오태광의 바이오 산책 <74>기아 종식 구원투수; 지속가능한 블루 푸드(Sustainable Blue Food for helping end hunger) > News Insight

 지구촌은 계속 늘어나는 인구로 식량자원이 절대적으로 부족하고, 산업 및 도시화로 발생하는  기후변화는 농작물 등 식량수급 시스템에 어려움을 주고 있다. 굶주리는 세계 인구가 약 7억 명으로 거의 9%를 차지(WFP, World Food Plan)하고, 이중 2억 5천만 명은 잠재적 기아 위기에 처해 있다. 더욱 심각한 점은 기아 인구 비율이 2019년 8%에서 2020년 9.3%, 2021년 9.8%로 급격히 증가하여 2030년까지는 8.4억 명으로 늘어날 것으로 예측한다.

기아와 영양불량을 종식하기 위해서 2030년까지 혁신적인 과학기술로 경지면적 확장과 생산성이 높은 품종개량을 하고 있지만, 목표 달성은 물론 환경변화로 점차 더 악화하고 있는 것이 현실이다. 유엔(UN)이 17개의 지속가능한 개발목표(SDGs, Sustainable Development Goals) 중 하나를 기아 종식(Zero Hunger)으로 정하고 지속가능한 세계 식량 시스템 구축을 어떻게 할 것인가를 집중적으로 연구하고 있다. 이 연구는 25개 이상 기관에서 온 100명 이상 연구원이 공동으로 참여하는 블루 푸드 평가(Blue Food Assessment) 사업의 일부로 수산식품이 육지식품을 넘어서 세계 식량 안보에 기여할 수 있다고 밝힌 최초의 체계적인 평가(Nature(2021), Harness the world’s aquatic blue food systems to help end hunger)이다. 식량생산을 육지에 한정하지 않고, 지구 표면적의 70% 이상을 차지하는 바다와 육지 표면의 4%(지구 표면적 1.2%)를 차지하는 담수(1억 1,700만 개 호수와 강)를 이용하자는 아이디어가 도출하면서 물 색깔인 파란색의 블루 푸드(Blue Food)가 인류 식량문제 해결 원이 될 것으로 보고하고 있다. 

결국, 블루 푸드는 해수나 담수에서 포획되거나 배양되는 모든 동물, 식물 및 조류로부터 얻어지는 사람이 먹을 수 있는 식량자원을 의미한다. 지구상 현재 약 32억 명이 넘는 인구가 단백질, 불포화지방, 미네랄과 같은 영양소 공급의 20%를 블루 푸드에 의존하고 있고, 세계인구 10~12%인 약 8억 명 이상이 생계를 블루 푸드에 의존하고 있다. 전 세계 블루 푸드 소비량은 지난 50년 동안 약 2배로 증가하고 있지만, 지속 가능성이 없는 무차별 포획하거나 환경보호가 없는 어업과 양식업으로 해양 어류와 기타 수생 식품 종이 고갈 또는 멸종되어 해양 생태계에 미치는 악 영향이 크다. 즉, 어류 자원의 34.2%는 이미 남획되었고, 수확된 어류 30~35%는 손실되거나 낭비되어서 온실가스 배출에 중요 요인이 되고 있다. 전 세계 온실가스 배출량의 8%가 식품 손실 및 폐기물에 기인하고 이 중 많은 부분이 낭비되는 블루 푸드에 의해서 발생한다고 한다. 

현재 약 3,000여종의 물고기, 무척추동물, 조류 및 수상식물이 블루 푸드로 포획하거나 재배하고 있다. 어선을 이용한 자연산 어업은 2,370종 이상 수생 동물자원(AAS, Aquatic Animal Sources)이 포획되고 있지만, 현재 기술로는 이중 약 624종은 양식이 가능하다. 가축화된 육상 동물은 주로 소, 돼지, 닭, 양, 산양  등 5종 정도로 아주 단순한데 비해 수생동물은 120배 이상 육상동물보다 다양성이 매우 풍부하다. 하지만, 지구 환경 변화로 블루 푸드 생산도  90% 이상이 큰 위협에 받고 있어서 환경 변화에 대응할 수 있는 지속가능한 블루 푸드 시스템에 대한 새로운 연구(Blue food assessment new(2023.6))가 필요하다.

