[특집] 바다에서 온 미래 식량

문광주 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2022-05-06 10:16:36
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▲ 국립 자전거 도로 1번(해안 도로)을 따라 있는 노르웨이 연어 양식장 Author;Brataffe

 

[이미디어= 문광주 기자] 우리 시대의 가장 중요한 과제 중 하나는 건강하고 충분한 음식, 특히 단백질을 인류에게 지속적으로 공급하는 것이다. 인체는 근육, 장기, 뼈 및 피부의 발달을 위해 무엇보다도 많은 식품 단백질이 필요하기 때문이다.


바다 양식의 문제점
바다는 지구상에서 가장 큰 공간을 차지할 뿐만 아니라 물고기 외에도 풍부한 식량 자원을 보유하고 있다. 해파리, 해삼, 해조류와 같은 바다 생물도 좋은 단백질 공급원이며 완벽하게 먹을 수 있는 식품을 생산하는 데 사용할 수 있다. 이것이 지속 가능한지 현재 연구 중이다. 지금까지 대형 식용어류와 일부 해산물이 주요 해산물 식품이었다. 그러나 이들은 종종 지속 불가능한 조건에서 포획되고 사육 및 보관된다. 라이프니츠 열대해양연구센터(ZMT)의 과학자들은 지금까지 거의 사용되지 않은 식량 자원이 바다에 숨어 있는 정도와 지속 가능한 방식으로 사용할 수 있는 방법을 조사하고 있다.
 

▲ 큰 식용 물고기를 먹으려는 인간의 욕구가 물고기 사료로 가공되는 작은 물고기 종조차도 남획을 하도록 만든다. © Global Pics/ iStock

 

 

지금까지 우리는 육류나 생선과 같은 동물성 제품으로 단백질 요구량을 대부분 충족했다. 생선의 경우 연어나 참치와 같은 대형 육식 물고기가 메뉴의 최전선에 있다. 한국은 1인당 연간 수산물 소비량이 68㎏으로, 전 세계 1위(2018년 기준, OECD 2020 보고서) 국가이다. 20.5㎏에 불과한 세계 1인당 평균 소비량과 비교하면 한국은 단연 독보적이다. 고등어와 연어 소비가 많지만 수산물 중에는 김, 미역 등의 섭취가 큰 몫을 차지하고 있다. 물고기의 대부분은 양식업에서 온다. 고등아, 연어는 주로 노르웨이에서, 새우는 동남아시아에서 주로 수입된다.

독일 라이프니츠 열대 해양연구센터(ZMT)의 홀거 퀸홀트(Holger Kühnhold)는 “불행히도 이는 전혀 지속 가능하지 않다”며 “이 물고기는 작은 물고기가 자라기 위해 자기 몸무게의 몇 배나 되는 무게가 필요하다. 양식업에서도 어분과 자연산 기름이 필요하다”고 말했다. 양식업 붐은 역설적으로 바다의 남획을 조장하고 있는데, 이는 실제로 식용어류를 사육함으로써 상쇄되어야 한다. 그러나 양식 어류의 먹이로 작은 물고기가 대량으로 잡히기 때문에 그사이에 어획량도 줄어들었다.

 

과잉 수정 및 기생충
작은 공간에 너무 많은 물고기를 보관한다는 것은 엄청난 양의 배설물과 먹지 않은 음식이 해양 환경으로 유입된다는 것을 의미한다. 그 결과 양식장 주변의 연안 바다에 과도하게 뿌려진다. 남중국해의 하이난섬 앞에서 수십 년에 걸친 새우 양식과 그루퍼 양식으로 바다가 부영양화돼 원래 그곳에서 자라던 해초 층이 계속 줄어들었고 해조류가 이 서식지를 무성하게 자란다고 라이프니츠 센터 열대 해양 연구(ZMT)의 과학자들이 밝혔다. 또 다른 문제는 특히 스칸디나비아 연안의 대규모 연어 양식장은 야생 연어도 위험에 빠뜨린다. 밀집된 양식장에서 기생 연어 기생충이 강하게 퍼질 수 있기 때문이다. 어린 야생 연어가 강에서 바다로 가는 길에 이러한 시설을 지나갈 때 기생충을 잡는다. 결과 북동부 대서양의 모든 야생 연어 중 18~55%가 연어 기생충의 침입으로 약화돼 죽는다.

