도내 완주군에 있는 한 바이오벤처가 버려지는 농산부산물에서 뽑아낸 기능성 물질로 작물의 저장성을 근본적으로 바꾸는 기술을 선보이고 있다. 냉장이나 코팅 같은 수확 후 처리가 아니라, 재배 단계에서부터 작물을 안에서부터 단단하게 만드는 방식이다.

눈부신자연애바이오(주)는 한국농업기술진흥원 그린바이오벤처캠퍼스에 자리한 그린바이오 스타트업이다. 이 회사는 미강과 깻묵을 복합발효해 얻는 기능성 대사산물인 '3-PLA(3-Phenyllactic Acid)'를 핵심 소재로 개발했다. 흔히 알려진 생분해 플라스틱(Poly Lactic Acid)과 이름은 비슷하지만, 3-PLA는 유산균이 발효 과정에서 만들어내는 광범위 항균 대사산물이다.

◇ '수확 후'가 아니라 '재배 중'에 답을 찾다

농산물 저장성을 높이는 기존 방식은 대부분 수확 이후에 집중돼 왔다. 저온저장은 냉장시설과 전력 공급이 필수여서 상온 유통 환경에서는 적용이 제한된다. 코팅이나 MA포장은 표면 품질은 유지하지만 내부 조직 변화까지는 막지 못한다. 약제 처리는 잔류 농약 부담으로 수출시장 요구와 충돌할 소지가 있다. 세 가지 방식 모두 수확 후 품질 저하를 늦추는 사후 대응이라는 공통점을 안고 있다.

눈부신자연애바이오는 이 지점에서 질문을 바꿨다. "수확한 것을 어떻게 오래 지킬까"가 아니라 "애초에 오래 가는 작물을 어떻게 키울까"라는 물음이다. 3-PLA가 칼슘·철 등 금속이온과 결합해 유기산 복합체를 형성하면, 펙틴 결합이 안정화되고 칼슘 이용률이 높아지면서 세포벽이 강화된다는 원리다. 미량원소가 킬레이트화돼 흡수율이 높아지는 효과도 함께 나타난다.

◇ 토마토 저장기간 20일 → 50일

이 원리는 실제 현장 실증에서 수치로 확인됐다. 일반 재배 토마토의 상온 저장기간은 약 20일에 그쳤지만, 3-PLA를 적용한 토마토는 약 50일까지 늘어나 저장성이 2.5배 개선됐다. 수확 후 52일이 지난 시점의 조직 단면을 현미경으로 관찰한 결과도 뚜렷했다. 일반 재배 토마토는 세포 배열이 불균일해지고 조직 붕괴와 연화가 진행된 반면, 3-PLA를 적용한 토마토는 세포 밀도와 구조 안정성이 유지됐다.

제품 경쟁력을 보여주는 정량 지표도 있다. 을지대학교 EMF학교기업이 지난 5월 진행한 시험 성적에 따르면 이 회사의 대표 제품 '나야나'의 페닐락트산 함량은 1mL당 4.17mg으로, 타사 비교 제품(0.64mg)보다 6.5배 높았다.

실증은 실험실에 그치지 않았다. 전북대학교 농업과학대학 토양학과와 공동으로 김제 스마트팜 혁신밸리 실증단지에서는 토마토를, 새만금 5공구 전북대 시험포에서는 콩을, 완주군 화산면과 봉동읍에서는 각각 단호박과 양배추를 대상으로 노지와 스마트팜을 아우르는 실증을 진행했다. 특히 양배추는 처리 농도를 높일수록 단위면적당 수확량이 대조구 대비 뚜렷하게 늘어난 것으로 조사됐다.

눈부신자연애바이오 전성훈 부사장은 "기존 미생물 제제가 토양과 미기후에 따라 최대 30~70%의 효능 편차를 보이는 것과 달리, 3-PLA는 생균의 정착 과정 없이 대사산물을 직접 적용해 환경 변수의 영향을 줄일 수 있다"고 설명했다.

◇ 특허 8건, 제품 4종 상용화…누적 매출 10억원

기술력은 지식재산권으로도 뒷받침된다. 2021년 친환경 방제용 조성물부터 올해 미생물 강화 비료, 미강발효액을 활용한 유산균 효모발효 액상비료까지 등록특허가 8건에 이른다. 황화수소를 95.7% 저감하는 탈취제 조성물 관련 특허 2건도 포함돼 있어, 소재가 농업을 넘어 산업환경 분야로도 확장될 가능성도 보여준다. 이 밖에 유기농업자재 공시 3건, ISO 9001·ISO 14001 인증, 벤처기업(연구개발유형) 등 기업 인증을 갖췄다.

