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무한한 잠재력을 지닌 미세조류: 미래의 재생에너지 및 식량원이 되는 방법은 무엇인가?
광활한 바닷물 속에는 미세조류라는 작은 생물들이 숨어 있습니다. 이러한 미세조류는 육안으로는 볼 수 없지만, 미래를 바꿀 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 미세조류는 담수와 해양 생태계에 주로 단세포로, 혹은 사슬이나 군체로 서식하는 식물 플랑크톤입니다. 미세조류의 크기는 몇 마이크로미터에서 수백 마이크로미터에 이르지만, 지구 생태계에서 없어서는 안 될 역할을 합니다.
미세조류는 광합성을 통해 지구 대기 산소의 약 절반을 생산하고 광합성 성장을 위해 온실 가스인 이산화탄소를 이용합니다.
미세조류는 일차 생산자일 뿐만 아니라 먹이사슬의 기반이며 상위 생물체에 에너지를 제공합니다. 미세조류의 다양성은 상당히 클 것으로 추산되며, 종 수는 20만~80만 개에 이르며, 그 중 많은 종은 아직 설명되지 않았습니다. 이들 미세조류에서는 카로티노이드, 지방산, 효소, 폴리머, 펩타이드, 독소, 스테롤 등 15,000개 이상의 새로운 화합물이 화학적으로 확인되었습니다. 이러한 귀중한 대사산물은 생태계에 다양성을 제공할 뿐만 아니라, 연료 및 기타 용도에 사용할 수 있는 잠재적인 원자재를 제공합니다.
특성 및 응용
미세조류의 화학적 구성은 일정한 요인이 아니며, 종과 배양 조건에 따라 달라집니다. 일부 미세조류는 환경 변화에 대응하여 화학 성분을 바꾸어 환경 변화에 적응할 수 있습니다. 일부 미세조류 종은 인이 부족한 환경에서 세포막 지방을 매우 급격하게 대체함으로써 적응력을 보여줍니다. 또한 온도, 빛, pH, 이산화탄소 공급, 소금 및 영양소와 같은 환경 요인을 변화시킴으로써 원하는 생성물을 미세조류에 대량으로 축적할 수 있다.
미세조류는 다양한 양식어종, 특히 여과 섭식 이매패류의 필수적인 식량입니다.
광합성 및 화학합성 미생물은 숙주 생물과 공생 관계를 형성하여 숙주가 스스로 합성할 수 없는 필수 비타민과 다중불포화 지방산을 제공하기도 합니다. 그리고 미세조류의 세포가 물에서 자라기 때문에 더욱 효율적으로 물, 이산화탄소, 그리고 다른 영양소를 얻을 수 있습니다. 이들 미세조류는 무기 탄소를 유기 분자로 고정하고 물속으로 산소를 방출하는 등 해양 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 미세조류를 포함한 식품사슬에서 생산되는 오메가-3 지방산은 이제 물고기에게 필수적인 것뿐만 아니라 인간의 식단에서도 건강한 공급원으로 밝혀지고 있습니다.
미세조류의 배양
다양한 종류의 미세조류가 부화장에서 생산되어 인간의 영양원, 바이오연료, 다른 생물체의 양식, 의약품 및 화장품 생산, 생물 비료 등 다양한 상업적 목적으로 사용되었습니다. 그러나 세포 밀도가 낮은 것은 많은 미세조류 유래 제품의 상용화에 있어서 큰 병목 현상입니다. 연구에 따르면 미세조류 배양 시스템의 성공을 위한 주요 요인은 다음과 같습니다. 배양 시스템의 기하학 및 크기(광생물 반응기라고 함), 광 강도, 기체 상태의 이산화탄소 농도, 영양소 수준(주로 질소, 인) 그리고 칼륨). ; 그리고 문화적 교반.
미래 전망
전 세계적으로 재생 에너지와 지속 가능한 식량원에 대한 수요가 증가함에 따라 미세조류에 대한 관심이 점점 높아지고 있습니다. 이 작은 생물의 잠재력은 무한해 보이지만, 이들이 우리 일상생활에서 더 큰 역할을 할 수 있을지 여부는 아직 더 많은 탐구와 혁신이 필요합니다.
