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농업과학기반기술 주요성과 <1>수입대체 발효종균 국산화로 산업성장 견인주류·장류·식초용 토착 발효종균 발굴…생산유발효과 ‘수십억원’

[한국농어민신문 서상현 기자]

▲ 발효미생물 발굴과 국산자원화를 주도하고 있는 발효가공식품과 연구진.

농촌진흥청 국립농업과학원(원장 이용범)이 수입을 대체할 발효종균의 발굴과 효과 구명, 산업화 시스템 구축 등을 통해 관련 산업의 성장을 주도하고 있다. 종균은 주류, 식초, 장류 등을 제조할 때 사용하는 발효미생물로 발효식품의 품질을 결정하는 중요한 요인이다. 이에 국립농업과학원은 선제적인 R&D(연구개발)를 추진해 토종 발효미생물 발굴과 국산 자원화, 맞춤형 발효종균 기술 개발 및 산업화 시스템 구축 등의 성과를 내고 있다. 국산 종균을 이용한 발효식품의 건강기능성 구명, 국산 발효종균의 현장보급 및 기술이전을 통해 실용화도 촉진하고 있다.


‘1140억달러’ 발효식품 시장
종균인 발효미생물이 핵심 
국내시장 수입 의존도 높아
원천기술 개발 국가가 나서

발효특성 뛰어난 토착균 발굴
현재까지 27주 생명자원 등록
제조·대량생산 공정 등 주력
산업 재산권도 16건 확보 

매년 11~35건의 관련 기술
농산업체 보급해 경쟁력 강화
건강기능성 효과 구명도 나서
“생물자원 확보 경쟁 적극 대응” 


▲연구배경=우리나라의 전통발효식품인 주류, 식초 및 장류 등을 제조할 때 사용하는 발효미생물이 종균(씨앗)이다. 종균은 발효식품의 맛, 향 등 품질을 결정하는 중요한 요인이다. 또한 세계 발효식품은 2017년 기준 1140억 달러에 달하고, 국내는 3조3000억원으로 추정된다. 발효식품에서 가장 핵심인 것이 종균인 발효미생물이다. 그러나 국내시장의 경우 수입 의존도가 높아 토종 종균의 국산화가 시급하다. 상업용 발효종균의 경우 민간기업의 규모가 영세하고 인프라도 미흡해 수입 의존도가 높은데, 국제 경쟁력 강화를 위해서는 고품질 및 표준화된 원천기반기술의 개발이 필요하기 때문이다. 또, 국내의 종균개발과 제조기술은 초기단계이기 때문에 국가주도가 필요하다는 판단에서 국립농업과학원이 발효미생물 발굴과 국산화에 주력하고 있다. 여수환 국립농업과학원 발효가공식품과 연구관은 “21세기 들어 생물자원 확보를 둘러싼 국가 간 경쟁이 시작되면서 EU(유럽연합), 미국, 중국, 일본 등 많은 국가들이 유용 미생물 개발을 통해 시장에서 우위를 차지하기 위한 대책을 추진하고 있다”면서 “농촌진흥청은 발효식품별 전문성을 높이기 위해 2017년 발효가공식품과로 개칭하고, 발효미생물 확보와 발효식품의 국가 경쟁력 향상을 위해 노력하고 있다”고 전한다. 토종 미생물의 자원 집적화 및 주·부산물의 소재화 등 맞춤형 발효종균을 개발하고, 산업체에 공급해 발효식품의 품질 향상을 위해 매진해오고 있는 것이다. 여수환 연구관은 “나고야의정서 시행으로 선진국 등이 보유한 우수한 발효미생물 자원을 이용하기가 어려워졌다”면서 “국제사회의 제약을 지혜롭게 극복하는 방법이 국산 미생물 자원을 지속적으로 발굴, 선발, 보존하는 것이다”고 강조한다.
 

▲ (왼쪽)국립농업과학원이 개발한 토종 발효종균. (오른쪽)기술이전업체가 생산한 제품들.


▲연구성과=토종 미생물 발굴 및 국산화를 통해 생물유전자원을 선점하고 산업성장도 견인하고 있다. 즉, 전국에서 수집한 발효식품에서 우수한 특성을 가진 토종 미생물을 발굴해 자원화하면서 수입종균을 대체하고, 농산업체 현장애로기술 해결에도 나서고 있는 것이다.

국립농업과학원에 따르면 2019년까지 누룩과 주류, 장류 및 식초제조용 종균 중에서 당화력, 향기 생성 등 발효특성이 뛰어난 27주의 토착 발효종균을 발굴, 생물자원으로 등록했다. 또, 이렇게 발굴된 황국균, 흑국균, 향기 생성 효모 등을 탁주에 적용한 결과, 당화력과 향기가 2배 높아지고 발효종균에서 독소가 생산되지 않아 안전성을 확보할 수 있었다. 식초의 경우 초산생성 능력이 4%에서 8%로 높아졌다. 특히 국립농업과학원이 자원화한 고상종균의 포자수는 보존 및 활성이 기존보다 10배 증가했고, 액상종균의 저장력은 기존 60일에서 180일로 3배가 연장됐다. 초산균을 이용한 식초의 제조 성공률도 2배 이상 향상됐다.

