스피루리나(시아노박테리아)

[김선태]

‘스피루리나(시아노박테리아)’란?
전 세계적으로 스피루리나, 및 클로레라 등 미세조류에 속하고 광합성능력이 큰 박테리아 식품이 우주식품으로 알려지고 있는 가운데 인기 건강식품으로 각광받고 있다.
특히 해수와 염 농도가 높고 알칼리성이 높은 열대지역의 더운 물에서 잘 번식하는 시아노박테리아(cyanobacteria)의 일종인 스피루리나(spirulina)가 그 주인공. 이 박테리아는 식물성·동물성의 혼합형태를 하고 있으며 요즘 부상하고 있는 주요영양소인 카로티노이드, 셀레늄을 비롯, 희귀 미네랄과 5대 필수영양소, 49가지 각종 영양소 성분들을 함유하고 있는 것으로 알려졌다. 현재 미국 항공우주국(NASA)과 일본 과학기술청, 국제 항공우주기술연구소가 공동으로 우주식품으로 개발 중이다.
이 제품이 우주식품으로 개발되고 있는 이유는 폐쇄상태에서 생명유지시스템(CELSS)과 면역기능이 뛰어나고 방사능 치료에 탁월한 효과가 있기 때문. 또 미국 식품의약품안전청(FDA)을 비롯하여, 세계보건기구(WHO), UNICEF, FAO 등 UN-산하 국제기구들이 인정할 정도로 안전성이 우수하다는 점도 강점이다. 러시아에선 방사능 치료약으로 특허를 받기도 했다.
스피루리나에 고농도로 함유된 단백질은 필수아미노산 조성이 인체가 요구하는 필수아미노산 조성에 잘 균형 된 우수한 단백질이며 소화흡수율 및 생체 이용률이 아주 높은 우수한 단백질이어서 장기간의 편식으로 인한 영양불균형을 해소할 수 있으며 특히 어떤 식품보다 많이 함유하고 있는 각종 카로티노이드 성분과 피코시아닌 성분은 체내 유해한 산소화합물인 활성산소를 중화·제거시키는 역할을 통하여, 피부미용에서부터, 노화 지연, 면역기능 강화 간 기능 보호효과 등 당뇨병에 합병증 예방식품으로 좋은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 미국 일본 등 선진국을 비롯하여 많은 국가에서 건강식품으로 개발 및 허가되어 애용되고 있다.

■ 스피루리나의 성분
▲ 높은 단백질 함량·균형 잡힌 아미노산
일례로 곡물과 야채 등 식물성 식품은 그 영양소 조성에서 부족한 성분이 많아서 완전식품 이라 할 수 없고 육류식품 들은 식물성 식품에 비해 영양소 조성이 좋다. 하지만 콜레스테롤, 또는 포화지방산등이 많이 들어 있어서 자주 먹게 되면 이들 성분이 몸 속에 축적되어 각종 성인병의 원인이 된다.
그러나 스피루리나는 단백질의 함량이 높을 뿐만이 아니라(65%전후) 그 필수 아미노산 조성이 매우 균형 잡혀 있어서 생체 이용율이 매우 높다.(소화 흡수율이 95%이상) 많이 먹어도 인체에 축적될 수 있는 해로운 성분이 없을 뿐만이 아니라 그 지방산 조성, 미네랄 성분 및 베타-카로틴 등의 조성이 매우 이상적이라는 보고다.
따라서 스피루리나를 계속해서 먹어도 해가 되지 않는다. 오히려 스피루리나는 인체에 필요로 하는 거의 대부분의 영양소를 고루 갖추고 있다. 이에 따라 장기간 복용하면 편식으로 인해 발생됐던 비정상 체질과 각종 성인병이 서서히 개선되는 결과를 기대할 수 있다고 전문가들은 조언한다. .

