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기업지원성과 사례
占쏙옙占쏙옙占� 가장 이상적인 천연 공정, 효모 발효를 통한 ‘카퍼펩타이드’ 고효율 생산기술 |
여성 경제활동의 증가, 중국을 비롯한 동남아 시장 확대 등 전 세계 화장품 시장이 지속적으로 확대되고 있다. 한국 화장품의 글로벌 경쟁력도 높아졌다. 이러한 상황에서 최근 기능성 펩타이드를 활용한 피부재생 화장품이 지속적으로 개발되고 있으며, 특히 미국과 유럽에서 고 부가가치 화장품 원료로 인정받고 있다. 국내 중소기업이 효모 발효공정으로 카퍼펩타이드를 생산할 수 있는 개발해 화제다.
기술지원기업 (주)메가코스
연구책임자 청정생산시스템연구소 지능형청정소재그룹 유병조 수석연구원
프로세스의 새로운 패러다임을 만들다
㈜메가코스는 화장품을 개발・생산하는 ODM・OEM 회사로, 2015년 설립됐다. 제품 개발을 위한 R&D 연구소부터 용기・패키지 디자인을 담당하는 디자인 연구소, 지난 5월 완공된 화성 생산 공장까지 더해져 빠른 속도로 성장하고 있다. 화장품 OEM분야에서 유일하게 원스톱 프로세스(One-stop Process)를 구축해 운영 중이다.
“소재의 연구・개발부터 용기, 디자인, 생산능력까지 화장품 생산과 관련된 모든 능력을 갖췄습니다. 최근 미국 R사와 계약 후 보름만에 제품을 납품할 정도로 생산 경쟁력을 갖추고 있어 중국에서도 많은 관심을 보이고 있습니다. 앞으로는 천연 소재 개발을 통해 경쟁력을 확보하고자 합니다.” ㈜메가코스 박성용 대표는 자신감 넘치는 표정으로 말했다.
화장품은 제품의 특성상 소재가 경쟁력을 좌우한다. 제약과 화장품 업계에서는 소재 개발을 지속적으로 진행해 이미 충분히 많은 소재들이 개발됐다. ㈜메가코스 김기환 연구소장은 앞으로는 이러한 소재를 어떻게 생산하고 조합하느냐가 관건이라고 강조한다.
“화장품에 전 세계의 소재들은 이미 다 사용되고 있습니다. 이제 신소재보다는 소재를 어떻게 만드느냐가 중요해지고 있어요. 최근 친환경에 대한 소비자의 인식이 증가하면서, 천연 소재 기반의 제품에 대한 요구도 높아졌죠. 화학 합성이 아닌 새로운 친환경 공정기술이 필요했습니다.”
이러한 계획을 갖고 있을 때 때마침 생기원 지능형청정소재그룹 유병조 수석연구원과 인연을 맺게 됐다. 지능형청정소재그룹은 바이오 분야의 고기능성 핵심소재를 개발하는 그룹이다. 유병조 수석연구원은 이를 바탕으로 중소기업에 상품화 할 수 있는 아이템을 고민 중이었다. “화장품은 상품이 다양하고, 고기능성 소재가 소량으로 들어가다 보니 대기업이 생산하기에는 규모가 작습니다. 하지만 소재 자체가 부가가치가 큰 만큼 중소기업에 적합한 아이템이죠.”
유병조 수석연구원은 최근 유럽과 미국에서 수요가 증가하고 있는 기능성 펩타이드(Peptide)에 주목, 발효과정을 통해 대량으로 펩타이드를 생산하는 기술을 개발했다.
“화장품의 재료 중 고기능성 소재는 고가여서 아주 소량만 들어갑니다. 이 소재의 농도를 높일수록 기능은 좋아지지만, 가격 경쟁력에서 밀리게 되죠. 소재를 저렴하게 만드는 것이 무엇보다 중요합니다. 이번 기술로 가격과 천연 공정 성분이라는 가치까지, 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있게 됐습니다.”
