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채식하는 양식어를 식탁에
대두(大豆)를 사료로, 어자원 의존에서 탈피

‘채식하는 양식 방어와 참돔을 식탁에’. 도쿄해양대학은 식물 및 무척추동물 등 물고기 이외의 생물로 만드는 차세대 양식용 사료 개발에 도전한다. 도쿄해양대학 연구팀은 최근, 물고기가 성장하는데 필요한 지방산을 무척추동물로 만드는데 성공. 이것을 추출해 참돔이나 방어의 사료로써 사용할 수 있을지를 검증한다. 양식어 사료의 원료가 되는 작은 물고기 소비를 줄일 수 있게 된다면 어업 자원량 저하를 해결하는데 큰 도움이 될 것이다.

“방어 한 마리를 1kg 크기로 성장시키기 위해서는 적어도 4kg의 어분(魚粉)이 필요하다”라고 도쿄해양대학의 사토(佐藤) 교수는 말한다. 사료에는 어분과 어유(魚油) 등 물고기로 만든 단백질 및 지질이 필요하다고 알려져 왔다. 평소 우리들이 먹고 있는 대부분의 생선은 물고기로 만든 사료밖에는 먹지 않는다고 한다. 그 중에서도 참치와 방어 등 먹이사슬의 상위에 위치하는 물고기일수록 이러한 성향이 강하다.

하지만 1990년대부터 대표적인 양식용 사료인 정어리의 어획량이 크게 감소. 양식용 사료 공급이 어려워지면서 물고기 이외의 원료로 영양을 충당하는 연구가 본격화되기 시작했다. 담수어는 어분을 포함하지 않은 사료라도 아미노산이 들어가면 먹을 수 있다는 것이 밝혀졌지만, 방어와 참돔 등 대부분의 해수어는 잘 먹지 않아 잘 성장하지 못한다는 문제가 있었다.

사토 교수팀은 해수어용으로 어분을 사용하지 않은 사료를 개발했다. 이미 해수어의 신진대사 경로를 조사한 기존 연구를 통해 특정 효소의 일종이 기능하지 않아 필수아미노산인 메티오닌이 타우린으로 되는 신진대사가 이루어지지 않는다는 것이 밝혀졌다. 연구팀이 대두 단백질로 만든 사료에 포함된 합성 타우린으로 이 효소를 보완하자 방어와 참돔의 성장이 개선되었다.

또 하나의 과제는 성장에 꼭 필요한 필수지방산이다. 대부분의 해수어는 필수지방산인 도코사헥사엔산(DHA)을 체내에서 만들어낼 수 없다. 척추동물은 진화 과정에서 DHA 합성에 관여하는 효소를 만드는 유전자 ‘fads1’이 없어졌다. 리놀렌산에서 EPA를 거쳐 DHA로 합성되는 과정 중에서 특히 ‘델타5불포화화’라는 합성을 거치는 것이 불가능하다. 청어를 중심으로 물고기는 DHA가 풍부하다고 생각하기 쉽지만, 사실 먹이사슬의 상위 물고기는 하위 물고기를 먹으면서 DHA를 체내에 비축하고 있는 것에 지나지 않는다.

사토 교수연구팀은 DHA를 물고기 외 다른 것에서 확보하는 방법을 검토. 무척추동물의 신진대사 경로를 자세하게 분석해 다모류인 갯지렁이 등이 DHA 합성으로 이어지는 효소를 가지고 있을 가능성이 있다는 것을 밝혔다. 갑각류인 옆새우도 합성 조건을 만족할 가능성이 있다고 한다.

연구팀은 올해 채택된 과학기술진흥기구의 미래사회창조사업에서 약 3년에 걸쳐 실용화를 위한 기초기술 확립을 목표로 하고 있다. DHA를 잘 만들어내는 신진대사 기능을 가진 갯지렁이와 옆새우 종(種)을 특정, 효율적으로 사육할 수 있는 방법을 검토해나갈 방침이다. 공동연구를 진행하고 있는 도쿄대학에서는 유전자 레벨에서의 분석을 추진하고 있다. 순조롭게 추진된다면 5년 정도에 걸쳐 실증 실험을 시행하고 무척추동물에서 양식어용의 DHA를 확보할 수 있을지 확인할 계획이다.

-- 안전성 확인 신중해야 --
식량 중에서도 동물성 단백질원인 고기나 생선의 수요는 2050년까지 약 2배로 늘어날 것으로 전망되고 있어 만성적인 공급 부족에 빠질 것이라는 우려도 나오고 있다.

그 중에서도 어업은 축산업과는 달라 아직까지도 천연자원에 의존하고 있다. 자원보호를 위해서라도 양식을 장려할 필요가 있지만 과제는 양식어의 사료이다. 바다에서 사는 대부분의 물고기는 작은 물고기를 먹고 살기 때문에 물고기의 공급량을 늘리기 위한 양식이 오히려 천연자원의 압박으로 이어진다는 딜레마를 가지고 있다.

먹이가 되는 어유 및 어분은 난획 등의 영향을 받기 쉬워 공급량이 안정적이지 않다. 최근에는 감소 추세가 이어지고 있어 국제 가격은 상승되고 있다. 사료의 가격 변동에 쉽게 흔들리지 않기 위해서라도 대체 원료 개발 및 도입은 필요하다.

하지만 주의가 필요한 것은 자연계에서는 먹지 않는 것을 사료로 하는 위험성이다. 사료 관리, 특히 화학물질이나 의약품 잔류 등 안전성을 면밀하게 확인해야 하는 측면도 있다. 합성 타우린이 들어간 사료는 개발 후 실증 실험에서 성과를 얻은 후에 승인까지 수 년이 걸렸다고 한다.

자원 관리와 식량 위기에 대비할 수 있는 차세대 사료를 정착시키기 위해서는 도입 후의 경로도 면밀하게 추적하는 자세도 요구된다.

▶ 어자원에 의존하지 않는 양식 사료 개발을 위한 연구 역사

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