과학과 함께 커가는 농업...농식품 연구개발 성과 주목

[한국영농신문 이병로 기자] 

국립농업과학연구원, 국립식량과학원, 농림수산식품기술기획평가원(농기평), 국립원예특작과학원, 국립축산과학원, 산림과학연구원. 농작물, 농식품, 산림자원의 과학적 활용을 위한 대표적인 국가기관들이다. 매년 아니 매월 그 연구 성과를 발표하는데 성과들이 놀랄만한 게 많다. 미래농업을 위한 연구 개발(R&D)에 투입되는 예산과 인력 또한 만만치 않다.

그 결과물들을 매년 농림축산식품부(장관 김현수, 이하 농식품부)도 발표하는데, 선정은 과기정통부에서 맡는다. 올해도 농림식품 분야의 연구개발 성과 12건이 '2020 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정됐다. 분야는 기계·소재, 생명·해양, 에너지·환경, 정보·전자, 융합, 순수기초·인프라 등 총 6개 분야다.

올해 농식품부는 생명·해양 분야에 3건, 에너지·환경 분야에 1건 등 4건, 농촌진흥청은 생명·해양 분야 6건, 순수기초·인프라 분야 1건 등 7건, 산림청은 생명·해양 분야에 1건의 우수성과를 기록했다. 우리나라 국가 총 연구개발(R&D) 예산이 약 24조원인데, 이중 농식품부 R&D 예산이 차지하는 비중은 약 4.4%(약 1조)가량이다. 이런 상황에서 농식품부가 국가 연구개발 우수성과 100개 중에서 12건이 선정된 것은 돋보이는 성과라는 평가가 나온다. 참고로 2020년도 R&D 예산액은 농식품부 2350억원, 농진청 7131억원, 산림청 1289원 등이다.

◇ 국가 연구개발 우수성과 100개 중 농식품부 분야가 12개 차지

분야별로 살펴보면 우선 [생명·해양 분야]에서 연구성과는 다음과 같다. ▲잔류 가능성이 없는 천연물질 기반의 항균 및 세균독소 펩타이드 대량생산기술 개발 (2016-2019, 건국대학교 박찬규 연구팀) = 천연물질 기반의 항균 및 세균독소 펩타이드는 다제내성균(슈퍼박테리아) 등 항생제 내성 문제를 해결할 차세대 항생물질로 각광받고 있다. 항균 및 세균독소 펩타이드를 고효율로 발현시킬 수 있도록 녹색형광단백질(GFP)을 활용하여 대량생산기술을 개발해 기존 대비 10배 이상의 생산 효율을 확보함으로써 생산 제약 사항 및 높은 비용 문제 극복에 기여했다. 이 유전공학적 펩타이드 대량생산 기술은 다양한 감염 치료제·백신 개발에 활용될 것으로 기대되며, 미국, 유럽 등에 원천기술 특허를 출원했다.

▲영양과 식감을 개선한 고령자 맞춤형 기호식품 개발 (2017-2020, ㈜대상 변명희 연구팀) =  식재료 본연의 외관, 성상 및 다즙성을 유지하면서도 숙성 없이 간편하게 식감 연화 효과를 발생시킬 수 있도록 연화 효소에 증점제와 변성전분 등을 더해 고령자 맞춤형 식품을 개발하여 상품화했다. 해당 기술은 추후 다른 제품군에도 확대 적용이 가능하여 장기적으로 국내 고령식 맞춤형 제품시장 진입 기반 기술이 될 것으로 보인다. 연구 결과는 국내 우수 특허 등록되었으며, 개발된 기술을 적용한 상품을 출시하여 9억 2500만원의 매출을 달성했다.

▲농산물 원산지를 정확하게 판별할 수 있는 동위원소 지도 개발 (2016-2019, 한국기초과학지원연구원 봉연식 연구팀) = 농산물 원산지를 정확히 판별할 수 있는 동위원소 지도를 개발하였으며, 개발된 기술을 활용하여 국내산 농산물 데이터베이스를 축적하면 국내산과 수입 농산물의 정확한 구분이 가능하게 될 것으로 보인다. 연구 결과는 SCI급 논문에 게재되었고, 공익적 활용을 위해 국립농산물품질관리원 시험연구소에 무상 기술이전을 실시했다. 향후에는 다양한 국내 농축산물의 정확한 원산지를 판별할 수 있게 되어 국내 농축산물의 효율적 품질관리와 국민건강 보호에 기여할 것으로 기대된다.

