Korean Journal of Microbiology (2014) Vol. 50, No. 4, pp. 313-318 DOI http://dx.doi.org/10.7845/kjm.2014.4076 Copyright c 2014, The Microbiological Society of Korea 보문 바이오디젤생산을위한미세조류옥외배양시스템의영양원에따른미세조류성장특성비교 김동호 1,2 김병혁 1 최종은 1,2 강시온 3 김희식 1,2 * 1 한국생명공학연구원지속가능자원연구센터 2 과학기술연합대학원대학교청정화학및생물학전공 3 한국과학기술원생명화학공학과 The Effect of Microalgal Growth on Nutrient Sources Using Microalgal Small Scale Raceway Pond (SSRP) for Biodiesel Production Dong-Ho Kim 1,2, Byung-Hyuk Kim 1, Jong-Eun Choi 1,2, Zion Kang 3, and Hee-Sik Kim 1,2 * 1 Sustainable Bioresource Research Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (KRIBB), Daejeon 305-806, Republic of Korea 2 Green Chemistry and Environmental Biotechnology, University of Science and Technology (UST), Daejeon 303-333, Republic of Korea 3 Department of Chemical and Biomolecular Engineering, KAIST, Daejeon 305-701, Republic of Korea (Received November 10, 2014 / Accepted December 22, 2014) The world is in need of sustainable and eco-friendly energy sources such as microalgal biodiesel due to global warming and fossil fuel shortages. In this study, we compared the effectiveness of liquid fertilizer produced from swine manure and agriculture grade solid fertilizers as nutrient sources for microalgal biomass production. Mixed culture (Chlorella spp., Scenedesmus spp., Stigeoclonium spp.; CSS) was cultivated for 28 days in Small Scale Raceway Pond (SSRP) using various nutrient sources (swine manure liquid fertilizer, agricultural solid fertilizer, and mixture of these two fertilizers). Biomass and lipid productivity of fertilizer mixture were the highest at 0.8 g/l and 5.8 mg/l/day, respectively. These results indicate that the fertilizer mixture can provide microalgae necessary nutrient sources for stable biodiesel production and biomass growth. In addition, overall cost of microalgal cultivation and subsequently biodiesel production would be significantly reduced. Keywords: biodiesel, biomass, microalgae, open culture system, swine manure 산업화와교통수단의발달로인해화석연료의소비가급격하게증가하면서, 우리인류는화석연료자원부족문제와대기오염이라는두가지커다란숙제를안게되었다. 