푸코잔틴은 항암, 항비만, 항염증 활성 등 유익한 효과로 인해 주목받아 왔다. 저서성 해양 규조류인 Melosira nummuloides는 푸코잔틴 생산을 위한 유망한 후보이다. 그러나 산업 규모의 배양은 최적이 아닌 성장 성능과 종에 특화된 배지의 부재로 인해 여전히 제한적이다. 본 연구는 종 특이적인 세포 내 영양소 정량비(스토이키오메트리)에 기초하여 기존의 F/2 배지를 변형함으로써, M. nummuloides에서 생체량 및 푸코잔틴 생산을 증진시키는 비용 효율적인 배지를 개발하고자 하였다. M. nummuloides의 세포 당 몰 N:P:Si 비율은 13:1:12.3으로 확인되었다. F/2 배지 대비 질소를 36.13% 감소시켰음에도 불구하고, Fumed Silica를 사용한 Melosira-Optimized Medium(MOM-FS)에서 배양한 M. nummuloides는 잘 성장하였으며, 4일째 생체량 농도 261 mg/L를 달성하여 F/2에서 얻은 값보다 약 1.21배 높았다. 또한 MOM-FS는 F/2 대비 생체량 관련 푸코잔틴 수율을 10.3% 증가시켰고, 생물생성 실리카 수율은 20.8% 증가시켰다. MOM-FS의 사용은 전체 배지 비용을 28.3% 절감하였고, 푸코잔틴 생산 비용은 36.8% 절감하였으며, 바이오-실리카 생산 비용은 28.3% 절감하였다. 종합하면, 본 연구에서 개발한 비용 효율적인 배지는 M. nummuloides의 대규모 배양과 푸코잔틴 및 바이오-실리카의 동시 생산을 위한 실용적이고 효율적이며 경제적으로 타당한 틀을 제공함을 시사한다.

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