U-Cheol Jeong

Lipid and Fatty Acid Composition in Nannochloropsis oculata Cultured in Varying Salinities

The quality and quantity of food organisms in fish seed production are important. The marine microalgae Nanno-chloropsis oculata are used as initial food organisms in the field. We investigated the effects of salinity(0,10,20,30,40 and 50 psu) on the lipid and fatty acid composition of N. oculata. Cultivation of N. oculata at varying salinities showed the highest growth rate at 20 psu. Total lipid content ranged from 17.26 to 18.63% at salinities from 0 to 50psu). The nonpolar lipid content increased markedly at 30 psu and was highest at 15.55%. The polar lipid content was lowest at 30 psu, by 84.45%. It was also found that the omega-3 and EPA contents were invesrsely proportional to salt concentration. For the polar and nonpolar lipid compositions, there was no singnificant effect of salinity. Omega-3 polyunsaturated fatty acid content especially the content of EPA in the seawater larvae is the essential fatty acid in this food organism. It is thus advantageous to culture N. oculata at 20 psu.

Effect of Growth Conditions on the Biomass and Lipid Production of Euglena gracilis Cells Raised in Mixotrophic Culture

유글레나는 엽록체를 가지고 광합성을 하는 점에서는 식물 로 취급하지만, 세포벽이 없고 편모로 유영생활을 하는 점에서 는 동물의 편모충류로 분류하기도 한다(Ruiz et al., 2004; Rodriguez-Zavala et al., 2010). 유글레나는 Vitamin E, Pramylon 와 같은 기능성 물질 뿐만 아니라 EPA와 DHA 같은 오메가-3 고도불포화지방산을 함유하고 있기 때문에 어류 자치어의 먹 이생물도 관심을 받고 있다(Harwood, 1988; Hayashi et al., 1993; James and Browse, 1999; Barsanti et al., 2000; Choi et al., 2013). 이들 기능성물질과 지방산의 함량은 자가영양배 양(autotrophic), 타가영양배양(heterotrophic) 및 혼합영양배 양(Mixotrophic) 배양조건에 따라서 달라진다(Wen and Chen, 2003; Wang et al., 2012). 즉 목적하는 기능성물질을 얻기 위해 서는 배양방법의 결정이 중요하다. 전보(Jeong et al., 2015)의 연구에 의하면 유글레나의 바이오매스와 오메가-3고도불포화 지방산의 함량 측면에서는 혼합배양방법이 최적배양방법인 것 으로 나타났다. 따라서 본 실험에서는 혼합영양배양 조건하에 서 배양온도와 pH와 같은 물리적 환경조건과 탄소원, 질소원 및 C/N비율과 같은 영양조건을 달리했을 때 따른 유글레나의 성장과 지질에 미치는 최적 배양조건을 구하고자 하였다. Mixotrophic 배양조건에 따른 Euglena gracilis의 성장과 지질에 미치는 영향 정우철·최종국·강창민·최병대·강석중*

Comparison of Fatty Acid Composition of Wild and Cultured Sea Cucumber Apostichopus japonicus

This study compared the fatty acid composition of wild and cultured specimens of the sea cucumber Apostichopus japonicus. We extracted total lipids from the specimens and determined their fatty acid compositions through capillary gas chromatography, resulting in the identification of 53 fatty acids....

Effect of Culture Conditions on Characteristics of Growth and Produc- tion of Docosahexaenoic acid (DHA) by Schizochytrium mangrovei

Both docosahexaenoic acid (DHA, 22:6n-3) and eicosapentaenoic acid (EPA, 20:5n-3) have attracted increasing attention since the first epidemiological report on the importance of n-3 essential fatty acids. Lipids in microbial cells play various biological roles and, consequently, much research has been carried out on their role in cell physiology. The lipid composition of microorganisms can exhibit considerable variations depending on environment. The effects of culture conditions, temperature (15, 20, 24, 28, 32 and 36℃), salinity (10, 20, 30, 40 and 50 psu), pH (pH5, 6, 7, 8 and 9), rotation speeds (50, 100, 150 and 200 rpm), carbon sources, nitrogen sources and C/N ratio on the production of docosahexaenoic acid, fatty-acid profiles, and acids secreted to the broth culture by the oleaginous microorganism, Schizochytrium mangrovei (KCTC 11117BP), were studied. Temperature (initially 28℃), salinity (20 psu), pH (pH7), rotation speeds (100 rpm), organism fatty acids, and secreted acids in the broth were varied during cultivation of S. mangrovei. At pH 7.0, S. mangrovei was able to accumulate lipids up to 40% of its biomass, with 13% (w/w) DHA content. The monosaccharides glucose and fructose, and yeast extract were suitable carbon and nitrogen sources, respectively. The primary omega-3 polyunsaturated fatty acid produced was docosahexaenoic acid.