화석연료자원의공급이불안정해져가격이급등할때, 세계경제는여러차례위기를겪었다. 또한, 화석연료자원사용시발생하는온실가스는지구온난화등여러환경문제를일으켰다 (Oh et al., 2009; Pittman et al., 2011). 이러한문제점을해결하기위해전세계각국은여러가지국제협약을맺어온실가스배출량을줄이기위한노력을하고있다 (Garber, 2009; Lee, 2012). 또한세계여러나라는온실가스를줄이는것뿐만아니라화석연료를대체하기위한에너지자원도활발히연구하고있다. 화석연료를대체하기위한차세대청정에너지는풍력, 조력, 지열, 태양에너지, 그리고바이 *For correspondence. E-mail: hkim@kribb.re.kr; Tel.: +82-42-860-4326; Fax: +82-42-860-4594 오에너지등이있다. 그중에서바이오디젤은광합성과정을통한바이오매스로부터생산되기때문에온실가스증가율을어느정도둔화시킬수있으며, 경유와혼합하여기존의디젤엔진연료로사용될수있는장점이있다 (Chisti, 2007; Xue et al., 2011). 이러한이유로현재여러나라에서콩, 옥수수, 사탕수수등의농작물과미세조류를이용해서바이오디젤을생산하는연구가활발히진행되고있다. 그러나농작물을이용한생산방식은많은재배면적이필요하고, 인류의식량부족문제를심화시키는등여러부작용을안고있다 (Chisti, 2007; Mandal and Mallick, 2009; Pittman et al., 2011). 반면미세조류를이용한생산방식은세계곡물시장에영향을주지않으며, 면적당바이오매스생산량이농작물을이용한생산방식에비해높다는장점이있다 (Chisti, 2007; Mandal and Mallick, 2009; Pittman et al., 2011). 또한, 바이오디젤을생산하고남은부산물을가축사료나화장품원료, 바이오플라스틱등으로이용할수있어최근에많
314 Kim et al. 은주목을받고있다 (Aaronson and Dubinsky, 1982; Spolaore et al., 2006). 한편, 미세조류의생장은광원과 CO 2, 물뿐만아니라, 질소, 인등의여러영양염류가필요하므로, 미세조류배양시미세조류배양액에이러한영양염류를첨가해주어야한다 (Yun et al., 1997). 이때첨가되는영양염류는바이오디젤의생산단가에직접적인영향을미치므로, 가격이저렴한영양염류물질을첨가한다면, 미세조류배양단가를낮출수있을것이다. 이러한이유로최근에는영양염류를함유한폐수를사용하여미세조류배양단가를줄이는연구가활발히진행되고있다 (Kang et al., 2012, 2013). 폐수를영양원으로이용한다면, 미세조류배양단가절감효과와오염물질제거효과를기대할수있을것이다 (Pittman et al., 2011; Kang et al., 2012). 그러나유입되는폐수는매일물질조성이변화되므로미세조류배양액으로이용하는데어려움이있다 (Lam and Lee, 2012). 한편미세조류를배양하는시스템은옥외배양시스템 (Raceway Pond) 과광생물반응기 (Photobioreactor, PBR) 등의방식이있다. 옥외배양시스템은광생물배양기에비해설치비용과관리비용이적게들고, 대형으로제작하기더용이하기때문에미세조류를대량으로배양할때유리한점이있다 (Rodolfi et al., 2009; Shen et al., 2009). 운전비용이저렴한미세조류배양시스템을이용한다면미세조류배양단가를더욱낮출수있을것이다. 이에돈분액체비료와복합비료는농업에사용되는비료로써, 질산성질소 (NO 3-N), 암모니아성질소 (NH 3-N), 가용성인등여러영양염류를함유하고있다. 이러한돈분액체비료와복합비료등농업용비료를폐수에첨가하여영양염류비율을조절한다면폐수가가진단점을어느정도해소할수있을것이다 (Choi et al., 2014). 본연구에서는미세조류를대량배양하기위한영양원으로돈분액체비료와농업용복합비료를사용하여바이오디젤생산을위한미세조류의생장률을비교하였다. 그리고미세조류배양수는대전하수종말처리장에서처리되어방류되는방류수를직접사용하여옥외배양시스템에서배양하였다. 이를통해바이오디젤생산을위한미세조류영양원으로폐수의활용가능성과미세조류바이오매스생산량을확인해보고자한다. 