클로렐라

Chlorella
이 글은 조류의 속성에 관한 것이다. 박테리아 감염은 콜레라와 비브리오 콜레라를 참조하십시오.
클로렐라
Chlorella vulgaris NIES2170.jpg
클로렐라속
과학적 분류 e
(랭킹되지 않음): 비리디식물
망울: 엽록소
클래스: 트르보우시초과
순서: 클로렐라목
패밀리: 클로렐라과
속: 클로렐라
M.Beijerinck, 1890
종

클로렐라는 분업 엽록소에 속하는 13종의 단세포 녹조류로 이루어진 속이다. 세포는 구형의 형태로 직경이 약 2~10μm이며, 플라겔라가 없다. 그들의 엽록체에는 녹색 광합성 색소인 엽록소와 -b가 들어 있다. 이상적인 조건에서 클로렐라의 세포는 빠르게 증식하여 이산화탄소, 물, 햇빛, 그리고 소량의 광물만을 필요로 한다.[1]

클로렐라(Clorela)라는 이름은 그리스어 χλρος, 초록색을 뜻하는 chloros/hloros, 그리고 작다는 뜻의 라틴어 작은 접미사 엘라에서 따온 것이다. 세포호흡에 관한 연구로 1931년 노벨 생리의학상을 수상한 독일의 생화학자 겸 세포 생리학자 오토 하인리히 워버그도 클로렐라에서 광합성을 연구했다. 1961년 캘리포니아 대학의 멜빈 캘빈은 클로렐라를 이용한 식물에서의 이산화탄소 동화의 경로에 관한 연구로 노벨 화학상을 받았다.

클로렐라는 광합성 효율성이 8%에 [2]달할 수 있어 사탕수수 등 다른 고효율 작물을 능가하기 때문에 식량과 에너지의 공급원으로 여겨져 왔다.

식량원으로서

클로렐라는 단백질과 다른 필수 영양소가 풍부하기 때문에 음식 공급원으로서, 건조하면 단백질 45%, 지방 20%, 탄수화물 20%, 섬유질 5%, 미네랄과 비타민 10%가 풍부하다. 현재 대형 인공 원형 연못에서 양산을 하는 방법이 사용되고 있다. 보통 슈퍼푸드로 사용되며 특정 액상 칵테일의 재료로 찾을 수 있다.

처음 수확했을 때, 클로렐라는 인간의 식단에 대한 값싼 단백질 보충제로 제안되었다. 옹호자들은 때때로 체중 조절, 암 예방, 면역 체계 지원 주장과 같이 조류에 의한 건강상의 다른 이익에 초점을 맞춘다.[3] 미국 암 협회에 따르면, "이용 가능한 과학 연구는 인간의 암이나 다른 질병을 예방하거나 치료하는데 그것의 효과를 지원하지 않는다"[4]고 한다.

특정 성장 조건 하에서 클로렐라는 다불포화지방 함량이 높은 오일을 생산한다. 클로렐라 미누티시마는 전체 지질의 39.9%로 아이코사펜타에노산을 산출했다.[5]

클로렐라를 인간식품으로 상업적으로 생산하는 회사로는 테라비아(옛 솔라지메)와 알마 등이 있다.[6]

역사

1940년대 후반과 1950년대 초 걷잡을 수 없는 인구 호황에 대한 세계적인 공포를 따라, 클로렐라는 새롭고 유망한 주요 식량원료로, 그리고 당시 세계 기아 위기에 대한 가능한 해결책으로 여겨졌다. 이 시기 동안 많은 사람들은 배고픔이 압도적인 문제일 것이라고 생각했고 클로렐라를 비교적 저렴한 비용으로 양질의 음식을 대량으로 제공함으로써 이 위기를 종식시키는 방법으로 보았다.[3]

