세계 최고 효율의 배양기술로 미세조류 종 발굴과 산업화에 매진
세계 최고 효율의 배양기술로 미세조류 종 발굴과 산업화에 매진
  • 박금현 기자
  • 승인 2021.12.07 14:06
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파이코일바이오텍코리아㈜ 임창순 대표

온실가스 감축이라는 시대적 요구가 잇따르는 가운데 많은 이들이 친환경 연료에 주목하고 있다. 그중에서도 미세조류는 미래 바이오 소재로 손꼽힌다. 미세조류는 조류 가운데 크기가 작고, 물속에서 자유롭게 떠다니면서 스스로 광합성을 하며 영양분을 생성하는 단세포 생물이다. 녹조 발생에 영향을 미치는 불필요한 생물로 인식되어 몇 년 전까지는 중요성을 인정받지 못했지만 2011년 일본 대지진으로 유출된 방사선 스트론튬을 적은 비용의 친환경 방식으로 처리하면서 새롭게 주목을 받았다. 미세조류는 동물성 원료와 비교해 배양 환경을 통제할 수 있어 공급이 안정적이고 친환경적이라는 장점이 있다. 배양기술이 발달하면서 채산성도 좋아지고 있다. 여러 기업이 미세조류 활용 방안을 모색하고 있는 한편 독자적인 기술력으로 미세조류 분야를 이끄는 리더 기업이 있다. 30년 가까운 시간을 미세조류 연구에 바친 임창순 대표가 이끄는 파이코일바이오텍코리아㈜가 그 주인공이다.

파이코일바이오텍코리아㈜ 임창순 대표 / 사진 박성래 기자
파이코일바이오텍코리아㈜ 임창순 대표 / 사진 박성래 기자

 

국내 최초로 개발한 PSP 배양방식으로 미세조류 상업화에 성공
파이코일바이오텍코리아㈜는 미세조류 연구개발 기술회사로서 다양한 미세조류의 상업플랫폼을 개발하고, 고부가가치 원료를 생산하는 회사이다. 환경오염으로부터 안전한 식품 소재, 새로운 바이오소재, 인류의 건강을 위한 새로운 의약품 원료 개발을 위해 전 세계 각지의 해양에서 다양한 미세조류 종을 발굴하여 산업화에 매진하고 있다.
“바다와 담수에서 미세조류를 채취해 배양하고 유용한 물질들을 생산하는 기술을 개발하는 회사입니다. 미국에서 처음 회사를 설립한 2009년부터 개발을 지속해왔고, 현재는 한국에서 상업화를 진행하고 있습니다. 국내에서 유일하게 양산설비를 갖춘 회사로 식물성 오메가-3 원료를 포함해 다양한 식물성 미세조류 유래 원료를 개발 및 생산하고 있습니다.”
미세조류는 바다와 민물에 서식하는 단세포 광합성 생물로서 흔히 식물 플랑크톤이라고 불린다. 스스로 광합성을 하여 산소를 생산해내는 능력이 있어 이산화탄소를 제거하는 역할을 하는 숨은 일꾼이기도 하다. 해양 생태계의 근간을 구성하는 중요한 생물로 지구 전역에 흔하게 분포하는 이들이 대체 에너지 개발 분야에서 관심을 받게 된 것은 미세조류가 가지는 몇 가지 특징 때문이다. 미세조류는 물과 햇빛만 있으면 다량 증식이 가능하고 단백질, 지질, 탄수화물, 비타민, 미네랄 등 다양한 성분을 갖고 있다. 특히 미세조류 속 다량의 지질에는 필수지방산인 오메가-3와 눈의 망막과 피부를 보호하는 루테인, 강력한 항산화 기능을 하는 아스타잔틴 등이 함유되어 있다. 배양 과정에서 해양 생태계를 파괴할 위험성도 없다. 그러나 이러한 장점에도 미세조류의 대량 생산과 공급을 안정적으로 가능하게 할 배양기술에 경제성이 떨어진다는 문제가 존재했다. 기존의 미세조류 배양방식 중 전통적 발효방식은 고농도 배양이 가능하고 높은 생산성을 지니지만 발효 조건에서 제한적인 미세조류만이 적응한다는 한계가 있어 상업적으로 성공한 예를 찾기가 어렵다. 반면 광합성을 이용하는 방식은 태양에너지와 이산화탄소를 이용하기 때문에 다른 요소가 필요하지 않다는 장점이 있지만, 지역에 따라 편차가 크고 예측 불가한 일조량이나 낮은 배양농도 등의 한계를 지니고 있다.
기술적인 벽에 가로막힌 상황을 타개한 것은 글로벌 기업 최초로 파이코일바이오텍코리아㈜가 구현한 PSP 배양방식이다. 상업적 가치가 있는 미세조류 종을 발굴함과 동시에 경제성까지 확보할 수 있는 배양방식으로 기존 배양방식의 문제점을 극복하며 미국, EU, 일본 등 8개 국가에 국제 특허가 등록되었다.

