양식업에서의 항균제

항균제는 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 조류, 그리고 다른 미생물을 파괴한다. 살모넬라균과 같은 박테리아(원핵생물)의 세포는 물고기와 같은 고차원 유기체(eukaryotes)의 세포와 다르다. 항생제는 원핵생물과 진핵생물의 차이를 이용하여 고차원 유기체에서 비교적 무해하게 만들면서 병원성 세균의 성장을 억제하거나 죽이기 위해 고안된 화학물질이다. 항생제는 세 가지 방법 중 하나로 작용하도록 구성된다:^[1] 박테리아의 세포막을 교란시키는 것, DNA나 단백질 합성을 방해하는 것, 또는 박테리아 고유의 특정 효소의 활동을 방해하는 것.

항생제는 박테리아에 의한 질병을 치료하기 위해 양식업에 사용된다.^[2] 때로는 질병을 치료하기 위해 항생제를 사용하기도 하지만, 질병이 발생하기 전에 물이나 생선을 치료함으로써 질병을 예방하는 데 더 흔히 항생제를 사용한다.^[3] 이러한 질병 예방법은 손실을 방지하고 물고기가 더 빨리 자랄 수 있도록 하기 때문에 이익이 되지만, 몇 가지 단점이 있다.

항생제의 남용은 항생제에 내성이 있는 박테리아를 만들 수 있다. 항생제 내성균은 생존을 위한 선택적 압력이 박테리아의 DNA 서열에 변화를 가져올 때 자연적으로 발생할 수 있으며, 이는 박테리아가 항생제 치료에서 살아남을 수 있도록 한다. 같은 항생제 중 일부가 인체 질환 치료에 쓰이는 어류를 치료하는 데 사용되기 때문에 인체 질환을 일으키는 병원성 박테리아도 항생제로 생선을 치료한 결과 항생제에 내성이 생길 수 있다.^[4] 이 때문에 양식업 치료에 항생제를 과다하게 사용하는 것(다른 농업용도 가운데)은 공중 보건 문제를 일으킬 수 있다.^[5]

개요

그 쟁점은 양면성이 있다. 일부 외국에서는 양식업을 위한 깨끗한 물 공급이 극도로 제한되어 있다.^[6] 처리되지 않은 동물 거름과 인간쓰레기는 하수처리 부적정으로 축적된 폐기물 수거 외에 중국과 태국의 새우 양식장과 틸라피아 양식장에서 사료용으로 사용된다.^[6] 오염된 물에 박테리아와 질병이 퍼지는 것을 막기 위해 일부 외국 양식장에서는 미국산 항생제를 어분에 넣었다.^[6] 그러나 미국의 규제가 강화될수록 식료품 가격이 상승하기 때문에 이러한 규제가 없는 국가의 수입은 가격과 이윤에 따라 증가하고 있다.^[7]

미국 NAFTA-WTO 시대 첫 10년인 1995~2005년 사이에 해산물 수입이 65% 증가했고 새우 수입도 95% 증가했다.^[8] 오늘날 미국 해산물의 80%가 수입되고 있는데, 이는 절반 정도가 양식업에서 나온다.^[7] 중국, 태국, 베트남이 함께 미국으로 수입되는 해산물의 44%를 차지한다.^[9]

FDA는 20년 이상 양식 제품의 화학물질을 실험해 왔다. 2005년 11월, 양식 어류에서 사용이 승인되지 않은 말라카이트 그린과 같은 항균성 화합물은 물론 클라람페니콜, 플루오로퀴놀론, 니트로푸란스, 퀴놀론 등의 항생제를 포함하도록 양식 약제 시험 프로그램을 개정하였다.^[10] FDA는 2006년 10월 1일부터 2007년 5월 31일까지 중국산 메기, 바사, 새우, 데이스, 뱀장어 등의 시료를 검사해 검사한 결과 25%가 마약 잔류물을 함유하고 있는 것으로 나타났다.^[11] FDA는 해산물에서 요구되는 최대 잔류량 제한치 이하를 함유하고 있는 한 5가지 다른 약품인 플로레니콜, 설파메라진, 초리오닉 고나도트로핀, 옥시테트라시클린 디하이드레이트, 옥시테트라시클라인 염산염, 그리고 설파디메트호신과 오르메토프림의 약물 조합을 승인했다.^[7] FDA는 포말린과 과산화수소라는 두 가지 약물을 승인했는데, 이 약물은 허용오차를 설정하지 않았다.^[7]