카네기 연구소, 록펠러 재단, NIH, UC 버클리, 원자력 위원회, 스탠포드 대학교를 포함한 많은 기관들이 조류 연구를 시작했다. 제2차 세계대전에 이어 많은 유럽인들이 굶주리고 있었고, 많은 맬서스인들은 이것을 전쟁뿐만 아니라 증가하는 인구를 지탱할 충분한 식량을 세계가 생산할 수 없는 탓으로 돌렸다. 1946년 FAO 보고서에 따르면, 세계는 증가하는 인구를 따라잡기 위해 1939년보다 25-35% 더 많은 식량을 1960년에 생산해야 하는 반면, 건강 개선은 90-100%의 증가를 필요로 할 것이다.[3] 고기는 생산 비용이 많이 들고 에너지 집약적이어서 단백질 부족도 문제였다. 경작 면적을 늘리는 것 만으로도 인구에 충분한 영양을 공급하는데 한계가 있을 것이다. USDA는 1975년까지 미국 인구를 부양하기 위해서는 2억 에이커(80만2 km)의 땅을 추가해야 하지만 4500만 에이커만 사용할 수 있다고 계산했다. 국가적 식량 부족을 해결하기 위한 한 가지 방법은 농부들이 이용할 수 있는 토지를 늘리는 것이었다. 그러나 미국의 국경과 농경지는 확장 및 도시 생활을 위한 무역에서 오랫동안 소멸되어 왔다. 희망은 오로지 새로운 농업 기술과 기술에 있었다. 이러한 상황들 때문에, 대안적인 해결책이 필요했다.

미국과 그 밖의 다른 곳에서 다가오는 전후의 인구 붐에 대처하기 위해, 연구원들은 알려지지 않은 해양 자원을 이용하기로 결정했다. 스탠포드 연구소의 초기 실험에서는 클로렐라(따뜻하고 햇볕이 잘 드는 얕은 환경에서 자랄 때)가 태양 에너지의 20%를 건조할 때 50%의 단백질을 함유하는 식물로 전환할 수 있다는 것을 보여주었다.[3] 게다가 클로렐라에는 지방과 비타민이 함유되어 있다. 이 식물의 광합성 효율성은 어떤 식물보다 단위 면적당 단백질을 더 많이 생산할 수 있게 해준다. 한 과학자는 1000에이커(4km2) 규모의 클로렐라 농장에 20명의 직원만 있으면 연간 1만 톤의 단백질을 생산할 수 있을 것으로 예측했다.[3] 스탠퍼드 등지에서 행해진 시범연구는 언론인과 신문사의 엄청난 언론으로 이어졌지만 대규모 조류 생산으로 이어지지는 않았다. 클로렐라는 당시 농업의 기술적 진보와 그것을 연구한 전문가와 과학자들로부터 널리 받아들여진 찬사 때문에 실행 가능한 선택으로 보였다. 조류 연구자들은 심지어 비타민과 미네랄을 강화시키기 위한 방법으로, 재래식 식품에 중화된 클로렐라 가루를 첨가하기를 희망했었다.[3]

예비 실험실 결과가 발표되었을 때, 과학계는 처음에는 클로렐라의 가능성을 지지했다. Science News Letter는 "배고픈 사람들을 먹여 살리는 알개"라는 제목의 기사에서 낙관적인 결과를 칭찬했다. 존 Burlew, 워싱턴 카네기 책 Algal Culture-from 연구소의 파일럿 플랜트기 위해 편집 국장,"그 녹조도 문화는 매우 현실적인 필요성 채울까,"[7]과학 뉴스 편지 세계의 "미래의 인구로 바꾸어 굶주리에서 개선의 생산에 의해 또는 교육을 받은 조류는 녹색 거품에 관련되는 유지될 것이라고 말했다. 실내 변기이 잡지의 표지도 아서 D를 특집으로 다루었다. 리틀의 케임브리지 실험실은 미래 먹거리 공장이라고 여겨지던 곳이었다. 몇 년 뒤 잡지는 '내일의 만찬'이라는 제목의 기사를 실었는데, 과학자들의 마음 속에는 미래의 농장이 실제로 공장이 될 것이라는 데 의심의 여지가 없다는 것이다. 사이언스 다이제스트도 "공통 연못 찌꺼기가 곧 세계에서 가장 중요한 농작물이 될 것"이라고 보도했다. 그러나, 그러한 주장이 제기된 이후 수십 년 동안, 조류는 그 정도 규모로 재배되지 않았다.

