In order to understand the contribution of seaweed aquaculture to nutrients and carbon cycles in coastal environments, we measured the nutrients & carbon uptake rates of Porphyra yezoensis Ueda sampled at Nakdong-River Estuary using a chamber incubation method from November 2011 to April 2012. It was observed that the production rate of dissolved oxygen by P. yezoensis (n=30~40) was about 68.8±46.0 μmol gFW -1 h-1 and uptake rate of nitrate, phosphate and dissolved inorganic carbon (DIC) was found to be 2.5±1.8 μmol gFW -1 h-1, 0.18±0.11 μmol gFW -1 h-1 and 87.1±57.3 μmol gFW -1 h-1, respectively. There was a positive linear correlation existed between the production rate of dissolved oxygen and the consumption rates of nitrate, phosphate and DIC, respectively, suggesting that these factors may serve as good indicators of P. yezoensis photosynthesis. Further, there was a negative logarithmic relationship between fresh weight of thallus and uptake rates of nutrients and CO2, which suggested that younger specimens (0.1~0.3 g) were much more efficient at nutrients and CO2 uptake than old specimens. It means that the early culturing stage than harvesting season might have more possibilities to be developed chlorosis by high rates of nitrogen uptake. However, N & C demanding rates of Busan and Jeollabuk-do, calculated by monthly mass production and culturing area, were much higher than those of Jeollanam-do, the highest harvesting area in Korea. Chlorosis events at Jeollabuk-do recently might have developed by the reason that heavily culture in narrow area and insufficient nutrients in maximum yield season (Dec.~Jan.) due mostly to shortage of land discharge and weak water circulation. The annual DIC uptake by P. yezoensis in Nakdong-River Estuary was estimated about 5.6×103 CO2 ton, which was about 0.03% of annual carbon dioxide emission of Busan City. Taken together, we suggest more research would be helpful to gain deep insight to evaluate the roles of seaweed aquacul-ture to the coastal nutrients cycles and global carbon cycle.

The purpose of this study was to process extraction and separation for polyglucose porpyran from pophyra yezoensis as high yield. The acidic porphyran solution was extracted with 0.1∼1N of α,β-dichloromaleic acid or α-chloromaleic acid of 2% solution as organic acid instead of inorganic acid at 60℃ and then porphyran was collection of high yield to acidic solution and it was neutralization treated with 0.1N of d-Ca(OH)2 solution and the mixture was conversion to porphyran salt form and treated with a shell powder of ouster and then added of ethanol as precipitator. It recovery porphyran contained of violet purple laver coloring matter was obtained as a crystalline and used for the next step without future purification to prepare of porphyran laver jam. so, The resulting porphyran and porphyran jam was characterized by it component and physical properties.

일반적으로 많이 양식되는 방사무늬김(Porphyra yezoensis Ueda)에 대하여 방사무늬김 엽체의 형태적 특성, 탄소 및 질소 성분의 농도, 안정동위원소 비값, 광합성효율을 방사무늬김 양식이 이루어 지고 있는 남서해역에서 조사를 하였다. 방사무늬김의 형태적 특성에 대해서 살펴보면 평균 엽장은 11.6~16.3 (13.8) cm, 평균 엽폭은 4.6~6.3 (5.4) cm이었고, 단위면적당 방사무늬김 엽체의 평균 엽중량은 1.1~2.6 (1.86) g DW m-2이었다. 단위면적당 Chl a 농도는 2.18~17.77 (평균 9.65) mg DW Chl a m-2이었다. 방사무늬김의 탄소 농도는 201~317 (240) mg DW g-1이었고, 질소 농도는 39.8~50.0 (43.5)mg DW g-1이었으며, C/N비는 5.0~6.7 (5.5)이었다. 방사무늬김의 방사성 안정동위원소비 중에서 탄소 안정동위원소 비는 δ13C=-25.6‰ 에서 δ13C=-24.0‰ (평균-24.7‰ )의 값을 보였고, 질소 안정동위원소 비는 δ15N=1.3‰ 에서 δ15N=4.1‰ (평균 2.1‰ )의 값을 보였다. PAM에 의한 해조류의 광합성 특성은 광합성 활동의 지시자로서 사용될 수 있다. 우리는 Diving-PAM을 이용하여 각 정점 해조류인 방사무늬김의 광합성율을 분석하였다. 최대양자수율은 0.46~0.55 (평균 0.52)로서 최대양자수율의 변동은 정점간 큰 차이는 없었다. 최대상대전자전달률은 4.71~5.84 (평균 5.33) μmol electrons m-2 s-1로서 최대양자수율과 비슷한 분포를 보였다. 기울기 (α)는 0.027~0.045 (평균 0.036)을 보였고, 전자전달을 위한 포화광은 지역에 따라서 일부 차이를 보였으나 139~180(156) μmol photons m-2 s-1이었다. 남서해역 방사무늬김엽체의 탄소 및 질소 농도와 광합성 효율은 지역에 따른 큰 차이는 보이지 않았다. 광합성 특성은 낮은 최대양자수율과 최대 상대전자전달률로 인한 낮은 광합성 효율이 나타났다.

