환경적 요인이 요각류 Paracyclopina nana 의 성장과 영양 성분에 미치는 영향

Abstract

식품의 기능은 영양기능과 감각기능 면에서 주로 다루어 왔으나 식품 중 특정성분들이 인체에 효과적임이 속속 알려지며 생체조절기능의 가치가 부각되고 있다. 생체조절 성분을 함유한 식품이 기능성 식품으로 각광받게 되자 기능성 식품학 연구는 광범위한 자원을 대상으로 심도 있는 연구를 필요로 하고 있다. 지구온난화로 인한 생태계의 변화는 많은 생물들의 생태생리학적 반응을 유도한다. 온도의 변화는 생명체의 생리 현상과 생활사 매개변수를 비롯한 생체 내 생화학적 현상에 영향을 준다. 염도 변동은 에너지 균형을 조절하고, 스트레스 단백질 생성을 유도하며, 번식에 영향을 끼치고, 하구 생태계의 생물 분포에도 영향을 준다. 해양의 먹이 그물에서 1차소비자인 요각류 조무 래기어리검물벼룩 (Paracyclopina nana Smirnov) (검물벼룩목, Cyclopoida : 어리검물벼룩과, Cyclopinidae)은 생물학적으로 특징적인 장점을 갖고 있어 실험대상동물로 삼기에 편리하다. 본 논문에서는 Paracyclopina nana를 대상으로 온도와 염도 각 환경요인의 영향을 파악하기 위하여 1) 지방의 생합성과 축적, 2) 신생 지방의 조성, 온도 변화의 영향을 확인하기 위하여 3) 지질 생합성 경로 유전자에 대한 영향 4) 성장 및 번식에 미치는 영향, 염도 변화의 영향을 확인하기 위하여 5) 염도 스트레스에 의한 항산화효소 활성 점검 그리고 6) 열충격단백질(heat shock protein, hsp)의 염도 충격 반응 및 조절을 다루었다. 궁극적으로 본 연구를 통하여 생태계에서 지표종이 되는 P. nana 의 가치성 점검, 특히 식품안전성 점검 적용 시 신뢰성, 경제성 등을 파악할 목적으로 연구를 수행하였다. 연구재 료 P. nana 는 강릉 송지호 (강릉, 한국, 38°20'9.89" N, 128°30'55'7" E)에서 채집하여 사육하였다. 사육조건은 수온 25℃와 염도 15‰ 하에서 녹색 해양 미세조류인 Tetraselmis suecica (~6×104cells/㎖)를 매 24시간마다 생체먹이로 제공하였다. 수온 25℃를 사육 시 적합한 온도로 판단하여 P. nana 의 대조군 으로, 실험군은 15℃, 20℃, 30℃로 삼았다. 염도는 15‰를 최적 염도로 판단하여 P. nana의 대조군으로, 실험군은 5‰, 25‰, 30‰로 삼았다. 신생지방 합성 (de novo lipogenesis)에 관여하는 유전자는 저온에서 신장효소 유전자군이 현저하게 발현하였고 고온에서는 모든 신장효소와 탈포화효소 발현 저하 추세를 보여(P<0.05), 온도의존적 신장효소와 탈포화효소 유전자의 높은 발현이 온도가 식이 공급원인 지방산 합성에 중요한 역할을 가짐을 확인한 것이다. 지방산 조성 시 온도의 영향을 확인한 결과 역시 전체적으로 불포화지방산인 EPA와 DHA는 대조군 및 고온에서 높게 나타나 저온의 스트레스 적응에 따른 에너지 소모가 주된 영향요인임을 파악하게 하였다. 염도가 높아 생체에 불리하면 P. nana 의 성장은 지연되고 번식력은 감소하며, 지질축적이 영향 받고 새롭게 생성된 지방산이 다양한 지방산으로의 전환에 스트레스를 받는 것으로 나타났다. 대조군보다 고염도에 노출된 P. nana 지질 축 적은 각각 25‰(60%)와 30‰(80%) 수준이었다. 고염도에서 나타난 지질 축적 감소는 지방 형성 염도 스트레스로 주어진 삼투압 조절로 인해 높은 에너지 배분을 감당하려는 에너지의 소모 때문으로 보인다. 요각류에 고염도 스트레 스를 가하여 열충격단백질(hsp)의 발현 수준을 항산화효소가 대조군(15‰)보다 고농도군(25‰와 30‰)에서 열충격단백질의 기능을 고도로 조절하는 것이 확인되었다. 미래의 양적, 질적 가치를 갖춘 영양원을 제공할 자원은 수산자원이다. 어족 자원 보호와 어류자원 확보를 위해 포획보다 양식(aquaculture)이 절실하나, 성공 여부는 어류자어(fish-larvae)에 적합한 먹이 선택과 공급에 달려 있다. 요각류 P. nana 는 그중 한 종으로 다양한 특징적 장점을 갖고 있어 수산식품 중 가치가 부각된 기능적 영양원을 상당수 제공하여 양식업을 비롯한 수산업에 경제성을 부여할 수 있다. 이때 보장받을 사항으로 지속성, 안정성, 안전성 등이 있고 본 논문의 결과를 대상종에 가치 있게 적용할 수 있을 것으로 보인다. 종의 보존성을 보장해줄 만한 적절한 기술적 방법론과 효율적 적용 그리 고 관리가 지속성을 가능케 할 것이다. 수산물 중 추출한 고급 지방산의 생화 학적 약리작용과 기능적 식품의 생태생리학적 가치를 수산양식업계와 ‘공유’개념으로 자원을 활용하면 질적, 양적 안정성을 갖출 것이다.