성을 위한 음식; 성인을 위한 음식; 노인 음식; 및 동물 먹이를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 식품은 영양 보충식이다. 본 명세서에서 정의되는 바와 같이, "영양 보충식"은 식이요법을 보충하도록 의도되는 임의 제조물 (캡슐, 겔, 액체 또는 분말 형태이든)이고 그리고 인간의 식이요법에서 충분한 양으로 소비되지 않을 수도 있거나 사라질 수도 있는 영양소, 가령 비타민, 미네랄, 섬유, 지방산, 또는 아미노산을 제공한다. 영양 보충식의 비-제한 예시는 비타민 보충제, 다가불포화 지방산 보충제, 오메가-3 지방산 보충제, 오메가-7 지방산, DHA 및/또는 EPA를 함유한 보충제, 및 조류 또는 조류 유도체를 함유한 영양 보충식을 포함한다.
한 가지 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 하나 이상의 지용성 비타민을 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 조류 세포 또는 조류 바이오매스를 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 오메가-3 지방산을 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 오메가-7 지방산을 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 다가불포화 지방산을 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 DHA, DPA, EPA, 및 피놀레닌산으로 구성된 군에서 선택된 다가불포화 지방산을 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 DHA 및 EPA를 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 DHA를 함유한다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 EPA를 함유한다. 여러 가지 설명적인 예시에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 영양 보충식은 인증된 유기농일 수 있다. 또 다른 설명적인 예시에서, 영양 보충식은 항산화제를 함유한다.
"동물"은 동물계에 속하는 임의의 비-인간 유기체를 의미하고, 그리고 제한 없이, 수생 동물 및 육상 동물을 포함한다. 용어 "동물 사료" 또는 "동물 먹이"는 어류; 상업용 어류; 관상용 어류; 어류 유생(larvae); 이매패류; 연체동물; 갑각류; 조래류; 새우; 유생 새우; 아르테미아(artemia); 담륜충; 브라인 슈림프(brine shrimp); 여과 섭식자; 양서류; 파충류; 포유류; 사육 동물; 농장 동물; 동물원 동물; 스포츠용 동물; 종축; 경주용 동물; 쇼를 위한 동물; 애장용 동물; 희귀 또는 멸종위기 동물; 반려 동물; 애완 동물, 가령 개, 고양이, 기니 피그, 토끼, 랫트, 생쥐, 또는 말; 영장류, 가령 원숭이 (가령, 시버스 원숭이(cebus), 레소스 원숭이(rhesus), 아프리카 녹색 원숭이(African green), 파타스 원숭이(patas), 시노몰구스 원숭이(cynomolgus), 및 세르코피테쿠스 원숭이(Cercopithecus)), 유인원, 오랑우탄, 개코원숭이, 긴팔 원숭이, 및 침팬지; 갯과 동물, 가령 개와 늑대; 고양잇과 동물, 가령 고양이, 사자, 및 호랑이; 말과 동물, 가령 말, 당나귀, 및 얼룩말; 식용 동물, 가령 젖소, 소, 돼지, 및 양; 유제류, 가령 사슴 및 기린; 설치류, 가령 생쥐, 랫트, 햄스터 및 기니 피그 등이든, 비-인간 동물을 위해 의도된 임의의 음식을 나타낸다. 동물 사료는 수산양식 사료, 애완동물 사료, 동물원 동물 사료, 작업용 동물 사료, 가축 동물 사료, 또는 이들의 조합을 비롯한, 사육 동물 사료를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
몇몇 설명적인 구체예에서, 식품은 의료 식품이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "의료 식품"은 의사의 관리 하에 외부적으로 소비되거나 투여되어야 하는 조성물인 그리고 질병의 특정한 식이 관리를 위해 의도되는 음식이고, 이때 인식된 과학적 원리에 기반한, 특유의 영양 요구성은 의학적 평가에 의해 확립된다.
본 명세서에서 정의되는 바와 같이, "화장품"은 에멀젼, 크림, 로션, 마스크, 비누, 샴푸, 세안제, 페이셜 크림(facial cream), 유연제, 화장제품, 입욕제, 및 분산 액체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 화장 제제는 의료용이거나 비-의료용일 수 있다.
본 명세서에서 정의되는 바와 같이, "제약학적 조성물"은 항염증 조성물, 관상 심장병의 치료를 위한 약물, 동맥 경화증의 치료를 위한 약물, 화학치료제, 활성 부형제, 골다공증 약물, 항우울제, 항경련제, 항-헬리코박터 파일로이(Helicobacter pylori) 약물, 신경퇴행성 질환의 치료를 위한 약물, 퇴행성 간 질환의 치료를 위한 약물, 항생제, 콜레스테롤 저하 조성물, 및 트리글리세라이드 저하 조성물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 이용될 수 있는 조류는 녹조식물문, 가령 차로이데스(Charoides) (가령, 차로이데스(Charoides), 램프로탐니움(Lamprothamnium), 니텔로프시스(Nitellopsis), 및 니텔라(Nitella)), 지네마탈레스(Zynematales) (가령, 지그네마(Zygnema), 클로스테리움(Closterium), 및 네트리움(Netrium)), 코디알스(Codials) (가령, 코디움 프라질레(Codium fragile), 헬리미다 오펀타(Helimida opunta), 및 카울레르파(Caulerpa)), 브리옵시스 플루모사(Bryopsis plumose) (가령, 브리옵시스(Bryopsis), 슈도브리옵시스(Pseudobryopsis), 브리옵시델라(Bryopsidella), 데르베시스(Derbesis), 및 페도베시아(Pedobesia)), 아세타불라리아 리우키우엔시스(Acetabularia Ryukyuensis) (가령, 아세타불라리아 리우키우엔시스(Acetabularia Ryukyuensis), 할리코린 라이티(Halicoryne wrightii), 네오머리스 애눌라타(Neomeris annulata), 사이모폴리아 반 보세이(Cymopolia van bossei), 보르넷텔라 오발리스(Bornettella ovalis), 및 아세타불라리아 칼리쿨러스(Acetabularia calyculus)), 시포노클라달레스(Siphonocladales) (가령, 발로니아세애(Valoniaceae) 및 부들레아세애(Boodleaceae)), 클라도포라(Cladophora) (가령, 아나디오메네 라이티(Anadyomene writii), 클라도포라(Cladophora), 클라도포라 사우테리(Cladophora sauteri), 및 캐토모르파(Chaetomorpha)), 울바(Ulva) (가령, 울바(Ulva) 및 엔터로모르파(Enteromorpha)), 울로트리칼레스(Ulotrichales) (가령, 아크로시포니아세애(Acrosiphoniaceae), 콜린시엘라세애(Collinsiellaceae), 모노스트로마세애(Monostromaceae), 및 클로로시스티다세애(Chlorocystidaceae)), 프라시올라(Prasiola), 클로렐라(Chlorella), 클로로코칼레스(Chlorococcales) (가령, 페디아스트럼(Pediastrum) 및 하이드로딕티온(Hydrodictyon)), 오란티오키토치트리움(Aurantiochytrium) (가령, 오란티오키토치트리움 리마시눔(Aurantiochytrium limacinum)), 난노클로로프시스(Nannochloropsis) (가령, 난노클로로프시스 오쿨라타(Nannochloropsis oculata)), 니치시아(Nitzchia), 클라미도모나스(Chlamydomonas) (가령, 클라미도모나스 레인하르드티(Chlamydomonas reinhardtii)), 및 볼보칼레스(Volvocales) (가령, 클라미도모너스(Chlamydomonus), 판도리나(Pandorina), 플레오도리나(Pleodorina), 및 볼복스(Volvox))를 포함한다.
추가 설명적인 구체예에서, 조류는 트라우스토키트리움 (Thraustochytrium), 클라미도모나스(Chlamydomonas), 니치시아(Nitzchia), 난노클로로프시스(Nannochloropsis) 및 오란티오키토치트리움(Aurantiochytrium)으로 구성된 군에서 선택된 속(genus)에 속할 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속(genus)은 오란티오키토치트리움(Aurantiochytrium)일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속(genus)은 난노클로로프시스(Nannochloropsis)일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속(genus)은 클라미도모나스(Chlamydomonas)일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 속(genus)은 니치시아(Nitzschia)일 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 조류는 일반적으로 변형된 유기체 (즉, 비-유전적으로 변형된 유기체 또는 비-GMO) 또는 형질전환 유기체가 아니거나, 그렇지 않으면 유전 공학을 이용하여 변경된 유전 물질이 없다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 조류의 성장은 종속영양 또는 혼합영양일 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 조류를 접종하고 배양하는 데에 이용될 수 있다. 한 가지 설명적인 구체예에서, 조류 세포는 우선, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 배지에 접종되고, 그리고 차후에 접종원은 더 많은 부피의 동일한 배지에 옮겨지고, 따라서 접종원은 최종 배양 배지의 전체 부피의 특정 백분율 (가령 10%)을 구성하게 된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "주스"는 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터 발현되거나 추출된 수성 액체, 하나 이상의 과일 또는 야채 또는 과일과 야채의 임의의 조합물의 가식부(edible portion)의 퓌레, 또는 이러한 액체 또는 퓌레의 임의의 농축물을 나타낸다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "주스"는 또한 사탕무 당밀을 포함한다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 주스에서 자연적으로 발생한 모든 화합물 (당, 질소 및 다른 자연 발생 비타민, 미네랄 및 대량 영양소를 포함)을 함유하고 그리고 이러한 주스는 임의의 이러한 화합물을 제거하도록 가공되거나 변형되지 않았다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "과일" 또는 "야채"는 자손을 번식시킬 수 있거나 번식시킬 수 없는 식용 식물 또는 식물 일부를 나타낸다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 아세롤라, 사과, 살구, 바나나, 블랙베리, 블루베리, 보이젠베리, 칸탈루프, 체리, 코코너, 산사, 크랜베리, 커런트, 대추야자, 듀베리, 엘더베리, 무화과, 구즈베리, 포도, 자몽, 과나바나, 구아바, 키위, 레몬, 라임, 로간베리, 멜론, 망고, 승도 복숭아, 오렌지, 파파야, 패션 프루트, 복숭아, 배, 파인애플, 자두, 석류, 말린 자두, 모과, 라즈베리, 루바브, 딸기, 귤, 토마토, 수박, 사탕무, 피망, 브로콜리, 양배추, 당근, 셀러리, 옥수수, 오이, 펜넬, 케일, 파스닙, 호박, 라디키오, 대두, 고구마, 무, 토마티요, 순무, 참마 및 애호박으로 구성된 군에서 선택된, 하나 이상의 과일 또는 야채, 또는 과일과 야채의 임의의 조합물로부터의 주스일 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 주스는 토마토 주스, 사탕무 주스, 당근 주스, 코코넛 주스 및 사과 주스로 구성된 군에서 선택된 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 토마토 주스, 사탕무 주스, 당근 주스, 및 사과 주스로 구성된 군에서 선택된 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 토마토 주스, 사탕무 주스, 및 당근 주스로 구성된 군에서 선택된 주스일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 주스는 사탕무 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 토마토 주스일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 당근 주스일 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 사탕무 당밀일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 사탕무 당밀은 인증된 유기농이다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 주스내 당을 분해할 수 있는 하나 이상의 효소로 가수분해될 수 있다. 한 가지 설명적인 구체예에서, 효소는 비-GMO 인버타아제이다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 비-GMO 인버타아제로 가수분해되는 주스는 사탕무 당밀, 인증된 유기농 사탕무 당밀 또는 사탕무 주스이다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 20 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 40 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 100 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 200 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 300 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 334 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 350 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 400 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 550 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 600 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 700 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 추가 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 732 mg 질소/L 이상일 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 800 mg 질소/L 이상일 수 있다.
