<h1>결과 및 고찰</h1><h2>분리 균주의 동정</h2><p>제주도 근해의 해수에서 색소 생성능이 우수한 JU11-1 (빨강)과 Ju14 (노랑)이 분리되었으며 서해안의 평화염전의 해수로 부터 TA20 (주황) 균주가 선별되었다. 이들은 모두 그람음성의 운동성을 갖는 간균으로 \( \mathrm{pH} ~6-7\)과 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 최적 생장을 나타냈다. 이 균주들은 \( 4^{\circ} \mathrm{C} \)에서 생장하지 않았으나 JU11-1과 Ju14는 \( 37^{\circ} \mathrm{C} \)까지 생장하는 반면 염전의 해수에서 분리한 TA20 균주의 경우 \( 45^{\circ} \mathrm{C} \)에서도 생장 가능하여 천일 염전에 적응한 결과로 생각되었다. 세 균주 모두 카탈라제 양성을 나타내었으며 Ju14를 제외한 두 균주는 glucose와 lactose로부터 산을 생성하지 않았으며 지방산 조성은 Pseudoalteromonas 속 세균의 주요 지방산으로 알려진 16:1\( \omega\)7c 가 \(24.5-28.9\%\)로 가장 높은 비율을 나타내어 이들 균주의 주요 지방산이 Pseudoalteromonas 속과 일치함을 확인하였다. 염색체 DNA의 \( \mathrm{G}+\mathrm{C} \) 함량\( (\mathrm{mol} \%) \)은 Ju11-1은 \( 44.3 \%,\) TA20은 \( 44.9 \% \) 나타내어 Pseudoalteromonas 속 세균의 \(38-48\%\) 범위에 들어있으나 Ju11-1은 \(52.3\%\)를 나타내어 전형적인 Pseudoalteromonas 속 세균의 \( \mathrm{G}+\mathrm{C} \) 함량 범위에는 들지 않았다(Table 1). 16S rRNA 염기서열 분석 결과, Ju11-1은 Pseudoalteromonas sp. AF227238과 \(99\%\), Ju14는 Pseudoalteromonas sp. AY394862와 \(99\%\), TA20은 Pseudoalteromonas pscicida AY839777과 \( 99.5 \% \)의 상동성을 나타내어 세 균주 모두 서열 유사도 \( 99 \% \) 이상에서 Pseudoalteromonas 속에 속하였다.</p><h2>색소의 추출 및 특성</h2><p>분리된 Pseudoalteromonas 균주들이 생산하는 색소는 etha-nol, methanol, acetone과 methanol : acetone \( (7: 2, \mathrm{v} / \mathrm{v}) \)과 같은 유기용매에는 잘 녹으나 물에는 잘 녹지 않았다. 이들 균주가 생산하는 색소는 지용성 색소로써 물을 제외하고 사용된 모든 유기용매에서의 추출 효율은 유사하였다(Fig. 1).</p><p>세 균주의 색소를 에탄올로 추출한 뒤 스펙트로포토미터로 \(350-900 \mathrm{~nm} \)에서 측정하여 최대 흡수파장을 조사한 결과, Pseudoalteromonas sp. Ju11-1의 색소는 \( 537 \mathrm{~nm} \)에서, Pseudoalteromonas sp. Ju14 색소는 \( 378 \mathrm{~nm} \), Pseudoalteromonas pscicida TA20 색소는 \( 387 \mathrm{~nm} \)에서 가각 최대 흡수파장을 나타냈다. \( 537 \mathrm{~nm} \)에서 최대 흡수파장을 나타낸 Pseudoalteromonas sp. Ju11-1의 색소는 anthocyan (\(531 \mathrm{~nm}\))과 유사한 흡수 파장을 나타내었다. 관찰된 최대 흡수파장은 이후의 색소 최적 생성 조건 조사에서 색소량을 측정하기 위한 흡수파장으로 사용하였다.</p><h2>색소의 최적 생성 조건</h2><h3>온도, \( \mathrm{pH}, \mathrm{NaCl} \)</h3><p>색소 생성 균주 Pseudoalteromonas sp. Ju11-1, Pseudoalteromonas sp. Ju14와 Pseudoalteromonas pscicida TA20에 대한 색소 생성에 대한 배양 온도의 영향을 검토한 결과 3 균주 모두 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 균체량과 색소 생성이 가장 우수하였다. 해양세균인 Erythrobacter, Vibrio, Bacillus 속의 세균인 경우, 각각 색소 생성능이, \( 25^{\circ} \mathrm{C}, 21^{\circ} \mathrm{C}, 25^{\circ} \mathrm{C} \)인 것과는 대조적인 결과를 나타내었다.</p><p>색소 생성에 미치는 배지의 초기 \( \mathrm{pH} \)에 대한 영향을 검토한 결과, Pseudoalteromonas sp. Ju11-1과Pseudoalteromonas sp. Ju14 균주의 경우 \( \mathrm{pH} \)에서 최대의 색소 생성을 나타내었으나 Pseudoalteromonas pscicida TA20 균주의 경우 \(\mathrm{pH}~ 7\)에서 최대의 색소 생성을 나타내었다. \( \mathrm{pH}~ 5\)의 조건에서는 Pseudoalteromonas sp. Ju11-1과 Pseudoalteromonas pscicida TA20의 경우 균체의 생장과 색소 생성 급격히 감소하였다(Fig. 2). 