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▲ 적응 진화에 따른 미세조류의 형태 변화(현미경 관찰)

환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 서민환)은 미세조류인 ‘파라클로렐라’를 이용하여 미세조류의 생장 속도와 지질 생산성을 높이는 배양법(적응 진화 배양법)을 최근 개발했다고 밝혔다.

※ 적응 진화(Adaptive evolution): 미세조류를 특정한 배양 조건에 일정기간 노출시켜 환경에 대한 경쟁을 통해 적응도를 높이는 방법

파라클로렐라는 낙동강생물자원관 연구진이 2016년 5월 경북 상주시 낙동강 상주보 근처에서 국내 최초로 발견한 미세조류로 불포화 지방산인 오메가-3와 오메가-6를 다량으로 함유(총 지방 성분의 약 50%)하고 있다.

오메가-3와 오메가-6는 필수 지방산으로 체내에서 합성이 되지 않기 때문에 외부 음식물로 섭취해야한다.

※ 오메가-3는 주로 카놀라유, 콩기름, 호두기름, 기름진 생선 등에 많이 포함되어 있고 오메가-6는 홍화씨유, 옥수수유, 포도씨유, 콩기름 등에 많이 포함되어 있음

연구진은 파라클로렐라의 증식 과정에서 지질 생산을 유도하는 추가 처리 없이 생장 속도와 지질의 생산성을 동시에 높일 수 있는 새로운 방법을 개발하고 지난해 12월에 관련 특허를 냈다.

※ 특허 출원명(출원 번호): 담수성 미세조류의 생장성 및 지방산 함량 증대 방법(10-2018-0155524)

이 방법은 파라클로렐라를 증식할 때 배지에 소금(염화나트륨) 성분을 첨가하고 장기간 반복 배양하여 압박(스트레스)로 인한 지질 생산성을 높이고, 생장 속도도 유지하는 것이다.

미세조류는 생장 중에 영양분의 결핍이나 높은 염도 조건 등의 스트레스를 받으면 지질의 함량은 증가하나 생장 속도가 느려지는 특징을 갖고 있다.

연구진은 파라클로렐라를 다양한 염도 조건에서 32일 동안 4일 간격으로 반복 배양하여 파라클로렐라의 생장 속도와 지질 생산성을 분석했다.

연구 결과, 적응 진화 배양법으로 증식한 파라클로렐라는 대조군에 비해 지방 함량이 3배(대조군: 지질 함량 7%, 적응 진화 배양법: 지질 함량 20%)로 증가했고 생장 속도는 대조군과 유사했다.

연구진은 파라클로렐라의 지질에 포함된 불포화 지방산을 활용하여 2023년 하반기까지 상용화를 목표로 기능성 식품 또는 사료첨가 소재로 개발할 예정이다.

불포화 지방산은 나쁜 콜레스테롤(LDL)의 수치를 낮추고 급작스런 심장질환의 위험을 줄이는 기능을 갖고 있기 때문에 식품영양제 등 기능성 식품 원료로 많이 쓰이고 있다.

서민환 국립낙동강생물자원관장은 “미세조류를 고농도로 대량 배양하고 회수하는 기술을 개발하는 과제가 남았지만, 미세조류에 있는 불포화 지방산을 다양한 생물 산업 분야에 활용할 길을 열겠다”라고 말했다.