 

항생제 및 내성 원심분리기를 사용하는 어류 사료
양식업은 해수에 항생제를 주입하는 행위다. 양식 물고기 자체가 그러한 약물로 치료되지 않더라도 말이다. 2017년 연구팀이 밝혀냈듯이 사료로 사용되는 어분에도 항생제 잔류물이 포함돼 있는 경우가 많다. 이것들은 사료 생산과 도축장 폐기물에 사용되는 작은 물고기를 통해 어분으로 들어가고 여기서부터 바다로 들어간다. 그곳에서 항생제와의 접촉은 해양 박테리아의 내성 발달을 촉진할 수 있다. 어분에는 항생제 외에도 내성 유전자(박테리아가 항생제로부터 자신을 보호할 수 있는 메커니즘에 대한 구성 지침이 포함된 유전자)가 포함돼 있다. 수평적 유전자 전달을 통해 이러한 유전자는 박테리아에 쉽게 흡수돼 서로 교환될 수 있다. 그런 다음 이 유전자는 물고기를 통해 먹이 사슬과 인간 병원체에 도달할 수 있지만, 해수에 있는 박테리아를 통해서도 도달할 수 있다. 실험에서 과학자들은 이미 어류의 저항성 유전자가 해저 박테리아에 의해 매우 빠르게 흡수된다는 것을 발견했다. 어분을 뿌린 지 불과 며칠 만에 퇴적물에서 처음 감지된 저항성 유전자의 수준이 2~5배 증가했다.

이 모든 것에 대한 대안은 무엇일까? “바다의 문제아 해파리에 주목”
전통적인 양식 물고기에 대한 대안 “연어 대신 해파리”

해양 환경을 해치지 않고 어떻게 바다에서 단백질이 풍부한 음식을 얻을 수 있을까? 과학자들은 현재 새로운 해양 식량 자원의 가능성을 탐구하는 ‘미래를 위한 식품’ 프로젝트에서 이 질문을 조사하고 있다. 이에 대한 한 가지 접근 방식은 해양 단백질 공급업체로서 연어나 참치와 같은 육식성 어류보다 먹이 사슬에서 낮은 생물을 사용하는 것이 훨씬 더 지속 가능하다는 점이다. 더 낮은 영양 수준의 이 바다 거주자는 동물 사료가 필요하지 않다. 이들은 동물성 단백질을 만드는 데 조류나 플랑크톤을 사용하기 때문이다. 따라서 생태학적 관점에서 그들의 번식은 훨씬 더 효율적이고 지속 가능하다.


바다 위기의 수혜자
라이프니츠 열대 해양 연구 센터(ZMT)의 홀거 퀸홀더(Holger Kühnhold)와 그의 동료들은 지금까지 번식을 방해하고 불길한 공포물인 다소 부정적인 이미지를 가지고 있던 해파리에 주목했다. 해파리는 세계의 모든 바다에서 풍부하게 발생하며 지구상에서 가장 오래된 생물 중 하나다. 많은 물고기와 달리 해파리는 바다의 위기 수혜자이기도 하다. 인간이 낚시를 통해 해양 생태계에 개입할 때 해파리들은 오히려 이익을 얻는다.

이러한 방식으로 포식자와 먹이 경쟁자가 목에서 제거되기 때문이다. 흑해 일부와 일부 노르웨이 피요르드를 포함한 일부 해양 지역에서는 해파리가 성가신 존재가 되기까지 했다. 대량 번식을 통해 그들은 엄청난 양의 산란 물고기와 어류 유충을 먹어치우며 그로 인해 물고기 개체군이 더욱 감소한다.

기후 변화 과정에서 많은 해파리도 새로운 서식지를 열었다. 원래 유럽 고유의 것이 아니었던 여러 종의 해파리도 온난화의 결과로 북해와 발트해에 정착했다. 많은 곳에서 해파리는 먹을 수 없거나 적어도 맛이 좋지 않은 것으로 여겨져 사람들이 잡지 않는다는 사실에서 반사 이익을 얻었다.