▲ 베타카로틴 및 각종 카로티노이드를 고농도로 함유
스피루리나는 지구상의 어떤 식물보다 광합성 능력이 강한 것으로 보고되고 있다. 단위 면적 당 光-에너지 고정효율을 일반식물과 비교하면 스피루리나는 옥수수의 50배, 콩의 20배로 알려지고 있다.
이에 대해 서울대 명예교수인 한병훈 교수는 “스피루리나에 어떤 식물보다 다량 함유된 클로로필과 피코시아닌 색소가 각각 다른 파장영역에서 광합성작용을 하기 때문에 광합성효율이 높은 것”이라고 강조한다.
특히 이들 색소가 광 에너지를 고정할 때 다량의 遊離基 및 活性酸素가 발생되기 때문에 광합성을 하는 식물 또는 스피루리나는 이들 활성산소에 의하여 자기자신이 공격받지 않기 위하여 강력한 항산화활성을 갖는 베타카로틴을 비롯하여 각종 카로티노이드와 SOD(su-peroxide dismutase)라는 효소를 自體防禦의 수단으로 가지고 있다는 것.
또한 녹황색 야채가 암을 예방하고 각종 성인병 예방 및 개선에 좋다고 잘 알려져 녹황색 야채를 많이 먹으라고 권장하고 있는데 이는 그 속에 들어있는 베타카로틴 등 항 산화활성 물질에 초점이 맞추어져 있는 것으로 알려지고 있다.
그러나 야채중의 베타카로틴 함량은 매우 낮아서 매일 다량의 야채를 먹어야 한다. 시중에 유통되고 있는 대부분의 야채에는 유독한 농약이 잔류하고 있어서 안심하고 먹을 수 없는 것이 현실이다.
당근에 베타카로틴이 가장 많이 들어 있는 것으로 알려지고 있지만 스피루리나에는 몇 십 배 이상 고농도로 함유되어 있다. 소량의 스피루리나를 복용하여도 다량의 야채 섭취를 대신할 수 있고 농약오염의 우려 없이 녹황색 야채의 녹즙을 충분히 먹는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다고.
녹조류의 하나인 클로렐라도 오래 전부터 건강식품으로 많은 사람들에 의하여 애용되고 있는데 그 영양소 성분조성을 스피루리나와 비교하면 단백질, 비타민, 미네랄 및 카로티노이드 성분의 조성에 있어서는 상당히 유사하지만 함유량은 다소 적은 것으로 알려지고 있다.

■ 스피루리나의 각 성분 별 분석
스피루리나는 성분의 60-70%가 양질의 단백질로 되어 있으며 6-9%의 지질, 15-20%의 탄수화물을 포함하고 있으며 이밖에 비타민, 무기질, 섬유질 식용색소를 함유한다.
탄수화물로는 포도당, 람노스(rhamn-ose), 만노스(mannose), 자일로스(xyl-ose)등이 있고 색소로는 등황색의 카로티노이드, 녹색의 클로로필, 청색의 피코시아닌의 세가지를 가지고 있다. 세포벽은 펩틴이라는 부드러운 점액다당(mucopolysaccharide)으로 구성되어 있고 매우 얇기 때문에 소화흡수율이 95%이상 높다는 장점을 가지고 있다.

▲ 단백질
단백질은 에너지원과 인체구성 성분으로서의 기능뿐 아니라 여러 가지 생리조절 작용과 대사에도 관여한다. 스피루리나의 단백질에는 필수 아미노산이 모두 포함되어 있다.
필수아미노산은 인체 내에서 합성되지 않고 반드시 섭취를 해주어야 하는데 한가지만 빠져도 체 단백질이 만들어지지 않는다. 이렇게 여러 가지 필수아미노산을 우리 몸에 필요한 비율로 함유하고 있는 식품을 완전 단백질이라 하며 육류, 우유, 계란, 치즈 등이 이에 속하고, 콩류나 곡물 등의 단백질은 불완전 단백질이라고 한다. <표1 참조>
식생활 문화나 다이어트 또는 기타 이유로 식물성 식품을 주로 먹는 식생활에서 여러 음식을 골고루 먹지 않으면 균형 있는 필수아미노산 공급이 어렵다. 그러나 스피루리나에는 필수아미노산이 아주 균형 있게 모두 함유돼 있다.
식품 내 필수아미노산 중 신체의 필요량에 대한 비율이 가장 작은 아미노산을 제한 아미노산이라고 하는데 스피루리나의 제한 아미노산은 메티오닌이다. 그러나 이마저도 콩이나 기타 곡류의 함량보다는 높다. <표2 참조>
스피루리나는 단백질 이용률도 높아 이용 가능한 단백질 량이 표준단백질인 건조계란에 견줄만하다. 따라서 스피루리나는 단백질의 가장 적합한 대체식품이라고 볼 수 있다.