재료및방법옥외배양시스템하수종말처리장의방류수와돈분액체비료 (Swine manure liquid fertilizer, LF), 농업용복합비료 (Agricultural solid fertilizer, SF) 를이용해미세조류배양을하기위해개방형옥외배양시스템의일종인 SSRP 시스템 (Small Scale Raceway Pond, SSRP) 을설치하였다. SSRP의깊이는약 30 cm, 용적 70 L이며, paddle wheel을이용하여유속 30 cm/sec로운전하였다. 폭기는 air pump와 diffuser를이용하였으며 (0.1 vvm), 1% 의 CO 2 를첨가하였다. 실험에사용한배양액은대전하수종말처리장에서최종하수처리를거친방류수를사용하였다. 광원은태양광을이용하였으며실험기간동안평균일조시간은 7시간 39분이었다. 자연증발로손실된물은방류수로 2일에한번씩보충해주었고, 28일간회분식으로운전하였다. 본 SSRP는대전하수종말처리장에서실험하였다. 미세조류균주본실험에서는대전하수종말처리장방류수내에서검출된혼합토착미세조류 CSS mixed culture (Chlorella spp., Scenedesmus spp., Stigeoclonium spp. 등미세조류 3종이우점하고있는군집 ) 를이용하여배양하였다 (Kang et al., 2012, 2013). 영양염류실험에사용한돈분액체비료는경상남도하동군양보면우복리에위치한하동축협자연순환농업센터에서얻은호기성소화돈분을이용하였다. 경상남도하동농협자연순환농업센터에서는농가에서고액분리후반입된돼지분뇨를화학적응집처리없이원심분리만을이용하여고형분과액체성분을분리하고, 자체생성된미생물을이용하여액체비료및퇴비를생산하고있으며, 현재연간 30,000 ton (100 ton/day) 의돼지분뇨를처리하여돈분액체비료를생산하고있다. 액체비료의수질성상은 TN 1,954 ppm, TP 144 ppm으로확인되었다 (Choi et al., 2014). 복합비료는질산칼슘비료 (Calcium nitrate, Hydro, Norway) 와수용성인산비료 (Hi foliar plus, Haifa chemicals, Israel) 를혼합하여사용하였다. 돈분액체비료를이용한미세조류배양은 LF 1% 로첨가해주었으며, 농업용복합비료를이용한미세조류배양은 TN 120 ppm, TP 10 ppm으로운전하였고, LF와 SF의혼합은 LF 500 ppm, TN 120 ppm, TP 10 ppm으로운전하였다. 미세조류성장측정본실험에서는돈분액체비료와농업용복합비료를사용하여 3가지배양액을제조하고각배양액에서미세조류의건조세포중량과엽록소-a, 지질함량등을측정하여비교하였다. 미세조류건조중량은 SSRP 배양액 10 ml을 0.45 μm 여과지에거른후 105 에서 24시간동안건조하여측정하였다. 엽록소-a는 90% 아세톤으로추출하여 750 nm, 664 nm, 647 nm, 630 nm의파장으로측정하였다 (APHA, 1998). 엽록소-a의계산식은다음과같다. ={11.85 (664 nm - 750 nm) - 1.54 (647 nm - 750 nm) - 0.08 (630 nm - 750 nm)} acetone volume sample volume 수질분석방법 SSRP의배양액을 2일마다채취하여 0.45 μm 여과지로여과한후잔류 TN, TP를측정하였다. TN과 TP는 Standard method 를이용하여분석하였다 (APHA, 1998). Lipid 추출방법미세조류의세포내지질함량은 Bligh & Dyer 의방법을변형한방법으로분석하였다. 미세조류시료에 Chloroform : methanol (2:1 v/v) 를넣어교반후, 증류수를첨가하여 chloroform : methanol : water 의비율이 1 : 1 : 0.9가되게조절하여분리된 chloroform 층을건조시켜지질함량을측정하였다 (Bligh and Dyer, 1959; Lee et al., 2010).