끈적끈적한 슈퍼 푸드
“해파리는 인체에 ​​필요한 일부를 제공하기 때문에 유용한 자원이자 미래의 식량원이 될 수 있다”고 퀸홀드(Kühnhold)는 설명한다. “해파리는 지방이 적고 주로 단백질로 구성돼 있으며 그중 일부는 필수 아미노산의 비율이 높다. 또한 많은 미네랄과 다가불포화지방산을 함유하고 있다." 이러한 장점에도 불구하고 끈적끈적한 생물은 서양인들에게 별로 인기가 없지만, 오랫동안 아시아에서 건강하고 환영할만한 메뉴로 여겨져 왔다. 퀸홀드는 "아시아 요리에서만 수프와 샐러드에서 해파리를 자주 볼 수 있다"고 보고했다. “그들의 엄청난 생물다양성과 관련해 우리 식단에 대한 그들의 잠재력은 고갈되지 않았다고 가정할 수 있다. 유럽인들에게는 칩이나 단백질 파우더 형태의 저 칼로리 슈퍼 푸드로 각광받을 수 있다”고 말했다.

 

▲ 끈적하지만 영양가 있는 맹그로브 해파리. © Achim Meyer / 라이프니츠 열대 해양 연구 센터(ZMT)

 


맹그로브 해파리 후보
이 "수퍼 푸드"를 홍보하기 위해 연구팀은 다양한 유형의 해파리의 영양가와 끈적끈적한 자포가 양식에서 가장 잘 유지되는 방법과 이에 가장 적합한 종을 조사하고 있다. 과학자들은 맹그로브 해파리인 '카시오페아 안드로메다'에 대해 큰 희망을 갖고 있다. 주로 열대 해역에서 발생하는 이 해파리는 광합성을 하여 에너지를 공급하는 작은 공생 조류를 체내에 가지고 있다. 따라서 일반적으로 해저에 우산을 놓고 누워 햇빛을 향해 해수면을 향해 촉수를 뻗는다. 그들의 공생 덕분에 해파리는 추가 먹이가 거의 필요하지 않아 번식에 경제적이다. 현대 LED 기술을 사용하면 도시 환경에서도 재배할 수 있다. 하지만 해파리만 대안적인 미래 해양 먹거리 후보는 아니다.

"새로운 슈퍼푸드: 해삼과 그린 캐비아"

해파리 외에도 라이프니츠 열대 해양 연구센터(Leibniz Center for Tropical Marine Research)의 과학자들은 영양학적 이점과 양식업에서 번식할 가능성에 대해 바다의 다른 잠재적인 단백질 공급자를 조사하고 있다. 연구원들은 또한 약 1700종이 있는 해삼에 초점을 맞추고 있다. 원통형 극피동물은 길이가 3m가 넘을 수 있으며 북극에서 열대까지 모든 바다에서 발견된다. 식용도 가능하다. 예를 들어, 동남아시아에서는 수프와 스튜의 필러로 인기가 높아 일부 종은 이미 남획되고 있다. 해삼은 흔히 ‘바다의 인삼’이라고 불린다. 단백질, 미량 원소 및 치유력이 있다고 알려진 물질이 풍부하다. 예를 들어, 해삼에는 골관절염에 효과가 있다고 알려진 황산 콘드로이틴이 들어 있다. 해삼은 유럽 요리에도 완전히 낯선 것이 아니다. 카탈루냐에서는 Espardenyes(에스파르디유)라고 불리며 값비싼 진미로 스타 셰프가 다양한 방법으로 준비한다.
 

▲ 많은 맹그로브 해파리는 공생 조류를 운반하므로 음식이 거의 필요하지 않다. © Nick Hobgood / CC-by-sa 3.0
▲ 이러한 해삼은 통합 양식업의 유망한 후보다. © Jon Altamirano

 


해삼은 퇴적물이나 미세조류와 같은 먹이를 얻기 위해 모래 해저를 뒤지고 침전물을 먹고 유기 성분을 소화한 다음 다시 모래를 배설한다. 이로 인해 '바다의 진공 청소기’라는 별명을 얻었다. 이러한 습관은 영양이 풍부한 하수로 환경을 오염시키는 것과 같은 생태학적 문제를 우회하려는 양식 양식에 특히 유용하다.