여러 가지 추가적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 약 10 mg 질소/L 내지 약 1700 mg 질소/L의 범위에 있을 수 있다. 추가적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 약 20 mg 질소/L 내지 약 900 mg 질소/L의 범위에 있을 수 있다. 추가적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 약 30 mg 질소/L 내지 약 850 mg 질소/L 의 범위에 있을 수 있다. 추가적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 약 35 mg 질소/L 내지 약 820 mg 질소/L 의 범위에 있을 수 있다.
추가적인 구체예에서, 주스내 생체이용 질소의 전체량은 약 10 mg 질소/L, 20 mg 질소/L, 30 mg 질소/L, 40 mg 질소/L, 50 mg 질소/L, 80 mg 질소/L, 90 mg 질소/L, 100 mg 질소/L, 110 mg 질소/L, 118 mg 질소/L, 120 mg 질소/L, 130 mg 질소/L, 140 mg 질소/L, 150 mg 질소/L, 200 mg 질소/L, 250 mg 질소/L, 300 mg 질소/L, 310 mg 질소/L, 320 mg 질소/L, 330 mg 질소/L, 334 mg 질소/L, 340 mg 질소/L, 350 mg 질소/L, 400 mg 질소/L, 450 mg 질소 L, 500 mg 질소/L, 550 mg 질소/L, 600 mg 질소/L, 650 mg 질소/L, 700 mg 질소/L, 710 mg 질소/L, 720 mg 질소/L, 730 mg 질소/L, 732 mg 질소/L, 740 mg 질소/L, 750 mg 질소/L, 800 mg 질소/L, 810 mg 질소/L, 813 mg 질소/L, 820 mg 질소/L, 830 mg 질소/L, 850 mg 질소/L, 900 mg 질소/L, 950 mg 질소/L, 1000 mg 질소/L, 1500 mg 질소/L 및 1700 mg 질소/L로 구성된 군에서 선택될 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 퍼센트 농도가 약 5% 내지 약 100%의 범위에 있는 배지내 농도 퍼센트를 가질 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 배지내 주스의 농도 백분율은 약 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 80%, 90% 및 100%로 구성된 군에서 선택된 농도 퍼센트일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 배지내 주스의 농도 백분율은 약 5% 내지 약 70%의 범위에서의 농도 퍼센트일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 배지내 주스의 농도 백분율은 약 10% 내지 약 50%의 범위에서의 농도 퍼센트일 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 배지내 주스의 농도 백분율은 10%, 25% 및 50%로 구성된 군에서 선택된 농도 퍼센트일 수 있다.
여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 발효될 수 있다. 여러 가지 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 증기 멸균 또는 저온 살균에 의해 멸균될 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 주스는 저온 살균에 의해 멸균될 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 인증된 유기농일 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 약 3, 약 4, 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 및 약 9로 구성된 군에서 선택된 pH를 가질 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 상기 구체예들 중 어느 하나의 배지는 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 7, 약 4 내지 약 7, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 7, 또는 약 6 내지 약 8, 또는 약 8 내지 약 9의 범위에서 pH를 가질 수 있다. 추가 설명적인 구체예에서, 배지는 약 5.2, 약 5.5, 약 5.8, 약 6.2, 약 6.5, 약 6.8, 약 7.2, 약 7.5, 약 7.8, 또는 약 8.0, 또는 약 9.0의 pH를 가질 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 배지는 화학 첨가제 및 보존제가 없을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "화학 첨가제" 또는 "화학 보존제"는 인증된 유기농 물질 외에도 (i) 자연에서 발견되지 않거나 화학적 또는 산업 공정에 의해 합성되거나 추출된 자연 발생 물질이고, 그리고 (ii) 어떻게든 보존하고, 치료하고 또는 증진시키기 위하여 조류 배지, 배양물 또는 바이오매스에, 또는 이의 임의의 성분 또는 구성요소에 직접적으로 또는 간접적으로 첨가된 임의의 물질, 또는 산업 공정의 부산물을 나타낸다. 화학 첨가제 또는 보존제의 비제한 예시는 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA) 및 다른 화학 킬레이터, 모노소듐 글루타메이트 (MSG), 옥수수 침지액, 옥수수 침지 고형분, 비-유기농 효모 추출물, 암모늄 아세테이트, 암모늄 클로라이드, 소듐 니트레이트, 겔리세이트, 펩톤, 트립톤, 카시톤, 카제인, 요소, 유장, 또는 옥수수 글루텐 박, 합성으로 유래된 설페이트 및 미량 원소, 황산, 염산, 인공 해수, 및 합성 공정을 이용하여 단리된 효소 (이 효소의 비-제한 예시는 알파-아밀라아제, 프룩토푸라노시다아제 및 글루코아밀라아제, 그리고 유전적으로 변형된 유기체로부터 단리된 효소를 포함함)를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 예를 들어, 비-GMO 인버타아제와 같은 "비-GMO" 효소는 유전적으로 변형된 유기체로부터 단리되지 않은 효소이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "화학 첨가제 및 보존제가 없는" 배지 또는 다른 물질은 화학 첨가제 및/또는 보존제를 이용하여 생산되거나 가공처리되지 않은 배지 또는 물질 또는 화학 첨가제 또는 보존제가 이의 제조, 성장, 안정화, 단리 또는 추출을 위해 첨가되지 않은 배지 또는 물질을 포함한다. 이러한 배지는 예들 들어, 비-GMO 인버타아제 또는 비-GMO 인버타아제로 가수분해된 당을 포함할 수 있다.
추가 설명적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 조류 세포 배양물, 조류 바이오매스, 지질 화합물 또는 조성물은 인증된 유기농일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "인증된 유기농"은 라벨 또는 인증을 발행하도록 관할권에서 권한을 갖는 임의의 정부 또는 정부-승인된 기관 또는 단체에 의한 유기농으로서 산물 또는 물질의 인증서 또는 라벨링을 나타낸다. 비-제한 예시는 산물 또는 물질이 "유기성"인, "95% 유기성" 또는 "100% 유기성"인 것을 인증하는 미국 농무부의 권한 하에 발행된 인증서이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "비유기농"은 인증된 유기농인 아닌 임의의 물질 또는 산물을 나타낸다.
상기 언급된 구체예의 배지는 해당 분야에 공지된 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어, 임의의 주스는 배지를 제조하는 데에 이용될 수 있다. 과일 및 야채 주스는 각종 다른 당, 비타민, 식물영양소, 색소, 식물 호르몬, 아미노산 및 미네랄을 함유한다. 따라서 과일 및 야채 주스는 합성 조류 배양 배지에서 일반적으로 발견되는 모든 구성 성분을 함유한다.
한 가지 예시적인 구체예에서, 토마토 주스가 이용된다. 토마토 주스는 조류 및 관련된 화합물, 조성물 및 산물의 경제적이고 대규모 생산을 위해 적합한데 그 이유는 토마토 주스가 상대적으로 저렴하기 때문이다. 토마토 주스의 이들 특징은 이 주스가 화학성분이 없는 미세-조류 재배를 위한 예시적인 선택이 되게끔 한다. 또 다른 예시적인 구체예에서, 인증된 유기농 토마토 주스는 배지를 제조하는 데에 이용될 수 있다. 결과적 조류 바이오매스는 NOP (유기농) 기준을 충족시킬 것이다.
또 다른 예시적인 구체예에서, 자연적으로 발효된 사탕무 주스는 배지를 제조하는 데에 이용될 수 있다.
본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 예를 들어, 하나 이상의 과일 또는 야채의 즙을 냄으로써 제조될 수 있다. 결과적 주스는 해당 분야에 잘 공지된 기술에 따라 멸균되고, 상기 기술은 Rupasinghe and Yu (2012)에서 설명되고, 상기 문헌은 이의 전체로 참조로서 본 명세서에 편입된다.
본 명세서에서 정의되는 바와 같은, "멸균", "멸균된" 또는 "멸균한"은 생균수를 성장에 대해 조류와 경쟁할 수 없는 수준까지 감소시키거나 제거하는 과정을 나타낸다. 비제한 예시는 저온 살균, 높은 정수압, 증기 멸균 및 펄스 전기장, 그리고 해당 분야에 공지되고 Rupasinghe and Yu (2012)에서 설명된 다른 기술을 포함한다.
여러 가지 예시적인 구체예에서, 본 명세서에서의 구체예들 중 어느 하나의 주스는 약 50℃, 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃, 약 80℃, 약 85℃, 약 90℃, 약 95℃ 및 약 100℃로 구성된 군에서 선택된 온도에서 저온 살균되었다.
한 가지 예시적인 구체예에서, 저온 살균된 주스는 배지 제형에서 직접적으로 이용될 수 있다. 또 다른 예시적인 구체예에서, 주스는 예를 들어, 박테리아 또는 효모를 생산하는 젖산을 이용하여 자연적으로 전-발효될 수 있고, 이후 생균수를 감소시키기 위해 저온 살균될 수 있다. 효모 또는 박테리아가 주스에 첨가되고 발효를 시작하기 위해 용기 내로 밀봉된다. 주스의 발효는 바람직하지 않은 또는 독성의 부산물 및 부패물을 회피하도록 엄중히 조절된다. 최종 산물의 질은 발효 배지에서 이용된 과일의 특정한 조성물에 의해 그리고 주스를 발효시키기 위해 선별된 효모 또는 박테리아 균주의 특징에 의해 결정된다. 한 가지 예시적인 구체예에서, 발효는 외인적으로 첨가된 다른 성장 인자, 비료, 화학 시약 또는 영양분 없이 최소한으로 가공처리된 주스에서 수행된다. 또 다른 예시적인 구체예에서, 배지는 조류 성장을 촉진시키기 위하여 멸균된 당 및/또는 멸균된 염 공급원으로 보충된다.