<블루 푸드와 질병>

블루 식품은 3,000여 종의 다양성과 수십억 명의 건강 식단에 이바지하지만, 생선이나 해산물로 취급되어 식용단백질이나 에너지원으로 평가되어 단지 영양 솔루션(Solution) 가치로 과소 평가되어 왔다. 또한, 인간에게는 다양한 형태의 영양실조가 보고되고 있지만, 적절한 해결 방안은 주로 육상 동식물 자원의 활용에 강점을 두고 있었는데, 최근 블루 푸드 역할의 중요성이 점차 강조되고 있다. 즉, 식량부족, 영양실조 및 질병예방의 불안감을 줄이기 위해서 수산물이 가진 잠재적 가치를 이용하여 해결하는 방안이 제시되고 있다. 

실제로 5세 미만의 어린이 중 1억 4,900만 명(22%)이 영양 불균형으로 발육 부진을 보이고, 약 4,500만 명이 허약하여 질병에 큰 영향을 받아 왔으며, 성인도 약 21억 명이 과체중과 비만(WHO, 2021)이란 비정상으로 나타났다. 아프리카와 남아시아 어린이에게는 비타민 A 결핍이 나타났고, 아연 결핍으로 인하여 거의 절반의 어린이가 영향을 받고 있다. 즉, 육상 동식물 식품자원의 편식이라는 식이 부적절함은 다양한 영양 결핍과 그에 따른 질병 및 사망에 이르는 주요 원인(Afshin, A. et al. Lancet 393, 1958 (2019))될 수 있다. 식이요법으로 인한 심혈관 질환 사망자가 1,780만 명(Mensah,G.A. et al. J. Am. Coll. Cardiol,74, 2529(2019))으로 2020년 코로나19로 인한 사망자 약 200만 명의 약 9배에 달하는 정도로 심각한 문제이다.

다양성이 풍부한 블루 푸드는 주요 영양분을 공급(Byrd, K. A. et al. Public Health Nutr. 24, 476 (2021))할 수 있어서 전반적인 인체 건강을 개선할 수 있을 것이다. 이런 이유로 블루 푸드는  해수 및 담수 유래 동물, 식물, 미생물 뿐만 아니라 신기술로 탄생한 수생 기원의 세포 및 식물 기반 식품으로 공식적으로 정의(Lala-Pritchard, T. & Johnstone, G Eds “World Fish”, 2030 Research and Innovation Strategy(WorldFish,2020))하고 있다 . 구체적인 블루 푸드의 예는 해수 및 담수유래 어류, 게, 새우 등의 갑각류, 문어, 오징어 등의 두족류, 조개, 새조개, 바다 달팽이 등의 연체동물 뿐만 아니라 수생 식물, 조류 이외에 포유류, 곤충, 해삼 등의 기타 수생동물을 모두 포함한다.

블루 푸드는 양식되거나 야생에서 포획될 수 있으며 내륙(예: 호수, 강, 습지), 해안(강어귀, 맹그로브 및 해안 근해) 및 바다에서 공급되어 다양한 식품을 생산하고 있다. 블루 푸드 3,753가지 종류에 대한 영양 프로필을 분석한 하버드대학 크리스토퍼 올덴(Christopher Olden)교수는 중요 영양분이 육상 고기보다 더 풍부한 것으로 분석하였다. 블루 푸드의 영양 데이터와 가치있는 식품 모델이란 관점에서  블루 푸드의 활용은 2030년까지 급격히 증가할 것으로 예상한다.  블루 푸드는 약 1.7억 명의 영양 부족을 예방할 수 있고, 불균형한 영양 공급을 해결하여 질병을 예방하여 건강을 유지하는데 큰 역할 할 수 있다.  결론적으로, 블루 푸드 섭취 증가로 육상 육류섭취를 줄여서 온실가스 발생도 줄일 수 있을 뿐만 아니라,  고혈압, 비만, 및 특정 유형의 암과 같은 관련 만성 질환을 줄이는데 효과가 있을 것으로 추정한다. 

