괭생이모자반 개체 사진.

[국민환경방송 강희원 기자] 해양수산부(장관 문성혁)는 바다의 불청객으로 알려진 괭생이모자반(Sargassum horneri)*을 이용하여 세균(박테리아) 및 진균(곰팡이 등)을 동시에 억제할 수 있는 항균기능성 나노복합체**를 개발하였다고 밝혔다.
* 우리나라, 일본, 중국, 베트남 등 동아시아 지역에 폭넓게 분포하는 갈조류의 일종으로, 매년 중국 연안에서 우리나라 연안으로 대량 유입되어 해양환경을 훼손하고 양식 시설물에 피해를 줄 뿐만 아니라 선박운항에도 불편을 일으키고 있음
** 나노미터 수준에서 하나의 상(像)이 다른 상 내부로 분산되는 이종(異種)의 소재

국립해양생물자원관은 지난해부터 괭생이모자반을 대상으로 나노바이오 기술을 접목하여 다양한 활용 가능성을 연구해 왔으며, 이번 연구 결과는 5월 25일 특허 출원까지 완료하였다.

괭생이모자반 나노복합체의 항균테스트 결과 (노란색 박스: 항균력에 의한 생육억제영역): 괭생이모자반 나노복합체를 처리한 곳에서는 항균력에 의해 생육억제영역이 20mm이상 생성됨

국립해양생물자원관은 괭생이모자반 분쇄물에서 얻은 탄소나노점*과 아연 아세테이트 파우더를 혼합하여 수열(Hydrothermal)처리**를 한 뒤, 탄소나노점-산화아연 나노복합체를 합성하였다. 이후 이를 세균과 진균에 처리한 결과, 세균과 진균을 둘러싸는 생육억제영역이 모두 20mm 이상*** 되는 것을 확인하였다.
* 탄소나노점: 10nm 이하의 크기를 가지는 원형의 나노입자
** 액상합성법의 하나로 고온‧고압하에서 물 또는 수용액을 이용하여 물질을 합성하는 프로세스를 통칭
*** 억제영역크기: 10% 락스희석용액의 경우 22∼25mm

특히, 대장균과 황색포도상구균과 같은 특정 세균에 대한 실험에서는 생육억제영역이 각각 22mm, 26mm까지 커지는 결과를 보였는데, 이는 10% 락스희석용액의 세균 억제력과 유사한 수준이다. 진균의 경우에는 효모와 곰팡이에서 모두 23mm, 25mm 크기의 생육억제영역이 생성되어 세균뿐만 아니라 진균에 대해서도 높은 항균력을 보이는 것을 확인하였다.

10% 락스희석액 및 괭생이모자반 나노복합체 용액 처리 후 시간에 따른 제브라피쉬 배아변화: 락스희석액을 처리한 경우 독성으로 인해 30분 경과 후부터 배아세포 파괴 및 24시간 경과 후 완전 분해되나 괭생이모자반 나노복합체의 경우 배아세포 파괴없이 24시간 경과 후 배아가 성공적으로 유생으로 생장.

아울러, 제브라피쉬*를 이용한 배아세포독성실험도 진행하였는데, 30분이 지나고 배아세포가 파괴되기 시작한 락스희석용액과 달리, 괭생이모자반 나노복합체는 24시간이 지나도 배아세포가 파괴되지 않고 배아가 유생으로 크는 것으로 보아 모델생물체 내에서의 안전성도 확인하였다.
* 열대지역 민물에 사는 물고기로, 90% 이상 인간의 유전자 및 조직과 유사한 구조를 지니고 있어 새로운 물질의 유효성 및 안전성을 검증하는 데 효과적인 연구 모델 동물

이번에 개발된 나노복합체는 한 번의 수열처리방법으로 합성이 가능할만큼 과정이 간단하며, 합성할 때 독성 유기용매를 사용하지 않아 환경오염의 걱정이 없고, 물에 잘 녹는 높은 수용성으로 인해 희석, 점도조절, 혼합 등이 용이함에 따라 산업적 활용가능성이 높을 것으로 기대된다.

국립해양생물자원관은 이번 연구결과를 산업계에 소개하고 관심있는 기업과 함께 인체유효성 및 안정성평가와 같은 추가연구를 진행하여 분무형 소독제, 기능성 화장품 및 피부질환패치 등으로 상용화 될 수 있도록 추진할 계획이다.

한편, 국립해양생물자원관은 앞서 괭생이모자반 추출물에서 비용종(콧속 물혹) 및 축농증 예방·치료 효능과 피부질환(건선) 효능 등을 발견하고 성분 분석 등을 위한 추가 연구도 진행해 오고 있다.

임영훈 해양수산부 해양수산생명자원과장은 “이번 나노복합체 개발은 괭생이모자반이 항균 소재로도 다양하게 활용될 수 있음을 확인한 의미 있는 연구결과이다.”라며, ”해당 연구 성과가 기업에 이전되어 실생활에 상용화될 수 있도록 후속 연구를 적극 지원해 나가겠다.”라고 말했다.