고려대학교 생물신소재연구소

국제동향

• 생명공학 기술(Biotechnology)의 발달로 생명자원 (특히, 식물,동물, 해조류 등과 같은 농 생명자원)의 활용가치 급속 확대
  • 의약바이오, 농업바이오, 산업바이오, 융합바이오 기술의 발달로 생명자원의 활용가치가 급격히 증 가하고 있음
  • 천연의약품 및 화장품, 건강기능성 식품, 생물유래 신소재 개발, 종자개량, 유전체 연구 및 정보 등 다양한 산업 분야에 고부가가치 제품을 창출함에 있어 생명공학 기술이 적용되고 있으며, 농업 생명자원이 소재로서 활용
• 20세기 중후반터 급격하게 발달한 생명공학 기술로 인하여 인류는 고갈 문제가 없는 생명 자원소재를 인류의 미래 대체 자원으로 활용 가능
• 바이오산업 시장의 성장
  • 세계 바이오산업 시장규모는 2010년 약 2,500억 달러이며, 연평균 성장률이 10.8%의 고성장세를 보이고 있음 (출처: DataMonitor,2011a)
  • 2015년 세계 바이오산업 시장규모는 3,980억 달러로 전망
  • 국내 바이오산업 생산규모는 2010년 약 6조 1,600억 원으로 연평균성장률이 16.8%로 고성장세를 보이고 있는 산업분야 (출처: 지식경제부 한국바이오협회, 2012)
  • 국내 바이오산업 시장은 바이오의약산업, 바이오식품산업 등을 중심으로 급속도로 성장
• 생물소재의 중요성 및 높은 잠재적 가치
• 생물소재는 미래 사회를 지탱하는 무궁한 가치의 미래자원이자 발전가능성이 높은 거대 시장임
  • 지구상에 존재하는 모든 생물, 생물의 구성물 및 정보를 포괄하는 생명자원은 농축산업, 발효산업 및 고부가가치 제품개발을 위한 필수 소재임
• 인류가 이용하는 천연자원(특히, 석유 및 석탄 등 화학 산업 원료)의 고갈 및 환경 문제의 대두로 인해 생명자원을 소재로 한 바이오산업 분야가 각광을 받고 있는 상황
  • 전 세계적으로 자원부족분제가 발생하고 있고, 친환경 공정 개발 등 바이오 기술을 활용한 제품 개발은 글로벌 산업계의 화두
  • 재생 가능한 생물소재(식물, 동물, 미생물, 곤충 등)를 원료로 하여 생물학적, 화학적 전환 과정을 통한 소재산업은 미래 성장 동력 전략산업 분야임
  • 자원 사용의 한계를 극복하기 위해서는 폐목재나 볏집, 해조류 등과 같은 비식용자원을 이용한 관련 기술 개발이 활성화되고 있으며, 이는 석유산업을 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있음
• 생물소재는 생물학적으로 활용 될 수 있는 소재로서 특수한 기능성을 지니고 있음 (출처: 오석홍, 2008)
  • 항암성, 항노화성, 항당뇨성, 항관절염성, 항심혈관성 등의 인체에 관련 기능성, 미생물에 관련된 기능성(항미생물성, 길항성 등), 농작물에 관련된 기능성(생육촉진성, 제초성 등), 친환경성, 친해양성 등 그 기능성은 용도에 따라 다양
  • 이러한 생물소재를 활용한 산업범위는 크게 생물의약, 생물화학, 생물식품, 생물환경, 생물에너지 및 자원, 생물농업 및 해양, 생물공정 및 엔지니어링, 생물학적 검정 및 측정 시스템 등의 분야로 구분
• 분야별 바이오산업 시장규모
  • 바이오산업 중 의료/보건산업 분야가 가장 높은 시장점유율(67%)을 차지하고 있으며, 농식품산업 분야의 시장점유율은 11% 수준

2005년:770억달러 (7%점유)

2010년: 1260억 달러(10%점유)

2020년:2500억 달러(20%점유)

2025년 : 5000억달러 (40%점유)

국내동향

• 생물소재 관련 산업 범위는 광범위하고, 다양한 산업 분야에 응용 가능한 천연소재로서 연구 개발 적용 범위 또한 광범위, 생물소재를 활용하는 산업을 크게 천연의약소재, 천연식품소재, 천연화학소재 등으로 구분하여 연구개발 추진 계획
• 생물소재의약품(천연물신약) 연구개발 동향
  • 생물소재 신약연구개발은 신약 1건 개발 시 전 세계적으로 연간 1~2조원의 매출의 20~50% 순이익 창출이 가능한 높은 투자 효율을 가진 고부가가치산업 (출처: 식품의약품안전청,2010)
    • 천연물신약의 장점: 약물의 안전성 측면에서 우수하며, 개발기간이 짧아 성공가능성이 높음
  • 다양한 생물 종은 신약개발의 보고이므로 기초자원으로서 생물다양성의 경제적 가치는 날이 갈수록 높아지고 있으며, 오늘날 판매되는 의약품의 50% 정도가 천연물 의약품이거나 천연물에서 유래단일물질 (출처: 한국보건산업진흥원,2006a)
    • 선진국에서는 이미 전 세계에 분포하는 식물자원에 대한 경제적 효용가치를 평가하여 보다 다양한 식물 종의 확보에 주력하고 있으며, 이들로부터 신기능성 약품을 분리 생산하는 체계적인 개발 정책을 펼치고 있음
  • 천연물의약품 제품화 사례

