식량 자급을 위한 농업 기술의 발전부터 첨단 기술(BT, IT, NT)을 접목한 고부가가치 식품 산업 및 바이오 연구의 진화 과정 doc_id PCY_201710130101271751_12

국내 기술로 개발한 벼 수확 후 일괄 처리 시스템인 미곡종합처리장을 정부의 농어촌 구조 개선 사업의 하나로 1991년 시범사업 2개소로 출발해 1999년 말 전국에 300여 개소를 설치하고 운영했다. 이로써 1년 내내 품질이 균일한 쌀을 공급할 수 있는 체계를 구축했다. 또한 1993년에는 상온에서 6개월 이상 보관할 수 있고 간편하게 갓 지은 밥맛을 느낄 수 있는 무균 포장밥 제조 기술을 개발했다. 이로써 국내에 즉석 취반 포장밥이라는 새로운 시장을 창출하는 초석을 마련했다. 한편 신선 농산물의 품질을 관리하기 위해 수확 후 처리 기술로 예냉 기술과 차압 예냉 시설 표준 설계도를 개발했다. 이를 정부의 산지 유통 시설 건설 사업과 시설 원예 생산 유통 지원 사업에 활용했다(한국식품연구원, 2007, pp.11~22). 2000년대 식품 산업계가 웰빙을 화두로 삼으면서 식품에서도 기능성과 안전성, 편의성을 추구하는 고부가 가치 가공 식품 생산과 시장이 크게 늘어났다. 또 WTO 체제에서 수입 식품과 치열하게 품질 경쟁을 벌이게 되면서, 소비자의 식품 건전성과 안전성에 대한 관심은 더욱 높아졌다. 이에 유전자재조합 식품을 구별할 수 있는 공인검사법, 대규모 식품 제조업소와 단체 급식처에 대해 위해 요소 중점 관리 기준(Hazard Analysis and Critical Control Points, HACCP) 지정 확대, 방사선 조사 식품 검지 기술, 식품 유래 병원성 미생물을 신속하게 검출하는 기술 등을 확립했다. 이어서 식품을 통한 항생제 내성에 관한 연구와 항생제 내성 저감 기술, 식육 원산지 판별 기술도 개발했다(과학기술부, 2008, p.557). 또한 정부 지원 사업을 통해 위생적인 고품질 고춧가루 제품을 생산할 수 있는 첨단 가공 기술과 청결 고춧가루 제조 시스템을 개발해 보급했다. 2006년 전국 주요 고추 산지에 다수의 청결 고춧가루 가공 공장과 고추 종합 처리장을 설립했다(한국식품연구원, 2007, p.12). 이 장에서는 인류의 식생활과 밀접한 관련된 과학기술인 농업과학과 식품 분야를 다룬다. 농업과학 분야는 농업, 축산업, 수산업, 임업 등을 모두 포괄하는 개념으로 먹거리를 확보하고 식생활 안정화를 목표로 한다. 식품 분야는 이러한 농업 과학의 발전 및 성과물들을 통해 가공･제조, 보관･운반･유통, 조리 및 소비 단계로 이어지는 제반 연구개발 및 산업으로 정의할 수 있다(한국식품연구원, 2015, p.51). 우리나라는 1960년까지 식량이 부족해 국민들이 굶주림에 시달려 식량자급을 위한 정책적 노력이 시급했다. 이에 정부는 1962년 4월 농촌진흥청을 설립하며 식량증산 정책을 적극적으로 추진했다. 이 정책을 뒷받침할 수 있도록 농업기술을 개발해 현장에서 지도하고 보급하는 체계도 전국적으로 구축해나갔다. 또 시험 연구 조직을 전문화하고 체계화했다. 1970년대 농업 분야에서 최대 목표는 부족한 식량 해결, 즉 주곡 자급자족을 달성하는 것이었다. 1980년대에는 겨울에도 채소를 재배할 수 있는 비닐 농법을 시작하며 첨단 유리 온실 같은 시설 원예 농업을 확립했다. 이를 통해 농산물과 화훼 생산의 계절성을 극복하는 ‘백색혁명’을 이뤄냈다. 1990년대에는 소득 수준이 올라간 국민들이 농산물에 대해서 고품질과 안전성을 요구하기 시작했다. 2000년대는 농업분야에 생명공학 기술(BT), 정보통신 기술(ICT) 같은 첨단기술을 접목하기 시작했다. 