현재 FDA는 수입 경보 16-131에 따라 항균제용 특정 수입 제품에 대한 검사를 요구하는 규정을 미국에서 시행하고 있다.^[12] 수입경보는 말라카이트 그린, 니트로푸란, 플루오로퀴놀론, 겐티안 바이올렛을 포함한 다양한 양식단계에서의 항균제 사용은 인간 병원균의 항균저항 증가에 기여할 수 있으며, 니트로푸란, 말라카이트 그린, 젠티안 바이올렛에 장기간 노출되어 있음을 보여 준다. 발암에 ^[12]걸리다 FDA는 소비자 브로셔에서 수입 경보에 따른 시행에 대한 이유를 다음과 같이 설명한다.

FDA가 중국산 농산물이 오염된 것을 반복적으로 발견한 후, 2007년 6월 28일, FDA는 중국산 양식 메기, 바사, 새우, 다이스(잉어 관련), 뱀장어 등에 대한 수입 통제를 확대한다고 발표했다. 2006년 10월부터 2007년 5월까지, 표적 샘플링 동안, FDA는 중국에서 재배된 해산물이 미국에서 사용이 승인되지 않은 항균제에 오염되었다는 것을 반복적으로 발견했다. 구체적으로는 항균제 니트로푸란, 말라카이트 그린, 젠티안 바이올렛, 플루오로퀴놀론 등이 검출됐다.^[13]

자금과 자원의 제한 때문에, 미국 정부 회계감사국은 전체 수입의 2%에 비해 1%의 해산물을 검사하고, 0.1%의 해산물을 항생제 잔류물로 검사한다고 말한다.^[6]

항균제 예

구리합금

최근 구리합금은 양식(어업농업을 포함한 수생생물들의 양식업)에서 중요한 그물 재료가 되고 있다. 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 플라스틱 코팅 용접 와이어, 고무, 특허받은 트위인 제품(스펙트라, 다이네마), 아연도금강 등 다양한 소재가 전 세계 양식어장 그물망에도 사용된다.^{[14][15][16][17][18]} 이 모든 재료는 설계 타당성, 재료 강도, 비용, 내식성 등 다양한 이유로 선택된다.

구리 합금을 양식업에서 사용하는 다른 물질과 차별화하는 것은 구리 합금은 항균제라는 점이다(구리 및 그 합금의 항균 특성에 대한 정보는 구리의 항균성 및 항균 구리 합금 터치 표면의 항균성 참조). 해양환경에서 구리합금의 항균/유착성은 생물불링을 방지하는데, 이는 인간이 만든 해양구조물에 미생물, 식물, 해조류, 관벌레, 바나클, 연체동물, 기타 유기체의 바람직하지 않은 축적·접착·성장이라고 간단히 설명할 수 있다.^[19] 구리 합금 양식 펜은 미생물 성장을 억제함으로써 다른 재료에 필요한 값비싼 순변경의 필요성을 피한다. 구리 합금 그물에 대한 유기체 성장의 저항성은 양식된 물고기가 자라고 번성할 수 있는 깨끗하고 건강한 환경을 제공하기도 한다. 구리 합금은 항이울제 혜택 외에도 해양 환경에서 강한 구조 및 내식성을 가지고 있다. 놋쇠 합금 그물 우리 또한 현재 아시아, 남미, 미국에서 상업적인 규모의 양식업에도 배치되고 있다. 놋쇠의 항균적 특성을 참조하라.

메틸렌블루

메틸렌 블루는 양식업과 열대어 취미로 곰팡이 감염에 대한 치료제로 사용된다. 기생 원생동물인 ich에 감염된 어류를 치료하는 데도 효과적일 수 있다. 이것은 보통 새로 낳은 물고기 알이 곰팡이나 박테리아에 감염되지 않도록 보호하는 데 사용된다. 이것은 취미가 인위적으로 물고기 알을 부화시키고 싶을 때 유용하다. 메틸렌 블루는 암모니아, 질산염, 청산가리 중독 치료는 물론 부상 또는 병든 생선의 국소적·내부적 치료를 '최초 대응'으로 하는 '중화어탕'의 일부로 사용할 경우에도 효과가 크다.^[20]