현재 상태

1940년대의 증가하는 세계 식량 문제가 더 나은 농작물 효율과 전통 농업의 다른 진보에 의해 해결된 이후, 클로렐라는 1940년대에 가졌던 공공적이고 과학적인 관심의 종류를 보지 못했다. 클로렐라는 그것을 식이 보조식품으로 홍보하는 회사들을 위한 틈새시장만 가지고 있다.[3]

생산애로

클로렐라 문화, 엘클로사륨, 후아트

실험 연구는 그 분야보다는 실험실에서 진행되었고, 과학자들은 클로렐라가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 생산하기 어려울 것이라는 것을 발견했다. 실용적이 되려면, 자라나는 해조류를 인공광선이나 그늘에 놓아 광합성 효율을 극대화해야 할 것이다. 또한 클로렐라가 세계가 필요로 하는 만큼 생산적이 되려면 탄산수로 재배해야 하는데, 이 때문에 생산비가 수백만 달러나 추가되었을 것이다. 농작물을 수확하기 위해서는 정교한 과정과 추가 비용이 필요했고, 클로렐라가 생존 가능한 식량원이 되려면 세포벽을 분해해야 했다. 그 식물은 고도로 변형된 인공적인 상황에서만 영양 잠재력에 도달할 수 있었다. 또 다른 문제는 클로렐라로부터 충분히 입맛에 맞는 식품을 개발하는 것이었다.[8]

클로렐라의 생산은 유망하고 창조적인 기술이 개입된 것처럼 보였지만, 지금까지 몇몇 사람들이 예측했던 규모로 재배된 적은 없었다. 스피룰리나 콩 제품이나 전곡의 규모로는 판매되지 않았다. 비용이 많이 들었고, 클로렐라는 대부분 건강 식품, 화장품, 동물 사료 등으로 팔렸다.[8] 10년 동안의 실험 결과, 햇빛에 노출된 후에 클로렐라는 태양 에너지의 2.5%만 차지했는데, 이는 기존의 농작물보다 그리 좋은 것은 아니었다.[3] 클로렐라 역시 1960년대 과학자들에 의해 영양분을 캡슐화하는 단단한 세포벽 때문에 인간과 다른 동물들이 자연 상태에서 소화가 불가능하다는 것이 발견되었는데, 이는 미국의 식량 생산에 사용하기 위한 추가적인 문제를 제시하였다.[3]

이산화탄소 감소 및 산소 생성에 사용

참고 항목: 탄소 분리

1965년 러시아 CELS 실험인 BIOS-3는 8m의2 노출된 클로렐라가 단일 인간에게 밀폐된 환경 내에서 이산화탄소를 제거하고 산소를 대체할 수 있다고 결정했다. 그 해조류는 인공 빛 아래 격자 속에서 자랐다.[9]

식이보조제

클로렐라 알약형.

클로렐라는 식이 보조제로 섭취된다. 클로렐라 제품 제조업체들은 미국 암 협회가 "이용 가능한 과학적 연구가 인간의 암이나 다른 질병을 예방하거나 치료하는 데 효과적이지 않다"[11]고 밝힌 바 있는 암을 치료할 수 있는 능력을 [10]포함한 건강상의 영향을 미쳤다고 거짓으로 주장하고 있다.[11] 미국 식품의약국(FDA)이 2020년 10월 한 업체 등 클로렐라 제품을 소비하는 건강상의 혜택을 허위로 광고한 업체들에 대해 보완 경고장을 발부했다.[12]

