키틴

키틴은 자연환경에서 셀룰로스에 이어 두번째로 많이 존재하는 중합체(Polymer)이며, N-아세틸글루코사민[poly-b-(1-4)-N-acetyl-D-glucosamine]이 연속적으로 결합된 형태로 이루어져 있다. 또한 가재, 게, 새우 등의 갑각류의 껍데기, 풍뎅이, 매미, 메뚜기 등의 곤충의 외골격, 오징어 등 연체동물의 골격, 곰팡이, 효모, 버섯 등 진균류의 세포벽의 주성분이기도 하다(그림 1). 키틴은 다양한 생명체에서 합성되기 때문에 생중합체(Biopolymer)로 여겨지기도 하고, 물에 녹지 않는 화학적 성질을 가지고 있으며 탈아세틸화라는 화학과정을 통해서 다양한 목적으로 응용 가능한 물에 녹는 키토산(Chitosan)이라는 물질로 변형된다. 

그림. 키틴의 구조 (출처: )

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갑각류 및 곤충의 외골격이 딱딱한 이유는 주성분인 키틴의 견고하고 탄성이 강한 특성에 기인한 것이며, 이로 인해서 개체 내부의 여러가지 물질들이 내부의 조직들을 외부로부터의 충격 및 손상 등으로부터 보호할 수 있는 것이다. 뿐만 아니라 외골격의 키틴 성분은 내부의 조직들이 수분을 오랫동안 유지할 수 있도록 탈수 방지 장벽(Dehydration barrier)의 역할을 하기도 한다. 곰팡이 같은 단세포 미생물의 세포벽도 키틴을 주성분으로 하고 있으며, 이를 통해서 외부의 척박한 환경으로부터 세포를 보호한다.

사람 및 다른 포유류는 키틴 분해효소를 생산하며 이를 이용해서 키틴을 분해할 수 있다. 또한 인체 면역 세포들은 키틴을 인식하는 면역 수용체를 가지고 있기 때문에 키틴이 면역 반응을 유도하기도 하는 것으로 알려져 있으며, 주로 폐 또는 소화기관에서 면역반응이 일어난다. 하지만 때때로 키틴 및 키틴 분해산물은 피부에서도 면역반응을 일으키는 것으로 알려져 있다. 대부분의 경우 키틴에 의한 면역 반응은 인체에서 큰 무리 없이 곧 진정되나, 일부의 경우는 면역반응이 과다하게 진행되어 알레르기를 일으키기도 한다. 집먼지진드기 등에 의한 알레르기 반응이 바로 진드기의 외골격에 있는 키틴 성분으로 인한 것이다.  

키틴은 농작물의 수확을 증가 시키기 위한 비료의 성분으로 사용된다. 키틴이 함유된 비료는 유기농 재료이며, 독성이 낮고, 수확량을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 또한 키틴이 함유된 비료를 처리 했을 때 토양 미생물 및 효소들의 활성을 증가 시켜서 수확에 도움을 주는 것으로 알려져 있다.  

게, 새우 등은 예전부터 키틴을 얻을 수 있는 재료 였고, 이들로부터 얻은 키틴은 오랫동안 다양한 종류의 식품 첨가물로 이용되었다. 미세하게 분말화 된 키틴은 식품첨가제로서 사용되며, 식품의 풍미를 향상 시켜준다. 뿐만 아니라 식품에 첨가하여 유화제로서의 기능을 하기도 한다. 

키틴은 의료 부분에서도 사용되는데 사람이 섭취 시 콜레스테롤을 감소 시키는 것으로 알려져 있다. 또한 외과 수술에서 사용되는 봉합용 실의 재료의 소재로도 사용되는데, 키틴은 상처의 치유 과정을 돕고, 자연스럽게 생분해 되는 것으로 알려져 있다.

곰팡이, 효모, 진균, 세포벽

정원희/중앙대학교

이하나/고려대학교