산소 공급원이 또한 배지에 첨가된다. 한 가지 예시적인 구체예에서, 배지는 오존화된 담수 또는 UV 멸균된 해수와 혼합될 수 있다. 오존화 및 UV 멸균은 해당 분야에 잘 공지된 기술에 따라 수행될 수 있고, 상기 기술은 예를 들어 Kelley (1961) and Restaino et al. (1995)에서 개시되고, 상기 문헌은 이의 전체로 참조로서 본 명세서에 편입된다.
배지의 멸균은 해당 분야에 공지된 기술에 의해 성취될 수 있다. 한 가지 설명적인 구체예에서, 배지의 개별적인 성분, 가령 주스, 당 및 염 공급원은 우선, 해당 분야에 공지되고 Rupasinghe and Yu (2012)에서 설명된 멸균 기술들 중 하나 이상에 따라 개별적으로 멸균될 수 있고, 이후 멸균 배지를 만들기 위해 멸균 조건 하에 조합될 수 있다. 또 다른 설명적인 구체예에서, 배지의 개별적인 비-멸균 성분, 가령 주스, 당 및 염 공급원은 우선, 조합될 수 있고 그리고 결과적 배지가 이후, 해당 분야에 공지되고 Rupasinghe and Yu (2012)에서 설명된 기술들 중 하나 이상에 따라 멸균될 수 있다.
이 기본 주스 배지는 이후, 조류를 배양하는 데에 이용될 수 있다. 조류는 해당 분야에 잘 공지된 기술에 따라 배양될 수 있다. 한 가지 예시적인 구체예에서, 조류는 바이오매스 또는 세포 배양물을 얻기 위해 멸균 발효 용기에서 배양된다. 발효 동안에, 조류 배양물은 미토콘드리아 호흡을 촉진시키기 위해 공기로 포화된다.
이후 결과적 조류 세포 배양물 또는 조류 바이오매스는 해당 분야에 잘 공지된 기술에 따라 수확되고 보존될 수 있다 (예를 들어, Shelef et al. (1984)를 참고하고, 이는 이의 전체로 본 명세서에 편입됨).
또 다른 예시적인 구체예에서, 결과적 조류는 지질 조성물 및 화합물을 수확하는 데에 이용될 수 있다. 이러한 화합물 및 조성물이 조류로부터 추출될 수 있는 방법은 해당 분야에 잘 공지된다. 몇몇 설명적인 구체예에서, 방법은 습식 조류 바이오매스 (10% 초과의 수분을 가진 조류 페이스트(algal paste) 또는 배양물) 또는 건식 조류 바이오매스 (10% 미만의 수분을 가진 조류 페이스트 또는 배양물)로부터 지질 화합물 및 조성물을 제거하는 데에 이용된다. 비-제한 방법은 기계적, 화학적, 초임계적 또는 생리학적일 수 있다.
한 가지 예시적인 구체예에서, 화학 용매는 지질 화합물 및 조성물을 추출하는 데에 이용될 수 있다. 화학 용매는 저렴하고, 휘발성 (추후 제거 준비를 위함)이고, 독성 또는 반응 불순물이 없고 (지질과의 반응을 회피하기 위함), 물과 2-상계를 형성할 수 있고 (비-지질을 제거하기 위함), 그리고 바람직하지 않은 성분 (가령 단백지질 단백질 및 소분자)의 불량한 추출 장치일 수 있다. 이러한 용매는 지질을 분해시키는 것 없이 지질과 다른 비-지질 세포 성분 사이의 연결을 파괴시킴으로써 지질 화합물 추출을 촉진시킨다. 한 가지 예시적인 구체예에서, 지질 화합물 및 조성물은 유기 용매로 조류 세포를 반복적으로 세척함으로써 조류 바이오매스로부터 분리될 수 있다. 비-지질 유기 용매는 헥산, 에탄올 또는 메탄올을 포함한다.
추가 예시적인 구체예에서, 지질 화합물 및 조성물은 초임계 유체 추출에 의해 조류로부터 추출될 수 있고, 상기 추출은 지질 화합물을 추출하기 위해 용매로서 초임계 유체를 이용하는 것을 포함한다. 초임계 추출을 위해 이용되는 용매의 비-제한 예시는 이산화탄소이고, 이는 중도 임계 온도 및 압력 (31.3℃, 72.9 atm.)을 갖는다. 이의 임계 온도 및 압력 이상으로 올라갈 때, C02는 기체의 수송 특성은 유지하면서 지질의 용매화 특성을 획득할 수 있다. 지질 화합물은 초임계 유체 내로 추출된다. 초유체를 대기압으로 되돌리는 것은 용매가 이의 증기 형태를 취하도록 하고, 따라서 지질 화합물에 잔기가 남아 있지 않는다. 초임계 유체/C02 추출에서, C02는 압력 하에 액화되고 액체와 기체 두 가지 특성을 모두 가진 시점까지 가열된다. 이 액화 기체는 이후 오일을 추출하는 데에서 용매로서 작용한다. 이 과정은 오일 또는 이의 성분 (더 가벼운 외형), 용매가 없는 오일 및 몇 가지 성분이 선별적으로 강화된 오일의 더 적은 열 열화(thermal degradation)를 비롯하여, 용매 추출보다 좋은 이점을 가질 수 있다. 초임계 유체 추출은 거의 100%의 지질을 추출할 수 있다. 초임계 추출은 종래의 용매 추출과 비교하여 비싼 공정이다. 산물이 고가치이고 낮은 부피라면, 초임계 추출은 정당화될 수 있다. 초임계 C02 방법은 조류 바이오매스를 오일 형태로 추출하기 위해 합성 화학물질을 활용하지 않는 이점을 또한 갖는다. 결과적 지질은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 주스 기반 배지가 이의 생산을 위해 이용될 때, 화학 첨가제가 없는 것으로 간주될 수 있다.
또 다른 예시적인 구체예에서, 지질 화합물 및 조성물은 기계적 오일 추출에 의해 추출될 수 있고, 상기 추출은 지질 화합물 및 조성물을 방출하도록 조류 막을 생리학적으로 붕괴시키는 것을 포함한다. 기계적 오일 추출의 비-제한 예시는 압착, 분쇄, 균질화 및 초음파-보조 추출 (공동현상(cavitation))을 포함한다.
또 다른 예시적인 구체예에서, 지질 화합물 및 조성물은 생리학적 오일 추출에 의해 추출될 수 있고, 상기 추출은 조류 세포의 생리학적 통합을 방해하는 것을 포함한다. 비-제한 예시는 세포 막의 효소 분해 및 삼투압 충격, 지질 화합물을 방출하도록 세포 벽 막을 파괴하는 방법을 포함한다. 삼투압 충격은 세포 벽 용해를 유도하기 위해 배양 배지의 삼투압을 빠르게 낮추는 것을 포함한다.
또 다른 설명적인 구체예에서, 추출은 초음파-보조 추출을 이용하여 수행될 수 있다. 초음파 추출은 추출 과정을 매우 가속화시킬 수 있다. 초음파 반응기를 이용하여 초음파는 용매 물질에서 공동현상 기포를 형성하는 데에 이용된다. 이들 기포가 세포 벽 가까이에서 붕괴될 때, 이들 세포 벽이 부셔지고 그들의 함유물을 방출하도록 야기하는 충격파와 액체 분사(liquid jet)를 형성한다. 음화학은 에너지를 가진 분자를 유도하기 위해 가장 효율적인 공정들 중 하나이다. 음화학은 음향 공동현상을 형성하기 위해 초음파 방사를 이용한다: 액체내 기포의 형성, 성장, 그리고 내파 붕괴. 음향 공동현상은 5000K 및 1000 atm의 국부적 조건을 유발한다. 공동현상 과정 동안에, 가열 및 냉각률은 10e9 K/Hz를 초과하고 여기서 400 km/hr의 액체 분사 흐름이 발생한다.
기계적인 붕괴, 용매 추출 및 초임계 유체에 의한 추출은 조류 바이오매스가 우선, 가공처리에 앞서 낮은 수분 백분율, <10%까지 건조되는 것을 필요로 한다. 효소성 세포 붕괴 및 삼투성 세포 붕괴와 같은 다른 방법은 사전-건조 단계에서 요구되지 않을 수 있다.
한 가지 예시적인 구체예에서, 조류 바이오매스는 동결 건조되고, 그 다음 지질 화합물 및 조성물의 용매 추출된다. 동결 과정은 물질을 얼리는 것으로 구성된다. 실험실에서, 이것은 종종, 동결-건조 플라스크에 물질을 넣고 그리고 기계 냉동, 드라이 아이스 및 메탄올, 또는 액체 질소에 의해 냉각되는, 쉘 프리저(shell freezer)라고 불리는 욕조에서 플라스크를 회전시킴으로써 이루어진다. 대규모에서, 동결은 주로 상업 동결-건조기를 이용하여 이루어진다. 이 단계에서, 물질을 물질의 고체와 액체상이 공존할 수 있는 가장 낮은 온도인, 이의 공융점 아래에서 냉각시키는 것이 중요하다. 이것은 다음 단계에서 녹는 것보다는 승화가 일어날 것이라는 점을 보장한다. 더 큰 결정체는 동결 건조되기 더 쉽다. 더 큰 결정체를 생산하기 위하여 산물은 더 천천히 동결되어야 하고 또는 온도가 올라가고 내려가는 것으로 순환될 수 있다. 이 순환 과정은 가열 냉각(annealing)이라고 불린다. 하지만, 이전의 생세포를 가진 물체, 또는 음식의 경우에, 대형 얼음 결정체는 세포벽을 파괴할 것이다. Clarence Birdseye에 의해 발견된 바와 같이, 음식이 -40℃ 또는 -45℃ 이하에서 동결될 때, 더욱 맛이 좋다. 주로, 동결 온도는 -50℃ 내지 -80℃이다. 이후, 동결-건조된 조류는 존재하는 지질을 완전하게 분별하기 위해 더욱 극성 용매로 점진적으로 처리된다.
또 다른 구체예에서, 준임계수(subcritical water) 추출은 추출 과정 동안 PUFA를 안정화하기 위해 과일 주스 용매와 함께 이용될 수 있다.