오존

오존은 바닷물에 첨가되어 해덕과 대서양 할리부트 알의 노다바이러스에 대한 표면 소독에 사용된다. 노다바이러스는 치명적이고 수직으로 전염되는 바이러스로 물고기에게 심각한 사망률을 초래한다. 해덕알은 달걀처럼 오존 농도가 높은 상태로 취급해서는 안 되므로 부화하지 않고 3~4일 후 폐사했다.^[21]

문제가 있는 항균제

말라카이트 그린

1983년 FDA는 양식업에서 말라카이트 그린 사용을 금지했다. 독성 연구는 이 화학물질이 심각한 독성 부작용을 일으킬 수 있다는 것을 보여주었다.^[22] 말라카이트 그린은 실제로 항생제가 아니라 항생제 성질을 가지고 있다. 말라카이트그린(Malachite Green)은 환경 내에서 다소 안정적이기 때문에 치료가 중단된 후에도 어느 시점에 화학물질로 처리된 어류에서 검출이 가능하다.^[23] 서방 국가 정부들의 더욱 엄격한 시험과 검사 후에 말라카이트 그린의 사용은 줄어들기 시작했고 다른 약품들이 더 널리 보급되기 시작했다.

클로로페니콜

미국은 1994년부터 농가에서 재배한 새우를 클로로암페니콜에 대해 실험해 왔지만, 지난 10년 동안 FDA는 수입에서 클로로암페니콜의 흔적을 발견하는 사례가 증가함에 따라 더욱 민감한 검사 방법을 개발하여 클로로암페니콜에 대한 검출 수준을 변경하였다.^[24] 미국이 수입 새우에서 클로로페니콜이 검출되고 이에 따른 시험 민감도가 높아짐에 따라 양식업에서 이 화합물의 사용이 줄어들기 시작했다.^[25]

젠트 바이올렛

크리스탈 바이올렛으로도 알려진 겐티안 바이올렛은 항균, 항균, 항타라스틱 성질을 가지고 있다.^[26] 이 화합물은 제1차 세계 대전 때 국소 방부제로 사용되었으나 현대에 이르러 더욱 현대적인 치료법으로 대체되었다. FDA는 이 화합물과 관련된 특정 암의 위험 증가와 이 화학물질이 양식업에서 사용될 때 어류에서 생물학적으로 이용 가능하다는 것을 보여주는 수많은 연구 때문에 양식업에서 젠티안 바이올렛의 사용을 금지하고 있다.^[27]

니트로푸란스

니트로푸란스는 그램 양성균과 그램 음성균에 효과가 있는 광범위한 항생제다. 1991년, FDA는 니트로푸란 중 하나인 니트로푸라존이 쥐에서 유방 종양을 생성하고 쥐에서 난소 종양을 만들 수 있다는 연구 결과, 승인된 식품 동물 니트로푸란 제품 몇 가지를 회수했다. FDA는 또한 일부 사람들이 이 제품에 과민반응할 수 있다고 결론지었다.^[28] FDA는 "당연히, 해산물과 같은 어떤 음식 동물에서도 니트로푸란을 추가로 사용할 수 없다"^[28]고 명시하고 있다. FDA는 현재 생산자가 니트로푸란을 사용하기 때문에 신체검사 없이 일부 수산물을 수입하지 못하게 하고 있다.^[28]

플로로키놀론스

플루오로퀴놀론은 그러한 항균 저항의 개발에 대한 공중 보건 우려 때문에 미국과 다른 많은 지역에서 양식업에서 추가 라벨 사용이 금지되어 왔다.^[11] 중국 당국은 식품 동물에서 플루오로퀴놀론의 사용이 인간의 의학에서 매우 중요한 항생제 사용의 효과를 저해하는 인간 병원균의 항생제 내성을 증가시킬 수 있음에도 불구하고 양식업에서 플루오로퀴놀론의 사용을 허용하고 있음을 인정했다.^[11] 중국 정부는 미국보다 최대 잔류허용 한도를 높게 설정했고 중국 내 연구 결과 중국인이 중국 한도를 사실상 충족하고 있는 것으로 나타났다.^[29] 양식업뿐만 아니라 꿀과 같은 식품에도 플루오로퀴놀론이 있다는 우려 때문에 미국은 불법 잔류물을 탐지하고 미국 식품 공급에 유입되는 것을 막기 위한 방법과 전략을 지속적으로 개발하고 있다.^[11][11]

참조