가격은 낮추고 공정은 단순화한 효모 발효 공정
카퍼펩타이드는 새로운 소재는 아니다. 1973년 미국의 로렌 피카르트(Loren Pickart) 박사가 최초로 발견했다. 우리 몸속의 혈액 플라즈마에 존재하는 요소로, 글라이신(Glycine), 히스티딘(Histidine), 라이신(Lysine)이라는 3개의 아미노산으로 구성돼 있다. 여기에 구리(Cu) 이온이 결합돼 피부의 상처를 회복시켜 피부를 빠르게 재생시켜 주는 역할을 한다. 인체에서 유래한 성분이기 때문에 전혀 유해하지 않으며, 상처 부위의 콜라겐이나 엘라스틴 등 재생 능력을 가진 피부 조직을 촉진・재생시키는 기능 덕분에 주름 개선, 탈모 예방, 발모 촉진 등의 기능성 화장품 소재로 떠오르고 있다.
“현재 카퍼펩타이드는 화학 합성에 의해 제조되고 있습니다. 단순히 1개의 모노머*로 이루어진 펩타이드를 효모 발효 공정으로 생산하게 되면 친환경스토리텔링은 가능하지만, 기존 화학 합성 공정에 비해 가격 경쟁이 될 수 없었습니다. 하지만 멀티머**로 생산하면 이야기가 달라집니다.”
유병조 수석연구원은 효모 발효 과정으로 펩타이드가 멀티머로 이루어지도록 유전자를 설계했다. 이후 다량의 멀티머로 구성된 펩타이드를 단위체로 자를 수 있는 단백질 절단효소를 이용해 모노머 펩타이드로 만들었다. 한 번의 공정으로 대용량의 펩타이드를 생산할 수 있게 된 것. 이뿐만이 아니다. 화장품은 인체에 사용하기 때문에 95%이상 고순도의 분리·정제공정이 필요하다. 기존 화학 합성에서는 분리·정제공정이 비용의 60%를 차지했다. 하지만 이번 기술에는 세포 밖 분리시스템(Secretion)과 친화 크로마토그래피(Affinity chromatography) 기술을 결합해 적용함으로써 기존 공정대비 경제적인 분리·정제공정을 개발, 고순도로 카퍼펩타이드를 생산할 수 있게 됐다. 화학합성 대비 10분의 1 수준으로 원가를 절감한 ‘고효율 카퍼펩타이드 생산기술’을 개발하게 된 것이다.
* 모노머(monomer) : 단위체, 고분자화합물 등을 구성하는 단위가 되는 저분자량의 물질, 본 기술에서는 카퍼펩타이드(GHK) 하나를 의미
** 멀티머(multimer) : 몇개의 monomer(단성체)가 결합해야 효소활성을 가지게 되는 단백질 고분자. 본 기술에서는 카퍼펩타이드(GHK) 모노머를 6, 10, 20개 반복하여 연결된 복합체를 의미
독보적 기술로 다양한 제품 개발이 목표
이번 기술은 2016년 12월 특허로 출원됨과 동시에 ㈜메가코스와 계약을 진행, 올해 8월 정식 등록되며 ㈜메가코스로 기술 이전됐다. 지능형청정소재그룹 장지연 연구원은 기술이 개발된 지 이제 1년 남짓이라, 상용화되기까지 갈 길이 멀다고 말한다.
“현재 기업이 원하는 수준까지 기술의 완성도를 높이기 위해 노력하고 있습니다. 제품화를 위해서는 분리·정제 등 여러 핵심 기술들이 재연성있게 고효율로 나와야 합니다. 이를 위해 박사님과 함께 불철주야 실험을 진행하고 있습니다.”
이번 기술은 스킨 케어, 헤어 케어 등 여러 종류의 제품으로 응용 가능하기 때문에 ㈜메가코스의 미래 성장 동력이 될 것으로 기대하고 있다.
박성용 대표는 “생기원에서 저희에게 필요한 기술을 개발해줘 고맙게 생각하고 있습니다. 이번 기술로 가격 경쟁력 뿐만 아니라 친환경 소재라는 스토리텔링 광고효과도 가질 수 있게 돼 기쁩니다.”라며 고마움을 드러냈다. 김기환 연구소장은 “내년에는 본 기술로 만든 제품이 상용화 될 것으로 기대하고 있습니다. 이번 기술이 제품 경쟁력으로 이어질 수 있도록 함께 노력 해야죠.”라고 덧붙였다.
친환경 소재라는 가치를 더 해 차별화된 경쟁력을 갖추게 되었다는 ㈜메가코스와 생기원의 협업이 어떤 미래를 만들어낼지 주목된다.