건강상의 문제

2002년 한 연구는 클로렐라 세포벽에 면역체계에 영향을 미치고 염증을 일으킬 수 있는 그램 음성 박테리아에서 발견되는 리포폴리오사당체, 엔도톡신이 함유되어 있다는 것을 보여주었다.[13][14][15] 그러나 보다 최근의 연구에 따르면, 예를 들어 시아노박테리아에서와 같이 그람 음성 박테리아 이외의 유기체의 리포폴리스당류는 그람 음성 박테리아의 리포폴리스당류와 상당히 다르다는 것이 밝혀졌다.[16]

물병자리

클로렐라는 민물 물병아리의 성가신 유기체가 될 수 있다.[citation needed]

참고 항목

참조

  1. ^ Scheffler, John (3 September 2007). "Underwater Habitats". Illumin. 9 (4).
  2. ^ Zelitch, I. (1971). Photosynthesis, Photorespiration and Plant Productivity. Academic Press. p. 275.
  3. ^ a b c d e f g h i Belasco, Warren (July 1997). "Algae Burgers for a Hungry World? The Rise and Fall of Chlorella Cuisine". Technology and Culture. 38 (3): 608–34. doi:10.2307/3106856. JSTOR 3106856.
  4. ^ "Chlorella". American Cancer Society. 29 April 2011. Archived from the original on 5 September 2013. Retrieved 23 August 2013.
  5. ^ Yongmanitchai, W; Ward, OP (1991). "Growth of and omega-3 fatty acid production by Phaeodactylum tricornutum under different culture conditions". Applied and Environmental Microbiology. 57 (2): 419–25. Bibcode:1991ApEnM..57..419Y. doi:10.1128/AEM.57.2.419-425.1991. PMC 182726. PMID 2014989.
  6. ^ Rack, Jessie (11 August 2015). "Protein Goes Green: Can Algae Become The Next Soy?". NPR. Retrieved 15 January 2021.
  7. ^ Burlew, John, ed. (1953). Algal Culture-from Laboratory to Pilot Plant. Carnegie Institution of Washington. p. 6. ISBN 978-0-87279-611-9.
  8. ^ a b Becker, E.W. (2007). "Micro-algae as a source of protein". Biotechnology Advances. 25 (2): 207–10. doi:10.1016/j.biotechadv.2006.11.002. PMID 17196357.
  9. ^ "Russian CELSS Studies". Space Colonies. Permanent. Retrieved 3 November 2012.
  10. ^ Sun Clorella, Inside Out에서 녹색으로 전환 – LA Sentinel
  11. ^ a b "Chlorella". American Cancer Society. 29 April 2011. Archived from the original on 5 September 2013. Retrieved 13 September 2013.
  12. ^ William A. Correll (20 October 2020). "FDA Warning Letter to ForYou Inc". Inspections, Compliance, Enforcement, and Criminal Investigations, US Food and Drug Administration. Retrieved 9 March 2021.
  13. ^ Sasik, Roman (19 January 2012). "Trojan horses of Chlorella 'superfood'". Robb Wolf.
  14. ^ Armstrong, PB; Armstrong, MT; Pardy, RL; Child, A; Wainwright, N (2002). "Immunohistochemical demonstration of a lipopolysaccharide in the cell wall of a eukaryote, the green alga, Chlorella". The Biological Bulletin. 203 (2): 203–4. doi:10.2307/1543397. JSTOR 1543397. PMID 12414578.
  15. ^ Qin, Liya; Wu, Xuefei; Block, Michelle L.; Liu, Yuxin; Breese, George R.; Hong, Jau-Shyong; Knapp, Darin J.; Crews, Fulton T. (2007). "Systemic LPS causes chronic neuroinflammation and progressive neurodegeneration". Glia. 55 (5): 453–62. doi:10.1002/glia.20467. PMC 2871685. PMID 17203472.
  16. ^ Stewart, Ian; Schluter, Philip J; Shaw, Glen R (2006). "Cyanobacterial lipopolysaccharides and human health - a review". Environmental Health: A Global Access Science Source. 5: 7. doi:10.1186/1476-069X-5-7. PMC 1489932. PMID 16563160.