Growth of Larval Rockfish Sebastes schlegeli Fed Moina macrocopa

조피볼락(Sebastes schlegeli)은 동북아 연안, 일본 홋가이도 이남 및 중국 연안에 분포하며, 수심 100 m 내외의 천해 암초나 인공어초 등에 서식하기 때문에 자원증강이나 레저용으로 중요 한 위치를 차지하고 있어 경제적으로나 사회적으로 가치가 큰 어종이다(Boehlert et al., 1986). 조피볼락은 알을 산란하는 일 반어류와는 달리 체내에서 수정하여 새끼를 산출하는 태생어 류이다(Corey et al., 1983). 태생어류인 볼락류에서 산출된 자 어들은 인공사료에 길들이기가 어려운 특징을 갖고 있어 인공 종묘생산에 있어서 장시간에 걸쳐서 살아있는 먹이생물을 공 급해야 한다는 문제점을 가지고 있다(Lee et al., 1993a; Lee et al., 1993b). 현재 인공종묘생산을 위하여 성립되어 있는 먹이생 물의 공급체계는 해수클로렐라-로티퍼(Rotifer)-알테미아(Artemia)-인공배합사료로의 공급체계가 구축되어 있다(Fujita, 1973; Kitajima, 1983; Hirayama, 1985; Yamasaki et al., 1987; Yoshimura et al., 1996). 현재, 산업적인 측면에서 볼락류의 인 공종묘생산에 있어서 가장 큰 문제점은 불확실성이 너무 높다 는 것이다. 이러한 이유는 여러 가지 가설이 있지만, 가장 유력 시 되고 있는 가설은 반세기 걸쳐서 그대로 유지해온 외줄타기 식의 먹이생물 공급체계에 두고 있다(Lee et al., 1993c; Lee et al., 2004). 현재 구축된 먹이생물 중에서 클로렐라와 로티퍼를 배양하여 먹이로 활용하는 데는 문제가 없으나, Artemia는 염 호라는 극한 상황의 환경에서 자란 갑각류의 난을 채집하여 건 조 통조림화한 것으로서 전량 수입해서 사용하고 있다(Kim et al., 1999). 또한 Artemia의 지질영양학적인 문제점에 대해서는 물벼룩(Moina macrocopa) 급여가 조피볼락(Sebastes schlegeli) 자어의 성장에 미치는 영향 정우철·Feng Jin·최종국·이정태·최병대·강석중

Fecal Solid Feed from the Recirculating Aquaculture System of the Renewable Sea Cucumber Apostichopus japonicus

전 세계 해양에서 이루어지고 있는 어업에 의한 수산물 생산 량은 지난 20년 동안 연간 9,000만 톤 수준에서 정체되고 있지 만, 수산물에 대한 수요는 꾸준히 증가하여 현재 1억 5천만 톤 에 이르고 있기 때문에 그 부족분을 수산양식에 의한 생산으로 충족시키고 있다(FAO, 2010). 현재 수산양식에 의한 수산물 생 산방법은 육상의 노지양식과 연안의 가두리 양식에 의하여 이 루어지고 있다. 이들 두 양식양법은 기후변화 및 환경변화의 영 향으로 생산이 불안정하고 생태파괴, 질병전파, 적조발생과 같 은 연안환경 오염 문제를 유발하고 있다. 이러한 문제를 해결 하기 위하여 변온동물인 양식생물을 연중 사육할 수 있고, 적 조 및 태풍과 같은 자연재해를 극복할 수 있는 육상순환양식 시스템(Recirculating Aquaculture Systems, RAS)이 적극적으 로 도입되고 있다(Aruety et al., 2016). 그러나 대부분의 육상 RAS 양식장은 인공배합사료를 사용하여 고밀도로 양식생물을 생산하기 때문에 이들 생산결과에 의해서 생겨난 고형오물의 처리는 새로운 사회적 문제로 대두되고 있다(Mirzoyan et al., 2008). 양식장에서 배출된 고형오물은 어류가 섭식하지 못한 잔여사료와 소화되지 못한 영양소로 구성되어 유기물 함량이 50-92% 차지한다(Piedrahita, 2003; Gebauer, 2004; Gebauer and Eikebrokk, 2006). 어류 1 kg을 생산하기 위하여 인공배합 사료 1-2 kg을 급이해야 하고 그 중에서 약 36%는 고형오물 형 태로 배출된다(Naylor et al., 2000). 지금까지 육상어류양식장 에서 배출된 고형오물을 처리하기 위한 방안으로 유기질비료 로 사용(Danaher et al., 2009), 바이오가스로 활용(Luo et al., 2013), 식물환경복원(Ghaly et al., 2005) 등을 시도하였지만 아 직 실용화되지 못하고 있다. 또한 고염류와 고농도 유기물 때문 에 하수폐수처리장에서 처리가 곤란할 뿐만 아니라(Mirzoyan et al., 2008), 2016년부터 해양환경관리법에 의하여 해양투기 가 금지되기 때문에 이에 대한 대책이 시급하고도 절실하다. 해삼(Apostichopus japonicus)은 주로 한국 전 연안, 중국 발 해만, 일본 그리고 러시아의 태평양연안에서 한대 해역까지 북 동 태평양 전역에 이르고 있으며 한국과 중국 그리고 일본에 서 중요한 수산양식생물이다(Slater and Carton, 2007). 해삼 은 저서생물로서 바닥의 퇴적물 중에 섞여 있는 미세조류, 박 해삼사료원료로서 육상순환여과양식장 고형오물의 이화학적 특징과 해삼(Apostichopus japonicus)의 소화흡수율

