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핵심기술
해양천연물을 이용하여 기능성 소재 개발 및 고부가가치 제품 개발
최종목표
해양천연물자원을 활용하여 유용물질을 개발하고 이를 이용한 기능성 식품․의약품․화장품 및 기능성 소재를 개발하여 이를 통한 기업의 매출증...
핵심기술
해양천연물을 이용하여 기능성 소재 개발 및 고부가가치 제품 개발
최종목표
해양천연물자원을 활용하여 유용물질을 개발하고 이를 이용한 기능성 식품․의약품․화장품 및 기능성 소재를 개발하여 이를 통한 기업의 매출증대 및 고용창출을 유도하여 지역경제 활성화에 기여하고자 함.
개발내용 및 결과
○ 해양천연물자원을 이용하여 유용물질을 추출하고 이를 이용한 다양한 제품을 개발하였음.
○ 개발 기술과 관련하여 국제 SCI 논문 134건, 학술진흥재단 논문 80건을 게재하였으며, 국내 특허 134건, 국제 특허 15건, 실용 신안 4건, 상표등록 11건 등을 출원․등록하였음.
○ 또한 개발된 기술을 관련기업에 40건 기술이전하여 282백만원의 기술료 수입이 발생하였음.
○ 분야별 개발제품은 일반 식품 및 기능성 식품 11종, 화장품 36종, 의료용기기 16종, 기타 1종 및 공정개발을 통한 개선제품 2종이며, 개발 제품에 대한 매출은 현재 3,460백만원을 달성 하였음.
기술개발배경
○ 강원도 전략산업은 춘천, 강릉, 원주의 세 지역을 중심으로 구성되어 있으며 강릉광역권에는 해양생물, 신소재, 방재분야가 핵심 산업으로 지정되어 있음.
○ 사업초기(2005년) 강원 영동지역에는 해양바이오신소재 분야에 약 180개 기업체가 운영되고 있었으나 대부분이 종업원10인 이하의 소규모․영세기업이었음.
○ 따라서, 산업기반이 약하여 인력유출현상을 유발시키고, 이는 다시 기업 유치를 어렵게하는 요인으로 작용하여 지역 경제를 침체시키는 경제의 악순환 구조가 형성되어 있었음.
○ 이와 같은 악순환구조를 전환시키기 위한 연구기관 유치, 기업지업 인프라 구축, 인력 양성 사업, 기업 유치 등 다각적인 노력을 통합하여 지역혁신을 이룰 수 있는 해양바이오 신소재 클러스터의 필요로 사업이 구성되었음.
○ 세계 인구의 폭발적인 증가 및 바이오 에너지 생산으로 인한 식량 부족, 지구온난화에 의한 해수면의 상승으로 발생하는 육지 식량 경작면적의 감소 등으로 해양천연물의 활용은 미래 지향적인 첨단산업으로써의 발전이 가능하기 때문에 관련 기술의 선점이 요구되고 있음.
○ 해양 생물(동물, 식물, 미생물)은 육상 생물과는 완전히 다른 환경에서 서식함에 따라 화학구조와 생리활성 기전이 매우 독특한 이차대사산물을 생산하는 특성을 가지므로 해양천연물은 차세대 천연자원으로서 대두되고 있음.
○ 특히, 강원지역은 청정해역을 가지고 있어 ‘해양 천연물을 이용한 기능성 소재 및 제품 개발’에 있어서 원료수급의 측면에서 커다란 장점을 지님.
○ 해양천연물은 지금까지 단순가공식품으로서의 생산에 국한되어 왔으나, 다양한 생체기능성 물질이 함유되어있고, 그 작용 기전이 밝혀짐에 따라 환경 친화적 제품으로서의 응용 및 산업화에 대한 전망이 높아지고 있으므로 해양바이오사업의 육성이 매우 필요함.
