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알긴산은 미역, 다시마 등 갈조류에 많이 함유된 천연 식이섬유로 식품산업, 의약산업, 위생산업 등에 이용되고 있으며 해양바이오 산업 소재 중에서도 수요 증가 폭이 가장 크며, 무한한 가능성을 가지고 있다. 그러나 한국은 연간 45만 톤의 갈조류를 생산함에도 국내에서 사용되는 알긴산의 95%를 수입하고 있다.
최근 국립해양생물자원관은 해양수산부의 「해양바이오 국산화 타깃 산업소재 표준화 사업」 중 알긴산 국산화 대체를 위한 대량생산 및 공정 표준화기술 개발 과제에 선정되며 반격을 준비 중이다. 국립해양생물자원관을 주관연구기관으로 다당류 분석 관련 최고 전문가들이 모인 ‘알긴산 연구팀’을 만나서 ‘알긴산’에 대해 자세한 이야기를 들어보자.

안녕하세요, 알긴산 연구팀은 국내 유일 해양생물자원 연구기관인 국립해양생물자원관을 주관연구기관으로 다당류 분석 관련 최고 수준의 충남대학교 분석과학기술대학원과 국내 최고 식품 관련 정부출연 연구소 한국식품연구원, 해조류 유래 고부가가치 소재 전문기업인 ㈜아쿠아그린텍으로 구성되었습니다.

국립해양생물자원관 김현수 박사가 총괄연구책임자 역할을 맡았고, 충남대학교 안현주 교수, 한국식품연구원 이상훈 박사, ㈜아쿠아그린텍 장지태 대표가 공동연구 책임자를 맡았습니다.

알긴산은 미역, 다시마 등 갈조류에 많이 함유된 천연 식이섬유를 말합니다.
다시마를 물에 담그면 얼마 후 끈끈한 점액질이 생기는데 이것을 알긴산이라고 합니다. 세포막 또는 세포간격 물질로 존재하며, 해조류에 따라 다르나 대략 20∼50%까지 함유하고 있습니다.

알긴산은 갈조류에만 포함되는 특이 다당체로 갈조류 유래 알긴산은 초음파, 산 가수분해, 효소 가수분해, 열수 추출 등 다양한 추출법을 이용해서 추출이 가능합니다. 우리 연구팀은 기존 추출공정에서 대량생산과 공정표준화에 용이한 공정들을 추가적으로 연구해 해외 수입의존도가 높은 알긴산의 국산화 대체 및 대량생산을 추진하고 있습니다.

알긴산이 다양한 소재로 이용되는 가장 큰 이유는 안정성입니다. 그 중에서도 특히 인체 내 안전성이 상당히 우수한 소재입니다. 식품소재 뿐만 아니라 인체 적용 소재로도 활발하게 쓰이고 있습니다. 점성이 우수하고 상대적으로 값도 저렴해, 다양한 제품 첨가제로도 이용되고 있습니다. 덕분에 알긴산은 천연물 바이오소재로써 전 세계시장에서 주목받으며 높은 연평균 성장률을 보이고 있습니다.

알긴산이 사람에게 주는 생리학적 효능을 크게 네 가지로 이야기할 수 있습니다. 가장 먼저 알긴산은 체내 흡수력이 뛰어납니다. 또 체내 수분과 닿으면 부피가 크게 팽창합니다. 평소보다 음식을 적게 먹어도 쉽게 포만감을 느낄 수 있도록 돕는 게 알긴산입니다.
두 번째로 수용성 알긴산 칼륨은 체내에 남아있는 여분의 콜레스테롤을 체외로 배출해 콜레스테롤 수치를 낮춥니다. 불용성 알긴산 칼슘은 담즙산을 흡수해 배출하는 작용을 합니다.
세 번째로 알긴산의 천연 식이섬유인 수용성 식이섬유는 물에 녹아 인체에 좋지 않은 물질을 대변으로 배설시킵니다. 불용성 식이섬유는 장을 자극해 연동운동을 왕성하게 합니다. 이때 알긴산은 체내 음식 찌꺼기를 체외로 신속하게 배출하는 기능을 합니다.
마지막으로 수용성 알긴산 칼륨은 뱃속에 들어가면 알긴산과 칼륨으로 분리되고, 알긴산은 나트륨과 결합하여 체외로 배출됩니다. 이는 고혈압의 원인 중 하나인 체내 나트륨의 증가를 막아 혈압을 낮추게 합니다.