<블루 푸드의 영양 가치>

대량생산이 가능한 쇠고기, 닭, 돼지고기와 같은 가축화된 육상동물 식품과 비교해서 대부분의 블루 식품인 수생동물 자원 식품(AASF, Aquatic Animal Sources Food)은 <그림 1>에 보는 바와 같이 다양한 영양분 공급을 제공하여 인류에게는 필요한 영양소를 다양하게 선택할 수 있다. 건강에 영향을 미치는 7가지 영양 요소인 Omega-3(DHA+EPA), Vitamin A, Vitamin B12, Calcium, Iodine, Iron, Zinc를 비교하면, 수생동물이 육상동물에 비해서 풍부한 것으로 나타났고, 특히, 불포화 지방산인 Omega-3은 수생동물이 월등하게 많은 것으로 나타난다. 사육이 가능한 육상 동물의 경우는 단순하게 소, 돼지, 닭, 양, 산양 등 5종이 주를 이루고 있는데, 비해 양식이 가능한 수생동물은 약 624종(Global Production by Production Source 1950-2019, FishStatJ (FAO 2021))으로 육상 동물보다 124배 다양성을 가져서, 그만큼 영양분 선택의 폭이 크다고 할 수 있다.

사실은 육상 및 수상 동물 유래만 비교하면 아연(Zinc)이나 요오드(Iodine) 등이 부족하게 느끼지만, 해조류인 미역을 예로 설명하면 충분한 양의 요오드와 칼슘, 철분, 아연이 있어서 다른 블루 푸드에서는 부족한 영양분을 충분히 보충할 수 있다. 블루 푸드 영양성분의 다양성을 이용하면 국가별, 지역별로 결핍된 미네랄, 불포화 지방산, 비타민, 단백질을 AASF의 영양성분을 고려하여 생산과 소비를 지시하여 할 수 있다는 큰 장점이 있다. 예를 들어서 칼슘이 부족하면 청어와 정어리 소비를 높이고, 비타민 A가 부족하면 굴 생산이나 정어리 소비를 촉진하는 방법을 사용할 수 있다는 것이다.불포화 지방산인 Omega-3은 대부분 수생동물이 닭고기보다는 많고, 특히, 청어(Herring), 숭어(Jacks), 연어(Red fish), 참치(Tunas)는 닭고기보다 20배 이상 많아서 심혈관, 뇌혈관, 기타 혈관 등 질병 예방에 효과 클 것으로 예상한다.

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<블루 푸드의 온실가스 배출>

 육상식량 생산시스템은 지구상 얼음이 덮여있지 않은 땅의 절반도 사용할 수 있고, 심지어 담수를 75%를 이용하고 있어서 지구상에 배출되는 온실가스의 약 25%가 식량 생산 시 배출되고 있다. 아메리카 대학 제시카 게파아트(Jessica Gephart) 교수는 자연산(Wild)과 양식(Farmed) 블루 푸드 어종별로   온실가스 배출량을 세계 수생동물 생산량의 75%를 차지하는 23종의 수생동물을 대상으로 온실가스 배출량(Greenhouse gas emission(kg CO2 eq ton-1)) 을 조사한 결과 그림 2.와 같이 나타났다. 저서어류(底棲魚類)인 광어, 가자미 등과 회유성 어류인 꽁치, 청어, 가다랑어 등이 온실가스 배출량이 아주 높게 나타났고, 홍합과 대합과 같은 쌍각 조개(Bivalves)의 경우는 자연산보다 양식이 현저히 온실가스 배출이 현저히 줄어드는 것을 알 수 있다. 