Growth of Larval Tiger Puffer Takifugu rubripes Fed Diaphanosoma celebensis

자주복(Takifugu rubripes)은 복어목(Tetraodontiformes), 참 복과(Tetraodontidae), 자주복속에 속하는 어류로서 우리나 라 남서해안, 일본 서부연안 및 동중국해에 걸쳐 넓게 분포하 는 어종이다(Rho and Jung, 1993). 자주복은 간장과 난소 등에 Tetrodotoxin이라는 강한 독을 가지고 있으며(Pyen and Rho, 1970), 고급 횟감으로서도 잘 알려져 있다(Han, 1998). 특히, 한국과 일본에서 부가가치가 높은 양식 대상종의 하나로서, 주 로 연승어업, 저인망, 정치망 등에 의해 어획되고 있으나 최근 남획에 의한 자원감소가 심각한 문제로 대두되어, 자원관리의 필요성이 지적되고 있다(Yang et al., 1994). 현재 어류의 인공 종묘 생산을 위한 먹이공급체계는 해수클로렐라-로티퍼-알테 미아-인공배합사료로 구축되어 있다(Hirayama, 1985; Yamasaki et al., 1987; Yoshimura et al., 1996). 알테미아는 염호라 는 극한 상황의 환경에서 자란 갑각류의 난을 채집하여 건조 후 통조림화한 것으로서 전량 수입해서 사용하고 있으며(Kim et al., 1999), 지질의 영양학적인 문제점에 대해서는 이미 많 은 지적을 하고 있다(Jeong et al., 2016). 알테미아는 어류의 필수지방산으로 알려져 있는 EPA (Eicosapentaenoic acid), DHA (Docosahexaenoic acid)등의 오메가-3 고도불화지방산 (Highly unsaturated fatty acid, HUFA)의 함량이 부족하기 때 문에 이들 성분을 많이 함유한 지질물질을 보충하는 양양강화 방법을 사용하고 있지만, 이를 완전히 해결하지 못하고 있는 실 정이다(Lavens and Sorgeloos, 2000). 또한 알테미아의 원활한 자주복(Takifugu rubripes) 종묘생산시 알테미아 대체 먹이원으로 기수산 물벼룩(Diaphanosoma celebensis) 효과 정우철·이정태·Feng Jin·최종국·최병대·강석중*

Effects of Culture Methods on the Growth Rates and Fatty Acid Profiles of Euglena gracilis

유글레나(euglenoids)는 직경 15-500 μm 크기의 나사선 모양 으로 꼬인 길쭉한 방추형인데 매우 자유롭게 변형하며, 체내에 엽록체를 가지고 광합성을 하는 점으로 보아 식물에 속한다고 하지만, 세포벽이 없고 편모로 유영생활을 하므로 원생동물의 편모충류로 취급하기도 한다(Rodriguez-Zavala et al., 2010). 즉, 식물과 동물의 중간에 위치한다고 볼 수 있는데 엽록소를 가 지고 광합성을 하는 것은 식물적 특성이며, 입이나 수축포를 가 지고 자유롭게 움직이는 것은 동물적 특성에 속한다(Ruiz et al., 2004). 대부분 담수에서 살며 작은 연못이나 도랑에서 흔히 볼 수 있고 내만의 염수역에서도 볼 수 있다. 현재, 유글레나를 함 유하는 조류에 의한 유용물질 생산의 가능성에 관해서 각종 산 업계가 주목하고 있으며(Hayashi et al., 1994; Chisti and Yan, 2011), 유글레나 분말은 식품으로서의 실용화가 이미 수행되고 있으며(Choi et al., 2004), 고등식물에 비하여 석유화학 대체원 료, 혹은 연료의 원료 등 유용물질을 고수율로서 생산할 수 있 는 능력을 가지고 있다(Ishikawa et al., 2008; Lira-Silva et al., 2011). 또한 수많은 미세조류 중에서도 여러 분야에서 유용성 이 기대되고 있는 유글레나는 광합성을 통해 대기 중 이산화탄 소를 섭취해 고정하고 산소를 배출하므로 이를 이용한 하폐수 의 영양염류 제거 및 회수된 바이오매스를 Bio-fuel로 생산하 는 시스템 개발을 위한 연구가 진행되고 있다(Navarro et al., 1997; Ramalho et al., 1998; Tucci et al., 2006; Jasso-Cha vez et al., 2010). 현재 유글레나의 배양방법으로는 자가영양 배양방법과 타가영양 배양방법으로 이루어지고 있으나, 대부 배양방법에 따른 Euglena gracilis의 성장 및 지방산 조성 정우철·최종국·강창민·최병대·강석중*

Effect of Fish Farm Fecal Solid Diets on the Growth and Energy Budget of Juvenile Sea Cucumber Apostichopus japonicus

We conducted a 90-day feeding experiment to evaluate the growth and energy budget of the sea cucumber Apostichopus japonicus. Sea cucumbers with a mean initial wet body weight of 3.03±0.06 g were fed one of the following three diets: an eel fecal solid diet, rainbow trout fecal solid diet, or a commercial diet at a water temperature of 17±1°C and salinity of 32±1 psu. The results suggested that the diets affected the final body weight, specific growth rate (SGR), food ingestion, feces production ratio, and hence the growth and energy budget of the sea cucumbers. Sea cucumbers fed the eel and rainbow trout fecal solid diets showed poorer energy absorption, assimilation, and growth than those fed the commercial diet. The sea cucumbers fed the commercial diet had a significantly higher SGR and proportion of energy used for growth than those fed the other two diets. Sea cucumbers fed the rainbow trout fecal solid diet showed a comparatively higher ingestion rate and feces production ratio than those fed the commercial diet. The eel and rainbow trout fecal solid diets, therefore, were not suitable for sea cucumbers in intensive cultivation. Our findings will facilitate further development of more appropriate diets for culture of sea cucumber.

Effects of DHA-rich Fermented Soybean Meal as a Dietary Protein Replacement for Fish Meal in the Parrot Fish Oplegnathus fasciatus

오늘날 양어사료는 어류 생산 경비의 50-70%를 차지하고 있 기 때문에 양식산업의 생산성 및 경제성 향상에 중요한 열쇠 가 되고 있다(Bai, 1996). 양어사료의 단백질원으로는 어분, 혈 분, 우모분, 육분, 육골분, 피혁분 등의 동물성 단백질원과 대 두박, 콘글루텐, 면실박, 채종박 등의 식물성 단백질원이 이용 된다(NRC, 1993). 지금까지 해산어용 배합사료의 단백질원으 로는 어분을 주로 사용하고 있으며, 양식의 발달과 함께 그 수 요도 증가하고 있으나, 어분 생산량은 점차 감소함에 따라, 가 격이 급격히 상승하고 물량도 부족한 추세이다(McCoy, 1990; Rodriguez-Serna et al., 1996). 이러한 문제를 해결하기 위하 여 어분 대체품의 개발이나 어분 대체원으로서 동물성 및 식물 성 단백질원들의 효과에 대한 연구가 어종별로 활발히 수행되 고 있다(Shimeno et al., 1993; Lee et al., 1996; Bai et al., 1997; Choi et al., 2004; Lim et al., 2004; Yoo et al., 2006). 어종에 따 라 차이는 있지만, 양어사료에 사용되는 어분의 30-50%를 식 물성 단백질로 대체가 가능하다고 알려져 있다(Francis et al., 2001). 그리고 많은 연구자들에 의해 어분의 대체 단백질원으 로써 대두박이 가장 적합한 단백질원으로 보고되고 있다(Olli and Krogdahl, 1995; Boonyaratpalin et al., 1998; Arndt et al., 1999; Choi et al., 2004; Lim et al., 2004). 대두박은 높은 단백 질가, 일정한 구성성분, 낮은 가격과 공급의 안정성에서는 적 정한 단백질원이다. 하지만 어분에 비해 필수아미노산인 methionine 함량이 낮고, 소화가 잘되지 않는 탄수화물이 약 30% 를 차지하고 있으며, phytic acid가 많이 포함되어 있어 필수미 네랄 이용성의 저하 및 단백질 흡수 저하와 같은 비영양적 작용 을 하는 것으로 보고되고 있다(Olli et al., 1994; Storebakken et 돌돔(Oplegnathus fasciatus) 사료의 어분대체원으로서 DHA가 다량 함유된 발효대두박의 효과