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Characterization of a Korean Domestic Cyanobacterium Limnothrix sp. KNUA012 for Biofuel Feedstock
Ji Won Hong(홍지원),Seung-Woo Jo(조승우),Oh Hong Kim(김오홍),Mi Rang Jeong(정미랑),Hyeon Kim(김현),Kyung Mok Park(박경목),Kyoung In Lee(이경인),Ho-Sung Yoon(윤호성) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.4
사상체 토착 남세균을 경상남도 합천군 합천호의 수화시료로부터 무균적으로 분리하였으며, 형태적 · 분자적 동정 결과 림노트릭스 속에 속하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 남세균 균주는 림노트릭스 속 KNUA012 균주로 명명하였으며, 분리균주의 최적생장 온도는 섭씨 25도였다. 지질성분 분석 결과, 에스테르 교환반응을 거치지 않고 직접 연료로 사용할 수 있는 펜타데칸(C15H32)과 헵타데칸(C17H36)과 같은 알칸들이 본 균주에 의해 광독립 영양적으로 생합성 된다는 것이 밝혀졌다. 또한 알칸 생합성에 관여하는 유전자들이 본 남세균 내에 존재하는 것을 발견하였다. 일반적인 미세조류 바이오디젤 구성성분으로 알려진 미리스트올레산(C14:1), 팔미트산(C16:0) 및 팔미톨레산(C16:1) 역시 KNUA012 균주에 의해 주요 지방산 성분으로서 생산되는 것으로 확인되었다. 근사분석 결과 KNUA012 균주의 휘발성물질 함량은 86.0%였으며, 원소분석 결과 고위발열량은 19.8 MJ kg<SUP>-1</SUP>으로 나타났다. 또한, 본 분리균주는 고부가가치 항산화물질로 알려져 있는 피코시아닌을 광독립영양적으로 21.4 mg g<SUP>-1</SUP>의 농도로 생산할 수 있는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 KNUA012 균주가 미세조류 기반 바이오연료와 바이오매스 원료의 경제적인 생산에 있어 이상적인 자원이 될 수 있음을 제시하였다. A filamentous cyanobacterium, Limnothrix sp. KNUA012, was axenically isolated from a freshwater bloom sample in Lake Hapcheon, Hapcheon-gun, Gyeongsangnam-do, Korea. Its morphological and molecular characteristics led to identification of the isolate as a member of the genus Limnothrix. Maximal growth was attained when the culture was incubated at 25°C. Analysis of its lipid composition revealed that strain KNUA012 could autotrophically synthesize alkanes, such as pentadecane (C15H32) and heptadecane (C17H36), which can be directly used as fuel without requiring a transesterification step. Two genes involved in alkane biosynthesis-an acyl-acyl carrier protein reductase and an aldehyde decarbonylase-were present in this cyanobacterium. Some common algal biodiesel constituents-myristoleic acid (C14:1), palmitic acid (C16:0), and palmitoleic acid (C16:1)-were produced by strain KNUA012 as its major fatty acids. A proximate analysis showed that the volatile matter content was 86.0% and an ultimate analysis indicated that the higher heating value was 19.8 MJ kg<SUP>-1</SUP>. The isolate also autotrophically produced 21.4 mg g<SUP>-1</SUP> phycocyanin-a high-value antioxidant compound. Therefore, Limnothrix sp. KNUA012 appears to show promise for application in cost-effective production of microalga-based biofuels and biomass feedstock over crop plants.
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한국 토착 미세조류 클로렐라 불가리스 KNUA027 균주의 생화학적 조성
홍지원 ( Ji Won Hong ),김오홍 ( Oh Hong Kim ),조승우 ( Seung Woo Jo ),김현 ( Hyeon Kim ),정미랑 ( Mi Rang Jeong ),박경목 ( Kyung Mok Park ),이경인 ( Kyoung In Lee ),윤호성 ( Ho Sung Yoon ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2016 한국미생물·생명공학회지 Vol.44 No.3
인삼 유묘 뿌리 주변에서 자라고 있는 단세포 녹색 조류, 클로렐라 불가리스 KNUA027을 순수분리한 후 본 분리균주의 생물공학적 활용 가능성에 대해 조사를 실시하였다. 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용한 분석 결과, 본 균주에는 영양학적으로 중요한 알파 리놀렌산(C18:3 ω3, 45.8%, 50.8 mg/g) 및 헥사데카트리엔산(C16:3 ω3, 11.8%, 13.1 mg/g)과 같은 다가불포화지방산이 풍부한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 국내 토착 미세조류는 잠재적인 오메가-3 다가불포화지방산 원료가 될 수 있다고 사료된다. 또한, 바이오디젤 생산에 적합한 것으로 알려져 있는 팔미트산(C16:0, 37.1%, 41.2 mg/g) 역시 본 균주에 의해 주요 지방산 성분으로 생합성 되는 것으로 확인되었다. 근사분석 결과 KNUA027 균주의 휘발성물질 함량은 88.5%였으며, 원소분석 결과 고위발열량은 19.8 MJ/kg으로 나타났다. 본 KNUA027 균주를 이용한 연구결과는 미세조류 기반 바이오연료와 바이오매스 생산을 위한 기초자료 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. A unicellular green alga, Chlorella vulgaris KNUA027, was isolated from the roots of Panax ginseng seedlings and its biotechnological potential was investigated. The results of GC/MS analysis showed that C. vulgaris KNUA027 was rich in nutritionally important polyunsaturated fatty acids (PUFAs) such as alphalinolenic acid (C18:3 ω3, 45.8%, 50.8 mg/g) and hexadecatrienoic acid (C16:3 ω3, 11.8%, 13.1 mg/g). Therefore, this Korean indigenous microalga may have potential as a source of omega-3 PUFAs. It was also found that the saturated palmitic acid (C16:0, 37.1%, 41.2 mg/g), which is suitable for biodiesel production, was one of the major fatty acids produced by strain KNUA027. The proximate analysis showed that the volatile matter content was 88.5%, and the ultimate analysis indicated that the higher heating value was 19.8 MJ/kg. Therefore, the results from this research with C. vulgaris KNUA027 may provide the basis for the production of microalgae-based biofuels and biomass feedstock.
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