국립해양생물자원관(관장 최완현)은 항산화 및 눈 건강 개선 등 다양한 효능을 갖는 잔토필(xanthophyll)과 혈행개선 효과를 나타내는 오메가-3,6,9 지방산을 생산하는 미세조류 그라시엘라 이멀소니(Graesiella emersonii GEGS21)의 고밀도 배양방법과 수확 기술을 개발하여, 특허출원(출원번호: 1-2023-0089536)을 완료 했다고 밝혔다.
잔토필(xanthophyll)은 식물, 미세조류, 세균 등에 포함되어 있는 황색 및 적색의 산소원자를 포함하고 있는 카로테노이드 계열의 색소로 루테인(lutein), 지아잔틴(zeaxanthin), 아스타잔틴(astaxanthin), 네오잔틴(neoxanthin) 등이 포함되며, 항산화, 항염증, 항암, 눈 건강, 체지방 감소 등 인체에 유용한 다양한 효능을 나타내고 일부는 체내 프로비타민 역할을 한다.
녹조류에 속하는 그라시엘라 이멀소니는 우리나라, 유럽, 중국 등에서 건강기능식품 또는 화장품 원료소재로 인증되어 있으며, 성장 속도가 빨라 산업적으로 유망한 미세조류로 알려져 있다. 국립해양생물자원관 미생물자원실 연구팀은 유네스코 세계자연유산에 등재된 서천갯벌 부근에서 해수를 채취하여 그라시엘라 이멀소니(학명: Graesiella emersonii) 미세조류를 확보하였으며, 확보된 미세조류가 고부가 가치를 갖는 천연색소인 루테인(lutein) 및 네오잔틴(neoxanthin)과 알파리놀렌산(오메가-3), 리놀레산(오메가-6) 및 올레산(오메가-9)을 포함하는 불포화지방산 등 다양한 유용물질을 생산하는 것을 확인하였다.
그동안 미세조류가 다양한 고부가가치 물질을 생산할 수 있는 유망한 바이오소재로 많이 인식되어 있음에도 불구하고 실제로는 대량배양 시 낮은 생산성과 수확과정에서 소요되는 높은 비용으로 인해 클로렐라, 스피루리나 등의 몇몇 성장이 빠른 미세조류를 제외하고는 상용화가 어려워 다양한 미세조류를 대상으로 대량배양 및 수확기술 개발이 필요한 실정이었다.
이를 극복하기 위해 국립해양생물자원관에서는 연구를 통해 유기탄소원을 활용하여 빛이 없는 암(暗)조건에서도 바이오매스를 고밀도로 생산할 수 있는 배양 기술을 개발하여 산업적인 대량생산이 가능함을 확인하였으며, 암조건에서 세포내 다량 축적되는 녹말이 세포 비중(specific gravity)을 증가시켜 미세조류가 배양액 내에서 스스로 침전(sedimentation)하는 현상을 이용하여 미세조류를 쉽게 수확할 수 있는 새로운 기술을 개발하였다. 해당 연구는 해양수산부 국가연구개발사업 ‘해양바이오원료·제형화 기술개발 고부가제형기술 개발 및 상용화’의 연구결과로 추후 미세조류 그라시엘라 이멀소니는 기업체와의 공동연구를 통해 화장품, 건강기능식품 등 다양한 소재 원료로 개발할 예정이며, 이를 위해 바이오매스 대량생산 실증 연구를 진행할 예정이다.
최완현 국립해양생물자원관장은 “해양바이오산업의 가장 큰 허들로 여겨지고 있는 미세조류 원료 소재의 대량생산과 수확기술 개발에 성공했다”며 “국립해양생물자원관에서 출원한 본 기술을 통해 상용화가 이뤄질 경우 국내 해양바이오 산업에 파급효과가 클 것으로 예측된다”고 말했다.