실시예 1
주스의 질소 함량
-PANOPA, K-Large 그리고 K-Glut 생화학 키트 (Megazyme, Ireland)를 이용하여 일차 아미노 질소 (L-아르기닌 및 글루탐산을 포함), 요소 및 암모니아를 비롯한 전체 생체이용 질소를 측정하였다. 5가지 주스를 검사하였다: 발효되고, 인증된 유기농 사탕무 주스, 토마토 주스, 인증된 유기농 당근 주스, 인증된 유기농 사과 주스, 및 코코넛 물. 각각의 주스를 저온 살균하고, 10% 농도 (vol/vol)까지 희석시키고 그러고 나서 검사하였다. 보고된 값은 100% 주스에 대하여 조정한다.
검사된 저온 살균된 주스는 각기 다른 질소 프로필을 함유한다. 사탕무 주스, 토마토 주스 및 당근 주스는 가장 높은 전체 생체이용 질소를 갖는다. 사과 주스 및 코코넛 물은 가장 낮은 생체이용 질소를 갖는다.
실시예 2
pH 조정 없이 해수를 함유한 주스 배지에서 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM )의 성장
pH를 조정하지 않은 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)을 번식시켰다. 다음 각각의 주스 농도를 갖는, 총 열다섯 개 (15) 배지 (조류를 접종하고 배양하는 데에 이용)를 제조하였다: (1) 10% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (2) 25% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (3) 50% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (4) 10% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (5) 25% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (6) 50% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (7) 10% 농도의 토마토 주스; (8) 25% 농도의 토마토 주스; (9) 50% 농도의 토마토 주스; (10) 10% 농도의 코코넛 물; (11) 25% 농도의 코코넛 물; (12) 50% 농도의 코코넛 물; (13) 10% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; (14) 25% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; 및 (15) 50% 농도의 인증된 유기농 당근 주스. 각각의 배지는 추가적으로 12.7 ppt의 염도를 갖는 해수를 함유하였다. 배지를 저온 살균으로 멸균하였다.
결과는 도 1에서 제시된다. 주스의 pH를 조정하지 않았을 때, 각각, 토마토, 사탕무 및 당근 주스를 함유한 배지는 각각, 사과 및 코코넛 물을 함유한 배지와 비교할 때 더 큰 바이오매스를 산출하였다. 추가로, 토마토 주스 기반 배지에서 성장한 조류는 22시간 후 최대 밀도에 도달하였고, 반면에 코코넛 물 기반 배지에서 성장한 조류는 최대 밀도에 도달하기 위해 대부분의 시간, 137시간이 소요되었다.
실시예 3
pH 6.8까지 조정하고 해수를 함유한 주스 배지에서 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM )의 성장
pH 6.8까지 조정한 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)을 번식시켰다. 다음 각각의 주스 농도를 갖는, 총 열다섯 개 (15) 배지 (조류를 접종하고 배양하는 데에 이용)를 제조하였다: (1) 10% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (2) 25% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (3) 50% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (4) 10% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (5) 25% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (6) 50% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (7) 10% 농도의 토마토 주스; (8) 25% 농도의 토마토 주스; (9) 50% 농도의 토마토 주스; (10) 10% 농도의 코코넛 물; (11) 25% 농도의 코코넛 물; (12) 50% 농도의 코코넛 물; (13) 10% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; (14) 25% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; 및 (15) 50% 농도의 인증된 유기농 당근 주스. 각각의 배지는 추가적으로 12.7 ppt의 염도를 얻기 위해 충분한, 해수를 함유하였다. 배지를 저온 살균으로 멸균하였다.
[표 3]
결과는 도 2에서 제시된다. pH 6.8에서, 각각, 50% 농도의 토마토 주스 및 25% 농도의 사탕무 주스를 함유한 배지는 가장 높은 조류 바이오매스를 산출하였다. 세포 성장률은 토마토 주스 기반 배지에서 가장 빨랐다: 최대 밀도에 도달하는 데에 22시간이 걸렸다. 토마토 주스는 더 빠른 성장률에 기여할 수 있는, 가장 높은 함량의 천연 글루탐산을 함유하였다. 코코넛 물 및 사과 주스 기반 배지는 가장 낮은 바이오매스를 산출하였다. pH는 글루탐산의 해리율에 영향을 줄 수 있고, 따라서 질소의 생체이용률에 영향을 주는데, 특히 글루탐산의 형태로 있을 때 영향을 주는 것으로 보고된다 (Ault, A. (2004) "The monosodium glutamate story: The commercial production of MSG and other animo acids" Journal of Chemical Education). 각각의 배지 제형, 특히 더 높은 농도의 글루탐산을 가진 것들, 가령 토마토 및 사탕무 주스 기반 배지에 있어 바이오매스가 증가되도록 더 높은 pH에서, 더 많은 글루탐산이 생체이용가능하다.
실시예 4
덱스트로오스로 보충된 주스 배지에서 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM )의 성장
덱스트로오스로 보충된 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. LIMACINUM)을 번식시켰다. 다음 각각의 주스 농도를 갖는, 총 열다섯 개 (15) 배지 (조류를 접종하고 배양하는 데에 이용)를 제조하였다: (1) 25% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (2) 50% 농도의 토마토 주스; (3) 50% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; (4) 50% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; 및 (5) 50% 농도의 코코넛 물. 각각의 배지를 6%의 농도까지 덱스트로오스로 보충하였다. 배지를 저온 살균으로 멸균하였다.
결과는 도 3에서 제시된다. 토마토, 사탕무 및 당근 주스를 각각, 50%, 25% 및 50% 농도로 함유한 배지에서 성장한 에이. 리마시눔(A. limacinum) 세포는 가장 높은 바이오매스, 각각 9.0 E+07, 9.83 E+07 및 6.88 E+07을 산출하였다. 대조적으로, 각각, 코코넛 물 및 사과 주스를 함유한 배지에서 성장한 조류 세포는 가장 낮은 바이오매스, 각각, 4.23 E+07 및 4.28 E+06을 산출하였다. 덱스트로오스로 보충된 50% 토마토 주스를 함유한 배지에서 성장한 에이. 리마시눔(A. limacinum)은 50시간의 성장 후, 가장 빨리 최대 밀도에 도달하였다.
실시예 5
주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM ) 배양물로부터의 DHA 수득률
여러 가지 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)을 성장시켰다. 다음 각각의 주스 농도를 갖는, 총 열다섯 개 (15) 배지 (조류를 접종하고 배양하는 데에 이용)를 제조하였다: (1) 10% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (2) 25% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (3) 50% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (4) 10% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (5) 25% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (6) 50% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (7) 10% 농도의 토마토 주스; (8) 25% 농도의 토마토 주스; (9) 50% 농도의 토마토 주스; (10) 10% 농도의 코코넛 물; (11) 25% 농도의 코코넛 물; (12) 50% 농도의 코코넛 물; (13) 10% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; (14) 25% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; 및 (15) 50% 농도의 인증된 유기농 당근 주스. 각각의 배지는 추가적으로 12.7 ppt의 염도를 갖는 해수를 함유하였고 그리고 6%의 농도의 인증된 유기농 덱스트로오스로 보충되었다. 배지를 저온 살균으로 멸균하였다.
조류 세포를 진공 여과로 건조시켰고 그리고 샘플을 원위치로 에스테르교환반응시켰다. 내부 및 외부 기준과 비교하여 기체 크로마토그래피로 DHA를 정량화하였다.
결과는 도 4에서 제시된다. 배지 ml 당 DHA 수득률은 각각, 5.0 mg DHA/L 주스 배지 및 4.4 mg DHA/L 주스 배지인, 50% 농도 토마토 주스 및 50% 농도 사탕무 주스를 함유한 인증된 유기농 덱스트로오스 보충 배지의 경우 가장 높았다.
실시예 6
주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM ) 배양물로부터의 EPA 수득률
여러 가지 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)을 성장시켰다. 다음 각각의 주스 농도를 갖는, 총 열다섯 개 (15) 배지 (조류를 접종하고 배양하는 데에 이용)를 제조하였다: (1) 10% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (2) 25% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (3) 50% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (4) 10% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (5) 25% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (6) 50% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (7) 10% 농도의 토마토 주스; (8) 25% 농도의 토마토 주스; (9) 50% 농도의 토마토 주스; (10) 10% 농도의 코코넛 물; (11) 25% 농도의 코코넛 물; (12) 50% 농도의 코코넛 물; (13) 10% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; (14) 25% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; 및 (15) 50% 농도의 인증된 유기농 당근 주스. 각각의 배지는 추가적으로 12.7 ppt의 염도를 갖는 해수를 함유하였고 그리고 6%의 농도의 인증된 유기농 덱스트로오스로 보충되었다. 배지를 저온 살균으로 멸균하였다.
조류 세포를 진공 여과로 건조시켰고 그리고 샘플을 원위치로 에스테르교환반응시켰다. 내부 및 외부 기준과 비교하여 기체 크로마토그래피로 EPA를 정량화하였다.
[표 5]
결과는 도 5에서 제시된다. 배지 ml 당 EPA 수득률은 각각, 50% 농도 토마토 주스 및 50% 농도 사탕무 주스를 함유한 인증된 유기농 덱스트로오스 보충 배지의 경우 가장 높았다.
실시예 7
주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM ) 배양물로부터의 DPA 수득률
여러 가지 주스 배지에서 에이. 리마시눔(A. limacinum)을 성장시켰다. 다음 각각의 주스 농도를 갖는, 총 열다섯 개 (15) 배지 (조류를 접종하고 배양하는 데에 이용)를 제조하였다: (1) 10% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (2) 25% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (3) 50% 농도의 인증된 유기농 사탕무 주스; (4) 10% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (5) 25% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (6) 50% 농도의 인증된 유기농 사과 주스; (7) 10% 농도의 토마토 주스; (8) 25% 농도의 토마토 주스; (9) 50% 농도의 토마토 주스; (10) 10% 농도의 코코넛 물; (11) 25% 농도의 코코넛 물; (12) 50% 농도의 코코넛 물; (13) 10% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; (14) 25% 농도의 인증된 유기농 당근 주스; 및 (15) 50% 농도의 인증된 유기농 당근 주스. 각각의 배지는 추가적으로 12.7 ppt의 염도를 갖는 해수를 함유하였고 그리고 6%의 농도의 인증된 유기농 덱스트로오스로 보충되었다. 배지를 저온 살균으로 멸균하였다.
조류 세포를 진공 여과로 건조시켰고 그리고 샘플을 원위치로 에스테르교환반응시켰다. 내부 및 외부 기준과 비교하여 기체 크로마토그래피로 DPA를 정량화하였다.