양식어류와 야생 자연산 어류 각각 11종의 온실가스 배출 평균값을 그림 2에서 어종과 관계없이 무작위로 계산해 본 결과, 각각 8,119와 11,643kg CO2-eq t-1로 나타나서 양식보다 야생 자연산이 오히려 온실가스 배출이 많게 나타났다. 대표적인 예로 쌍각 조개로 온실가스 배출량으로 계산하면 양식은 1,428kg CO2-eq t-1이고, 자연산은 11,667kg CO2-eq t-1로 자연산이 약 8배 이상 많이 배출하고, 새우 생산에서도 온실가스 배출량을 비교하면 양식은 9,762kg CO2-eq t-1이고 자연산은 12,262kg CO2-eq t-1로 자연산이 양식 약 1.2배 많이 배출한다. 또한, 육지에서 온실가스 배출량이 평균값인 닭고기를 생산할 때 온실가스 배출은 약 8,571kg CO2-eq t-1를 배출하여 자연산 블루 식품 생산 시는 닭고기 생산 시보다 온실가스 배출량이 많았고, 양식인 경우는 닭고기 생산의 95%의 온실가스를 배출하여 동등하거나, 약간 적게 배출함을 알 수 있다. 블루 식품 생산 시 온실가스 배출을 비교하면 블루 식품 종류에 따라 천차만별하고, 양식이 자연산보다 그림 2에서는 유리하게 나타나는데, 양식은 키우는 환경과 사료에 따라 많은 변수가 있고, 자연산도 서식지에 따라 많은 차이가 있을 것으로 예상된다. 하지만, 양식 시 빨리 키우기 위해서 사료의 과량 투여를 막고 사료 구성을 적절히 하여 사육환경을 조절하여 온실가스 배출량을 많이 줄일 수 있을 것이고 특히, 모든 조건을 충족할 수 있게 AI를 이용한 스마트 배양을 하면 훨씬 온실가스 배출을 줄일 수 있다고 예측하지만 더 많은 연구가 있어야  할 것 같다. 

<맺는말>

전 세계에 약 10억 명의 인구가 소규모 어업과 양식업으로 생활하고 있고, 세계 어획량의 절반 이상을 소규모 선박어업으로 생산하여, 총수산식품의 3분의 2를 소규모 어업이 생산하고 있다고 한다. 현재도 지구에는 7억 명 이상이 굶주리고 있고, 기아 인구 비율이 급증하여 전체 인구의 9.8%가 기아에 시달리고 있다. 기아에 이어서 영양불균등 섭취로 수십억 명의 인구가 한 가지 이상 영양실조로 저성장 및 심각한 대사성 질병으로 고통을 받고 있다. 더욱, 증가하는 인구와 더불어 산업화로 인한 기후변화로 인하여 경제 둔화 및 침체 등으로 식량 부족, 영양 불안 발생 빈도 및  강도가 증가하고 있다. 동시에 과도한 온실가스 배출은 생물 다양성 손실의 주요 원인이 되어 지속 가능한 올바르고 균형 있는 식품 시스템 구축이 어렵다. 

기아와 영양 불균등을 해결할 수 있는 대안으로 블루 푸드가 제시되어서 FAO와 세계은행은 수산물 수요가 21세기 전환 후 약 2배 증가하였고 2050년까지는 다시 2배로 증가하여 블루 푸드가 미래의 영양문제를 책임지는 지속 가능한 식량 시스템이 될 것으로 예상한다.  호주에서 발생한 2019~2020년 파괴적인 산불로 발생한 거대한 에어로졸(Aerosol) 방출은 지구를 돌면서 수천 마일 떨어진 남극해에 질소 및 철분과 같은 다량의 영양소와 생체 필수 미량성분을 공급하여 미세 식물성 플랑크톤의 번식을 촉진해서 남극해의 해양영양 제한을 해소하여 해양 동식물 생산성을 향상했다는 보고가 있다. 이런 예처럼 블루 푸드는 인류의 기아는 물론 가지고 있는 다양한 영양소는 인체 영양불균형 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

지금까지 식량 생산이라면 주로 토지기반 생산에 역점을 두었지만, 블루 푸드의 중요성이 드러나면서 새로운 식량/영양 섭취 전략이 필요하다. 즉, 육상에서 생산되는 소, 돼지, 닭, 양, 산양 중심의 집중적인 단순한 사양패턴과는 다르게, 해양은 지리적으로 지구상에 넓게 분포하고 있어서 서로 다른 온도, 환경 등에서 차별적 블루 푸드가 생산이 되기 때문에 새로운 활용 연구가 필요하다. 더구나, 블루 푸드를 생산하는데도 온실가스가  배출되기 때문에 온실가스 생산이 적은 효율적인 방안에 대한 연구 및 검토는 매우 중요하다.

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