Induction of ${\beta}$-carotene by Ozone and Hydrogen Peroxide and Extraction Using Vegetable Oil from Microalga Dunaliella bardawil

미세조류 Dunaliella bardawil에서 오존과 과산화수소에 의한 ${\beta}$-carotene의 축적과 식용기름을 이용한 추출

Halotolerant microalga Dunaliella bardawil was reported to massively accumulate the ${\beta}$-carotene, which protects cells from excess light intensity. Maximum specific growth rate of 0.168/hr was achieved when cells were cultivated at 1 N NaCl, pH 8.0, light intensity 80 ${\mu}E/m^{2}/s$, agitation 70rpm. For the effectiv accumulation of ${\beta}$-carotene, ozone ro hydrogen peroxide was added to media which was irradiated with white fuorescent lamps with moderate light intensity of 250 ${\mu}E/m^{2}/s$. As a result, maximum volumetric content of ${\beta}$-carotene was 324 ${\mu}$g/㎖. The ${\beta}$-carotene extraction efficiency of vegetable oils was in the order of olive oil, sesame oil, rice brain oil, corn oil, and soy bean oil. Sonication and warming was effective in ${\mu}$-carotene extraction and finally 96.9% of ${\beta}$ could be extracted using olive oil.

Dunaliella bardawil의 적절한 생장과${\beta}$-carotene의 효과적인 축적 조건을 확립하기 위하여 염 농도, pH, 광량, 교반속도, 오존처리, 과산화수소 첨가 등의 영향을 비교하였고, 식용 식물성 기름을 이용한 ${\beta}$-carotene의 추출조건을 비교하였다. D. bardawil의 비생장 속도는 1N NaCl, pH 8.0 광량 80${\mu}$$E/\m^2/s$ , 70rpm 으로 배양 시에 0.168/hr로 최대를 나타냈다. 흰색 형광등을 250${\mu}$$E/\m^2/s$ 로 조사한 경우 ${\beta}$-carotene isomer 축적은 cis isomer가 trans isomer에 비해 높은 증가율을 보였다. ${\beta}$-carotene의 축적을 위하여 50${\mu}$M 과산화수소를 배양 2일 경과 후에 첨가한 경우 대조군의 축적율이 150${\mu}$g/ml인데 비해 324${\mu}$g/ml로, 200ppb로 2시간 오존 처리했을 때 약 1.8배 증가한 270${\mu}$g/ml이었다. 식용기름에 의한 37${\circ}C$에서의 추출효율은 올리브유, 참기름, 미강유, 옥수수유, 대두유의 순서로 나타났으며, 올리브유를 수층 부피의 9배로 첨가하고 50${\circ}C$에서 1시간 동안 sonication한 결과 96.95의 추출효율을 나타내었다.