50년 K프로바이오틱스 R&D 산실, hy중앙연구소를 가다...“5096종 균주로 해외시장 정조준”[르포]

“균주 발굴부터 기능성 검증, 제품화까지 한 번에”
“수입균주 의존도 0% 수준 만든 ‘HY8001’”
“장 건강 넘어 면역‧피부까지...마이크로바이옴 연구 속도”

▲27일 hy중앙연구소 미래성장센터에서 양준호 연구기획팀장이 hy중앙연구소를 소개하고 있다. (사진=정영인 기자 oin@)

올해는 새로운 100년을 준비하는 50주년으로, 국내 시장을 넘어 글로벌 시장을 바라보는 미래를 준비하고 있습니다.

1976년 설립된 국내 식품사 최초의 연구개발(R&D) 연구소인 hy중앙연구소가 올해 50주년을 맞았다. 1995년 hy중앙연구소는 설립 19년 만에 국내 최초 한국형 균주인 ‘HY8001’ 개발에 성공해 수입 균주 의존도를 0% 수준으로 낮추는 등 한국 발효유의 역사를 써가고 있다. 30여 년간 누적 균주 수입 대체 효과는 2000억원에 달한다.

27일 경기 용인시 기흥구 hy중앙연구소에서 언론 대상 ‘hy 프로바이오틱스 클래스’를 체험했다. 연구소 차원의 클래스는 올해가 처음으로, 센터 곳곳을 직접 돌아보고 간단한 실험과 체험을 통해 hy가 50년간 구축해온 연구·개발 역량을 눈으로 확인할 수 있었다.

양준호 hy연구소 연구기획팀장은 “유산균 자체가 생소하던 1976년 hy는 연구소와 기술 자립의 필요성을 강조했다”며 “1995년 HY8001 개발로 연구소 설립이 빛을 발하기 시작했고, 이제를 눈은 해외로 향한다”고 강조했다. 이어 “50년간 축적된 데이터와 5096종의 균주 라이브러리, 특허 124건은 물론 기초연구 투자(50%) 등이 기반이 될 것”이라고 덧붙였다.

이날 클래스는 미래성장센터 프로바이오틱스팀(기능성‧상업성 갖춘 균주 발굴과 사업화)과 신소재개발팀(프로바이오틱스 및 신소재 기능성 연구), 제품개발센터 유제품팀 그리고 미래성장센터 신성장팀(기능성 소재 확장 연구) 순서로 진행됐다.

▲27일 hy중앙연구소 미래성장센터 프로바이오틱스팀에서 배양된 균주가 육안으로 확인되는 것을 볼 수 있으며(왼), 영하 80도에서 균주를 보관하고 있는 라이브러리가 보이고 있다. (사진=정영인 기자 oin@)

프로바이오틱스팀은 전통 발효식품이나 자연환경, 인체 유래 등에서 종균을 탐색해 이를 분리해낸 뒤 생존력‧장 정착성‧항균 활성 능력을 기준으로 균주를 선별하는 역할을 맡고 있다. 클래스에선 인삼 뿌리에서 채취한 균주 분리 과정을 확인할 수 있었다. 눈에 보이지 않던 유산균이 48~72시간 배양과정을 거치자 1억~10억 배 증식, 점 형태로 육안 확인이 가능했다.

김용태 프로바이오틱스팀장은 “균주를 배양 후 희석하고 분리해 영하 80도 냉동창고에 보관하게 된다”고 말했다. 프로바이오틱스팀은 균주 맞춤형 접종과 배양을 통해 최적의 배양 조건 등을 확인하고, 유산균을 분말 상태로 만드는 과정도 담당하고 있다.