영양원에따른미세조류옥외배양 315 FAME 분석방법지방산메틸에스터 (Fatty acid methyl esters, FAME) 조성분석을위해 Gas Chromatograph (Shimadzu GC-2010, Japan) 를통하여분석하였다. 미세조류시료 50 mg과 1 ml의 KOH-CH 3OH 를 test tube에 75 에서 10분, 5% HCl과 methanol을넣어 75 에서 10분간반응시켰다. 그뒤, hexane과 (CH 3) 3COCH 3 을넣어반응시킨후증류수를첨가하여 FAME가포함된층을분리하였다. 지방산은 GC-FID (GC-2010, Shimadzu, Japan) 를통하여분석하였다. GC detector는 flame ionized detector (FID) 를사용하였으며 Rtx-wax capillary column (30 m 0.25 mm 0.25 μm) (RESTEK, USA) 을사용하였다. Injector와 detector는 300 로설정하였으며, column 온도는 170 로 1분후, 5 /min의속도로온도를올려 250 에서 12분동안유지하였고, 총분석시간을 29분으로설정하였다 (Kang et al., 2013). 결과및고찰미세조류유래의바이오디젤생산시, 미세조류배양비용은바이오디젤생산비용중많은비율을차지한다 (Yun et al., 1997). 따라서바이오디젤생산단가를줄이기위해서는값비싼영양원대신저렴한대체물질이요구되며 (Choi et al., 2014), 대체물질로폐수를사용하는연구가진행되어왔다 (Craggs et al., 1997; Wilkie and Mulbry, 2002). 그러나폐수는날씨와기후의영향을많이받아안정적인영양공급이어렵다는단점이있다. 따라서본연구에서는이러한단점을보완하고자돈분액체비료와농업용복합비 료를사용하였다. 돈분액체비료와농업용복합비료는질소와인이풍부하여미세조류에게안정적인영양원이될가능성이있다. 액체비료를이용한미세조류배양과복합비료를이용한미세조류배양에서생장률을비교함으로써, 바이오디젤생산을위한미세조류영양원으로활용할가능성을확인해보았다. 본연구에사용한 SSRP는대전하수종말처리장에서실험하였으며, 2014년 3월 22일부터 4월 19일까지진행되었다. 실험기간동안대전광역시의평균기온은 5.7 17.5 였고, 최소기온은 0 13.7, 최고기온은 12.1 25.7 였다 (Fig. 1). 또한, 같은기간의평균일조량은 3.76 MJ/m 2 26.9 MJ/m 2 이었다 (Fig. 2). 영양원에따른미세조류바이오매스생산본연구에서는대전하수종말처리장방류수내에서검출된혼합토착미세조류 CSS mixed culture를선택하여옥외배양에이용하였으며, 운전기간중 CSS mixed culture의종조성을관찰한결과종의천이가일어나지않고안정적으로유지되는것을확인하였다 ( 자료미제시 ). 미세조류배양을위한영양염류는돈분액체비료, 돈분액체비료와복합비료의혼합액, 복합비료를이용하였다. 미세조류생장률을측정하기위하여건조중량 (DCW, Dry Cell Weight) 과엽록소-a 를 28일간측정하였다 (Figs. 3 and 4). 배양종료시점의건조중량은액체비료실험구, 혼합실험구, 복합비료실험구에서각각 0.23 ± 0. 18 g/l, 0.8 ± 0.02 g/l, 0.75 ± 0.02 g/l으로확인되었으며이중혼합실험구가가장높았다. 그리고엽록소-a도액체비료실험구, 혼합실험구, 복합비료실험구에서각각 1516 ± 150 μg/l, 6389 ± 200 μg/l, 5497 ± 200 μg/l Fig. 1. Temperature in Daejeon for operation period. Open square; maximum temperature, closed circle; average temperature, open triangle; minimum temperature. Fig. 3. Dry cell weight. Closed square; liquid fertilizer, open triangle; liquid and solid fertilizer mixture, closed circle; solid fertilizer. Fig. 2. quantity of solar radiation in Daejeon for operation period. Fig. 4. Chlorophyll-a. Closed square; liquid fertilizer, open triangle; liquid and solid fertilizer mixture, closed circle; solid fertilizer.