결과는 도 6에서 제시된다. 배지 ml 당 DPA 수득률은 각각, 50% 농도 토마토 주스 및 50% 농도 사탕무 주스를 함유한 인증된 유기농 덱스트로오스 보충 배지의 경우 가장 높았다.
실시예 8
사탕무 주스 배지에서 난노클로로프시스 오쿨라타( NANNOCHLOROPSIS OCULATA )의 성장
사탕무 주스 배지에서 엔. 오쿨라타(N. oculata)를 번식시켰다. 1 x 106개의 엔. 오쿨라타(N. oculata) 세포를 다음 배지 각각에 접종하고 배양하였다: (1) F/2 배지 (표준 합성 상용 배지); (2) 천연 발효 사탕무 주스 (7.6까지 조정된 pH; 해수로 25 ppt까지 조정된 염도); (3) 30 mM 덱스트로오스로 보충된 천연 발효 사탕무 주스 (7.6까지 조정된 pH; 해수로 25 ppt까지 조정된 염도); 그리고; (4) 30 mM 에탄올로 보충된 천연 발효 사탕무 주스 (7.6까지 조정된 pH; 해수로 25 ppt까지 조정된 염도). 사탕무 주스 배지를 저온 살균으로 멸균하였다. 세포를 5일 동안 160 rpm로 진탕하면서 22℃에서 인큐베이션하였다.
결과는 도 7에서 제시된다. 사탕무 주스 배지에서 성장한 엔. 오쿨라타(N. oculata)는 상용 F/2 배지에서 성장한 엔. 오쿨라타(N. oculata)와 비교하여 더 높은 바이오매스를 산출하였다.
실시예 9
사탕무 당밀 배지에서 에스. 리마시눔( S. LIMACINUM )의 성장
사탕무 당밀 배지에서 에스. 리마시눔(S. Limacinum)을 번식시켰다. 1 x lO6개의 에스. 리마시눔(S. Limacinum)을 다음 배지 각각에 접종하고 배양하였다: (1) 6% 덱스트로오스로 보충된 발효 사탕무 주스 ("BJ"); (2) 6% 덱스트로오스로 보충된, 유기농 인증된 8.4% 사탕무 당밀 ("BM"); 및 (3) 효소 인버타아제로 가수분해된, 유기농 인증된 8.4% 사탕무 당밀 ("BM-H"). 배지를 저온 살균 또는 여과로 멸균하였다. 사탕무 주스 및 사탕무 당밀 제형을 조정하여 동일한 질소 함량을 보장하였다. 세포를 5일 동안 200 rpm로 진탕하면서 22℃에서 인큐베이션하였다.
결과는 도 8에서 제시된다. 유기농 인증된 사탕무 당밀 배지는 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 지원할 수 있다. 모든 사탕무 배지는 충분한 질소를 함유하여 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 지원한다; 하지만 6% 덱스트로오스로 보충된 사탕무 당밀 배지 (BM)에서의 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장은 부분적으로 저해되었다. 사탕무 당밀이 이미 고당도이기 때문에, 추가적인 당은 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 저해한다. 에스. 리마시눔(S. limacinum)은 사탕무 당밀의 주요 성분인, 수크로오스를 활용하지 못한다; 따라서, 사탕무 당밀내 수크로오스가 프룩토오스 및 글루코오스로 전환될 수 있도록 수크로오스의 가수분해를 조사하였다. 프룩토오스 및 글루코오스는 에스. 리마시눔(S. limacinum) 대사를 위한 생체이용 형태의 당이다. 이 경우에, 가수분해된 사탕무 당밀 배지 (BM-H)는 덱스트로오스 보충을 요구하지 않을 것이다. 가수분해된 사탕무 당밀 배지 (BM-H)는6% 덱스트로오스로 보충된 천연 발효 사탕무 주스 배지 (BJ)와 비교하여 유사한 수준까지 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 지원하였다. 사탕무 주스도 또한 수크로오스를 함유하기 때문에, 이 또한 선택적으로 가수분해되어 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 지원할 수 있다.
실시예 10
덱스트로오스 및 프룩토오스를 산출하기 위해 사탕무 주스 및 사탕무 당밀의 가수분해
각각, 10% 사탕무 당밀, 20% 사탕무 당밀 및 100% 사탕무 주스 (저온 살균됨 (95℃); pH 3.7)를 함유한 용액을 식품 등급 유기산을 이용하여 pH를 4.5까지 조정하고 멸균 조건 하에 빵 효모 (Sigma-Chemical Co.)로부터의 인버타아제로 처리하였다. 효소 처리 전후에 각각의 제형에서 수크로오스, 프룩토오스 및 글루코오스 농도를 결정하기 위해 용액을 분석하는 데에 K-SUFRG 키트 (Megazyme, Ireland)를 이용하였다. 샘플에 글루코오스, 프룩토오스 및 수크로오스 표준을 섞었다. 용액을 24시간 동안 55℃에서 인큐베이션하였다. 결과는 표 8에서 제시된다.
10% 사탕무 당밀 용액, 20% 사탕무 당밀 용액 및 100% 사탕무 주스에서 가수분해의 효율은 각각, 77%, 78% 및 87%로 밝혀졌다.
실시예 11
사탕무 당밀 배지에서 성장한 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM ) 배양물로부터의 DHA 수득률
사탕무 당밀 배지에서 에스. 리마시눔(S. Limacinum)을 번식시켰다. 1 x 106개의 에스. 리마시눔(S. Limacinum) 세포를 다음 배지 각각에 접종하고 배양하였다: (1) 상용 기본 배지 (3% 덱스트로오스, 1% 효모 추출물 및 해수); (2) 6% 덱스트로오스로 보충된 발효 사탕무 주스; (3) 6% 덱스트로오스로 보충된 8.4% 사탕무 당밀; 및 (4) 효소 인버타아제로 가수분해된 8.4% 사탕무 당밀. 배지를 저온 살균 또는 여과로 멸균하였다. 사탕무 주스 및 사탕무 당밀 제형을 조정하여 동일한 질소 함량을 보장하였다. 세포를 5일 동안 200 rpm로 진탕하면서 22℃에서 인큐베이션하였다. 120시간의 성장 후 각각의 배지에서 동일한 수의 세포 (2 x 108개의 세포)를 함유한 다량의 배양물을 수확하였다. 배양 샘플을 동결-건조시켰고 그리고 표준 방법을 이용하여 기체 크로마토그래피로 DHA 함량을 결정하였다.
결과는 표 9에서 제시된다.
인버타아제로 가수분해된 당밀 배지는 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 지원할 수 있고 그리고 상용 기본 배지와 비교하여 배지 ml 당 더 높은 DHA를 산출할 수 있다.
실시예 12
덱스트로오스 및 효모 추출물로 보충된 사탕무 주스 배지에서 성장한 에이. 리마시눔( A. LIMACINUM ) 배양물로부터의 DHA 수득률
저온 살균된 사탕무 주스 배지에서 에스. 리마시눔(S. limacinum) 바이오매스 및 DHA 생산에 미치는 다수의 변수의 영향을 평가하기 위해 통계학적 실험 설계를 이용하였다. 이 연구에서 효모 추출물 (비타민 공급원) 및 당 (오메가-3 지방산 생산을 위해 요구됨)을 첨가하는 복합 영향을 평가하였다. DHA 및 에스. 리마시눔(S. limacinum) 바이오매스 생산에 미치는 그들의 복합 영향에 대한 이들 두 가지 변수를 검사하기 위하여, 2-인자, 3-수준 부분 요인 설계(fractional factorial design)를 시행하였다. 2-수준 요인 설계는 변수의 수가 증가하면서, 실용화하기에는 너무 커지기 때문에 부분 설계를 선택하였다. 실험 오차를 추정하기 위하여, 인자가 그들의 중간점에서 설정된 4개의 중심점을 포함시켰다.
이 설계 (표 12)는 상용 소프트웨어, Design Expert Modde 9.0 (Stat-Ease Inc.; Minneapolis, MN)을 이용하여 RSM의 원리로 만들었다. 이 설계를 지원하기 위하여, 3가지 효모 추출물 농도, 0.1%, 0.55% 및 1% (Factor1, X1)를 평가하였다. 추가로, 3 가지 당 농도, 2%, 4% 및 6% 덱스트로오스 (Factor2, X2)도 평가하였다. 모니터링되는 반응은 바이오매스 (CFU/mL, Y1) 및 DHA 함량 (mg DHA/2 x 108개의 세포, Y2)이었다. 실험 값 (Y1, Y2)에 기반하여, 모형 계수(model coefficient)를 추정하였고, 이로부터 파레토 차트를 이용하여, 변수의 효과 또는 각각의 반응에 미치는 변수의 영향의 정도를 추정하였다. 세 가지 모형에 대한 적합성 결여(lack of fit)를 또한 통계학적으로 결정하였다.
DHA 함량 (mg DHA/2 x 108개의 세포, Y2)을 세포 성장 48, 72 및 96시간에 모니터링하였다 (표 11). 96시간 시점에 얻은 값은 DHA 생산에 있어 가장 유의적인 것으로 밝혀졌다. 그러므로 응답 곡면법(response surface methodology)을 이용하여 96시간에 얻은 실험 데이터를 추가로 평가하였다. ANOVA 분석에 기반하여, 113.47의 모형 (DHA) F-값은 모형이 유의적이라는 것을 암시한다. 0.3184의 적합성 결여 값은 순수 오차에 비해 적합성 결여가 유의적이지 않았다는 점을 암시한다. 추가로 0.87의 "예측 결정 계수(Pred R-Squared)"는 0.98의 "조정된 결정 계수(Adj R-Squared)"와 합리적으로 일치하였다. ANOVA 분석에 기반하여, 모형에서 각각의 개별적인 용어에 대한 확률치를 얻었고, 그리고 결과로서 덱스트로오스 농도 (Prob>F, <0.0001) 및 효모 추출물 농도 (Prob>F, 0.0027)를 비롯한 두 가지 인자 모두 유의적으로 세포의 DHA 함량에 영향을 주었다는 점이 관찰되었다. 파레토-스타일│효과│플롯 (도 9)은 가장 큰 값에서부터 가장 작은 값까지, 이들 순서화된 추정치의 도해적 표현을 나타낸다. 도 9가 보여주는 바와 같이, DHA 함량은 효모 추출물 및 덱스트로오스 첨가에 의해 긍정적인 영향을 받는다. 가장 유의적인 요소는 효모 추출물 농도의 12.85% 기여와는 대조적으로 84.01% 기여하는 덱스트로오스 농도이다.