누에를 이용한 인공 고막, 나노 기술을 활용한 식품포장재 같은 제품을 개발했다. 2010년대는 ICT, BT 같은 첨단기술과 농축산의 융합을 가속화한 시기이다. 세계 최고 수준의 인프라를 갖춘 ICT 기술을 농업기술에 접목한 창조농업을 추진하여, ICT 기술로 자동화한 시설 원예와 지능형 축산을 집중적으로 육성하는 사업을 펼쳐나갔다. 또 배추와 벼, 고추 같은 주요 경제 작물의 유전체를 해독해 표준 유전체 지도도 작성했다. 게다가 바이오 장기 생산용 형질 전환 복제 돼지 생산과 같은 새로운 고부가 가치 산업을 발굴했다. 이를 통해 농･축산업이 국가의 신성장 동력원으로 자리매김할 수 있음을 보여줬다(김두호, 2015, p.12). 최근에는 생물공학기술(BT), 나노기술(NT), 정보기술(IT) 같은 신기술을 식품 산업에 접목 시켜가고 있다. 이 기술들은 일반 식품은 물론 건강 보조 식품, 특수 영양 식품 같은 건강 기능 식품의 생산기술에 이용하며, 신선 농식품의 저장, 유통 기술과 안전성 향상에도 한몫을 하고 있다. 기업들은 자체 연구개발을 통해 효소 생물 전환 공정을 독자적으로 구축했다. 이 시스템으로 타가토스, 알룰로스, 자일로스 같은 기능성 대체 감미료를 생산하고 있다(CJ 제일제당 블로그, http://blog.cj.net/1878). 한편 정부 연구개발 지원을 통해 식품 섭취에 의한 한국인 체내 건강 유지와 질병 발생에 관여하는 바이오마커 정보를 확보했다. 이를 데이터베이스로 구축해 개인 맞춤형 질병 예방 식품에 대한 포트폴리오를 개발하고 있다. 새로운 생리 기능 소재 연구개발 성과로 해조류 감태로부터 추출한 플로로탄닌 같은 성분에서 수면 유도 효과가 있음을 밝혀냈다. 이어서 국내 최초로 수면 개선 건강 기능 식품으로 식품의약품안전처의 개별 인정을 획득해 부작용이 없는 천연 수면제를 상품화하는데 성공했다. 식품 유통 분야에서는 세계 최초로 웹기반의 포장 식품 품질 모니터링 기술과 품질 예측 시스템을 개발해 단체 급식용 식자재를 관리하는데 유용한 스마트 품질 유통 시스템을 구축하는데 활용했다. 또 벌레나 플라스틱 같은 연질성 식품 이물질을 실시간으로 감지할 수 있는 광학 영상 기술도 개발했다. 앞으로 식품 안전사고 예방과 불량 식품 근절에 크게 기여할 것으로 기대한다. 전통 장류에서 혈당 상승 억제 효능 물질을 생산하는 미생물 발굴, 콩 발효 식품의 생체 이용 해석, 청국장 고분자 다당류 성분의 면역력 증진 효과 입증, 막걸리 항암 성분인 파네졸, 스쿠알렌 발견 같은 연구 성과 도출로 전통 식품을 세계화하는 데에도 지속적으로 기여하고 있다(한국식품연구원, 2014, pp.15~95;한국식품연구원, 2015, pp.12~53;한국식품연구원, 2016, pp.10~52). 2003년 9월 바이오벤처인 크리스탈 지노믹스는 비아그라, 시알리스, 레비트라 등 3가지 발기부전 치료제가 체내에서 약효를 나타내는데 관여하는 PDE(포스포디에스터라제) 단백질과의 작용 메커니즘을 원자 수준에서 세계 최초로 규명했다. 조중명 사장은 “PDE5와 비아그라 간 결합체의 입체 구조를 백만분의 1mm 단위로 분석했다”며 “이에 따라 부작용 없는 차세대 발기부전 치료제 연구는 물론 PDE 단백질이 관여하는 천식과 심장질환, 정신질환에 관련된 신약 개발 연구에 전기를 마련할 수 있다”고 설명했다. 당시의 연구팀은 방사광 가속기, 핵자기 공명 영상 장치, 슈퍼컴퓨터 등 첨단 장비를 동원해 비아그라와 PDE5가 결합하는 모습을 입체적으로 밝혀냈다. 연구 결과는 2003년 9월 세계적인 과학저널인 네이처에 수록됐다(한국경제, 2003).