316 Kim et al. 으로혼합실험구에서가장높은결과를보여주었다. 돈분액체비료실험구에서의바이오매스생산이가장낮게나타났는데, 이는돈분액체비료가특유의색도와탁도를가지고있어서미세조류가광합성하는데방해되기때문으로추정된다. 이는돈분액체비료를 5% 와 3% 로희석한배양액에서는영양물질이더풍부함에도미세조류의생장이거의일어나지않았기때문이다 ( 자료미제시 ). 엽록소-a는식물과조류가광합성을하는데필수적인물질로, 엽록소-a의양을측정함으로써광합성을활성도와바이오매스량을간접적으로확인하는데유용한척도로써, 엽록소-a의양이높을수록광합성중인세포수가많다는것을의미한다 (Gitelson, 1992). 이결과를통해액체비료만으로미세조류를배양했을때보다복합비료로미세조류를배양할때, 바이오매스생산성이더욱증가한다는사실을확인하였다. 복합비료에액체비료를소량투입했을때액체비료내의여러무기물질성분이미세조류생장에도움을주는것으로추측된다. 토착혼합미세조류 CSS mixed culture의군집을확인해보면, 주로 Chlorella vulgaris와 Scenedesmus obliquus가우점하고있는것으로확인되었다 (Kang et al., 2012, 2013). C. vulgaris는다른 Chlorella 종보다생장속도가빠르고고농도의이산화탄소에대한내성이강하며, 이산화탄소저감능력이우수한것으로알려져있다 (Jeong et al., 2003). 그리고 C. vulgaris와 S. obliquus 는유기성폐수내의고농도암모니아에대한내성이우수하며, 폐수내의암모니아성질소 (NH 3-N), 질산성질소 (NO 3-N), 인등을높은효율로제거한다고보고되었다 (González et al., 1997). 또한, S. obliquus는산업폐수내의아연, 카드뮴과같은중금속을제거하는데에도이용될가능성이있다 (Cain et al., 1980). 게다가 C. vulgaris와 S. obliquus는생장속도가빠르고지질함량이높아서바이오디젤생산연구에이용되고있는종들이기도하다 (Scragg et al., 2003; Mandal and Mallick, 2009). 본연구에사용된 CSS mixed culture는단일종에비해높은생장률을보인다 (Choi et al., 2014). 그리고 CSS는외부의환경변화에대한적응력이우수하여옥외배양시스템에배양하기적합하다 (Choi et al., 2014). 자연환경내에서미생물들이단일종으로존재하는경우는극히드물며, 주변환경에적응하는다른미생물과상호작용하며미생물군집을이루며살아간다. 이때혼합된미생물의바이오매스생산량과군집의안정성이높게유지된다고보고되고있으며, 이러한현상을 transgressive overyielding 이라고한다 (Weis et al., 2008). 또한, 혼합미세조류군집속에서공존하는박테리아는미세조류의응집 (flocculation) 을유도하여미세조류수확효율을높일가능성이있다 (Lee et al., 2013). al., 2006; Li et al., 2008; Mandal and Mallick, 2009). 그러므로미세조류를배양하여바이오매스량을충분히증가시킨후에질소가고갈된환경이나높은염도환경에서일정시간유지해주면미세조류지질함량을더욱높일수있다고추측된다. 바이오디젤생산을위한미세조류를선발할때지질함량이높은종을선택한다면바이오디젤생산에더유리할것이다 (Choi et al., 2014). 미세조류는종에따라지질함량이다르며, 일반적으로는건조중량당지질함량이 20 50% 수준인것으로알려졌다 (Chisti, 2007). 건조중량당지질함량이 50% 이상으로알려진종들도보고되고있지만, 단순히지질함량이높다고해서바이오디젤생산에유리한것은아니다 (Choi et al., 2014). Botryococcus braunii는건조중량당지질함량이 70% 이상으로지질량이매우높지만, 생장속도가매우느려서바이오디젤생산효율은높지않은것으로알려졌다 (Mandal and Mallick, 2009). 바이오디젤의효율적인생산을위해서는지질함량이높은균주를선별하는것도중요하지만, 지질생산성이높은균주를선발하는것이매우중요하다. 그리고지질성분중에서지방산 (Fatty acid) 은바이오디젤로변환될수있는성분으로실험종료시점의시료를채취하여지방산을 FAME으로전환하여지방산조성을분석하였다 (Kumar Tiwari et al., 2007)(Fig. 5). 