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[시론 담론] 제주넙치산업 대안 미세조류 산업 육성에서 찾아보자김기옥 생물종다양성연구소 수석연구원·논설위원
김기옥
입력 2020-03-26 (목) 19:35:09 | 승인 2020-03-26 (목) 19:38:05 | 최종수정 2020-03-26 (목) 19:36:21

미세조류(Microalgae)는 담수 또는 해수에서 광합성을 하면서 자라는 현미경적 크기의 생물 이며 대부분 식물성 플랑크톤이다. 전 세계적으로 25,000여종이 보고되고 있으며 국내에서는 1,300여종이 있다고 알려지고 있다.  이런 미세조류에는 광합성 색소인  카로티로이드(carotinoid)와 파이코비린(phycobilins)을 비롯해서, 다당체(polysaccharides), 지질Lipid), 지방산(fatty acid) 등을 포함하고 있으며, 이들로 부터  유용물질들이 대량으로 생산 가능해지면서 글로벌 시장에서 각광받고 있다. 

미세조류의 이용은 생태계에서는 1차생산자 역할을 하는 먹이생물, 기초과학 및 기후변화 연구 모델, 미세조류가 생성한 오일을 이용한 대체 에너지, 2차대사산물을 이용한 식품 및 의약품 원료, 건강보조식품, 화장품원료, 사료 및 토양비료 등에 이용되고 있다. 최근에는 미세조류 유래 2차 대사산물은 항산화제, 항바이러스제, 항균제, 항진균제, 항염증제, 항종양 제 및 말라리아제와 같은 생물 활성 분자를 합성하기 때문에 산업 성장 및 개발에 대한 관점을 고조되고 있다.  미세조류의 장점은 빠른 성장률, 해수와 미량의 미네랄 및 유기물, 저렴한 시설물 구축 비용, 고등 식물 또는 대형 해조류 재배처럼 계절과 시기에 관계없이 광원만 제공되면 사시사철 배양이 가능하다. 따라서 사면이 바다인 제주로서는 최적의 조건이라고 할 수 있다.

또한, 미세조류 생물공학은 새로운 유형의 새로운 생물학적 활성 분자를 제공 할 수 있는 분야로서 제주에 매우 적합한 바이오산업 분야 중 하나이다. 특히 이산화탄소 제로와 친환경을 도모하는 제주로서는  제주녹색 산업 육성의 한 분야로서  미세조류산업을  육성 한다면  다음과 같은 장점 있다. (1) 재생 가능하고 지속 가능하며 환경 친화적인 천연공급원, (2) 합성공정이 쉽게 확장 가능, (3) 투자비용 효율성 (4) 탄소절감 및 이용, (5) 생산량  조절, (6) 유해 화학물질의 소비 절감 (7) 오염 물질 감소 효과  등 이다.

미세조류의 시장은  2017년에서 2026년까지 4.6% 성장을 예측하고 있으며, 규모는 건강식품, 식품첨가물, 사료용으로 이용되는 클로레라(chlorella)의 경우 세계 시장이 380억$ 이상, 시조카이트리움(schizochytrium)으로 생산한 DHA(docosahexaenoic acid)는 100억$ 이상, 그 외 여러 미세조류에서 생산하는 carotenoid의 시장 규모도 각각 수억 달러에 이른다.  

향후 기 개발된 미생물탐색 및 배양, 유전공학 균주 개량, 유용물질 탐색 등 생명공학기술을 미세조류연구에 응용한다면 앞 으로 천역색소의 생산, 유용 의약품 원료 생산, 건강식품 생산, 축산폐기물, 하수종말처리, 친환경 농업 등의 산업 분야에 직결되어 제주생물산업을 견인 할수 있다고 사료된다.  그리고, 세계적으로 과도하게 방출되는 CO2에 의한 지구온난화문제도 미세조류의 대량 배양에 의해 생물학으로 해결할 수 있는 가능성도 높다.

지난 몇 년동안 제주해안에 많은 넙치양식장들이 고전을 면치 못하고 있다.  사료가격, 인건비, 경영비는 지속적으로 상승하는 반면 넙치가격은 20년 전과 동일하기 때문이다. 그리고 소비시장에도 수입산 연어에 밀려 소비시장이 급격이 감소하고 있다.  심지어는 전라남도 남해산 넙치와도 가격 경쟁력이 떨어지고 있어 제주 넙치산업 대안은 절실해지고 있다. 이를 극복하기 위한 대안으로 일부 넙치양식장 감축하여 미세조류 산업을 육성하는 전략도 제주도 해양산업을 육성 하는 길이라 생각 한다.   

최근에 제주에 창업한 모기업은 제주산 미세조류를 분리하여 배양에 성공하였으며 푸코잔틴(fucoxanthin)과 PDRN(polydeoxyribonucleotide)를  분리하여 건강기능식품 원료와 화장품원료화에 도전하고 있다.  세계바이오 산업 트랜드는 친환경산업, 지속가능한 바이오산업, 기능성이 확보된 원료, 안전성이 확보된 원료 등  이다.  따라서 제주 미세조류 산업 육성에 대한 과제로는 다양한 유용 미세조류 발굴과 더불어 IT와 융합한 첨단배양기술 확보,  넙치양식 대체 활용기술 개발 등이 있기도 하다.      

미세 조류 기반 산업 이용 가능성은 기본 바이오매스 기반 식품부터 영양 기능성 식품, 고가의 의약품, 화장품, 생태 및 생물 의학 응용 분야에 이르기까지 다양합니다. 과학적 지식, 사회적 및 환경적 인식, 미세조류 기반 녹색 제품의 바이오합성 및  플라스틱원료 등  새로운 영역으로 확대 되고 있다. 

미세조류는 빛과 온도만 있으면 어디에나 적용할 수 있으며, 물속의 영양분을 흡수하여 대량증식 하면서 식의약품, 화장품원료, 의공학소재, 헬스케어소재 등을 생산하는 자원이다. 미세조류는 광합성과정에서 1.8~2.2배의 이산화탄소를 흡수하여, 고등식물의 10~50배 가량 높은 이산화탄소를 흡수하는 능력이 있다고 보고되고 있다. 

또 다른 장점으로는 미세조류는 성장속도가 빨라 대두, 유채 보다  바이오디젤 효율성은 100배가 높다고 한다. 국내에서도 많은 기업들이 미세조류 사업에 뛰어 들고 있지만 아직은 초보수준이다, 그리고 대학과 연구소에서도 유용미세조류 발굴 사업을 진행 중이나, 제주에서는 막 시작한 벤처기업이 어려운 환경 속에서 열심히 연구 개발을 하고 있다. 제주도는 국토면적의 25%(해양포함)를 가지고 있다. 따라서 해양을 근간으로 한  해양바이오산업 육성 10개년 계획을 수립하여 연안생물, 미세조류, 가공산업, 등을 체계적으로 육성할 필요가 있다고 생각 한다.  

김기옥  webmaster@jemin.com

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