이어 기능성을 발굴, 효과 연구 등을 담당 신소재개발팀에서는 기능성 소재 발굴에서 가장 먼저 하는 축약형 항염증 실험이 이어졌다. 염증반응을 유도한 물질에 프로바이오틱스를 투입하자 산화질소 생성이 조절되며 색 변화가 나타났다. 염증반응만 일으킨 물질은 진한 보라색, 프로바이오틱스 투입 물질은 핫핑크, 면역 억제제 투입 물질은 연한 핑크빛을 띄었다. 형광현미경 실험을 통해선 프로바이오틱스 투여로 세포사멸이 줄어드는 것도 볼 수 있었다.

▲27일 hy중앙연구소 미래성장센터 신소재개발팀에서 진행한 '항염증 실험' 결과가 보이고 있다. 왼쪽 사진 속 왼쪽 첫 번째가 염증반응을 유도한 물질에 프로바이오틱스를 투입한 것으로 산화질소 생성이 조절돼 핫핑크색이 나타났고 순차적으로 면역 억제제 투입으로 연한 핑크빛, 염증반응만 일으킨 물질은 진한 보라색 등이 보이고 있다. 오른쪽 이미지는 실험 진행 모습. (사진=정영인 기자 oin@)

김주연 신소재개발팀장은 “유산균이 장에만 좋다고 생각했던 과거와 달리 다양한 프로바이오틱스의 기능과 영향력이 나타나고 있다”며 “그 원인을 밝히는 논문을 작성, 상업적으로 유용한 기능성의 경우 특허를 확보하는 일 등을 책임지고 있다”고 전했다.

유제품팀에서는 실제 발효유 생상 과정을 체험할 수 있었다. 우유나 탈지분유 등 각종 원재료를 균일하게 혼합하고, 프로바이오틱스를 접종, 배양해 제품화하는 과정이다. 특히 대규모 생산설비를 미니어처 버전으로 축약한 ‘파일럿 플랜트(Pilot Plant)’가 눈길을 끌었다. 파일럿 플랜트는 hy에서만 활용되고 있다.

파일럿 플랜트에서 균질화를 거치기 전 배양액과 균질화 된 배양액을 맛보기도 했는데 둘 다 당분이 첨가되지 않은 담백한 저당 요거트 맛이 났고 질감은 균질화 전 요거트 질감에서 균질화 후 액상 발효유 질감으로 바뀌었다. 이후 배양액에 직접 과일 농축액과 향을 첨가하는 체험도 할 수 있었다.

▲27일 hy중앙연구소 미래성장센터 최일동 신성장팀 팀장이 '대장모사시스템'을 소개하고 있다. (사진=정영인 기자 oin@)

미래성장센터 신성장팀은 기존 장 건강 중심의 프로바이오틱스 연구를 넘어 면역‧피부‧체지방 감소 등 다양한 기능성 연구를 진행하고 있다. 연구 결과를 바탕으로 산업화, 제품 출시 단계로 연결하는 역할과 함께 최근에는 장내 미생물 생태계인 ‘마이크로바이옴’ 연구에 집중하고 있다. 장내 균총과 환경이 인체 기능성과 어떻게 상호작용하는지를 분석해 과학적 근거를 확보하는 것이 핵심이다.

hy는 국내 식품업계 최초로 7년 전 ‘대장 모사 시스템’을 구축해 활용하고 있다. 실제 인체 장 환경을 외부에서 구현한 시스템으로 장내 환경을 직접 관찰하기 어려운 환경을 보완하고 있다. 실제 설비 근처로 가자 분변을 활용하는 만큼 냄새가 느껴지기도 했다. 면역 균주를 투여한 분면의 색이 그렇지 않은 것보다 밝았는데, 색 외에도 수치와 데이터로 기능성을 검증한다.

양 팀장은 “일부 수출도 시작됐고, 앞으로 해외 시장에도 적극적으로 나설 계획”이라며 “글로벌 인증도 많이 확보되고 있고, 해외 박람회 등을 통해 제품을 비교해봐도 충분히 경쟁력이 있다고 판단한다. 50년 데이터와 5000여 개 균주 라이브러리를 기반으로 새로운 50년이 시작됐다”고 말했다.