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▲ 한천올리고당이 인간섬유아세포(Hs68)의 미토콘드리아 재활성화에 미치는 영향

환경부 소속 국립생물자원관(관장 백운석)은 명지대 이창로 교수진과 함께 개발한 기능성 한천올리고당 제조 기술을 바이오벤처기업인 다인바이오(주)에 올해 11월 이전했으며, 2019년 상반기 내로 상용화를 추진할 계획이라고 밝혔다.

국립생물자원관은 2015년부터 ‘해조류 유래 올리고당의 대사 기능성 탐색’ 사업을 통해 이창로 교수진과 자생 미생물의 저온 활성 효소를 이용한 한천올리고당의 제조기술을 개발해왔다.

한천올리고당은 일반적인 올리고당과는 달리 우뭇가사리 등 해조류로부터 추출되는 한천에서 얻어지는 당이며 최근 항비만, 항당뇨, 항암 등의 효능이 있는 것으로 알려졌다.

※ 일반적인 올리고당: 작물(사탕수수, 옥수수 등)로부터 분리하여 설탕 대체소재로 널리 사용

※ 한천(아가, agar): 우뭇가사리 등 해조류의 세포막 성분으로 뜨거운 물로 추출·농축시킨 후 응축한 다음 건조

이번에 개발된 제조기술은 미생물이 생산하는 저온 활성 효소로 한천을 분해하여 천연 올리고당을 제조하는 방식이다. 기존의 화학적 처리방법이나 고온 효소 처리방법의 단점을 개선했다.

기존 화학적 처리방법은 염산을 이용하여 한천을 분해하기 때문에 화학물질에 대한 거부감과 중화를 위한 추가 공정이 필요한 단점이 있다.

온 효소 처리방법은 효소반응을 위해 40˚C 이상의 온도를 유지하는데 에너지가 많이 들어 제조단가가 비싸다는 문제가 있었다.

이번에 한천 분해를 위해 사용된 효소는 우리나라 제주도에서 수집한 해양미생물인 ‘가야도모나스 주비니에게(Gayadomonas joobiniege G7)’가 만들어내는 것이다. 이 효소는 5~30℃에서 한천을 분해하는 특성을 갖고 있다.

이 한천분해 효소를 이용할 경우 저온 및 상온에서도 안정적으로 한천올리고당을 대량으로 생산할 수 있다.

연구진은 이번 제조법으로 생산된 한천올리고당이 기존에 보고된 효능 이외에 비브리오 패혈증을 억제하고 피부세포 재생효능도 갖고 있는 것을 알아냈다.

연구진은 비브리오 패혈증에 걸린 실험용 쥐 총 21마리를 각각 10마리와 11마리 두 그룹으로 나눴다. 10마리 그룹에는 일반 사료를, 11마리 그룹에는 이번 제조법으로 만든 한천올리고당이 0.5%가 함유된 사료를 각각 먹인 후 48시간 동안 관찰했다.

관찰 결과, 일반 사료를 먹은 그룹에서는 20%의 생존율을 보인 반면, 한천올리고당이 함유된 사료를 섭취한 그룹에서는 82%로 약 4배 이상의 생존율을 보였다.

연구진은 한천올리고당이 실험쥐의 면역력을 강화해 비브리오 패혈증을 억제한 것으로 추정했다.

또한, 인간섬유아세포(사람의 피부세포와 유사한 세포)에 한천올리고당을 처리할 경우, 농도가 증가할수록 피부 노화 개선에 도움을 주는 미토콘드리아가 회복되는 것으로 나타났다.

연구진은 한천올리고당의 비브리오 패혈증 억제 관련 면역력 증진 효능과 세포재생 능력을 이용한 화상 등의 상처 치유에 관한 후속연구를 진행할 계획이다.

백운석 국립생물자원관장은 “이 기술이 상용화되면, 자생생물자원의 유용한 성분을 이용하여 항비만, 항당뇨, 패혈증 억제 등의 효능을 가진 기능성 식품이나 의약품으로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.