클로렐라

클로렐라; 녹조류 단세포 생물 (국문) Chlorella (영문)

미생물 질병이 전파되는 일반적인 방법 중의 하나로서 미생물에 감염된 개인이 감염되지 않은 사람에게 접촉할 때 전파되는 현상이 발생할 수 있으며, 경우에 따라 미생물을 통과 한 사람에게는 질병의 증상이 없으며 매개체로서 작용할 수 있다.

클로렐라 (출처: GettyImagesKorea S PL B302 0267)

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클로렐라(Chlorella)가 지구상에 나타난 것은 약 31억 년 전으로 추정되며, 1890년 네덜란드의 미생물학자 바이에르 링크(Beijerinck) 박사는 현미경을 이용하여 푸른 우물 속에 있는 클로렐라를 발견하게 되었다. 클로렐라는 그리스어로 녹색을 의미하는 크로로스(Chloros), 라틴어로 작은 것을 의미하는 에라(Ella)를 붙여서 이름을 지었다. 

클로렐라는 미세한 크기의 둥글거나 타원형의 단세포 녹조류이며, 운동성이 없으며, 개체 분열을 통하여 증식한다고 알려져 있다. 크기는 지름 2 ~ 10 ㎛ 정도로 육안으로는 개체 식별이 불가능하며, 현미경을 이용하여 식별할 수 있다. 클로렐라는 엽록체에 녹색 광합성 색소 인 엽록소-a(chlorophyll-a)와 엽록소-b(chlorophyll-b)를 가지고 있어 광합성 능력이 뛰어나며, 성장이 빠르고 증식도 빨라 적당한 조건 하에서는 하루에 약 10배나 증가하기 때문에 연간 유기물의 생산량이 벼의 약 8배에 해당한다. 배양조건에 따라서 함량을 조절할 수 있기 때문에 지방은 20 ~ 80%, 단백질은 90%까지, 그리고 탄수화물은 37%까지 함량을 높일 수 있다. 클로렐라는 열대에서 한대까지 지구상에 넓게 분포되어 있으며, 호수, 연못, 웅덩이 등에서 채취가 가능하다. 미국의 수소탄 실험과정에서 투하된 섬의 상태를 확인하기 위하여 군인들이 투하 2-3일 후 상륙한 결과, 모든 생물이 소멸되었으나, 클로렐라 만이 청정한 빛을 띄고 번식되어 있을 정도로 생명력이 높다.

클로렐라는 Chlorophyta에 속하는 단세포 녹조류의 문(Phylum)이며, Chlorella 속(Genus)에 속한다.

13종(Species)의 클로렐라가 보고되었다.

제 1차 세계대전 중 독일의 식량문제의 해결을 위하여 독일 황제 빌헬름 2세의 명령에 의하여 식용 효모와 녹색 조류인 클로렐라를 새로운 식량원으로 사용하기 위한 연구가 시작되었다. 그러나 이 연구는 독일의 패전으로 중단되었다. 1931년 독일의 생화학자이자 세포 생리학자 오토 하인리히 바르 부르그(Otto Heinrich Warburg)는 클로렐라에서 광합성에 관한 연구를 통해 노벨 생리·의학상을 받았다. 이 후, 제 2차 세계대전 중 괴팅겐 대학교(Georg-August-Universität Göttingen, Germany)의 하델교수가 식량원으로 사용하기 위하여 다시 연구를 계속 진행하였지만, 독일의 패전으로 완성을 하지 못하였다. 제 2차 세계대전이 끝나자 세계 각지에서 농업의 황폐화와 인구증가로 인한 단백질 자원의 획득을 위한 클로렐라 연구가 활발히 진행되었다. 1951년 도쿄대학교의 다미야 교수는 일본 도쿠가와 생물학연구소(徳川生物学研究所)에서 클로렐라 대량 배양에 대한 연구를 시작하였으며, 1961년 캘리포니아 대학교(University of California, Berkeley)의 맬빈 캘빈(Melvin Calvin, 1911년 4월 8일 ~ 1997년 1월 8일)은 클로렐라를 사용하는 식물에서 이산화탄소 동화 경로에 대한 연구를 통하여 노벨 화학상을 수상하였다. 우리나라에서도 1975년경 농림부에서 클로렐라 식량화에 대한 관심을 가지고 각 농업고등학교 또는 농과대학교에서 배양을 장려하여 축산 사료로서 사용할 것을 권장한 바 있지만, 경험 부족으로 실패하고 말았다. 최근, 미국항공우주국과 러시아에서 우주여행이 가능하게 될 때 우주선 속에 많은 식량을 가져가기 힘들고, 산소가 부족해지며 이산화탄소가 많아지는 문제를 해결하기 위하여 클로렐라를 우주식으로 주목하고 있다.

식량원으로의 클로렐라 (출처: GettyImages-496680677)

클로렐라에는 단백질, 각종 비타민, 미네랄, 식이섬유, 엽록소가 고루 포함되어 있어 신체의 신진대사를 원활하게 하고 면역력을 증진시키며 체액의 산성화를 방지하여 건강 증진에 도움이 된다. 특히, 클로렐라의 60%를 차지하는 단백질은 달걀의 약 5배가 포함되어 있으며, 필수아미노산은 쇠고기의 2 ~ 4배, 칼슘, 아연, 무기질은 우유의 약 4배가 포함되어 있다. 또한 포화지방산, 단순불포화지방산, 다중불포화지방산과 같은 지방산이 30종 이상 함유되어 있으며, 포화지방산 중 카프릭산(Capric acid)과 라우르산(Lauric acid)은 체내에서 변형되어 면역력을 높이는데 사용되고 있다. 뿐만 아니라, 육류 같은 동물성 식품에 주로 포함되어 있는 비타민A도 클로렐라를 통해 섭취할 수 있는데, 이는 체내에서 비타민A를 생성하는 베타카로틴이 함유되어 있기 때문이다. 또한, 클로렐라는 지용성인 비타민A, D, E, K 뿐만 아니라 수용성인 비타민 B, C를 두루 함유하고 있다. 무균배양 기술과 암배양 기술을 통해 소화흡수율을 높인 클로렐라가 등장한 최근 건강식품으로 사용되고 있으며, 그 외에 영양식품으로 쓰이기도 하고, 미생물 발육 촉진, 색소, 물 정화 등 다양한 분야에 이용되고 있다.

클로렐라의 기능성 (출처: GettyImages-1095546090)

현미경(microscope), 엽록체(Chloroplast), 광종속영양생물(photoheterotroph), 엽록소(Chlorophyll), 녹조류(Green algae), 조류(Algae), 효모(Yeast), 지방산(fatty acid)

김한신/고려대학교

곽민규/을지대학교