연구성과에 힘입어 맞춤형 발효종균 제조 및 대량생산 공정 확립 등에 주력하고 있는데, 주류, 식초 및 장류용 발효미생물 종균화 및 산업 재산권을 확보한 것이 16건에 달한다. 탁주용 곰팡이, 효모 및 식초용 초산균 등을 바탕으로 기업형 대량생산시스템 구축도 지원하고 있다. 탁주용 맞춤형 발효종균은 34건을 지원했는데, 고상종균 발효장치의 국산화로 70%(10억원→3억원), 액상종균 발효장치 국산화로 90%(3억원→3000만원)의 설치비용을 절감했다. 식초용 맞춤형 발효종균은 67건을 지원했다. 식초제조 종균의 국산화로 1L당 20만원이던 종균 비용을 4만원으로 80%를 줄였고, 발효장치 국산화로 90%(30억원→3억원)의 설치비용을 줄였다. 장류용은 발효종균 4건을 지원했는데, 생청국장(낫도) 종균의 국산화 등으로 비용절감에 보탬이 되고 있다.

부가가치 제고를 위해 발효식품의 건강기능성 효과 구명에도 나서고 있다. 전통식초로부터 분리한 초산균의 특성을 국제 학술지에 게재하고, 초산균 활용 발효식초의 비만 예방 및 뼈 건강 기능 효과를 구명한 것이다. 이에 따르면 초산균을 활용할 경우 총콜레스테롤은 2~31%가 감소하고, 식초 섭취 시 골의 치밀도는 6%가 높아진다. 또, 염생식물을 활용해 콩알메주의 나트륨 저감 및 면역기능 개선 효과도 구명한 바 있다.

▲ 여수환 연구관이 발효식초에서 종균을 샘플링하고 있다.

▲파급효과=울산광역시에 소재한 ‘충무발효’는 국립농업과학원으로부터 탁주용 종균의 상품화 기술을 지원받아 대량생산 장치의 세균오염을 저감하고, 과일향 풍미를 증진시키면서 매출 증대 및 일자리 창출로 이어지고 있다. 충남 논산의 ‘홍전통도가’ 역시 식초 발효공정기술을 지원받아 기존의 이미·이취를 저감하고, 풍미를 개선했으며, 약주 위주에서 현미식초, 옻식초 등으로 제품을 다양화하고 있다. 이처럼 국립농업과학원은 국산 발효종균의 현장보급 및 기술이전을 통해 실용화를 촉진하고 있다.

발효종균 이용 밀 누룩, 쌀 소주 및 혼합배양 관련 신기술 3건을 개발했으며, 토종 발효종균 및 발효식초 신기술 시범사업 지원을 통해 농산업체에 보급하고 있다. 또한 2019년 24건을 비롯해 매년 11~35건의 발효종균 관련 기술을 농산업체에 이전하고 있으며, 식초 제조용 초산균 활용 천연 발효식초제조 신기술도 보급하고 있다. 아울러 산, 당화 및 향기능이 뛰어난 탁주용 발효종균 15주를 현장에 보급했으며, 종균, 장류 및 발효식초 영농정보 활용 및 기술지도를 통해 실용화에 성공하고 있다. 이와 함께 발효식초 신기술 시범사업에 대한 관심이 증가함에 따라 사업장 수가 2012년 1곳에서 2018년에는 17곳으로 늘었고, 2023년까지 27곳으로 확대할 계획이다.

발효미생물 발굴 및 수입대체 발효종균 국산화를 추진하면서 기술적, 산업적으로 다양한 파급효과가 나오고 있다. 종균의 국산화, 종균생산 장치의 국산화 등으로 발효식품산업의 경쟁력을 높이고, 수입대체 발효종균 생물자원을 확보했으며, 농산업경영체의 기술 향상 및 경쟁력 강화에도 기여하고 있다. 농업기술실용화재단이 2016년 분석한 바에 따르면 탁주용 종균의 경제적 파급효과는 11억9200만원, 생산유발효과 23억7400만원, 기술수명은 9년에 달한다. 또, 농가형 발효식초는 기술 평가액이 456억원이고 기술수명은 14년이다. 기능성 음료식초의 경제적 파급효과는 19억5200만원, 생산유발효과 39억8000만원이고, 장류용 종균은 기술가치가 5억3700만원, 파급효과 11억3400만원으로 분석되고 있다. 여기에 더해 빙초산 대체용 발효식초 제조 등으로 국민 건강 증진에 기여하고, 발효종균을 활용한 상품화 및 발효식품과 연계한 관광과 체험 등 농촌융복합산업의 발전에 기여하고 있다.

이런 성과와 관련, 여수환 연구관은 “농촌진흥청에서 개발한 발효종균은 국내 발효식품의 대표주자인 주류, 장류, 식초용 종균의 일부이지만 수입산 종균보다 발효특성이 우수한 산업용 종균을 발굴할 여지는 많다”면서 “생물자원 확보를 둘러싼 국가 간의 치열한 경쟁이 시작된 만큼 자원 경쟁에서 이기기 위해, 보다 전략적이고 혁신적인 대책을 수립해 대응한다면 국제 경쟁력이 충분하다”고 강조했다.[공동기획 : 농촌진흥청 국립농업과학원]

서상현 기자 seosh@agrinet.co.kr

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