이것은 예측가능한데, 그 이유는 덱스트로오스 탄소 사슬이 DHA 생산을 위한 기초 단위(building block)로서 요구될 가능성이 있기 때문이다.
세포가 96시간에 매우 늦은 정체기에 있기 때문에, 72시간 측정점(data point)이 바이오매스에 미치는 두 가지 요소의 영향을 평가하는 데에 더욱 관련이 있었다. 바이오매스 (CFU/mL, Y1) 데이터의 경우 적합된 모형에 대한 ANOVA 분석에 기반하여, 18.0의 모형 F-값은 모형이 유의적이라는 점을 암시한다. 0.7975의 적합성 결여 값은 또한, 순수 오차에 비해 적합성 결여가 유의적이지 않았다는 점을 암시한다. 0.85의 "예측 결정 계수"는 0.88의 "조정된 결정 계수"와 합리적으로 일치하였다. ANOVA 분석 및 파레토-스타일 차트에 기반하여, 바이오매스는 유의적으로, 덱스트로오스 농도에 의해 부정적인 영향을 받았다는 점이 관찰되었다 (43.72% 기여). 효모 추출물은 바이오매스에 미치는 유의적인 효과를 가지지 않았다 (2.47% 기여). 하지만 덱스트로오스 및 효모 추출물 농도의 상호작용은 바이오매스에 미치는 유의적으로 부정적인 효과를 보여주었다 (46.91% 기여). 이것은 예측가능한데, 그 이유는 고당도가 에스. 리마시눔(S. limacinum) 성장을 저해할 수 있다는 점이 보고되기 때문이다.
세포에 의해 합성된 DHA 및 바이오매스 사이의 상관관계를 또한 조사하였다. 0.85% 초과의 부적 상관(negative correlation)이 관찰되었다. 관찰된 결과를 요약하자면, 에스. 리마시눔(S. limacinum)에서 DHA 수득률을 유의적으로 증가시키기 위해 천연 사탕무 주스를 효모 추출물 및 덱스트로오스로 보충할 수 있다. 덱스트로오스 농도는 세포 당 DHA 함량에 미치는 가장 긍정적인 영향 그리고 검사된 농도에서의 세포 바이오매스에 미치는 부정적인 영향을 갖는다.
실시예 13
*사탕무 당밀 및 다른 주스의 질소 함량
K-PANOPA, K-Large 및 K-Glut 생화학 키트 (Megazyme, Ireland)를 이용하여 일차 아미노 질소 (L-아르기닌 및 글루탐산을 포함), 요소 및 암모니아를 비롯한 전체 생체이용 질소를 측정하였다. 사탕무 당밀을 검사하였다. 샘플을 10% 농도 (vol/vol)까지 희석시키고 그 다음 검사하였다. 보고된 값을 100% 주스에 대해 조정한다. 결과는 표 13에서 요약된다.
사탕무 당밀은 고농도의 전체 생체이용 질소, > 2990 mg 질소/L를 갖는다.
실시예 14
주스 기반 배지에서 성장하는 조류는 지방산 안정도를 개선시킨다
에스. 리마시눔(S. limacinum)을 토마토 주스 기반 배지 내로 접종하였다. 동일한 부피의 배양물을 원심분리하였고 그리고 배지를 옮겨 부었다. 결과적 조류 펠렛을 각각 개별적으로 사탕무 주스, 당근 주스, 블루베리 주스 또는 물에서 9:1의 비율로 현탁시켰다. ~0.8g 샘플을 분취량으로 분리시키고, 1.5 ml 튜브에 밀봉하고 그 다음 최대 6일 동안 60℃에서 가열하였다. FAME의 기체 크로마토그래피로 DHA 수준을 정량화하였다. 결과는 표 14에서 요약된다.
6일 후 여러 가지 주스에서 현탁된 조류 샘플에 함유된 DHA와 비교하여 물에서 현탁된 조류 샘플에 함유된 DHA가 더 큰 정도로 산화되었다는 점 (~73.3%의 시작 DHA 함량이 산화되었음)이 관찰되었다. 사탕무 주스는 가장 높은 보호 효과를 입증하였고 그리고 오로지 11.59%의 시작 DHA 분자가 6일 동안 60℃에서 인큐베이션 후 산화되었다. 주스는 항산화제 함량이 높고 이들 생-활성은 조류 샘플에서 DHA 안정도에 기여했을 수도 있다.
실시예 15
주스 기반 배지내 안정화 조류
에스. 리마시눔(S. limacinum)을 기본 배지 내로 접종하였다. 동일한 부피의 배양물을 원심분리하였고 그리고 배지를 옮겨 부었다. 결과적 조류 펠렛을 1:1의 비율로 물과 균질이 되게 하고 그리고 개별적으로 다음 혼합물에서 1:1의 비율로 현탁시켰다: (i) 당근 주스; (ii) 사탕무 주스; (iii) 사탕무 주스 + 녹차 추출물; (iv) 블루베리 주스; (v) 물; (vi) 물 + 6% 수크로오스 (빛 없음); 또는 (vii) 물 + 6% 수크로오스 + 녹차 추출물. 녹차 추출물을 항산화 폴리페놀 플라보노이드인 에피갈로카테킨 갈레이트 (EGCG) 공급원으로서 첨가하였다. 녹차 추출물을 섞은 물 및 사탕무 주스는 1000 ppm의 EGCG를 함유하였다. 9일의 기간 동안 매 3일 마다 DHA 함량의 결정을 위해 ~0.1 gr 샘플을 분취량으로 분리시키고, 1.5 mL 튜브에 밀봉하였다. 샘플을 60℃에서 유지하였다. 12일 기간에 걸쳐 매 3일 마다 혼합물의 항산화 활성의 결정을 위해 추가적인 ~1 gr을 분취량으로 분리시키고, 1.5 mL 튜브에 밀봉하였다. 샘플을 60℃에서 유지하였다. FAME의 기체 크로마토그래피로 DHA 수준을 정량화하는 한편, 라디칼 소거 활성이 백분율로 제시되는 DPPH (Sigma-Aldrich) 분석 방법으로 혼합물의 항산화제 함량을 결정하였다. 결과는 도 10 (a)-(b) 그리고 도 11 (a)-(b)에서 요약된다.
조류 페이스트가 본질적인 항산화 활성을 가지고 있음에도 불구하고, 천연 항산화제 함량이 높은 주스의 첨가 및/또는 천연 항산화제, 가령 녹차 추출물의 첨가는 가속화된 조건 하에서 DHA 안정도를 확장하였다. 10 (a)에서 설명되는 바와 같이 사탕무 주스, 사탕무 주스+녹차 추출물 및 블루베리 주스와의 조류 크림 혼합물의 항산화 활성은 12일의 기간에 걸쳐 가속화된 온도 조건 하에 약간의 감소를 경험하였다. 사탕무 주스, 사탕무 주스+녹차 추출물 및 블루베리 주스 혼합물의 항산화 활성에서 관찰된 백분율 감소는 겨우 각각, 12.6, 6.8 및 3.1%였다. 조류 크림 및 당근 주스의 혼합물에서 관찰된 백분율 감소는 다른 주스와 비교하여 더 높았고 (56.74%), 하지만 제9일에 도 11 (a)에서의 샘플의 DHA 함량을 고려해볼 때, 산화로 인한 유의적인 수준의 DHA 손실이 관찰되지 않았고, 이는 당근 주스에 남아있는 항산화제가 여전히 산화를 방지할 수 있었다는 점을 보여준다. 반면에, 조류 크림 및 물 또는 6% 수크로오스를 함유한 물이 함유된 대조 샘플은 산화로 인한 고수준의 DHA 손실을 입증하였다. 물과 대조 샘플에서 제9일에 도 11 (b)에서 설명된 바와 같은 DHA 수준으로 백분율 감소는 92.60%인 것으로 밝혀졌다. 이 효과는 조류 페이스트 단독에서의 천연 항산화제의 수준이 가속화 조건 하에 DHA를 안정화시킬 수 없었다는 사실 때문일 수 있고 그리고 또한 DHA의 안정도에 미치는 주스의 보호 효과를 강조하기도 한다. 도 10 (b)에서 제시된 바와 같이, 조류 크림 및 물 또는 수크로오스를 함유한 물을 함유한 대조 샘플의 항산화 활성은 77.07 및 75.83%만큼 감소하였다. 과일 주스는 조류 크림 배경에서 녹차 추출물 단독과 비교하여 우수한 항산화 활성을 보여준다 (74.9% 손실); 하지만 녹차 추출물 및 사탕무 주스 모두가 조류 크림에 첨가될 때, 혼합물의 항산화 활성은 12일에 걸쳐 더욱 안정한 것으로 증명되었다 (6.8% 손실).
실시예 16
조류 크림 및 과일 주스는 천연 항산화제를 함유한다
에스. 리마시눔(S. limacinum)을 기본 배지 내로 접종하였다. 동일한 부피의 배양물을 원심분리하였고 그리고 배지를 옮겨 부었다. 결과적 조류 펠렛을 1:1의 비율로 물과 균질이 되게 하고 그리고 개별적으로 다음 혼합물에서 1:1의 비율로 현탁시켰다: (i) 당근 주스; (ii) 사탕무 주스; (iii) 블루베리 주스; (iv) 물. 라디칼 소거 활성이 백분율로 제시되는 DPPH (Sigma-Aldrich) 분석 방법을 이용하여 항산화제 활성에 대해 ~1 gr 샘플을 검사하였다. 이들 결과는 표 15에서 요약된다.
조류 크림은 44.12% 라디칼 소거 활성을 입증하였고 주스의 첨가는 사탕무 주스에서 최대 95.62%까지 조류 크림 제형의 항산화제 활성을 증가시켰다.
블루베리 및 당근 주스는 각각, 93.60 및 54.54%까지 라디칼 소거 활성을 증가시켰다.
본 발명의 다양한 구체예가 본 명세서에서 개시되지만, 해당 분야의 통상의 기술자의 일반적인 공통 지식에 따라 본 발명의 범위 내에서 많은 응용 및 변형이 이루어질 수 있다. 실질적으로 동일한 방식으로 동일한 결과를 얻기 위하여 이러한 변형은 본 발명의 임의의 측면에 대한 공지된 등가물의 치환을 포함한다. 수 범위는 범위를 정의하는 수를 포함한다. 명세서에서, 품사 "포함하는"은 어구 "포함하지만, 이에 제한되지 않은"과 실질적으로 동일한, 개방형 용어로서 이용되고, 그리고 품사 "포함하다"는 상응하는 의미를 갖는다. 본 명세서에서 참고문헌의 인용은 이러한 참고문헌이 본 발명에 대한 사전 기술이라는 승인된 사항으로서 이해되어서는 안 된다. 본 발명은 실질적으로 상기 설명된 바와 같은 그리고 실시예 및 도면에 관하여 모든 구체예 및 변형을 포함한다.
