아르스테로스피라

Arthrospira
아르스테로스피라
SingleSpirulinaInMicroscope4WEB.jpg
단 하나의 아르드로스피라 플라텐시스 군락
과학적 분류 e
도메인: 박테리아
망울: 시아노박테리아
클래스: 남조류
순서: 오실레이터목
패밀리: 미크로콜레아과
속: 아르스테로스피라
종

35살 정도.

스피룰리나 분말(Arthrospira 속)은 400배 확대된 미완성 습식 마운트에 있다.

절지동물(Arthrospira)은 자유 유동 필라멘트 시아노박테리아 속으로서, 원통형의 다세포 트리콤이 왼쪽 나선에 있는 것이 특징이다. 식이 보조제는 스피루리나로 알려진 A. 플라텐시스와 A. 맥시마로 만들어진다.[1] A. maxima와 A. plantensis 종은 한때 Spirulina속에 분류되었다. 지금은 분리되어 있는 두 개의 제네랄 아르드로스피라와 스피룰리나의 도입이 일반적으로 받아들여지고 있지만, 과거에도 많은 분쟁이 있었고 그에 따른 분류학상의 혼란은 엄청나다.[2]

분류학

보통명인 스피루리나(Spirulina)는 아르드로스피라 플라텐시스의 말린 바이오매스를 말하며,[3] 시아노박테리아와 프로염소알레스의 그룹을 덮고 있는 산소 광합성 박테리아에 속한다. 이러한 광합성 유기체는 원핵생물로 재분류되고 시아노박테리아라는 이름이 붙여진 1962년까지 매우 크고 다양한 진핵생물의 집단인 조류로 간주되었다.[4] 이 명칭은 1974년 베르헤이의 결정 세균학 설명서에 의해 받아들여져 발표되었다.[5] 과학적으로 스피룰리나(Spirulina)와 아르드로스피라(Arthrospira)의 세대 사이에는 상당한 구분이 존재한다. 스티젠버거(Stizenberger, 1852년)는 셉타의 존재와 그 나선 형태, 다세포 구조를 바탕으로 아르드로스피라(Arthrospira)라는 이름을 붙였고, 고몬트는 1892년 스피룰리나속(Spirulina)의 무절제 형태를 확인했다. 게이틀러는 1932년 중격돌을 고려하지 않고 스피룰리나로 지정해 두 멤버를 통일했다.[6] 스피룰리나(Spirulina)라는 이름으로 미세조류에 대한 연구가 진행되었으나, 원래 식이보충제 스피룰리나를 생산하는데 사용된 종은 아르드로스피라(Arthrospira) 속에 속한다. 이 잘못된 명칭은 고치기 어려웠다.[5] 현재 분류학에서는 식품보충제로 쓰이는 균주의 스피룰리나 명칭이 부적절하다고 밝히고 있으며, 아르드로스피라(Arthrospira)는 A. 플라텐시스와 A. maxima 등 30여 종으로 구성된 별개의 속이라는 동의가 존재한다.[7]

형태학

아르드로스피라속은 크기가 다양하고 코일화 정도가 다양한 헬리컬 트리콤으로 구성되어 있으며, 직선의 형태학을 포함한다.[1]

Arthrospira 모양의 나선형 매개변수는 같은 종 내에서조차 구별하기 위해 사용된다.[8][9] 이러한 차이는 온도와 같은 환경 조건의 변화에 의해 유발될 수 있다.[10] 삼각형의 나선형 모양은 액체 환경에서만 유지된다.[11] 필라멘트는 고독한 상태로 이항 핵분열로 생식하며, 삼항체의 세포는 길이가 2~12μm로 다양하고 때로는 16μm에 이를 수 있다.

