미세 조류

생태계

광합성을 수행할 수 있는 미세조류는 지구상의 생명체에 중요하다. 그들은 대기 산소의 약 절반을 생산하고^[1] 동시에 온실가스인 이산화탄소를 사용하여 광독립 영양적으로 성장한다. 해양 광합성은 시아노박테리아와 함께 식물 플랑크톤이라고 하는 미세조류가 지배한다.^[2] 미세조류는 박테리아와 함께 먹이 그물의 기초를 형성하고 그 위의 모든 영양 수준에 에너지를 제공한다. 미세조류 바이오매스는 종종 농도로 측정되며 잠재적 생산에 대한 유용한 지표를 제공할 수 있다.^[3]

미세조류의 생물다양성은 엄청나며 거의 개발되지 않은 자원을 나타낸다. 많은 다른 속의 약 200,000-800,000 종이 존재하는 것으로 추정되며 그 중 약 50000종이 기술된다.^[4] 조류 바이오매스에서 유래한 15,000개 이상의 새로운 화합물이 화학적으로 결정되었다. 예로는 카로티노이드, 항산화제, 지방산, 효소, 폴리머, 펩타이드, 독소 및 스테롤이 있다.^[5]

미세조류 계열의 예외는 엽록소가 없는 무색 프로토테카이다. 이 무색소성 조류는 기생으로 전환하여 인간과 동물에서 질병 프로토테코시스를 유발한다.

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화학적 특성

미세조류의 화학적 조성은 고유한 상수 요인이 아니라 종과 재배 조건에 따라 다양한 요인에 따라 변한다. 일부 미세조류는 환경 변화에 따라 화학적 조성을 변경하여 환경 조건의 변화에 적응할 수 있는 능력이 있다. 특히 극적인 예는 인이 고갈된 환경에서 인지질을 비인막 지질로 대체하는 능력이다.^[6] 온도, 조도, pH, CO₂ 공급, 염분 및 영양소와 같은 환경 요인을 변경하여 미세조류에 원하는 생성물을 크게 축적할 수 있다.

Microphytes는 또한 먹이 선택, 방어 및 회피에 기여하는 화학적 신호를 생성한다. 이러한 화학적 신호는 조류 번성과 같은 대규모 열대 구조에 영향을 미치지만 단순 확산 및 층류 이류에 의해 전파된다.^[7] 미생물과 같은 미세조류는 특히 이매패류를 비롯한 수많은 양식 종의 주 먹이가 된다.

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광합성 및 화학합성

광합성 및 화학 합성 미생물은 또한 숙주 유기체와 공생 관계를 형성할 수 있다. 그들은 스스로 합성할 수 없는 이매패류의 성장에 필요한 비타민과 다가불포화 지방산을 제공한다. 또한 세포는 수성 현탁액에서 성장하기 때문에 물, CO₂ 및 기타 영양소에 더 효율적으로 접근할 수 있다.

미세조류는 해양 생물권에서 영양 순환 및 무기 탄소를 유기 분자로 고정하고 산소를 발현하는 데 중요한 역할을 한다.

생선 기름은 오메가-3 지방산 함량으로 유명해졌지만 생선은 실제로 오메가-3를 생성하지 않고 대신 미세조류를 섭취하여 오메가-3 매장량을 축적한다. 이러한 오메가-3 지방산은 이를 생산하는 미세조류로부터 직접 인간의 식단에서 얻을 수 있다.

미세조류는 종 및 재배 조건에 따라 상당한 양의 단백질을 축적할 수 있다. 비경작지에서 자라는 미세조류는 인간이 섭취하거나 동물 사료를 위한 대체 단백질 공급원을 제공할 수 있다.^[8] 미세조류 단백질은 또한 식품 산업에서 동물성 단백질을 대체하기 위해 농축제^[9] 또는 에멀젼 및 거품 안정제^[10]로 조사된다.

일부 미세조류는 추출하여 착색제로 사용할 수 있는 엽록소, 카로티노이드 또는 피코빌리단백질과 같은 발색단을 축적한다.^[11]

미세조류의 배양

다양한 미세조류 종은 사육장에서 생산되며 인간 영양^[12], 바이오 연료^[13], 다른 유기체의 양식업^[14], 의약품 제조, 화장품^[15], 생물비료^[16]를 포함하여 상업적 목적을 위해 다양한 방식으로 사용된다. 그러나 낮은 세포 밀도는 많은 미세조류 유래 제품, 특히 저가 상품의 상업적 생존가능성에 있어 주요 병목 현상이다.^[17]

연구에 따르면 미세조류 사육 시스템의 성공에 대한 주요 요인은 다음과 같다.

미세조류가 배양되는 용기/생물반응기의 치수
빛에 대한 노출/ 조사
반응기 내의 세포 농도.

생태계

화학적 특성

광합성 및 화학합성

미세조류의 배양

같이 보기

각주

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