참고문헌:
Restaino, L., Frampton, E.W., Hemphill, J.B. and Palnikar, R. (1995) "Efficacy of ozonated water against various food-related microorganisms" App. Environ. Microbiol. 61:3471 - 3475
Kelley, C.B. (1961) "Disinfection of sea water by ultraviolet radiation" American Journal of Public Health 51: 1670 - 1680
H.P. Vasantha Rupasinghe and Li Juan Yu (2012) "Emerging preservation methods for fruit juices and beverages, Food Additive, Prof. Yehia El-Samragy (Ed.), ISBN: 978-953-51-0067-6, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/food-additive/emerging-preservation-methods-3-for-fruit-juices-and-beverages
Shelef, G., Sukenik, A., Green, M, 1984. Microalgae Harvesting and Processing: A Literature Review. Subcontract Report, No.XK-3-03031-01. U.S. Department of Energy)

Claims (77)

  1. 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 생산하는 방법에 있어서,
    배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계를 포함하고
    여기서 배지는 하나 이상의 야채로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고;
    여기서 주스는 하나 이상의 야채로부터 추출된 수성 액체이고;
    여기서 배지는 멸균되고;
    여기서 질소는 천연 질소로 구성되고;
    여기서 천연 질소는 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원이고; 그리고
    여기서 배지는 하나 이상의 화학 첨가제 또는 보존제로 보충되지 않고, 여기서 화학 첨가제 또는 보존제는 암모늄, 니트레이트, 또는 EDTA인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 배지는 염 공급원으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 염 공급원은 해수(sea water)인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 해수는 10 ppt 내지 35 ppt의 범위에서 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 해수는 12.7 ppt의 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 배지는 당으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 당은 덱스트로오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소, 염 공급원 및 당으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 염 공급원으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 당으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 당은 프룩토오스 및 덱스트로오스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 당은 덱스트로오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제9항에 있어서, 염 공급원은 해수(sea water)인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 해수는 10 ppt 내지 35 ppt의 범위에서 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 해수는 12.7 ppt의 염도를 갖는 것을 특징을 하는 방법.
  17. 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 생산하는 방법에 있어서,
    배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 조류로부터 화합물 또는 조성물을 추출하는 단계를 포함하고,
    여기서 배지는 하나 이상의 야채로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고;
    여기서 주스는 하나 이상의 야채로부터 추출된 수성 액체이고;
    여기서 배지는 멸균되고;
    여기서 배지내 질소는 천연 질소로 구성되고;
    여기서 천연 질소는 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원이고; 그리고
    여기서 배지는 하나 이상의 화학 첨가제 또는 보존제로 보충되지 않고, 여기서 화학 첨가제 또는 보존제는 암모늄, 니트레이트, 또는 EDTA인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 배지는 염 공급원으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 염 공급원은 해수인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 해수는 10 ppt 내지 35 ppt의 범위에서 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 해수는 12.7 ppt의 염도를 갖는 것을 특징을 하는 방법.
  22. 제17항에 있어서, 배지는 당으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 당은 덱스트로오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제17항에 있어서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소, 염 공급원 및 당으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제17항에 있어서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 염 공급원으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제17항에 있어서, 배지는 주스, 산소 공급원, 질소 및 당으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제25항에 있어서, 당은 프룩토오스 및 덱스트로오스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 당은 덱스트로오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제25항에 있어서, 배지는 염 공급원으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 염 공급원은 해수인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 해수는 10 ppt 내지 35 ppt의 범위에서 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 해수는 12.7 ppt의 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제17항에 있어서, 화합물은 지방산인 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 지방산은 다가불포화 지방산인 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 다가불포화 지방산은 DHA, DPA, 피놀레닌산 및 EPA로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 다가불포화 지방산은 DHA인 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제36항에 있어서, 다가불포화 지방산은 EPA인 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제36항에 있어서, 다가불포화 지방산은 피놀레닌산인 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제17항에 있어서, 화합물은 카로테노이드 또는 지용성 비타민인 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 카로테노이드는 베타-카로텐인 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 인간 또는 동물을 위한 식품을 생산하는 방법에 있어서, 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계,
    여기서 배지는 하나 이상의 야채로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고;
    여기서 주스는 하나 이상의 야채로부터 추출된 수성 액체이고;
    여기서 배지는 멸균되고;
    여기서 배지내 질소는 천연 질소로 구성되고;
    여기서 천연 질소는 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원이고; 그리고
    여기서 배지는 하나 이상의 화학 첨가제 또는 보존제로 보충되지 않고, 여기서 화학 첨가제 또는 보존제는 암모늄, 니트레이트, 또는 EDTA이고; 그리고
    식품을 제조하는 단계.
  43. 제42항에 있어서, 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물로부터 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 추출하는 단계, 그리고 식품을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 청구항 제 43항에 있어서, 지질 화합물은 다가불포화 지방산인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 다가불포화 지방산은 DHA, DPA, EPA 및 피놀레닌산으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 다가불포화 지방산은 DHA인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제45항에 있어서, 다가불포화 지방산은 EPA인 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제45항에 있어서, 다가불포화 지방산은 피놀레닌산인 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제42항에 있어서, 배지는 염 공급원으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 염 공급원은 해수인 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제50항에 있어서, 해수는 10 ppt 내지 35 ppt의 범위에서 염도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제42항에 있어서, 배지는 당으로 보충된 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 당은 덱스트로오스 또는 프룩토오스인 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제42항에 있어서, 식품은 영양 보충제인 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제 54항에 있어서, 영양 보충제는 오메가-3 지방산 보충제인 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 화장품을 생산하는 방법에 있어서, 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계,
    여기서 배지는 하나 이상의 야채로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고;
    여기서 주스는 하나 이상의 야채로부터 추출된 수성 액체이고;
    여기서 배지는 멸균되고;
    여기서 배지내 질소는 천연 질소로 구성되고;
    여기서 천연 질소는 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원이고; 그리고
    여기서 배지는 하나 이상의 화학 첨가제 또는 보존제로 보충되지 않고, 여기서 화학 첨가제 또는 보존제는 암모늄, 니트레이트, 또는 EDTA이고;
    조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물로부터 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 추출하는 단계; 그리고
    화장품을 제조하는 단계.
  57. 산업 조성물을 생산하는 방법에 있어서, 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계,
    여기서 배지는 하나 이상의 야채로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고;
    여기서 주스는 하나 이상의 야채로부터 추출된 수성 액체이고;
    여기서 배지는 멸균되고;
    여기서 배지내 질소는 천연 질소로 구성되고;
    여기서 천연 질소는 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원이고; 그리고
    여기서 배지는 하나 이상의 화학 첨가제 또는 보존제로 보충되지 않고, 여기서 화학 첨가제 또는 보존제는 암모늄, 니트레이트, 또는 EDTA이고;
    조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물로부터 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 추출하는 단계; 그리고
    산업 조성물을 제조하는 단계.
  58. 인간 또는 동물을 위한 제약학적 조성물을 생산하는 방법에 있어서, 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    배양 배지에서 조류를 성장시키는 단계, 그리고 배지로부터 조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물을 수확하는 단계,
    여기서 배지는 하나 이상의 야채로부터의 주스, 산소 공급원 및 질소를 포함하고;
    여기서 주스는 하나 이상의 야채로부터 추출된 수성 액체이고;
    여기서 배지는 멸균되고;
    여기서 배지내 질소는 천연 질소로 구성되고;
    여기서 천연 질소는 주스에서 자연적으로 발생하는 임의의 질소 또는 질소 공급원이고; 그리고
    여기서 배지는 하나 이상의 화학 첨가제 또는 보존제로 보충되지 않고, 여기서 화학 첨가제 또는 보존제는 암모늄, 니트레이트, 또는 EDTA이고;
    조류 바이오매스 또는 조류 세포 배양물로부터 하나 이상의 지질 화합물 또는 이의 조성물을 추출하는 단계; 그리고
    제약학적 조성물을 제조하는 단계.
  59. 제1항, 제17항, 제42항 또는 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 조류는 트라우스토키트리움(Thraustochytrium), 클라미도모나스(Chlamydomonas), 니치시아(Nitzchia), 난노클로로프시스(Nannochloropsis) 및 오란티오키토치트리움(Aurantiochytrium)로 구성된 속(genus)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 제59항에 있어서, 속 (genus)은 오란티오키토치트리움(Aurantiochytrium)인 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 제59항에 있어서, 속 (genus)은 클라미도모나스(Chlamydomonas)인 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 제59항에 있어서, 속 (genus)은 난노클로로프시스(Nannochloropsis)인 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 제1항, 제17항, 제42항 또는 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 주스는 토마토 주스, 사탕무 주스, 당근 주스로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 제63항에 있어서, 주스는 사탕무 주스인 것을 특징으로 하는 방법.
  65. 제63항에 있어서, 주스는 토마토 주스인 것을 특징으로 하는 방법.
  66. 제63항에 있어서, 주스는 당근 주스인 것을 특징으로 하는 방법.
  67. 제1항, 제17항, 제42항 또는 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 배지내 주스의 농도 퍼센트는 5% 내지 70%의 범위의 농도 퍼센트인 것을 특징으로 하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 배지내 주스의 농도 퍼센트는 10% 내지 50%의 범위의 농도 퍼센트인 것을 특징으로 하는 방법.
  69. 제68항에 있어서, 배지내 주스의 농도 퍼센트는 10%, 25% 및 50%로 구성된 군에서 선택된 농도 퍼센트인 것을 특징으로 하는 방법.
  70. 제1항, 제17항, 제42항 또는 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 주스는 발효된 것을 특징으로 하는 방법.
