미세조류의 국내외 바이오/화학적 활용과 산업적 동향

목차

1. 서론

2. 미세조류의 역사

3. 미세조류의 특성

4. 미세조류의 배양 조건의 최적화
I) 미세조류 균주 선택
II) 미세조류 바이오매스와 배지의 조성
III) 광 요구성, 온도와 pH

5. 미세조류의 상업적 이용
I) 건강보조식품
II) 카르테노이드 (Cartenoid)
III) 지방산 (Fatty acid)
IV) 동물사료
V) 건축 자제

6. 유용물질 생산기술

7. 바이오연료 생산 공정
I) 미세조류 대량 배양
II) 수확
III) 오일 추출
IV) 바이오디젤 전환
V) 부산물 활용

8. 국내외 동향

본문내용

18세기 산업혁명 이후 화석연료를 바탕으로 급속도로 성장한 산업기술의 발달은 인류의 삶을 윤택하게 만들어준 최대의 업적 이기도 하지만, 화석연료의 사용함으로 인한 결과물로 발생하는 대기 중의 이산화탄소 농도의 증가 역시 결코 피할 수 없는 부산물이었다. 이렇게 축적된 이산화탄소는 지구 밖으로 나가는 복사열을 붙잡아두는 역할을 해 지국 온난화 현상을 일으켜 지구의 급격한 기후변화를 유발시켜 각지에서의 해수면 상승, 홍수, 가뭄 등 생태계에 변이를 일으키고 있다. 따라서 전세계적으로 더 이상의 지구온난화를 막기 위해 에너지 사용을 줄이거나, 탄소로부터 자유로운 효율적인 에너지원을 찾는 연구가 계속 이루어지고 있다.
최근까지 광합성 미생물인 미세조류로부터 바이오연료를 생산하는 기술은 세계적인 관심을 받아왔다. 미세조류는 이산화탄소를 제거하고 산업적으로 유용한 다양한 이차대사물질을 생산해 내는 광합성 미생물로 생물산업분야에서 주목받고 있는 유용한 자원이다. 미세조류 기반의 3세대 바이오매스는 기존 바이오매스 대비 지속가능성, 생산성 등에 높은 잠재력이 있다. 그러나 미세조류 바이오매스로부터 연료를 생산하는 약 50개의 회사에서 경쟁력 있는 가격으로 상업적인 규모의 바이오연료를 생산하지 못하고 있는 실정이며, 미세조류에 의한 바이오연료 생산 공정은 현재로서는 비경제적인 것으로 보인다. 현재 미세조류 바이오연료는 다른 바이오연료와 경쟁이 되지 못하는 실정이며, 경제성을 갖추기 위해서는 생산 비용을 감소시킬 필요가 있다. European Algae Biomass Association은 미세조류 바이오연료가 산업적 규모로 전화되려면 10년에서 15년은 더 걸릴 것으로 예상한다 (지식경제부, 2012). 그럼에도 불구하고 미세조류는 식품, 의약, 그 외 용도를 가진 다양한 생화학물질들을 생산하며 아직 발견되지 못한 다른 중요한 유용물질을 함유하고 있다는 측면에서 잠재성을 가지고 있다.

참고 자료

국가과학기술자문회의, “바이오, 기후변화대응 전략을 통해 창조경제 이끈다”(2014).
오유관, 공업화학 전망, 제15권 제2호, (2012)
오유관, 미래환경 (2011).
오유관, 심상준, 미세조류 바이오디젤 생산공정 (2015)
오희목, 안치용, 공업화학 전망 (2009).
중소기업청, 2013 중소기업 기술로드맵-에너지자원(2013).
지식경제부, 발전전략보고서(바이오 폐기물) (2012)
진언선, 분자생물학적 개량을 통한 이산화탄소 고정 미세조류 개발 (2011)
최승필, 심상준, 미세조류에 의한 이산화탄소의 생물학적 유기자원화 (2012)
A. C. Guedes, H. M. Amaro, and F. X. Malcata, Mar. Drugs, 9, 625 (2011).
K. Lee, S. Y. Lee, R. Praveenkumar, B. Kim, J. Y. Seo, S. G. Jeon, J.-G. Na, J.-Y. Park, D.-M. Kim, and Y.-K. Oh, Bioresource Technology., (2014).
M. Morweiser, O. Kruse, B. Hankamer, and C. Posten, Appl. Microbiol. Biotechnol., 87,1291 (2010).
M. Murakami and M. Ikenouchi, Energy Conv. Manag., 38, 493 (1997).
M. Plaza, M. Herrero, A. Cifuentes and E. Ibanez, J. Agric. Food Chem., 57, 7159 (2009).
NDSL, 광합성과 태양전지의 효율 비교 및 개량 가능성(2013)
R. Praveenkumar, B. Kim, E. Choi, K. Lee, S. Cho, J.-S. Hyun, J.-Y. Park, Y.-C. Lee, H. U. Lee, J.-S. Lee, and Y.-K. Oh, Bioprocess Biosyst. Eng., 37, 2083 (2014).
R. Todd Lorenz and G. R. Cysewski, Trends Biotechnol., 18, 160 (2000).
S. D. Varfolomeev and L. A. Wasserman, Appl. Biochem. Microbiol., 47, 789 (2011).
Y. Chisti, Environ. Eng. Manage J., 5, 261 (2006)