[뉴스토마토 차철우 기자] hy가 50년간 축적한 프로바이오틱스 연구 역량을 바탕으로 '마이크로바이옴' 분야로 연구 영역을 넓히고 있습니다. 그 중심에는 hy중앙연구소가 있는데요. 자체 균주 개발부터 기능성 검증, 제품화까지 이어지는 연구 과정을 통해 기술 경쟁력을 쌓아왔는데요. hy중앙연구소를 찾아 프로바이오틱스 연구 현장과 마이크로바이옴 분야의 연구 방향을 살펴봤습니다.
경기도 용인시에 위치한 hy중앙연구소(사진=차철우 기자)
고유 번호 통해 철저한 균주 관리
1976년 설립된 hy중앙연구소는 유산균 국산화를 목표로 출발한 국내 최초의 식품기업 부설 연구소입니다. 전국 각지에서 모은 5000여 종의 균주 라이브러리와 자체 개발 균주 22종, 특허 등록 137건을 보유하고 있습니다. 소비자 수요를 연구와 제품 개발에 연결하는 점을 차별점으로 내세웁니다. 배윤강 hy중앙연구소 연구기획팀 차장은 "(hy중앙연구소는) 연구와 시장이 분리되지 않는 일원화된 과정으로, 소비자 중심으로 연구를 진행하는 것이 다른 곳과의 차별점"이라고 밝혔습니다.
배지에 배양된 균주를 연구원이 들어보이고 있다.(사진=차철우 기자)
hy중앙연구소의 이력과 미래 비전을 확인한 뒤 찾은 곳은 '프로바이오틱스팀'의 연구 현장입니다. hy중앙연구소는 유산균을 활용한 제품 개발을 넘어, 균주가 인체에서 어떤 기능을 하고 관련 기능이 어떻게 나타나는지 밝히는 연구를 진행하고 있습니다. 연구진은 장내 미생물과 대사산물의 변화를 살피며 기능성이 나타나는 과정까지 확인합니다. 배지에서 자란 프로바이오틱스 집락은 1억~ 10억 마리의 균들이 있습니다.
hy는 같은 종류의 프로바이오틱스도 균주별로 구분해 기능을 연구합니다. 균주마다 주민등록번호 같은 고유 번호를 붙여 관리해 세분화합니다. 균주를 발굴하는 과정도 확인할 수 있었습니다. 프로바이오틱스는 인체를 비롯해 김치, 젓갈, 된장 등 우리 주변 모든 곳에서 찾을 수 있습니다. hy중앙연구소는 이런 미생물을 수집해 균을 분리하고 연구에 활용한 균주를 선별합니다.
초저온 냉동고에 보관된 균주들(사진=차철우 기자)
선별된 균주는 배양과 검증 과정을 거친 뒤 연구 자산으로 축적해 영하 80도에 달하는 초저온 냉동고에 보관됩니다. 현재 화재 등 비상 상황을 대비해 보관 시설을 세 곳으로 분산 운영하고 있습니다. 정희철 책임연구원은 "명확하게 균주가 어디에 좋은지를 확실하게 인체 실험까지 완료해서 기능성을 확보한다는 게 hy만의 차별화된 포인트"라고 설명했습니다.
균주 투여 후 변화 등을 관찰할 수 있는 현미경과 모니터(사진=차철우 기자)
세포 실험부터 임상까지…기능성 검증
프로바이오틱스팀이 확보한 균주는 신소재개발팀에서 기능성을 검증합니다. 연구진은 균주별 항산화 능력과 염증 반응 개선 효과 등을 세포 실험으로 확인하고, 가능성이 있는 균주는 동물실험 등으로 검증합니다. 이날 현장에서는 염증을 유도한 세포와 프로바이오틱스를 처리한 세포의 배양액에 시약을 넣어 색 변화를 비교했습니다. 프로바이오틱스를 처리한 시료에서 색이 옅어지는 모습을 확인할 수 있었습니다.