  71. 제1항, 제17항, 제42항 또는 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 주스는 저온 살균된 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 제1항, 제17항, 제42항 또는 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 배지의 pH는 3 내지 7의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  73. 제72항에 있어서, 배지의 pH는 6.8인 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제17항에 있어서, 주스는 사탕무 주스 또는 사탕무 당밀이고, 그리고 주스는 비-GMO 인버타아제에 의해 가수분해되는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 제17항에 있어서, 주스는 지질 화합물 또는 조성물의 산화율을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제75항에 있어서, 지질 화합물은 DHA인 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 제75항에 있어서, 주스는 당근 주스 및 사탕무 주스의 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020237026464A 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물,그리고 관련 산물을 생산하는 방법 KR20230119731A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361834398P 2013-06-12 2013-06-12
US61/834,398 2013-06-12
PCT/IB2014/001043 WO2014199220A1 (en) 2013-06-12 2014-06-12 Methods of producing algal cell cultures and biomass, lipid compounds and compositions, and related products
KR1020217006320A KR20210028279A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217006320A Division KR20210028279A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230119731A true KR20230119731A (ko) 2023-08-16

Family

ID=52021710

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217006320A KR20210028279A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법
KR1020157034569A KR20160019424A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법
KR1020237026464A KR20230119731A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물,그리고 관련 산물을 생산하는 방법

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217006320A KR20210028279A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법
KR1020157034569A KR20160019424A (ko) 2013-06-12 2014-06-12 조류 세포 배양물 및 바이오매스, 지질 화합물 및 조성물, 그리고 관련 산물을 생산하는 방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20160122706A1 (ko)
EP (1) EP3030647A4 (ko)
JP (2) JP7048209B2 (ko)
KR (3) KR20210028279A (ko)
CN (1) CN105452442A (ko)
AU (2) AU2014279815B2 (ko)
BR (1) BR112015031263B1 (ko)
CA (1) CA2919676A1 (ko)
HK (1) HK1226096A1 (ko)
WO (1) WO2014199220A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11213048B2 (en) 2014-07-25 2022-01-04 Smallfood, Inc. Protein rich food ingredient from biomass and methods of preparation
US11122817B2 (en) 2014-07-25 2021-09-21 Smallfood Inc. Protein rich food ingredient from biomass and methods of production
MX2018000941A (es) * 2015-07-24 2019-08-29 Synthetic Genomics Inc Ingrediente alimenticio rico en proteinas a partir de biomasa y metodos de produccion.
CN106520450A (zh) * 2016-12-22 2017-03-22 阜阳市殿兴农业科技有限公司 一种富碘草莓果酒及其制作方法
FR3061416B1 (fr) * 2016-12-29 2021-06-18 Basf Beauty Care Solutions France Sas Utilisation de l'eau de coco comme solvant d'extraction
EP3585369A4 (en) * 2017-02-22 2020-08-26 Cargill, Incorporated CLEANING OF OILS CONTAINING DHA
CA3090188A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Protecting a bioactive and/or precursor thereof
CN110451918B (zh) * 2019-08-28 2021-09-14 辽宁科大中驰镁建材科技有限公司 一种硼泥氯氧镁海洋生态鱼礁及其制备方法
CN113142015B (zh) * 2021-04-22 2022-03-04 西南科技大学 一种天然砂石浆洗淤泥制备有机营养土的方法
EP4122330A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-25 Alver World SA Methods of growing microalgae & products thereof
KR102416730B1 (ko) * 2021-11-09 2022-07-05 주식회사 유나이티드엑티브 피부상재균을 이용한 식물성 발효 오일의 제조방법 및 이를 포함하는 화장료 조성물
CN114214212A (zh) * 2021-12-28 2022-03-22 湖南农业大学 一种培养高蛋白含量裂殖壶藻的发酵工艺

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5234975A (en) * 1975-09-09 1977-03-17 Sekisui Chem Co Ltd Method of cltivating fine alga
JPS5281286A (en) * 1975-12-22 1977-07-07 Sekisui Chemical Co Ltd Cultivation of spirulina seaweed
JPS5432690A (en) * 1977-08-19 1979-03-10 Shigeo Takeshita Culturing of photosynthetic fine algaes
JPS6368077A (ja) * 1986-09-05 1988-03-26 Supirurina Kenkyusho:Kk 藍藻からフエレドキシン、フエレドキシン−ｎａｄｐ還元酵素および／またはグルタチオン還元酵素を製造する方法
US5130242A (en) * 1988-09-07 1992-07-14 Phycotech, Inc. Process for the heterotrophic production of microbial products with high concentrations of omega-3 highly unsaturated fatty acids
JPH03254674A (ja) * 1990-03-02 1991-11-13 Onoda Cement Co Ltd スピルリナ属藍藻の培養方法
AU2003279819A1 (en) * 2002-10-24 2004-05-13 Advanced Bionutrition Corporation Shrimp and the production thereof
WO2004082366A2 (en) * 2003-03-19 2004-09-30 Regents Of The University Of Minnesota Methods to confer enhanced floral properties to plants
TWI273137B (en) * 2003-08-14 2007-02-11 Far East Microalgae Ind Co Ltd Method for culturing organic blue-green algae
KR20080071190A (ko) * 2005-11-23 2008-08-01 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 델타-９ 일롱가제, 및 다중불포화 지방산 생성에 있어서의이들의 용도
EP1889599A1 (fr) * 2006-07-21 2008-02-20 L'oreal Composition et procédé de maquillage des peaux foncées
WO2008083453A1 (en) * 2007-01-08 2008-07-17 Ouro Fino Participações E Empreendimentos Ltda Process to produce biomass and proteins by microalgae
AU2008247252B2 (en) * 2007-05-02 2012-08-30 Ouro Fino Participacoes E Empreendimentos S.A. Process to produce biodiesel and/or fuel oil
MY154965A (en) * 2007-06-01 2015-08-28 Solazyme Inc Production of oil in microorganisms
US20080305096A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Unicity International, Inc. Method and composition for providing controlled delivery of biologically active substances
CN101445815A (zh) * 2007-11-26 2009-06-03 北京有容建业科技发展有限责任公司 微生物合成γ-亚麻酸油脂的方法
CN101230364A (zh) * 2008-02-25 2008-07-30 清华大学 一种利用异养小球藻高密度发酵生产生物柴油的方法
CN101280328B (zh) * 2008-05-27 2011-06-29 清华大学 一种从自养到异养两步培养小球藻生产生物柴油的方法
CN101475823B (zh) 2009-01-16 2012-05-23 清华大学 以甘蔗作为原料生产生物柴油的方法
CN101875904A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 朱传寿 人为增强浮游植物绿藻含脂量及控制昼长夜分目的与方法
CN101555454B (zh) * 2009-05-15 2012-05-30 华南理工大学 一种同步式提高异养小球藻的生物量和叶黄素的方法
EP2519642B1 (en) * 2009-12-28 2017-10-25 DSM IP Assets B.V. Recombinant thraustochytrids that grow on xylose, and compositions, methods of making, and uses thereof
US10479969B2 (en) * 2010-10-11 2019-11-19 Phycoil Biotechnology International. Inc. Utilization of wastewater for microalgal cultivation
CN102465098B (zh) * 2010-11-05 2013-06-19 中国石油化工股份有限公司 一种用于培养小球藻的培养基组合物
KR101152020B1 (ko) * 2011-05-12 2012-06-08 한국해양연구원 미세조류 유용성분을 함유한 소금의 제조방법 및 제조된 소금
WO2013013210A1 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Dsm Ip Assets B.V. Microbial oils enriched in polyunsaturated fatty acids
JP5915831B2 (ja) 2011-07-28 2016-05-11 株式会社日健総本社 フォルミジウム・ルリドムの培養方法
JP2013039085A (ja) 2011-08-18 2013-02-28 Ihi Corp エタノールの製造方法
JP5775862B2 (ja) * 2012-08-10 2015-09-09 株式会社神鋼環境ソリューション 微細藻類の培養方法及び微細藻類の使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2919676A1 (en) 2014-12-18
BR112015031263A2 (pt) 2017-07-25
WO2014199220A1 (en) 2014-12-18
CN105452442A (zh) 2016-03-30
EP3030647A1 (en) 2016-06-15
KR20210028279A (ko) 2021-03-11
AU2014279815A1 (en) 2016-02-11
JP7048209B2 (ja) 2022-04-05
BR112015031263B1 (pt) 2022-10-11
JP2020185012A (ja) 2020-11-19
JP2016523529A (ja) 2016-08-12
AU2021200394A1 (en) 2021-03-18
AU2014279815B2 (en) 2020-10-22
US20160122706A1 (en) 2016-05-05
HK1226096A1 (zh) 2017-09-22
EP3030647A4 (en) 2017-05-03
KR20160019424A (ko) 2016-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014279815B2 (en) Methods of producing algal cell cultures and biomass, lipid compounds and compositions, and related products
Mobin et al. Commercially important bioproducts from microalgae and their current applications–A review
Mobin et al. Some promising microalgal species for commercial applications: a review
Hamed The evolution and versatility of microalgal biotechnology: A review
Rasmussen et al. Marine biotechnology for production of food ingredients
Hudek et al. Commercial products from algae
El-Kassas et al. Cultivation of Arthrospira (Spirulina) platensis using confectionary wastes for aquaculture feeding
CN101831387B (zh) 一种全合成培养基及其制备方法和用于培养裂殖壶菌的方法
Vernès et al. Biorefinery concept as a key for sustainable future to green chemistry—the case of microalgae
WO2012047120A1 (en) Heterotrophic microbial production of xanthophyll pigments
Morón-Ortiz et al. Ultrasound-assisted extraction of carotenoids from phytoene-accumulating Chlorella sorokiniana microalgae: Effect of milling and performance of the green biosolvents 2-methyltetrahydrofuran and ethyl lactate
MARTIN Optimization Of Photobioreactor For Astaxanthin Production In Chlorella Zofingiensis.
JP2024019630A (ja) 新規微細藻類
WO2019130535A1 (ja) ラビリンチュラ類の培養方法
Winwood Algal oils: Properties and processing for use in foods and supplements
Rao et al. Global microalgal-based products for industrial applications
Chen et al. Industry chain and challenges of microalgal food industry-a review
JPH0383577A (ja) 破砕藻体組成物、その製造法、食品、飼料、着色剤及び抗酸化剤
Karuppan et al. Influence of agriculture fertilizer for the enhanced growth and astaxanthin production from Haematococcus lacustris RRGK isolated from Himachal Pradesh, India
Subashini et al. Novel Products from Microalgae
JP7485369B2 (ja) 微細藻類含有製品およびその製造法
JP7097014B2 (ja) 藻類及びその使用
WO et al. Potential of Marine Microalgae for the Production of Food and Feed Industry
Dhandwal et al. Sustainable microalgal biomass as a potential functional food and its applications in food industry: a comprehensive review
Cavallini et al. Effect of cheese whey on phycobiliproteins production and FAME profile by Arthrospira platensis (Spirulina): Promoting the concept of a circular bio-economy

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application