    천연물의약품 제품화 사례

    제품명	회사명	종류	비고
    탁솔 (Taxol)	Bristol-Myers Squb 社	항암제	-주목나무의 잎 추출물 소재 -연간 12억 달러 매출
    캡토프릴 (Captopril)	-	고혈압치료제 (ACE억제제)	-브라질산뱀독성분 Teprotide 소재 -연간 20억 달러 매출
    메바스타틴 (Food&Agriculture)	Sankyo제약사 (일본)	콜레스테롤치료제	-미생물 유래 소재 -연간 1,000억 엔 이상 수출
    은행엽엑스	독일	혈약순환장애치료제	-은행잎 추출물 소재 -연간 20억 달러 매출
    조인스정	sk케이칼	관절염치료제	-2001년 7월 식약청 허가 -위령선,괄부근,하고초 추출물소재 -연구비 65억원, 매출(‘06) 160억원
    기넥신		혈액순환제	-은행잎 추출물 소재 1993년 허가 후 500억원 매출
    스티렌캅셀(스티렌정)	동아제약	항궤양제	-2002년 6월 식약청 허가 -연구비 12.7억원,매출(‘08) 700억원
    아피톡신주	구구제약	관절염치료제	-2003년 5월 식약청 허가 -매출(‘08) 16억원
    살사라진	휴온스	복부비만	-당귀,잔약,천궁 등 18종 -2003년 4월 식약청 허가 -매출(‘08) 100억원

    ▶ 자료: 식품의약품안전청(2010)

• 생물소재 유래 기능성식품 연구개발 동향
  • 현재 생물소재 유래 기능성 물질 및 기능성식품개발, 기능성 축산물, 기능성 발효미생물 및 유제품 등의 개발이 활발히 진행되고 있음 (출처: 바이오인, 2009)
    • 바이오식품이란, 생명체(식물,동물,미생물)와 효소 등을 이용하여 인체의 생리기능을 향상시키는 기능성 물질의 함량이나 그 기능을 폰이고 개량한 것을 원료로 이용하여 제조한 식품으로서, 식품 섭취를 통하여 인간의 건강상태를 지속 혹은 개선하고 만성질환 발생을 억제할 수 있는 식품을 의미
  • 바이오식품의 범위는 전통적인 식품의 기능을 향상시킨 발효식품(장류,발효주,발효유제품)과 전통 적인 발효기술과 유전자재조합 기술, 세포발생, 분화 기술 등의 새로운 생물공학 기술을 접목하여 생겨난 미생물, 농작물, 축산물 등의 생물 및 여기에서 유래하는 여러 가지 기능성 증진 물질 및 이를 포함한 식품 등 광범위
    • 건강기능성식품: 간질환 예방식품, 동맥경화 예방식품, 고혈압 예방식품, 당뇨병 방지식품, 고령자 식품, 노화 및 골다공증 예방식품, 선천성대사이상증 방지식품, 비만 방지 다이어트식품, 항 스트레스 식품, 학습능력 증진 식품, 키 성장 촉진식품, 호르몬 대체 식품, 면역력 증진식품, 스테미너 식품, 피부미용 식품 등 여러 종류의 기능성 식품용 소재가 활발히 탐색되고 있으며 산업화 되고 있음
• 바이오식품 중 미용식품
  • 국내 미용식품은 일본이나 유럽 시장과 비교해 아직 시장 진입 단계에 있지만, 식품회사, 제약회사, 화장품 회사 간의 경쟁이 활발한 분야이다. 특히 피부미용과 슬리밍 기능성에 초첨을 둔 화장 품 회사들의 미용식품이 시장에서 인기를 끌면서 점차 일반 식품에 까지 뷰티 트렌드가 확산되고 있다. 근래 식약청으로부터 기능성을 인정받은 개별인정형 미용식품들이 지속적으로 출시되면서 합법적인 기능성 클레임과 신뢰성 부여로 건강기능성식품 시장에서도 경쟁력을 얻고 있다.
  • 미용식품 시장을 선두하고 있는 화장품 회사의 주요 제품을 소개하면 다음과 같다. 아모레퍼시픽은 저분자 마린콜라겐펩타이드가 함유된 미용 음료인 슈퍼콜라겐을 올해 7월 출시했다. 수년간 축적된 콜라겐 펩타이드 효능 연구와 20ml 소형 앰플제형화를 통해 차별화에 성공했고, 출시 2개월 만에 70억 매출(소비자가)을 달성해 국내 콜라겐 미용식품시장의 선두 주자로 자리매김하고 있다.
  • LG생활건강은 피부 개선용 건강기능식품으로 피크노제놀과 달맞이꽃종자유 등이 함유된 엘스킨케어 다이아몬드를 시판 중이며, 소망화장품에서는 기미, 주근깨 개선 일반의약품인 멜라클리어의 섭취 횟수를 1일 2회로 줄인 어드밴스를 통하여 경구용 미백제로서의 입지를 강화하고 있다.
  • 식품회사에서는 출시한 미용식품의 사례로는 CJ제일제당의 이너비를 들 수 있다. 피부 수분 저장 능력을 개선시키는 히알우론산이 주성분인 캅셀 제품으로 여성 소비자들 사이에 보습용 미용 식품으로 인기를 얻고 있다. 이 회사는 2013년까지 이너비 브랜드를 매출 200억원 대로 키운다는 목표로 제품 라인을 확대 할 계획이다.