생화학적 구성

추가 정보: Spirulina(식약 보충제)

관절염은 단백질이 매우 풍부하며,[1][11] 세포 내용물의 건조한 무게로 53~68%를 구성한다.[12] 그것의 단백질은 모든 필수 아미노산을 함유하고 있다.[11] 절지동물은 또한 다불포화지방산(PUFA)이 다량 함유되어 있으며 약 1.5~2%, 총 지질 함량은 5~6%이다.[11] 이 PUFA에는 오메가-6 지방산인 γ리놀렌산(GLA)이 함유되어 있다.[13] Arthrospira의 추가적인 내용물은 비타민, 미네랄, 광합성 색소를 포함한다.[11]

발생

아르드로스피라 속종의 종은 열대 및 아열대 지역의 알칼리성 고사리 및 염수로부터 격리되어 있다. 속주에 포함된 다양한 종 중에서 A. 플라텐시스는 가장 널리 분포하고 있으며 주로 아프리카에서 발견되지만 아시아에서도 발견된다. A. maxima는 캘리포니아와 멕시코에서 발견된다고 믿어진다.[6] A. 플라텐시스와 A. maxima는 알칼리성 pH와 탄산염과 중탄산염의 고농도의 열대 및 아열대 호수에서 자연적으로 발생한다.[14] A. 플라텐시스는 아프리카, 아시아, 남미에서 발생하는 반면, A. maxima는 중앙 아메리카에 국한된다. A.Pacifa는 하와이 섬에서 자생한다.[15] 대부분의 경작된 스피루리나는 개방된 채널의 경주용 연못에서 생산되며, 물을 자극하는 데 패들 휠이 사용된다.[14] 스피룰리나의 최대 상업 생산국은 미국, 태국, 인도, 대만, 중국, 파키스탄, 미얀마, 그리스, 칠레에 있다.[15]

현재 및 미래 용도

스피루리나는 식품 보충제로 널리 알려져 있지만, 이 시아노박테리움에는 다른 가능한 용도가 있다. 일례로 음식을 씹거나 삼키기 어려운 환자를 위해 의학적으로 사용하거나 자연스럽고 값싼 약물전달체계로 활용할 것을 제안한다.[16] 또한, 간독성, 혈관 질환뿐만 아니라 특정 암, 알레르기, 빈혈의 치료에도 유망한 결과가 발견되었다.[17] 스피룰리나는 또한 생산가격을 더 낮출 수 있다면 동물 사료에[18] 건강한 첨가물로 사용될 수 있다. 스피룰리나는 은 나노입자의 생합성 등 기술적인 용도에 사용할 수 있어 친환경적인 방식으로 금속성 은을 형성할 수 있다.[19] 직물을 만들 때, 그것은 항균 직물[20], 종이 또는 폴리머 재료의 생산에 사용될 수 있기 때문에 몇 가지 이점이 있다.[20] 또한 항산화 효과가[21] 있을 수 있고 수생물의 생태적 균형을 유지할 수 있으며 수생 환경의 다양한 스트레스를 줄일 수 있다.[22]

크롭 시스템

A. 플라텐시스의 성장은 몇 가지 요인에 따라 달라진다. 최대 출력을 달성하려면 온도, 빛 및 광촉진, 영양소, 이산화탄소 수준 등의 요인을 조정할 필요가 있다. 여름에 스피루리나 성장의 주요 제한 요소는 가볍다. 12~15 cm의 수심 내에서 자랄 때, 자기 변형은 개별 세포의 성장을 지배한다. 그러나, 연구 결과, 성장 또한 광학적으로 억제되며, 음영을 통해 증가될 수 있는 것으로 나타났다.[23] 광학억제 수준 대 빛의 부족은 항상 매개체에서의 세포 농도의 문제다. A. 플라텐시스의 최적 성장 온도는 35–38 °C이다. 이것은 열대지방 밖에서의 주요한 제한요소로써 여름의 성장을 제한한다.[24] 고사리류와 바닷물은 물론 민물에서도 재배되었다.[25] 광물비료 외에도 폐유출물과 비료, 전분, 면 공장에서 배출되는 폐유출물 등 다양한 원료가 영양소 공급원으로 활용돼 왔다.[15] 폐수는 시골 지역에서 더 쉽게 구할 수 있어 소규모 생산이 가능하다.[26] 대규모 생산의 주요 장애물 중 하나는 총 생산 비용의 20~30%를 차지하는 복잡한 수확 과정이다. 세포 크기가 작고, 물 미세조류에 가까운 밀도를 가진 희석 배양액(질량농도 1g/L 미만) 때문에 배양 배지에서 성장하기 어렵다.[27]