미세조류의지방산조성을분석해본결과, 주로 Palmitate (C 16:0), Linoleate (C 18:2), 그리고 Linolenate (C 18:3) 으로구성된것을확인하였다. Palmitate (C 16:0), stearate (C 18:0), oleate (C 18:1), linoleate (C 18:2), linolenate (C 18:3) 등지방산은바이오디젤변환하는데핵심적인지질성분으로, 이러한지방산이많이함유된지질은바이오디젤생산에유리하다 (Canakci and van Gerpen, 2001; He et al., 2007; Halim et al., 2011). 일반적으로 Chlorella spp. 의지방산조성은 C 16:0, C 18:2, C 18:3 이많고, Scenedesmus obliquus의지방산조성은 C 16:0, C 18:2 가대부분을차지하는것으로알려졌다 (Knothe, 2011). 그리고영양원의종류에따른지방산조성에는큰차이는없는것으로나타났다. 미세조류바이오매스내의지질함량과 FAME 실험종료시점에각시료를채취하여미세조류내의지질함량을측정한결과돈분액체비료실험구 20.1%, 혼합실험구 20.3%, 복합비료실험구 21.1% 로확인되었다. 각실험구의지질함량은거의비슷한수준으로영양원의차이가지질함량에큰영향은주지않는것으로확인되었다. 일반적으로미세조류는질소가고갈된상태나높은염도의환경등의스트레스상태에서세포내지질축적을증가시키는것으로알려졌다 (Takagi et Fig. 5. FAME contents. Fatty acid percentages of total fatty acid.
영양원에따른미세조류옥외배양 317 미세조류배양액의수질분석미세조류는생장하면서 C, H, O 등의원소뿐만아니라 N과 P 도이용하기때문에배양액내 N과 P의감소량을확인하여미세조류의생장률을간접적으로확인해볼수있다. 미생물들의질소와인소비량을실험시작일부터종료일까지이틀간격으로측정하였다 (Fig. 6). 혼합실험구의 total nitrogen은 120 ppm 수준에서 22일만에 10 ppm 수준으로감소하였고, 복합비료실험구도혼합비료실험구와유사한경향을나타내었다. 복합비료실험구의 total nitrogen도 120 ppm 수준에서 22일만에 10 ppm 수준으로감소하였다. 그러나돈분액체비료실험구의 total nitrogen은 40 ppm에서 16일만에 10 ppm 수준으로하락하였다. 한편혼합실험구의 total phosphorus는 10 ppm 수준에서 28 일만에 0 ppm 수준으로감소하였다. 복합비료실험구의 total phosphorus도 10 ppm 수준에서 28일만에 0 ppm 수준으로감소하였다. 돈분액체비료실험구의 total phosphorus는실험초기부터거의검출되지않아액체비료성분내인성분은거의없는것으로확인하였다. 이는미세조류를배양하는데불리한요소로작용할수있다. 질소원의종류에는질산염 (NO - 3 ), 아질산염 (NO - 2 ), 질산 (HNO 3), 암모늄 (NH + 4 ), 암모니아 (NH 3), 질소가스 (N 2) 등이있다. 그중에서암모늄이나암모니아같은암모니아성질소 (NH 3-N) 와질산염, 아질산염, 질산등의질산성질소 (NO 3-N) 는미생물들이이용하기유리한형태의질소라고알려졌다 (Choi et al., 2014). 특히암모니아성질소는질산성질소보다용이한형태이며미생물에게는가장중요한질소원이라고할수있다. 따라서미생물은암모니아성질소를먼저이용한후질산성질소를이용하게되는데, 이는암모니아가질산환원효소 (nitrate reductase) 의합성을억제하기때문으로알려져있다 (Syrett and Morris, 1963). 돈분액체비료는대부분암모니아성질소로구성되어있으며, 농업용복합비료는대부분질산성질소로구성되어있다. 따라서돈분액체비료가농업용복합비료보다미세조류성장에더유리하다고판단할수있다. 그러나암모니아는고농도에서오히려미생물에독성으로작용하기때문에사용가능농도에한계가있다 (Choi et al., 2014). 그리고돈분액체비료는특유의색도와탁도때문에광투과성을저해하기때문에고농도로사용하기어렵다. 그러나농업용복합비료는색도와탁도가거의없어광투과성이우수하고고농도로투입할수있기때문에사용가능농도범위가돈분액체비료보다더넓다는장점이있다. 또한, 돈분액체비료는질소와인의비율이매일다르게생산되고질소와인의비율조절이어렵지만, 복합비료는원료의배합비율을조정하여질소와인의비율을조절하기쉽다는장점도있다. 본연구에서는돈분액체비료나농업용복합비료를이용했을때의미세조류생산성을비교하여효율적인미세조류기반바이오디젤생산가능성을탐색하였다. 