이는 해양성 Erythrobacter의 경우, \( \mathrm{pH} ~ 6\)에서 최적 색소 생성이 이루어졌으며, 해양성 Bacillus인 경우 \( \mathrm{pH}~ 7 \)에서 최적 색소 생성능을 나타낸 것과 유사한 결과였다.</p><p>색소 생성에 \( \mathrm{NaCl} \) 농도가 미치는 영향에 대하여 배지의 \( \mathrm{NaCl} \)의 농도를 \( 0 \% \)에서 \( 7 \% \)까지 변화를 주어 검토한 결과, 세 균주 모두에서 \( 2 \% \)의 \( \mathrm{NaCl} \) 농도에서 최적의 균체 생장과 색소 생성이 관찰되었으며 \( 3 \% \) 이상의 \( \mathrm{NaCl} \) 농도에서는 점진적으로 균체량과 색소량이 감소되었다(Fig. 3). 해양성 Vibrio sp.가 생산하는 적색 색소의 경우, 균체의 생산은 \( 0 \% ~\mathrm{NaCl} \)에서, 색소 생성은 \( 1-2 \% ~\mathrm{NaCl} \) 농도가 최적인 것으로 나타나 균체의 생산과 색소생성의 최적 조건이 서로 다른 것으로 보고되었으나 본 실험에서 사용한 분리 균주들은 균체의 생육과 색소의 생산이 모두 \( 2 \% ~\mathrm{NaCl} \)에서 최적을 나타내었다. 해양 미생물은 육상 미생물에 비하여 높은 염 농도에서 자라는 특성이 있는데, 본 연구에서 사용한 균주는 \( 2 \% \)의 \( \mathrm{NaCl} \)이 첨가된 조건에서 최적 생장이 관찰되어 비교적 다른 세균에 의한 오염이 적어 색소의 생산 시 유리한 조건으로 작용할 것으로 사료된다.</p><p>MA 배지를 이용하여 각 균주의 최적 \( \mathrm{pH} \)인 \( \mathrm{pH}~ 6\)과 \(7\)에서, \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)의 조건에서 배양시간에 따른 영향을 검토한 결과, 균체량은 세 균주 모두 24 시간에서 최대로 나타났으나, 색소의 최적 생성은 Pseudoalteromonas sp. Ju11-1과 Pseudoalteromonas sp. Ju14의 경우 24 시간에서, Pseudoalteromonas pscicida TA20의 경우 28 시간에 관찰되었다. 세 균주 중 색소 생성능은 Pseudoalteromonas pscicida TA20 균주가 가장 우수하였다(Fig. 4). 해양성 균주들이 배양 48 시간 혹은 24 시간에 최대 색소 생성을 나타내는 것과 유사한 결과였다.</p><h3>탄소원과 질소원</h3><p>탄소원이 색소 생성에 미치는 영향에 대하여 검토하기 위하여 glucose, lactose, maltose, galactose, arabinose, sucrose, mannitol, sorbitol과 glycerol을 각각 최종 농도 \( 1 \%(\mathrm{v} / \mathrm{v}) \)로 배지에 첨가하여 관찰한 결과 거의 모든 탄소원에서 생육이 저해되었으나 Ju11-1 균주의 경우 lactose에서, Pseudoalteromonas sp. Ju14와 Pseudoalteromonas pscicida TA20 균주의 경우는 maltose를 첨가하였을 때 균체 생장과 색소 생성이 향상되는 것으로 나타났다. Carotenoid를 생산하는 해양세균 Erythrobacter의 경우 mannitol 이, Vibrio의 경우 fructose가 최적의 탄소원인 것과는 다른 결과였으며, 이는 세균 종의 차이에 기인하는 대사능의 차이 때문으로 생각된다. 또한 색소의 생산은 균체 생장 곡선과 거의 비례하는 것으로 나타났다(Table 2).</p><p>질소원의 영향을 조사하기위하여 탄소원으로 \( 1 \% \)의 mal-tose가 포함된 배지에 각각 3종의 무기질소원과 5종의 유기 질소원에 대하여 조사한 결과, 유기 질소원을 첨가하였을 경우가 무기질소원을 첨가한 경우에 비하여 색소 생성능이 우수하였다. 색소 생성능에 미치는 질소원의 영향에 관한 많은 실험에서 무기질소원보다 유기질소원에서 색소의 생성이 좋은 것으로 나타난 결과와 일치하는 것이다. 유기질소원으로는 beef extract를 첨가하였을 경우 균체의 생장과 색소 생성이 가장 우수하였다(Table 3). 이 결과는 Park 등의 Monascus purpureus P-57 곰팡이를 연구한 결과에서 질소원으로는 beef extract를 사용한 경우에 색소의 생성이 가장 우수하다는 보고와 일치하는 결과이며, malt extract를 첨가하였을 경우 균체의 생장과 색소의 생성이 저해되는 결과를 나타냈다.</p><p>해양환경으로부터 분리한 색소 생성능이 우수한 Pseudoalteromonas sp. Ju11-1, Pseudoalteromonas sp. Ju14와 Pseudoalteromonas pscicida TA20의 3 균주는 동일한 Pseudoalteromonas 속 세균으로 각기 다른 색소를 생성하며 각 색소의 최적 생성 조건이 균주에 따라 차이를 나타내었다. 이는 carotenoid를 생성하는 비광합성 세균인 Hymenobacter의 경우, carotenoid의 조성에 의해 종(species)의 구분이 가능하며, 색소의 생성과 세균 종간의 유연관계가 있음을 시사한 Klassen과 Foght의 보고와 유사한 결과이다.</p>
균체량과 색소 생성이 가장 우수하였던 온도는 몇도야 ?
\( 30^{\circ} \mathrm{C} \)