인간과 물고기의 먹이로써의 조류
바다의 미래 식품에 대한 또 다른 후보는 해조류이다. 해조류 역시 매우 광범위한 유용한 성분을 가지고 있기 때문이다. 이들은 아시아에서 오랫동안 식단의 필수적인 부분이었다. 해조류 제품은 유럽에서도 점차 더 알려지고 있다. 가장 큰 장점은 광합성을 하기 때문에 자라는 데 햇빛과 약간의 영양분 이상은 거의 필요하지 않다는 것이다. 동시에 그들은 CO2와 결합하여 기후 보호에 기여한다. 일부 유형의 조류에는 많은 단백질이 포함돼 있어 채식 생선 식품의 기초로 사용할 수도 있다. 초기 시도는 이미 연어, 송어 및 기타 육식성 물고기가 주로 식물성 단백질로 만든 음식에 사용되는 것을 가능하게 했다. 결과적으로 거의 어분 없이 관리할 수 있어 사료 물고기의 어획 압력을 줄일 수 있다.

그린 캐비아
ZMT에서는 구어체로 ‘바다 포도’ 또는 ‘그린 캐비아’로 알려진 해조류 Caulerpa lentillifera에 대한 연구가 수행된다. 원추에 매달린 작고 둥근 공은 약간 짠맛이 나며 캐비아처럼 입안에서 터진다. 그들은 단백질, 미네랄, 산화 방지제 및 고도 불포화 지방산으로 가득 차 있다. 인도 태평양이 원산지인 이 조류는 동남아시아에서 반찬으로 큰 수요가 있다. 그린 캐비아는 예를 들어 샐러드에 넣거나 스시와 함께 신선하게 먹는 것이 가장 좋다. 조류 농부들과 협력해 ZMT 연구원들은 현재 베트남의 통합 양식업에서 이 조류의 사용을 테스트하고 있다.

 

 

▲ "바다 포도" Caulerpa lentillifera는 동남아시아에서 반찬으로 매우 인기가 있다. © itzcorner / 게티 이미지


수중 공유 아파트 통합 양식
일부 해양 생물이 진정한 슈퍼 푸드로 판명되더라도 이 잠재적인 바다의 식품이 어떻게 지속 가능한 방식으로 재배되고 획득될 수 있는지에 대한 문제는 남아 있다. 라이프니츠 열대 해양 연구 센터(ZMT)의 연구원들은 이미 이에 대해 연구하고 있다. 그들의 접근 방식은 통합 양식업(IMTA)이다. 전통적인 양식은 제한된 공간에서 동일한 어종을 대량으로 사육하는 방식이다. 원칙적으로 수중 단일 양식이다. 통합 양식업은 필요와 생활 방식이 서로를 잘 보완하는 매우 다른 번식 동물과 식물을 결합한다. 자연 생태계와 마찬가지로 목표는 이러한 유기체, 먹이 및 배설물을 하나의 주기로 연결하는 것이다. 해양 환경이 오염되는 것을 방지하기 위함이다.

그러한 "공유 아파트"에 대한 초기 아이디어가 이미 있다. 예를 들어, 생선이나 새우의 남은 음식과 배설물은 홍합에 의해 물에서 걸러질 수 있다. 통합 양식을 위한 시험 시설에서 홍합과 조류는 우리 바로 근처의 물에 매달린 줄에서 자란다. 어쨌든 해저에 가라앉는 것은 무엇이든 이 양식에서 자란 해삼이 먹는다. ‘그린 캐비아’와 같은 조류는 동물이 남기거나 방출하는 용해된 영양소의 이점을 얻을 수 있다.

이러한 조합 육종에 대한 아이디어는 결코 새로운 것이 아니다. 동남아시아에는 수백 년 동안 유사한 재배 형태가 있었다. 예를 들어, 침수된 논은 양식업에 사용된다. 물고기 배설물은 벼의 비료 역할을 한다. 다른 지역에서는 가금류 케이지 또는 돼지우리 아래에 물고기 연못이 실제로 지하실에 만들어진다. 말하자면, 통합 양식은 그러한 전통적인 방법의 현대적이고 훨씬 더 환경친화적이고 동물 친화적인 변형이다.

참고 : NPO / 라이프니츠 열대 해양 연구 센터
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung

 

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