돈분액체비료와복합비료를혼합하여사용할경우돈분액체비료와복합비료를사용했을때보다바이오매스생산성이더우수한것으로확인되었다. 이는돈분액체비료내의여러가지미량물질이미세조류가생장하는데필요한 trace element로작용하기때문으로판단된다. 그러나각실험구별지질함량과지방산조성에는큰차이가없었다. 미세조류에게공급하는영양물질의차이가지질생산과지방산생산과정에는큰영향을주지않는것으로나타났다. 그리고배양액의총질소와총인을측정하여미세조류가배양되는동안질소와인을소비하는것을확인하였다. 돈분액체비료에는인성분이거의없는것으로나타나서, 질소와인의양을조절할수있는복합비료가돈분액체비료보다미세조류배양에더유리한것으로판단된다. 바이오디젤을생산하기위한미세조류배양에농업용복합비료를이용한다면미세조류에안정적으로영양물질을공급할수있고, 공급되는영양물질의양을쉽게조절할수있다. 또한, 복합비료를이용한옥외배양시스템은기존의폐수이용미세조류배양법의단점을해결할수있어서더효율적인미세조류대량배양시스템에응용될수있을것으로판단된다. 적요 Fig. 6. Total nitrogen (upper one) and total phosphorous (lower one) of culture medium. Closed square; liquid fertilizer experimental group, open triangle; liquid and solid fertilizer mixture experimental group, closed circle; solid fertilizer experimental group. 최근지구온난화문제와화석연료자원의부족문제로인해지속적이고친환경적인미세조류기반바이오디젤이주목받고있다. 본연구에서는돈분액체비료와농업용복합비료가바이오디젤생산을위한미세조류영양원으로활용될가능성을확인해보았다. 혼합미세조류 CSS (Chlorella spp., Scenedesmus spp., Stigeoclonium spp.) 배양을위한영양원은돈분액체비료, 돈분액체비료와농업용복합비료의혼합, 농업용복합비료이며, 28 일간 Small Scale Raceway Pond (SSRP) 에서옥외배양하였다. 그결과혼합실험구의바이오매스와지질생산성은각각 0.8g/L, 5.8 mg/l/day로가장우수한바이오매스량과지질생산성을보여주었다. 이연구를통해농업용복합비료와돈분액체
318 Kim et al. 비료의혼합액이미세조류에안정적인영양공급을하는영양원으로활용될가능성을확인하였다. 또한, 미세조류배양단가와바이오디젤생산단가를낮출가능성도탐구하였다. 감사의말 본연구는미래창조과학부글로벌프런티어사업차세대바이오매스연구단 (www.biomass.re.kr) (ABC-2011-0031351), 2012년도산업통상자원부의재원으로한국에너지기술평가원 (KETEP) (No.2012T100201665) 과한국생명공학연구원 (www.kribb.re.kr) 의기관고유사업의연구비지원으로수행되었습니다. References Aaronson, S. and Dubinsky, Z. 1982. Mass production of microalgae, pp. 42 46. In Mislin, H. and Bachofen, R. (eds.), New trends in research and utilization of solar energy through biological systems, Birkhäuser Basel. APHA. 1998. Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, Washington, DC, USA. Bligh, E.G. and Dyer, W.J. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 37, 911 917. Cain, J., Paschal, D., and Hayden, C. 1980. Toxicity and bioaccumulation of cadmium in the colonial green alga Scenedesmus obliquus. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 9, 9 16. Canakci, M. and van Gerpen, J. 2001. 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