충북대 연구팀, 10t 규모생물 반응기로 성공
주요 성분 홍삼 2~3배…신규 물질도 확인

150년생 산삼의 유전적 특성을 유지하면서도 대량생산이 가능한 ‘세포농업’ 시대가 열렸다. 세포농업은 세포를 배양해 원하는 농산물 등을 생산하는 기술을 일컫는다.

충북대학교는 원예과학과 박소영 교수 연구팀이 세계 최초로 10t 규모의 생물 반응기(바이오리액터)를 활용해 150년생 산삼 유래 배양근의 산업적 대량생산에 성공했다고 15일 밝혔다. 이 연구는 충북테크노파크 한방천연물센터가 보유한 50t 규모의 시설과 ㈜웰그린의 배양 기술이 시너지를 낸 결과물이다.

충북대학교 원예과학과 박소영 교수 연구팀이 대량생산에 성공한 150년생 산삼 유래 배양근. 충북대 제공

연구팀은 고효율 생산 기술을 구축했다. 45~50일의 배양 주기를 거치면 10t 생물 반응기 1기에서 한 번에 약 1t(건체중 기준 약 100kg)의 배양근을 생산할 수 있다. 연간 최대 7회 생산이 가능하다.

이는 기존 노지 재배 방식으로 6년간 1㏊에서 약 6.25t을 생산하던 방식과 비교할 때 단위 시간당 생산성을 비약적으로 높인 것이다. 산업적 생산 체계 구축의 가능성을 증명했다는 평가다.

생산된 산삼 배양근의 품질 또한 우수한 것으로 확인됐다. 주요 기능성 성분인 ‘진세노사이드’ 함량은 홍삼 대비 2~3배 높았다. 또 일반 인삼에서는 거의 발견되지 않는 성분(진세노사이드 F1, 노토진세노사이드 1·2) 등이 검출됐다. 특이 성분으로 알려진 Mc 진세노사이드가 검출돼 차별화된 기능성을 입증했다.

대사체 분석 결과 기존 인삼에서는 보고된 바 없는 신규 대사물질 26종이 발견되는 등 총 151종의 대사물질이 확인됐다. 그중 주요 30종은 일반 인삼 대비 최고 7.9배 높은 축적량을 보였다. 특히 비사포닌계 신규 물질인 ‘자스모플라긴(Jasmoflagin) A~F’는 항혈전, 항혈소판, 항응고 효능을 지닌 것으로 밝혀져 이미 특허 등록까지 마쳤다.

유전적 안정성도 규명했다. 연구팀이 192개의 분자마커를 활용해 분석한 결과 배양근은 2022년 전남에서 발견된 150년생 모본 산삼과 유전적으로 100% 동일했다. 또 무균 배양 시스템을 도입해 토양 재배 과정에서 필연적으로 발생하는 농약, 중금속 등 환경오염 물질로부터 자유로운 고순도 원료를 생산할 수 있게 됐다.

연구팀은 다음 날 충북 제천시 한방천연물센터에서 실제 생산현장을 공개할 예정이다. 박소영 교수는 “산삼의 유전적 특성과 기능성을 유지하면서 산업적 대량생산 체계를 구축한 세계 최초의 사례”라며 “기능성 식품, 의약 소재, 화장품 산업을 아우르는 고부가가치 바이오소재 생산 플랫폼으로 발전시켜 글로벌 세포농업 시장을 선도하겠다”고 말했다.