| 초록 |
□ 핵심기술 돌연변이 법에 의한 메나퀴논-7 균주 개발과 발효 최적화를 통한 고생산성의 메나퀴논-7 발효 기술 및 공정 모사를 통한 고함량의 메나퀴논-7 정제기술과 상업적 규모에서의 scale-up 기술 □ 최종목표 경쟁력 있는 메나퀴논-7 대량 생산 기술 개발 및 확립 □ 개발내용 및 결과 1. 공정 확대(500L 발효조) 및 시제품 제작 - 개발 목표 : 배양농도 100mg/L, 정제 수율 50% - 개발내용 및 결과 : 발효 공정 확대를 위하여 종균 조건, 통기량 및 교반효율의 최적화를 통하여 500L 발효조에서 배양 72시간에 102mg/L의 메나퀴논-7이 생산 되었으며, 정제 공정 모사를 통하여 고함량(메나튀논-7 70%이상 함유) 비타민이 55% 정제 수율로 생산 되었다. 상기의 결과를 토대로 5톤 발효조에서 배양 및 정제 조건을 확립하였으며, 현재 15톤 발효조에서 비타민 배양 및 정제 조건을 확립 중에 있다. 이와 아울러 15톤 발효조에서 제품을 생산하여 미국 수출 진행 중에 있으며, 생산된 시제품의 역가를 미국 Brighton Laboratory에서 검증 하였다. 2. 메나퀴논-7의 고생산성 발효공정 개발 - 개발목표 : 배양농도 150mg/L, 생산성 2.0mg/L-hr - 개발내용 및 결과 : 기존 균주에 비하여 MK-7 생산 능력이 3.3배 증가된 Aromatic amino acid 영양요구성 균주(Feedback inhibition 해지)를 개발하여, 발효 공정 최적화를 통하여 배양 72시간에 150mg/L의 메나퀴논-7을 생산 하였다(생산성 2.08mg/L-hr). 이외 순수분리 및 안정화 작업(8계대)을 통하여 MK-7 생산 안정화 돌연변이주를 확보하였으며, 배양 역가는 한국고분자 시험연구소에서 검증하였고, 이와 관련된 특허 1건을 등록 하였다. 3. 정제 수율 향상 - 개발목표 : 정제 수율 70% - 개발내용 및 결과 : 공정 모사를 통하여 최적화된 추출 및 결정화 공정을 확립하였으며, 또한 공정 단순화와 추출 용액의 pH 조절 및 용매 비율의 최적화를 통하여 정제 수율 70%를 달성하였다. 이는 1차년도 50%의 정제수율을 2차년도에는 70%로 향상시켜, 정제수율을 40% 증가시켰다. 이와 관련된 특허 1건을 출원 하였다. 4. Bio-indicator 확인 및 안정성 data 확보 - 개발목표 : Bio-indicator 확인 및 가혹/가속, 장기 안정성 data 확보 - 개발내용 및 결과 : 제품의 신뢰성을 증대시키기 위하여 당사 제품내 MK-7외 MK-6가 있음을 확인 하였으며, 부용제 첨가에 의한 가혹/가속 실험(3개월)과 장기 안정성 실험(18개월, 현재 진행중)을 실시하여 MCT oil 이 다른 부용제 첨가에 비하여 안정성이 우수함을 확인하였다. □ 기술개발배경 - 최근 노년층 인구가 증가함에 따라 골절과 같은 골다공증 질환이 증가되고 있는 추세이며 이로 인해 사회 경제적 비용이 증가 되고 있다. 이를 예방하기 위하여 호르몬 보충요법과 비타민 D와 K2섭취를 권장하고 있지만 식품으로 섭취되는 양은 미미하여 서구의 많은 회사들은 비타민 K2(메나퀴논-7) 함유 제품을 시판하고 있다. - 이러한 비타민 K2는 과거 5년 동안 183% 성장하였으며, 최근에는 음료와 결합 제품이 나와 전세계 사용량이 많은 dietary supplement top 5의 원료로 성장 하였으며 2025년에는 비타민 D와 골다공증 관련 시장을 양분하여 2,519백만불 시장을 형성 할 것으로 예상하고 있다. - 현재 비타민 K2는 발효와 화학합성에 의하여 생산되고 있지만 화학합성에 의하여 생산되는 비타민 K2는 가격이나 품질에서 발효제품에 비하여 우위를 점하지 못하고 있고, 또한 발효방법에 의하여 생산하는 제품은 품질, 저순도 제품 생산 및 가격적인 문제를 가지고 있다. - 따라서 가격 경쟁력을 갖고 차별화된 고순도 발효 제품은 후발업체 일지라도 상기 시장에서 경쟁력을 가지고 진입 할 수 있으며 노력여하에 따라 Major 업체로 자리 메김 할 수 있다. 이를 통하여 당사는 점차 바이오소재 산업을 글로벌화하게 확장 할 수 있으며, 바이오 강소 기업으로 성장할 수 있는 토대가 될 수 있다. □ 핵심기술개발의 의의 - 비타민 k2는 발효와 화학합성으로 현재 5개국 8개업체에서 생산하고 있으며, 네델란드 회사인 NP가 전 세계 비타민 k2 판매 1위 업체로 발효와 화학합성으로 비타민 K2를 생산하고 있다. 이와 경쟁하는 업체는 같은 나라의 Kappa Bioscience로 오직 화학합성에 의하여 제품을 생산하고 있어 천연 제품이 아니라는 단점을 가지고 있다. - 이외 발효법에 의하여 비타민 K2를 생산하는 회사는 이태리 Gnosis, 중국 Sungen bioscience, 인도 Synergia life science, 일본 JBSL과 J-oil mill 이며, 이중 이태리, 일본 업체가 선두업체이며, 인도, 중국업체에서 추격하고 있는 양상이지만 아직 제품의 품질이나 가격 면에서 차이가 커서 시장점유율은 미미하다. - 따라서 당사와 같이 down stream 부터 up stream 까지 기술 확보는 비타민 K2의 지속적인 제품 경쟁력을 유지 시켜 줄 뿐만 아니라 특히 고함량의 비타민 K2 생산 기술 확보는 타사 제품과 차별성을 가질 수 있어 향후 당사 제품의 판로 확대를 기대 할 수 있다. 이러한 바이오 제품 생산 기술확보는 향후 당사의 기반 기술로 이용될 수 있어 새로운 제품개발을 한층 용이하게 해줄 수 있다. □ 적용분야 - 당사의 돌연 변이 기술을 이용한 균주개발 및 안정화 기술은 고생산성의 균주 개발에 유용하게 사용 될 수 있으며, 특히 발효 식품소재 개발 시 기반 기술로 사용 될 수 있다. - 또한 추출 및 정제 기술은 다양한 소재로부터 인간에게 도움이 될 수 있는 유용한 소재를 만드는 원천 기술로 사용 될 수 있다. (출처 : 요약(초록) - 3. 기술개발 결과요약 4p) |