서식 환경에 따른 양식 김의 종류 및 광합성 색소 조성과 농도에 대하여 2011년 1월부터 3월까지 김 양식이 이루어지고 있는 남서해역에서 조사를 하였다. 수온의 범위는 3.0~11.3􀆆C이었고, 염분의 범위는 32.7~34.7으로 연안과 가까운 정점 1과 6에서 낮게 나타났다. 해수 중 DIN의 농도 범위는 1.73~12.84 μM, DIP의 농도 범위는 0.07~0.67 μM이었고, 규산염의 농도 범위는 4.93~18.29 μM이었다. 해수 중 Chl a 농도 범위는 0.41~9.14 μg L-1로서 1월의 정점 1에서 가장 높았다. 해수 중 조류색소 조성은 규조류 (diatoms)의 marker 색소인 fucoxanthin이 0.06~3.41 μg L-1로 우점하였고, 정점 1에서 3.41 μg L-1로 1월에 가장 높았다. 용존 무기질소 농도는 모든 정점에서 낮은 염분을 보이는 1월에 높았으나, 정점 1은 용존 무기질소 농도는 낮았다. 김 엽체 색소 중 Chl a, PE 및 PC의 농도는 각각 1,173~8,124 μg DW g-1, 3,281~10,076 μg DW g-1, 388~1,346 μg DW g-1로서 조사 정점 2, 3에서 높은 농도를 보였다. 김 엽체의 색소농도는 지주식인 모무늬돌김과 방사무늬김이 혼재되어 양식되는 정점 1과 6보다 부류식인 방사무늬김만 생산되는 정점에서 높았고, 방사무늬김만 생산되는 정점에서 는 정점 2와 3에서 높았다. 따라서, 김 엽체의 색소 농도는 양식 방법과 해양 환경적 요인에 의하여 달라질 수 있음을 알 수 있었다.

시판김, 변색김 그리고 폐기용 김의 수분함량은 12.1%, 14.2% 그리고 12.3%, 탄수화물 함량은 각각 35.7%, 31.7% 그리고 35.2%, 단백질 함량은 32.1%, 33.4% 그리고 32.5%, 지방 함량은 4.2%, 5.4% 그리고 4.3%로 나타났으며, 회분 함량은 15.9%, 15.1% 그리고 15.7%를 나타냈다. 비타민 C의 경우 시판김은 35.9 mg%, 변색김은 21.4 mg% 그리고 폐기용 김은 34.4 mg%를 나타내, 비타민 C 함량은 시판 김과 폐기용 김이 변색 김이 보다 높게 나타났다. 총당의 경우는 시판 김이 15.6%, 변색 김이 13.4% 그리고 폐기용 김이 15.7%를 나타내 시판 김과 폐기용 김의 총당이 거의 동일한 함량으로 존재함을 알 수 있었다. 시판 김과 변색 김 그리고 폐기용 김으로부터 얻어진 porphyran의 화학적 조성을 비교해 보면 총당 함량은 시판 김 porphyran이 54.5%, 변색김 porphyran은 45.7% 그리고 폐기용 김 porphyran은 56.2%를 나타내어 시판 김과 폐기용 김 porphyran의 총당은 거의 비슷한 함량임을 나타냈지만 변색 김에서는 그 함량이 낮게 측정되었다. 총당 중에 황산기의 함량으로 표현하였는데 시판 김 porphyran은 17.6%, 변색 김은 13.9% 그리고 폐기용 김은 17.3%를 나타내었고, 단백질 함량은 각각 12.3%, 12.4% 그리고 12.1%로 동일한 값을 나타냈다. 김 제품으로부터 추출된 3,6-anhydrogalactose은 시판 김 porphyran이 13.8%, 변색김 porphyran이 9.1% 그리고 폐기용 김 porphyran은 13.9%를 나타내어 시판 김과 폐기용 김에서 추출한 porphyran의 3,6-anhydrogalactose는 거의 같은 수준으로 들어 있으며 시판 김과 폐기용 김 porphyran의 화학 조성과 함량은 동일함을 알 수 있었다.

시판 건조김의 일반성분, 아미노산, 지방산, 구성당 및 무기질 함량을 분석한 결과는 다음과 같다. 수분 함량은 5.67~7.43%, 조회분 함량은 8.01~8.95%, 조지방 함량은 1.54~2.25%, 조단백질 함량은 37.77~39.98% 및 탄수화물 함량은 43.83~46.24%으로 산지에 따라 유의적인 차이를 나타냈다. 구성아미노산 함량은 건조김 100 g 당 완도가 25,982.15 mg, 부산이 23,847.35 mg, 고흥이 21,499.83 mg, 서천이 20,190.80 mg의 순으로, 필수아미노산은 건조김 100 g 당 완도가 9048.28 mg, 부산이 8003.11 mg, 고흥이 7178.65 mg, 서천이 7156.80 mg의 순으로, 유리아미노산 함량은 건조김 100 g 당 완도가 4,545.44 mg, 부산이 3,526.64 mg, 고흥이 3,103.19 mg, 서천이 2,871.62 mg의 순으로 산지에 따라 유의적 차이를 나타냈다. 주요 지방산 조성은 20:5n3가 64.50~70.06%, 16:0가 8.79~10.29%, 23:0가 3.15~7.36%, 22:1n9가 1.86~3.09%으로 산지에 따라 유의적 차이를 보였고 전체 지방산의 78.30~90.80%를 차지하였다. 구성당은 건조김 100 g 당 galactose가 3,678.84~4,052.52 mg, fructose가 2,112.30~2,473.86 mg, mannose가 1,103.74~1,648.39 mg, glucose가 361.67~590.21 mg의 순으로 산지에 따라 유의적 차이를 나타냈다. 무기질 함량은 완도 및 부산 김이 K, Na, Mg, Ca, Fe, Zn, Mn, Cu 순으로, 고흥 및 서천의 김은 K, Na, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu 순으로 산지에 따라 유의적 차이를 보였다.