재배 시스템

주요 기사: 부둣가의 미세조류 문화

열린 연못

비교적 낮은 비용으로 인해 개방형 연못 시스템은 A. 플라텐시스를 재배하는 가장 일반적인 방법이다. 전형적으로 채널은 콘크리트나 PVC 코팅 흙벽에서 경주로의 형태로 만들어지고, 물은 패들 휠로 움직인다. 그러나 개방형 설계는 외래 조류 및/또는 미생물에 의한 오염을 허용한다.[15] 또 다른 문제는 증발에 의한 수분 손실이다. 이 두 가지 문제는 모두 투명한 폴리에틸렌 필름으로 채널을 덮음으로써 해결할 수 있다.[28]

폐쇄형 시스템

폐쇄형 시스템은 물리적, 화학적, 생물학적 환경을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이것은 수율을 증가시키고 영양소의 수치를 더 조절할 수 있게 한다. 튜브나 폴리에틸렌 가방과 같은 전형적인 형태도 개방된 연못 시스템보다 표면 대 부피 비율을 더 많이 제공하여 광합성에 이용 가능한 햇빛의 양을 증가시킨다.[29] 이러한 폐쇄적인 시스템은 성장 기간을 겨울로 확장하는 데 도움을 주지만, 종종 여름에 과열로 이어진다.[30]

시장 잠재력 및 실현 가능성

아르트로스피라 경작은 오랜 기간 동안 발생했으며,[vague] 특히 멕시코와 아프리카 대륙의 차드 호수 주변에서 발생했다. 그러나 20세기 동안, 그것의 유익한 성질은 재발견되었고 따라서 Arthrospira에 대한 연구와 생산량이 증가했다.[31] 지난 수십 년 동안 시아노박테리움의 대규모 생산이 발달했다.[32] 일본은 1960년에 시작되었고, 그 다음 해에 멕시코와 중국, 인도, 태국, 미얀마, 미국 등 모든 대륙의 여러 나라들이 대규모로 생산되기 시작했다.[31] 얼마 지나지 않아 중국은 전 세계에서 가장 큰 생산국이 되었다.[32] 스피루리나의 생산과 사용의 특별한 장점은 넓은 지역에 걸쳐 가정 문화에서부터 집중적인 상업 생산까지 다양한 규모로 생산이 가능하다는 것이다.

특히 소규모 작물로서 아르드로스피라는 영양 개선 등 아직 상당한 발전 잠재력을 가지고 있다.[33] 이런 일이 일어날 수 있는 새로운 국가들은 알칼리성이 풍부한 연못이나 염분이 많은 알칼리성이 풍부한 지하수나 기온이 높은 해안 지역을 처분해야 한다.[14] 그렇지 않으면 새로운 스피룰리나 농장에 필요한 기술적 투입은 상당히 기초적이다.[33]

스피룰리나의 국제시장은 두 개의 표적 집단으로 나뉘는데 하나는 영양실조에 초점을 맞춘 NGO와 기관을 포함하고 다른 하나는 건강을 의식하는 사람들을 포함한다. 여전히 몇몇 나라들, 특히 아프리카에는 지역적 차원에서 생산되는 나라들이 있다. 그들은 생산과 규모의 경제를 증가시킴으로써 국제적인 수요에 대응할 수 있었다. 아프리카에서 제품을 재배하는 것은 낮은 인건비로 인해 가격에서 이점을 제공할 수 있다. 반면 아프리카 국가들은 수입국의 품질 기준을 뛰어넘어야 할 것이고, 이것은 다시 더 높은 비용으로 이어질 수 있다.[33]

참조

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외부 링크

  • Guiry, M.D.; Guiry, G.M. (2008). "Arthrospira". AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway.