알긴산

알긴산(alginate)은 해초산을 말하며 알긴과 알진(algin)이라고도 명명한다. 다시마 등의 갈조류(brown algae, 褐藻類) 세포벽에 분포하는 친수성 점질다당류(mucopolysaccharide, 粘質多糖)로 물과 결합하면 점성 분비물인 검(gum)을 형성한다. 일반적으로 알긴산나트륨과 알긴산칼슘 등의 알긴산염(alginate)의 형태인데 긴 사슬 구조로 (C₆H₈O₆)n의 분자식을 가지며 약산성을 띤다. 갈조류뿐 아니라 아조토박터 비네란디(Azotobacter vinellandii)나 슈도모나스 속(Pseudomonas spp.) 등 세균의 알긴산 생성이 밝혀졌다.

긴 사슬 모양인 알긴산의 화학구조 (출처: )

목차

알긴산은 갈조류에서 유래하는 고분자화합물로 베타-1,4 결합의 D-만누론산[β-1,4-D-mannuronic acid]과 알파-1,4 결합의 L-글루론산[α-1,4-L-guluronic acid]간의 긴 사슬형 공유결합을 형성하여 알도스(aldose)의 일급 알코올기 대신에 카르복실기(-COOH, -CO2H)가 도입된 약산성의 우론산(uronic acid) 중합체이다. 갈조류를 묽은 황산에 침지하여 염기성의 자유수를 가하여 추출한 후, 산성화시키면 알긴산이 침전된다. 성상은 섬유질과 분말로 나트륨과 칼슘 등의 알칼리 금속과 결합하여 알긴산나트륨, 알긴산칼륨과 알긴산칼슘 등의 알긴산염 등의 형태로 존재하는데 물이나 기타 유기용매에는 녹지 않지만 나트륨염의 형태의 알긴산은 잘 수화되고 점성이 높으며, 칼슘염 형태의 알긴산은 불용성이다.

알긴산칼륨은 위산과 반응시 칼륨이 유리되어 흡수되므로 혈압강하작용을 하고 칼륨과 유리된 알긴산은 소화관 보호막을 형성하여 위산으로부터 보호하기에 제산제와 병용하여 많이 이용된다. 소장과 대장으로 이동한 알긴산은 장내 나트륨과 결합하여 알긴산나트륨으로 배출되어 소금 과다섭취로 인한 부작용을 줄여준다. 알긴산칼슘에서 분리된 칼슘의 경우 멸치나 우유에 포함된 동물성 칼슘보다 소화흡수율이 높다고 한다. 또한, 2가 금속이온에 대하여 강한 결합력을 가지고 있는 비소화성 다당류이므로 체내 노폐물의 배출, 스트론튬 90 등의 방사성 동위원소 배출, 체내 카드뮴, 바륨, 구리, 망간 등의 중금속 배출 등의 효과가 있다. 약용으로서의 부작용은 없는 것으로 알려져 있으나, 일부 항생물질의 흡수를 방해하는 성질이 있으며, 또한 혈관에 직접 주입할 경우 혈액 속의 칼슘이온과 반응하여 불용성 칼슘염을 만들어 혈관폐색을 일으킬 수 있다. 포유류는 보통 알긴산 분해효소가 없으나, 일부 해산동물에는 분해 효소가 있다. 알긴산은 낭포성섬유증(cystic fibrosis, 囊胞性纖維症) 환자의 폐에서 발견되는 주요 병원균인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa, 綠膿菌)이 분비하는 세포막 구성 요소이기도 하다. 식품과 의약품 등의 산업 분야에서 광범위하게 사용되는 알긴산나트륨은 갈조류계(Phaeophyceae) 해조류에서 유래하며 치과용 인상재(impression material, 印象材)는 알긴산 수화(hydration) 후의 알긴산을 겔화 수단으로 이용한다. 니다. 알긴산염의 경우는 식품에 첨가해도 안전에 문제가 없다고 알려져 있다. 갈조류에서 알긴산나트륨을 얻는 방법으로 칼슘알긴산법(calcium alginate method)과 알긴산법(alginic acid method)이 있는데 알긴산나트륨(NaC₆H₇O₆)은 갈색 조류의 세포벽에서 추출한 점성의 검 부분이며 알긴산칼륨(KC₆H₇O₆) 역시 알긴산과 칼륨의 염화합물이다. 나트륨이 칼슘으로 치환된 알긴산칼슘(C₁₂H₁₄CaO₁₂)은 알긴산나트륨에서 얻고 있다.

갈조식물 다시마목의 해조류이며 자이언트 켈프(giant kelp)라고도 하는 알긴산의 급원인 Macrocystis pyrifera (출처: )

갈조류(brown algae), 점질다당류(mucopolysaccharide), 검(gum), 알긴산나트륨, 알긴산칼슘, 아조토박터 비네란디(Azotobacter vinellandii), 슈도모나스 속(Pseudomonas spp.), 베타-1,4 결합의 D-만누론산[β-1,4-D-mannuronic acid], 알파-1,4 결합의 L-글루론산[α-1,4-L-guluronic acid], 알도스(aldose), 일급 알코올기, 우론산(uronic acid), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 낭포성섬유증, 세포벽, 세포막, 갈조류, 병원균, 세균, 대장

곽민규/을지대학교

정원희/중앙대학교