Development of two-stage process in Tetraselmis suecica culture and vertically attached benthic microalgae culture system for triacylglycerol production

Abstract

기술발전과 더불어 화석연료의 고갈로 인해 인류의 불가피한 과제로 당면하는 것이 에너지수급 문제이다. 그것으로 인해, 전 세계적으로 에너지 안보에 주력을 하고 있고 국가차원의 에너지 자급요구가 증대되면서 현재 선진국을 중심으로 정부차원에서 막대한 예산을 들여 신재생에너지(New Renewable Energy) 개발에 힘쓰고 있다. 그 중, 환경오염 및 파괴에서 벗어날 수 있는 재생가능한 자원인 바이오매스를 이용한 청정생물공학기술-(Green-biotechnology)을 이룩하려는 연구가 활발히 진행되고 그것의 투자 또한 급격히 늘어나고 있다. 본 연구에서는 미세조류(microalgae)를 이용한 바이오디젤 생산을 위한 실험실 내에서 미세조류의 최적화 된 배양조건확립과 바이오매스 확보를 위한 대량배양시스템 구축과 더불어 미세조류의 오일함량을 최적화 하였다. 해양 미세조류 중 Tetraselmis suecica를 이용하여 최적조건을 확립하여 짧은 배양기간(5일) 동안 1.07 g dcw/L 의 수율을 얻었으며, second stage 공정을 통해 오일 함량을 7.6 % (g×100/g dcw)에서 17.3 % (g×100/g dcw)로 수율을 증대시켰다. 그리고, 대량의 미세조류 바이오매스 확보를 위한 옥외배양연구에서, 부착성미세조류의 대량배양시스템을 구축하여 연간 20 g/m2/day 이상의 평균생산력을 얻었고, 그것의 응용된 시스템을 통해 최대 65.7 g/m2/day의 미세조류 바이오매스 생산력을 나타내었다. 또한 second stage process 공정을 통해 바이오디젤의 주원료인 중성지방(triacylclycerol, TAG) 함량을 48시간안에 7.2% (g×100/g dcw)에서 19.3% (g×100/g dcw), 12.9% (g×100/g dcw)에서 26.3% (g×100/g dcw)까지 증가시킬 수 있었다. 연구수행 결과로 구축된 옥외 대량배양시스템과 second stage 공정이 바이오매스 확보와 TAG함량을 높이는 데 효과적으로 판단되며 바이오디젤 생산을 위한 미세조류의 산업화에 본 연구결과의 공정시스템이 활용될 가능성이 있을 것으로 판단된다.