"상업적 가치가 있는 미세조류 종을 자연에서 발굴하는 숙련된 기초 바이오기술의 보유와 고효율 미세조류 배양기술의 확보는 미세조류 상업화의 성패를 결정하는 핵심적인 요소입니다. 
파이코일의 PSP 배양방식은 일조량을 조작해 광합성을 이용하는 방식과 미세조류에 탄소 에너지원을 공급해 배양하는 방식의 장점을 결합한 것입니다. 
미세조류의 바이오 리듬을 분석해 적정 파장의 빛을 쪼이고 배양에 최적화한 환경을 조성하는 것으로 다른 배양방식보다 더 다양한 종류의 미세조류를 배양할 수 있습니다. 기존 배양방식과 비교해 2~4배의 생산성을 얻을 수 있어요. 
업계 선두주자인 미국 바이오기업 테라비아, 네덜란드 화학기업 DSM 등과 비교해도 생산효율 면에서 뒤지지 않는 기술력이라고 자부합니다."

기존 발효방식에서는 불가능했던 미세조류 종을 배양할 수 있어 다양한 미세조류 상품의 상업화도 가능케 한다. 특히, 전문의약품 및 건강기능식품으로 주목받는 오메가-3의 주원료인 DHA를 생산할 수 있는데, 기존의 등푸른생선에서 추출한 생선 오일에 비해 중금속과 환경오염의 위험성이 낮고 높은 성장 가능성을 가진다. DHA는 두뇌작용을 활발하게 하고, 혈중 콜레스테롤을 낮추는 오메가-3 계열의 불포화지방산으로 사람은 DHA를 생합성하는 효소가 체내에 존재하지 않기 때문에 DHA를 함유하는 음식의 섭취에 의존하지 않으면 안 된다. DHA 외에도 다양한 미세조류 원료를 상업화해 화장품 원료, 건강기능식품, 의약품 원료로 출시한다.
2012년에는 Phycoil Biotech Korea를 설립해 PSP 배양기술을 적용하여 독자 확보한 미세조류 균주로부터 바이오 소재를 제품화하는 상업화 공정(scale-up process)을 완성했으며 2015년 충남 공주시에 전용 공장을 준공하며 상업 생산에도 성공했다. 올해부터 세종시에도 연간 500t을 생산하는 증설공장을 준비하는 한편 지속적으로 증가하는 식물성 오메가-3의 수요를 충족시키고 글로벌 기업으로의 진출을 준비하고 있다.

 

환경과 바다를 지키는 서천군 ‘반려 해변’ 프로그램 참여
파이코일바이오텍코리아㈜는 유네스코 세계자연유산에 등재된 서천 갯벌 일부를 해양수산부에서 진행 중인 ‘반려 해변’ 프로그램을 통해 입양했다. 반려 해변은 지난 수년간 해양수산부에서 해양 환경 보호를 위해 기획된 사업으로 기업과 단체 등이 해변의 일부 지역을 입양하여 반려동물을 사랑으로 돌보는 것처럼 아름답고 깨끗하게 관리한다는 의미를 담은 사업이다. 지난해 9월 제주도에서 첫 시범 사업을 시작했으며, 올해 2021년도부터는 충남지역을 포함하여 전국으로 확대되었다. 임창순 대표는 식물성 미세조류 종으로부터 오메가-3와 루테인 등 유효한 생리활성 원료를 제조하는 회사로서 이를 채취하는 바다와 담수의 환경과 생물 종의 다양성에 대한 중요성을 깊이 생각하고 있었다며, 반려 해변을 분양받아 정화 활동에 함께하게 되어 뿌듯하다는 참여 계기를 전했다. 뜻깊은 활동에 전 직원 모두 기쁘게 동참했다고 전했다.

파이코일바이오텍코리아㈜ 임창순 대표 / 사진 박성래 기자
파이코일바이오텍코리아㈜ 임창순 대표 / 사진 박성래 기자

 

"파이코일바이오텍코리아㈜는 종의 다양성이 유지되어야 지속할 수 있는 회사예요. 자연환경을 보호하는 활동이 회사의 정신과 연결되어 있는 것이죠. ‘친환경’을 모토로 시작한 회사인 만큼 탄소 배출을 줄이는 등 친환경적인 경영에 언제나 바탕을 두고 있습니다."