염증 유도 세포와 프로바이오틱스 처리 세포의 시약 색깔의 차이가 있다. 각각 두번째와 네번째(사진=차철우 기자)
정지웅 신소재개발팀 책임연구원은 "최소한 세 번 정도 독립적으로 반복해서 실험해야 실험적인 가치를 확인할 수 있다"며 "제품이 나온 뒤에도 기능성이 계속 유지되고 있는지 확인이 필요하다"고 했습니다. 이어 "같은 종이라도 균주마다 특성과 기능성이 다르다"며 "기능성이 확인된 균주는 논문과 학회 발표를 통해 연구 결과를 알리고, 이후 제품에 적용하는 단계로 이어진다"고 설명했습니다.
제품화 가능성을 테스트하는 파일럿 플랜트 장비 (사진=차철우 기자)
균주가 제품으로…대사물질이 맛 좌우
신소재 개발 다음 단계는 기능성을 검증한 균주를 제품으로 만드는 과정입니다. 다음으로 찾은 곳은 '유제품팀'의 파일럿 플랜트실과 연구실입니다. 파일럿 플랜트는 연구소 단계에서 신제품이나 기술을 대량 생산에 앞서 제품화의 가능성을 검증 또는 테스트하기 위해 운영하는 중간 규모의 생산 설비입니다. 유제품팀은 제품 콘셉트에 맞춰 균주를 고르고 시럽·향료·농축액 등을 배합해 맛을 구현합니다. 균주마다 발효 과정에서 만들어내는 대사물질이 달라 맛과 향에도 차이가 납니다.
배양액에 향료와 농축액을 넣어 본 실습 (사진=차철우 기자)
이날 현장에서는 배양액에 향료와 농축액을 직접 넣고 섞어보는 실습이 진행됐습니다. 원료를 섞을 때는 단백질 함량 등에 따라 거품이 발생할 수 있어 실제 생산 설비에서는 여러 요소를 고려해야 합니다. 이와 관련해 최지훈 유제품팀 책임연구원은 "프로바이틱스가 크면서 각각 다른 대사 물질을 내기 때문에 풍미도 다르고 맛도 다르다"며 "여러 사안을 고려해 어떤 맛이 더 좋을지 협의가 중요하다"고 말했습니다.
최일동 신성장팀 팀장이 분변을 활용한 실험 기구에 대해 설명하고 있다.(사진=차철우 기자)
50년 연구 노하우…신성장 동력 발굴
마지막으로 방문한 곳은 '신성장'팀 연구실입니다. 이곳은 프로바이오틱스의 기능성을 장 건강을 넘어 다양한 영역으로 확장하는 연구를 맡고 있습니다. 특히 hy중앙연구소가 새롭게 주목하는 분야는 '마이크로바이옴'입니다. 장내 미생물의 구성이 어떻게 달라지는지뿐 아니라 미생물이 만들어내는 물질이 면역체계와 신체에 끼치는 영향을 연구합니다.
신성장팀은 대장 모사 시스템을 통해 사람의 장내 환경을 실험실에 구현했습니다. 실제 분변을 활용하는 만큼 실험실에는 분변 냄새가 퍼져 있었습니다. 연구진은 이 장치를 통해 프로바이오틱스 섭취 전후의 장내 미생물 구성과 대사산물 등의 변화를 관찰합니다.
분변을 활용한 대장 모사 실험기구(사진=차철우 기자)
앞으로 hy중앙연구소는 체지방 감소와 피부 건강, 면역 기능을 넘어 근력과 인지 기능, 스트레스 등 프로바이오틱스의 새 기능을 발굴하는 것이 목표입니다. 최일동 신성장팀 팀장은 "프로바이오틱스가 장내 미생물 구성과 대사산물에 어떤 변화를 일으키는지 확인하고 있다"며 "이런 변화가 면역 체계 등에 어떤 영향을 주는지 밝히는 연구를 진행한다"고 전했습니다.
hy중앙연구소는 50년간 축적한 연구 경험을 바탕으로 장 건강을 넘어 다양한 신체 기관과 기능으로 연구 범위를 넓힐 예정입니다. 이를 통해 여성 건강·근력·기억력·심혈관·잇몸 건강 등으로 연구 파이프라인을 확장할 계획입니다.
차철우 기자 chamato@etomato.com
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 강영관 산업2부장이 최종 확인·수정했습니다.
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