▲ 지질
스피루리나에는 필수지방산(고도불포화)인 리놀렌산, 감마리놀렌산이 풍부하다. 프로스타글라딘의 전구체인 감마리놀렌산은 콜레스테롤 상승억제, 알코올대사산물의 분해, 혈압 조절, 혈전 방지, 항 천식, 항 종양작용 등이 있음이 밝혀졌다.
감마리놀렌산에서 생합성 되는 프로스타글란딘-E1은 혈압을 일정하게 유지시키고 혈액응고에 관여하여 혈소판이 서로 달라붙는 것을 막아주며 혈액순환을 향상시키고 염증을 줄여주는 역할을 한다.
▲ 비타민 및 무기질
스피루리나에는 베타카로틴 등 녹황색 채소에 들어있는 비타민이 많이 함유되어있다.
비타민 B1, B2, B12 등 B군이 많으며 특히 B12는 식물성 식품에서는 거의 함유되어 있지 않은데 스피루리나에서 발견되는 것은 흥미롭다.
스피루리나에는 생체에 필요한 미량 금속 원소를 비롯한 거의 모든 종류의 무기질이 들어있다.
특히 칼슘은 10g당 100mg을 함유하고 있어서 훌륭한 칼슘 공급원이며, 칼슘은 뼈의 형성과 근육 수축 및 신경전달을 하는데 작용하고 칼슘 부족은 골다공증의 원인이 되기도 한다.
특이한 점은 스피루리나에는 유기화된 철분이 많아서 여성들의 생리로 인하여 결핍되기 쉬운 철분의 우수한 공급원이다. 그 밖에도 스피루리나는 아연, 셀레늄 등 미량원소의 좋은 공급원이 된다.

▲ 색소
스피루리나의 청남색은 클로로필의 녹색, 카로티노이드의 등황색, 스피루리나 특유의 색소인 피코시아닌의 청색이 합쳐져 나타나는 것이다.
스피루리나에 함유된 카로티노이드성분들 중 특히 주목되는 성분은 베타카로틴이며 체내에서 필요할 때 비타민A로 전환되는 중요한 물질인데 특히 항산화활성이 강하여 주목되는 성분이다. <표3 참조>
피코시아닌(phycocyanin)은 남조류에만 함유된 청색 색소인데 광합성을 담당하며 특히 항산화 효과가 뛰어난 것으로 알려졌다. 피코시아닌의 항산화 활성은 플라보노이드나 폴리페놀과 견줄 만 하며 또한 부작용이 없어 안전한 색소로도 유명하다. 이밖에도 피코시아닌은 담즙색소와 같은 작용이 있어 지방의 소화를 돕기도 한다.
피코시아닌과 함께 베타카로틴, 제아키산틴 등의 색소는 항산화제로 체내에서 생성되는 활성산소와 유리기를 제거하는 항산화 작용을 한다. 스피루리나의 베타카로틴 함량은 다른 채소보다 월등히 많다.
한편 클로로필은 항균작용, 해독 작용, 간 기능 촉진, 장 운동 촉진, 항 알레르기 작용을 하는 것으로 알려졌으며, 비타민E, SOD는 여러 종류의 항산화 작용을 수행한다.
* SOD(super oxide dismutase)- 활성산소를 환원하여 과산화수소와 불활성 산소로 변화시키는 효소.

■ 스피루리나의 소화흡수율
스피루리나는 소화흡수율이 95%이상이다. 보통의 식물세포 또는 다른 종류의 균류 세포는 셀룰로오스로 된 세포벽이 있어서 소화흡수가 잘 안되기 때문에 익혀서 먹는 것이다.
그러나 스피루리나는 섬유소로 된 세포벽이 없고 점질 당 단백질로 된 세포막만 있어서 소화흡수가 잘 되는 것이다. 많은 영양소를 가졌으면서 소화흡수율도 뛰어나 스피루리나는 영양식으로 아주 훌륭한 식품이다.

- 도움주신 분들
▲성낙응박사 (이화여대 명예교수) ▲한병훈박사 (서울약대 명예교수)
▲김병각박사 (서울약대 명예교수) ▲김형국약사 (스피루리나 연구회 간사)