95%를 수입에 의존한다는 통계가 있습니다. 충분한 알긴산 자원이 있음에도 우리나라가 알긴산 수입에 의존할 수밖에 없는 원인이 있을까요?
전 세계적으로 일 년에 약 25,000톤의 알긴산이 미역이나 다시마와 같은 갈조류에서 추출되어 교질화제, 안정제, 농후제 및 유화제로서 식품산업, 의약산업, 위생산업 및 화공산업 등에서 널리 사용되고 있습니다.
삼면이 바다인 우리나라는 연간 약 45만 톤의 갈조류를 생산하고 있지만 생산되는 갈조류의 대부분이 가공되지 않은 상태로 해외 수출되거나 일차 식품으로 소비되고 있습니다. 중국에서 생산되는 알긴산은 단가가 낮은 가격대로 형성되어 있습니다. 또한, 국내 알긴산 대량생산 기술이 미흡해 국내에서 사용되는 식품, 화학공업, 의약품용 알긴산의 경우 95% 이상을 수입에 의존하고 있는 상황입니다.
2021년 알긴산의 국내 수출은 539천 불, 수입은 16,457천 불로 무역수지 –15,918천 불의 적자를 냈습니다. 용도에 따른 알긴산 수입 가격의 경우 저부가가치 알긴산 소재는 중국에서 2~3만 원/Kg 수준으로 수입되고 있으며, 의약품 등에 사용되는 고부가가치 알긴산의 경우 일본과 노르웨이에서 20만 원/Kg 수준으로 수입되고 있습니다.
이는 국내 시장에서 알긴산 산업이 활성화되지 않은 것에 이유가 있는데요, 고품질의 식품용, 의약품용, 의료기기용 알긴산 소재 개발과 국내산 알긴산의 품질특성 및 구조분석의 미흡함이 원인이라 할 수 있습니다. 알긴산 개발을 통해 새로운 품질지표 및 생산공정 기술개발을 함께 한다면 수입 의존에 따른 무역 적자를 극복하고, 고부가 국내산 알긴산 제품을 생산할 수 있을 것이라 기대합니다.

현재 수입의존도가 높은 해외 알긴산 소재는 안정성과 관련된 데이터들이 미흡합니다. 따라서 식약처 기준에 맞출 수 있는 국내 해조류 유래 고순도, 고품질 알긴산 생산을 위해 특성 분석, 데이터베이스 구축, 소재 규격화, 분석법 및 대량생산 공정 표준화, 제품화 기술개발을 진행하고 있습니다. 우리 연구팀은 ‘해양 천연고분자 소재 국산화를 통한 수입대체 및 신산업 창출’을 비전으로 ‘알긴산 소재 국산화 대체를 위한 대량생산 및 공정 표준화 기술개발’을 목표로 하고 있습니다.

다른 사업팀들의 소재들까지 조망하진 못하겠지만, 알긴산 소재 관련해서는 우리나라 국민이 믿고 사용할 수 있는 안전하면서도 안정된 국내산 알긴산을 만날 수 있을 거라고 생각합니다.

이제 막 사업을 시작한 상황으로 추후 5년 후에 재미나 보람에 대한 인터뷰를 하도록 하겠습니다. 현재는 해양 소재 중에서도 국산화가 시급하고 잠재력이 높은 알긴산의 연구를 진행한다는 생각에 많이 설렙니다.

국내 해양바이오산업은 아직 미흡한 부분들이 많습니다. 아직까지도 국내 해조류 생산량에 대부분이 원물 자체로 해외 수출되는 상황인데, 연구팀에서 개발한 국내산 알긴산 생산 기술들이 많은 해양바이오 기업들로 전파되어 국내 생산 해조류들을 고부가가치화 시키고 알긴산 소재를 수입에 의존하는 것이 아닌 대량 수출까지 가능할 정도로 성장시켜 국내 알긴산 시장과 해양바이오시장이 성장했으면 합니다. 한국 알긴산에 대한 많은 관심 부탁드립니다.