해양생물유래 소재 산업화 서둘러야
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해양생물유래 소재 산업화 서둘러야
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  • 승인 2018.09.11
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▲ 김태영 경북해양바이오산업연구원장

[경북도민일보] 해양바이오산업은 해양자원 및 해양생물을 대상으로 생물공학기술을 이용해 제품과 서비를 창출하는 전반적인 산업이며 구체적으로는 해양바이오식품 제조와 가공기술, 신공정개발, 해양바이오 신물질 및 신소재 개발, 유용생물(기능성 미세조류와 해양미생물 포함) 생산기술 및 해양보존기술 등에 대한 기초필수적 학문 영역과 더불어 고부가가치 제품이나 공정을 개발하는 분야 및 생산기술을 포함한다.
해양생물로부터 기능성 물질을 탐색하는 연구는 1970년대 후반에 시작되었으며 이러한 연구결과에서 육상생물에서 밝혀지지 않은 다수의 물질이 발견되어 해양생물은 새로운 소재를 발견할 수 있는 원료로서 각광을 받고 있다. 특히 산업소재화 성공률이 육상생물자원이 1/13000인데 비하여 해양생물자원의 경우 1/6000으로 약 2.17배 높게 나타나고 있어 시사하는 바가 크다  
지구생물 중 80%가 서식하는 해양의 생물자원을 활용하여 상업적으로 이용하고 있는 것은 1% 미만이어서 연구개발에 대한 필요성은 지속적으로 요구되고 있다.
이러한 해양생물에는 해양동물(무척추동물, 어류, 파충류, 조류, 포유동물 등), 해양식물(녹조류, 홍조류, 갈조류 등), 해양미생물(동식물성 프랑크톤을 포함하는 미생물 등), 해양바이러스가 존재하며 다양하고 풍부한 해양생물자원의 그 개발 잠재력은 무궁무진하다고 할 수 있다.
해양바이오산업이 미래산업으로 각광받는 이유는 육상생물에서 발견할 수 없는 기능성 소재가 다양하게 있기 때문이다. 시장에서 유통되는 소재를 소개하면 대표적으로 콘드로이틴 황산(Chondroitin sulfate), 글루코사민(Glucosamine), 키틴·키토산(ChitinChitosan), 콜라겐(Collagen), 해조다당류에는 푸코이단(Fucoidan), 알긴산(Alginic acid), 한천(Agar), 포피란(Porphyran)이고, 어유(Fish Oil)에는 EPA/DHA, 간유(Liver oil), 스쿠알렌(Squalene)이 있으며 펩타이드 소재와 타우린(Taurin)이 있고, 미세조류로는 클로렐라(Chlorella), 스피룰리나(Spirulina) 등이 있다.
해양바이오산업시장은 2013년 37억달러에서 2018년 49억달러로 증가할 것으로 예측하고 있으며, 우리나라 시장도 7400만달러에서 1억1600만 달러로 증가할 것으로 예측하고 있다. 최근 5년간 세계시장은 매년 5,7%씩 성장하였고, 국내시장은 평균 9.5% 성장하였다. 국내의 해양바이오산업이 태동기에 불과한 점을 감안하면 시장규모는 계속 확대가 예상되고, 해양천연물유래 대사물질 및 생체기능소재를 통해 산업용, 의약용, 건강기능성, 미래에너지용 소재의 개발 및 실용화는 확대될 것으로 기대된다.
해양바이오소재 부가가치 상승정도를 살펴보면, 천연해양생물자원을 원료로 하여 바이오식품으로 가공하면 약 10배의 가치상승을 올릴 수 있으며 기능성 식품과 화장품 소재로 개발할 경우에는 약 수십에서 수백배의 가치상승을 할 수 있으며 의약품소재, 인체산업용 소재, 화학산업용소재로 개발할 경우에는 엄청난 가치상승을 가져올 수 있다.
해양바이오소재의 응용분야를 살펴보면, 해조류 또는 미세조류를 활용한 바이오플라스틱소재, 플랑크톤 활용자원, 극한환경미생물과 해양미생물을 활용한 산업효소소재, 생물제어와 환경오염소재, 극피동물,연체동물 등을 활용한 섬유복합소재, 홍합·따개비·키조개·갯지렁이를 활용한 접착 및 코팅소재, 스펀지·규조류를 활용한 약물전달소재 등이 있다. 산업의 다양한 소재로서의 응용 및 개발연구는 지속적으로 이루어져야 할 필요가 있다.