2022년부터는 제품 상용화도 이어졌다. 구조 안정화 기반 작물보호 소재 '유황없이 나야나'(2022년 출시, 누적 매출 1억4000만원), 토양개량제 '나야나 땅살림'(2023년, 3억원), 생육 안정화 기반 유기농업 소재 '나야나 플러스'(2024년, 2억6000만원), 수출형 액상·분말 제품 '미생물추출물 나야나'(2025년) 등 4개 제품이 올해까지 누적 매출 10억원 이상을 기록했다.

◇ 원가 경쟁력의 비밀은 농산부산물과 20일 발효

눈부신자연애바이오가 내세우는 차별점은 원가 구조에 있다. 기존 고가 기능성 소재는 장기 발효와 고가 정제 원료에 의존해 공정이 복잡하고 대량화가 어려운 반면, 3-PLA는 국내에서 연간 934만톤 발생하는 미강·깻묵 등 농산부산물을 원료로 활용하고 발효 기간도 20일 이내로 단축했다. 원료비 부담과 공급 리스크를 낮추는 동시에, 동일 발효 기반에서 저장성·토양개량·악취저감 소재로 사업을 확장할 수 있는 플랫폼형 구조를 만든 셈이다.

◇ 농가부터 산업환경까지, 다중 시장을 노린다

사업모델도 다각화하고 있다. 농가와 영농조합·농업법인을 대상으로 관주·엽면용 재배 자재를 반복 공급하는 것이 현재 수익의 축이다. 김제 혁신밸리 스마트팜과 축산·폐수처리 등 산업환경 분야에서는 실증(PoC)을 거쳐 공급계약으로 전환하는 구조를 추진하고 있으며, 농협양곡·농협식품과도 실증을 앞두고 있다. 동남아·일본을 겨냥한 고농축 분말 수출형 제품 개발도 병행하고 있다.

정부 연구개발 과제 참여도 활발하다. 전북테크노파크의 전북지역 잠재초기기업 육성사업과 전북 TIPS(예비선정), 한국농업기술진흥원의 그린바이오 벤처 창업 지원사업과 김제 스마트팜 실증사업, 국립농업과학원의 공공기술 이전 추진 등 10건에 이르는 국가·지자체 사업에 참여하며 기술개발과 사업화 자금을 확보하고 있다.

◇ 20억원 투자로 상업생산 도약 준비

눈부신자연애바이오는 누적 매출 10억원 규모에서 2030년 연 매출 100억원 규모의 플랫폼 기업으로 성장한다는 목표를 세우고, 최근 20억원 규모의 투자 유치에 나섰다. 투자금은 발효조와 자동 제어 설비 등 생산 스케일업 설비(10억원), 농축·저장 등 후공정 설비(4억원), 품질관리·분석 장비(2억원), 파일럿 생산·실증(2억원), 특허·인증·사업화 지원(2억원) 등에 순차적으로 투입할 계획이다. 현재 파일럿 수준인 생산 능력을 상업생산 규모로 확대하고, 3-PLA 함량과 수율을 높여 대량생산 원가를 낮추는 것이 목표다.

성장 전략은 3단계 로드맵으로 짜였다. 구조제어·저장성 실증을 통해 기술 신뢰를 확보하는 1단계, 스마트팜과 기능성 소재 시장에서 국내 매출을 키우는 2단계에 이어, 아세안(ASEAN)과 공적개발원조(ODA) 기반 스마트농업 진출로 글로벌 스케일업을 노리는 3단계다.

◇ 4인 체제에서 15인 규모로

눈부신자연애바이오 현재 4인 체제로 운영되고 있다. 발효기술 기반 제품개발과 사업화 경험을 갖춘 이채원 대표를 중심으로 3-PLA 대사산물 생산 공정과 복합발효 기술을 총괄하는 최고기술책임자(CTO) 전성훈 부사장, 구조제어 기반 소재 고도화를 담당하는 유수인 연구소장, 현장 실증 데이터를 검증하는 이귀성 연구원 등이 기술개발과 사업화를 함께 이끌고 있다. 여기에 발효·분석·미생물·농업·수의학 등 다양한 분야 박사급 전문가 7명이 외부 자문단으로 참여해 기술 경쟁력과 사업화를 뒷받침하고 있다. 내년에는 15인 규모까지 단계적으로 인력을 확충할 계획도 갖고 있다. 

전성훈 부사장은 "버려지던 미강과 깻묵을 고부가가치 농업소재로 전환해 작물의 저장성과 상품성을 높이고, 출하 시기 조절을 통해 농가의 수익성 향상에 기여하겠다"고 강조했다. 현재 글로벌 기능성 바이오 소재 시장이 3조5000억원 규모로 추산되는 가운데, 전북에서 출발한 이 그린바이오 기술이 2030년 목표인 매출 100억원까지 도달할 수 있을지 주목된다.

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