○ 이를 이용한 기능성 해양바이오신소재의 발굴은 건강기능성 식품, 화장품 및 의약품․의약외품 등으로 활용이 가능하여 고부가가치를 창출할 수 있는 미래지향성 첨단산업으로 발전할 수 있음.
핵심개발기술의 의의
○ 최근 해조류(미세조류)의 다양한 생리활성물질의 탐색과 생산에 대한 연구가 시작되어 있는데, 해조류는 채취에 의해 확보되지만, 미세조류는 주로 저밀도 배양에 의한 생리활성물질 탐색에 머물고 있음.
○ 미세조류에서의 생리활성물질의 이용은 β-carotene과 astaxanthin에 대부분 국한되어 있지만, 해조류에서는 polysaccharide의 일종인 AHA의 효능을 이용한 cosmeceutical의 개념까지 도입되어 고기능성 제품과 환경친화적 제품(천연원료사용)으로 화장품 기능성의 확대에 기여하고 있음.
○ 또한, 항암효과가 있는 violaxanthin, neoxanthin 및 항비만 효능이 탁월한 fucoxanthin, peridinin 등의 carotenoid 계열의 기능성 색소들이 육상 식물이나 거대조류 대비 50배~200배 가량 많이 함유되어 있어 대량생산이 가능하며 기능성 식품뿐만 아니라 의약품 소재로의 가능성이 매우 높음.
○ 세계적으로는 동물이나 효모 또는 곡물로부터 단백질 가수 분해물을 생산하여 제품화되어 사용되고 있으나, 미세조류 유래의 단백질 가수분해물이 제품화 되어 있지 않음. 특정 미세조류로부터 저분자량의 생리활성을 보이는 부분을 적용한 것은 본 연구개발이 최초라고 할 수 있음.
○ 천연물 화장품의 시장규모는 2008년 기준 약 18억 달러이며, 2015년에는 56억 달러로 성장할 것이며, 2008년부터 2015년까지 연평균 성장율 15%의 상대적으로 고성장 시장을 구성할 것으로 예상됨.
○ 해양 생물을 이용한 외국화장품 회사의 개발 추세는 미국, 프랑스, 일본, 스페인, 러시아 등 여러 국가에서 연구개발 중에 있으며 특히 프랑스의 경우 대서양에서 자생하는 해양성 식물에 중점을 두고 연구에 두각을 나태내고 있음.
○ 국내의 경우에도 태평양의 닥나무 추출물, 코리아나의 빈낭 추출물등 약용식물을 이용한 기능성 화장품원료를 개발하여 기능성원료로 등재하여 현재 사용 중이지만 해양성 기능성 원료 개발은 국내화장품회사에서 개발된 적이 없음.
○ 국내 피부의약산업은 1980년대부터 축적된 일반 신약기술의 경험으로부터 선도화합물의 도출, 제형화 기술측면에서 선진국의 기술과 대등한 수준에 도달한 상태임.
○ 어류 정소 추출물에 대한 연구 및 개발은 아직 시작 단계이고 이를 이용한 산업화는 더욱 초보 수준임.
○ 최근에 이탈리아에서 어류 정액에서 폴리뉴클레오티드(polynucleotide)를 고순도로 추출하여 조직수복 의료기기가 개발되어 유럽 지역에서 판매가 이루어지고 있으나, 아직 국내에는 판매되지 않고 있음.
○ 해삼과 관련된 연구는 대부분 중국에서 이루어 졌고 국내에서의 해삼 연구는 전체적으로 미흡한 편이며, 국내 연구의 대부분도 해삼 양식과 해삼의 생리활성 연구에 편중되어 있어 해삼가공 기술 개발 및 이를 통한 고부가화 연구가 절실한 실정임.
○ 최근 중국을 중심으로 건해삼의 제조 공정에 대한 과학적 접근이 진행 중이며, 열처리공정 중 단백질의 변성정도와 조직감에 대한 연구가 보고되고 있으나 실험실적 규모에 머무르고 있음.
적용분야
○ 해양바이오신소재 분야