이러한 해양바이오소재에 대한 관심은 미국, 일본, 유럽 등 선진국에서는 해양바이오소재의 산업적 유용성에 대한 인식을 바탕으로 투자를 확대하고 있으며 더불어 신소재 탐색·생산·실용화 기술개발에 활발한 활동을 하고 있는 현실이다.
국가별 해양바이오산업 동향을 살펴보면, 유럽과 중국 등에서는 독립적인 해양바이오전략을 수립하고 있을 뿐아니라 해양바이오분야를 육성 지원하는 프로그램 단위의 사업들이 폭넓게 존재한다. 미국은 세계 최고 수준의 기술력을 보유한 인력이 존재하며 미국과학재단(NSF,National Science Fundation)와 미국국립보건원(NIH,National Institution of Health)을 중심으로 유망소재 개발 분야에 대한 정부투자가 의약분야에 집중되어 있다. 유럽은 다국가 중심의 접근방법을 채택하고 있으며 2016년에 해양바이오로드맵을 구축하고 유망소재 개발 및 해양바이오산업 육성을 위한 전략추진 중·장·단기 전략을 수립하였으며 대부분 유망소재 확보전략에 매진하고 있다. 일본은 극한환경에서의 유망소재 확보와 탐색에 집중하고 있으며 지역단위의 해양바이오 클러스터를 구축해 산업화 육성전략을 추진하고 있다. 중국은 후발주자이기는 하나, 샤먼시(Xiamen City)에 해양의약 및 생물제조업관련 산업역량을 강화하고 있으며 청도지역에는 국가해양바이오산업단지를 건설해 엄청난 규모의 R&D 투자 중이며 해양의약산업은 2015년 기준으로 4조3368억원 규모로 확대되었다.
우리나라의 경우 새로운 기능성 소재탐색에 주력하고 있으며 이와 연계하여 효능 분석을 세분화하여 의학적인 효능과 소재 기능에 대해 다양하게 접근하는 정도의 기술로 아직은 그 수준이 초기단계로 선진국의 기술수준에 미치지 못하고 있다. 해양생물을 연구하는 기능성소재 개발은 국가 정책적 지원으로 보다 체계적이고 지속적으로 이루어져야 하며 미래의 중요가치를 보유하고 있는 해양생물자원의 다양한 개발과 이를 위한 기술기반의 마련이 필요하다. 
현실적으로는 해양바이오산업에 관련한 기업의 기술적 수준이나 산업화 능력은 영세하고 저차원에서 머물고 있는 실정이다. 특히, 해양생물유래 소재산업에 접근하고 있는 기업은 아주 소수가 있을 뿐이다. 해양바이오산업의 구조를 보면 대부분 식품위주 산업이며 주로 1차 가공 산업 수준에 머물고 있으며, 아직은 노동 집약적인 산업으로 기술개발 및 투자확대가 절실한 현실이다. 해양생물자원이 계속 감소하고 있어 해양생물자원을 보호하고 이를 증식하는 정책지원과 이를 해양생태계 오염이 최소화될 수 있는 정책의 병행이 필요하다. 또한 나고야의정서 국내 이행에 맞추어 제정된 ‘유전자원 접근 이용 및 이익 공유에 관한 법률’이 지난 8월 18일 시행되었다. 천연물 생물자원이 부족한 우리나라 입장에서는(예:국내 화장품 원료중 수입 원료가 78% 차지) 나고야 의정서 발효는 새로운 기회를 제공해 주고 있다. 다양한 지역에서 부존하고 있는 해양생물자원을 확보하고 관리하고 분석하여 산업적 활용을 촉진하는 국가적 전략이 시급히 요구되고 있다. 이를  위해서는 각 지자체별 ‘해양수산생물 천연추출물 라이브러리’를 구축하여 이러한 소재가 해양바이오산업의 시드(seed)가 되도록 하여야 할 것이다. 이러한 시스템이 갖추어 진다면 지역의 기업들이 해양생물소재를 편하게 활용하여 각 지역의 특화제품으로 발전시켜 해양과 접해있는 지역자치단체의 성장 소득원으로 자리잡을 수 있을 것이다.
해양생물자원은 다가오는 바이오경제 시대의 핵심 성장 동력이자 국가 경쟁력이다. 해양생물자원의 미래 가치와 시대의 변화 및 요구에 적극적으로 대응하기 위해 학계, 연구기관, 산업계 및 지자체의 협력이 필여한 시점이다. 


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