서천 해변은 서해안의 갯벌 해안으로 지난 7월 26일부터 유네스코 세계자연유산에 등재되어 보존 가치가 무척 높은 곳이다. 선도리 해변은 조개 등을 캐내어 갈 수 있는 갯벌 체험을 할 수 있는 곳으로 가족 단위의 체험객이 즐겨 찾는 곳으로도 유명하다. 최근 서천군에서 이 지역을 2022년 어촌뉴딜 300 사업 공모대상지에 포함할 정도로 성장잠재력도 크다.
더불어 회사가 개발한 식물 미세조류 화장품 원료 소재 화장품 브랜드 ‘스텔라마레’ 런칭을 기회로 브랜드의 기업 철학을 소비자에게 공유할 수 있을 것이라는 기대감도 있다. 파이코일바이오텍코리아㈜는 선도리 해변의 가치와 중요성을 많은 사람에게 알리고, 반려 해변을 비롯한 해양환경 보호 활동에 대한 고객의 관심과 참여를 이끌기 위해 SNS 채널 등을 활용한 다양한 이벤트도 진행할 계획이다.

 

세계 인류의 건강과 환경보존을 위한 미세조류 제품과 기술을 제공할 것
임창순 대표는 서울대학교 식물학과를 졸업하고, 미국 브라운 대학교에서 미세조류에 관련한 연구로 박사학위를 받았다. 이후 스탠포드 대학 카네기 연구소에서 미세조류의 환경적응 및 인지에 관한 분자학적 연구를 진행했다. 지도교수이자 미세조류 세계 최고 권위자로 불리는 아서 그로스만(Arthur R. Grossman) 박사와 함께 미국 나스닥 상장 기업의 미세조류 상업화 과정에도 참여했다. 대기오염 물질의 배출 없이 미세조류만으로 바이오 디젤을 만들 수 있다는 가능성 때문에 친환경적인 대체 에너지원으로 미세조류에 관심이 뜨거웠던 때였다. 임 대표도 미세조류를 이용한 바이오 디젤 사업화를 위해 발로 뛰었지만, 채산성이 문제였다. 석유를 대체할 정도로 생산단가를 낮추지 못했다. 미국에서 쉐일 혁명이 일어나면서 유가가 낮은 수준에 계속 머무르자 바이오 디젤이 석유를 대체할 가능성은 더 희박해졌다. 30년 가까운 미세조류 연구 끝에 2009년 미국 캘리포니아에서 동료 2명과 함께 창업의 길을 택했다. 파이코일바이오텍코리아㈜는 그렇게 탄생했다.
“미세조류로 만든 바이오 디젤 가격이 배럴당 130달러 수준까지는 내려갔지만, 석유와 경쟁하기엔 경제성이 턱없이 부족했어요. 당시 미세조류 배양은 일조량을 조작해 광합성을 이용한 방식이 대다수였어요. 하지만 미세조류가 성장하면서 물속에 그늘이 생겨나 밑에 있는 미세조류는 빛을 받지 못해 고농도의 배양이 어려웠죠. 이런 단점을 보완한 것이 탄소 에너지원을 공급해 배양하는 방식이었어요. 저는 여기에 미세조류의 바이오리듬을 분석해 그에 맞는 적정 파장의 광신호를 주면서 화학적으로 최적의 배양 환경을 조성하는 PSP 방식을 개발하게 되었죠.”
미개척 바이오산업 분야인 미세조류를 이용하여 다양한 친환경 고부가가치 바이오 소재에서 바이오에너지 솔루션까지 혁신적인 기술을 제공하는 세계 최고의 미세조류 기반 바이오기업으로 거듭나겠다는 게 임 대표의 목표이다. 세계 최고 효율의 특허 발효 기술, 최종 제품을 생산하는 분리정제공정까지 전 공정을 독자 기술로 상업화하며 세계 최고의 조류 기반 바이오기업으로 성장하며 나아가고자 한다.
한편 임 대표는 바이오기술 회사로서 생산자와 소비자, 투자자와 회사, 브랜드와 시장까지 모든 부분에서 신뢰를 바탕에 두고 회사를 경영하고 있다. 산업을 이끌고, 회사의 시스템을 작동하는 주체는 사람이라는 생각으로 함께 일하는 사람을 신뢰하고 신뢰받으며 즐겁게 일한다. 미국 실리콘밸리가 가진 벤처기업문화와 고도의 집중력을 요구하는 국내 기업의 기업문화를 합쳐 파이코일바이오텍코리아㈜만의 기업문화를 만들고자 한다. 더불어 좋은 제품을 만드는 만큼 더 많은 기업이윤을 사회적으로 공유해 나가겠다는 계획도 세웠다. 서천군의 반려 해변 프로그램 참여와 비정부기구 봉사단체 국제라이온스협회에 2억 6,000만 원 상당의 건강기능식품을 전달하는 등의 활동이 이러한 결심의 실천이라고 할 수 있다.
사람, 기술, 그리고 사회적 책임이라는 핵심가치를 실현하며 임직원들과 공통의 비전을 이루기 위해 최선을 다하는 이들. 대한민국 나아가 세계 인류의 건강과 환경보존에 도움이 되는 최고의 미세조류 제품과 기술의 제공을 통해 사회의 일원으로서 기업의 책임을 다할 그들의 행보를 응원한다.

 


 


 


 


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