▲소비 및 생산 환경 변화에 대응한 사과 신품종 개발·보급 (2016-2022, 국립원예특작과학원 권순일) = 급변하는 소비·생산 환경 변화에 대응한 다양한 사과 신품종(루비에스, 컬러플, 썸머프린스 등)을 개발하고 맞춤형 품종 정보서비스 제공을 통한 보급 확대, 공동출하를 통해 사과 농가의 소득 증대에 기여했다. ▲작물 수분스트레스 진단 및 적정 수분공급을 위한 인공지능 관개시스템 개발 (2019-2019, 국립농업과학원 김민영) = 인공지능과 객관적 데이터에 기반한 최적 물관리 솔루션을 제공하는 관개 시스템 기술을 관련 기업체에 기술이전, 산업화를 준비하고 있다.

▲가축유전자원 동결보존 시스템 구축 (2014-2018, 국립축산과학원 김성우) = 생식세포의 동결보존기술을 확립하여 국가 가축유전자원을 안정적으로 보존하고 후대 연구 재원으로 활용될 수 있게 되었다. ▲기후변화에 대응한 닭의 고온 스트레스 적응 유전자 발굴 및 기작 구명 (2014-2016, 국립축산과학원 박종은) = 여름철 폭염에 폐사율이 높은 닭의 고온 저항성 닭 육종을 위해 아프리카의 닭을 활용하여 고온 스트레스 특이반응 유전자 및 발현 기작을 구명하여 원천기술을 확보했다.

▲토종벌 멸종 위기 바이러스병 저항성품종 개발 및 사업화 (2015-2019, 국립농업과학원 최용수) = 토종벌 에이즈라 불리는 ‘낭충봉아부패병’ 저항성 품종 2종(한라벌, 백두벌)을 개발·보급하여 국내 양봉산업의 경쟁력 제고와 함께 멸종 위기 토종벌 복원에 기여했다. ▲토종 유산균 활용 순식물성 쌀 발효 신(新)소재 개발 및 산업화 (2011-2014, 2017-2019 국립식량과학원 최혜선) = 국내 쌀 소비 촉진과 새로운 식물성 식품 시장에 대응하여 우리 쌀과 토종 유산균을 활용한 발효 신소재 개발 기술을 농식품 업체에 기술 이전, 쌀 신소재가 함유된 제품을 생산, 판매할 계획이다.

▲생물공정기술 기반 유효성분(인체흡수형 진세노사이드 등) 극대화 활성산양삼 제조기술 (2017-2019, 경남과기대 조계만 연구팀) = 임상시험 등을 통해 활성산양삼 추출물이 숙취해소, 간 기능 개선, 피부건강 및 피부미백에 도움이 된다는 결과를 바탕으로 숙취음료 시제품, 스틱형 액상 산양삼 제품, 미백ㆍ주름 2중 기능성 마스크 팩을 상품화했다. 연구 결과는 국제특허 출원 및 우수 특허 등록되었고 개발된 기술을 2개 기업에 이전하여 적용한 상품 출시로 2019년 2800만원의 매출을 달성했다.

[에너지·환경 분야]는 다음과 같다. ▲음식물쓰레기를 활용한 고밀도 친환경 바이오연료 생산 (2016-2019, 고등기술연구원 연구조합 송형운 연구팀) = 내염성, 내열성이 뛰어난 유용 토착미생물을 활용하여 운전시간이 2.5배 향상된 친환경 시스템(펠릿 성형 장치 및 음식물쓰레기 전용 펠릿보일러)을 개발하여 소비되는 에너지를 30% 이상 절감했다. 미생물이 음식물쓰레기를 분해할 때 생성되는 부산물을 바이오연료로 재자원화 함으로써 에너지 이용효율을 극대화하고, 수입에 의존하던 미생물을 토종 미생물로 대체함으로써 로열티를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 확보한 유용 토착미생물 판매를 통해 최근 3년간 26억 7천만원의 매출을 달성했다.

[순수기초·인프라 분야]는 다음과 같다. ▲농장 단위 작물별 맞춤형 기상·재해 예측 조기경보 서비스 (2014-2017, 국립농업과학원 심교문) = 상세한 기상정보 예측 알고리즘 개발로 농장 단위의 작물별, 맞춤형 재해예측정보 서비스를 제공하여 농작물의 기상 재해 최소화에 기여하였으며 광역실증을 거쳐 앞으로 전국적으로 확대할 계획이다.

농진청 농식품자원부는 최근 5년 동안 도라지의 중성지방 개선 효과를 비롯 여주의 혈당 조절, 쑥부쟁이의 알레르기 개선, 금어초의 항염증 항당뇨 피부주금개선, 무순의 대장염 및 장내 마이크로바이옴 개선 효과 등을 규명해 산업체에 기술이전 함으로써 국내 농산물 소비촉진에 기여하고 있다. 사진은 국림농업과학원 전경 [사진=농촌진흥청]

◇ 고령자 맞춤형 기호식품, 쌀 발효 신(新)소재 개발, 활성산양삼 제조기술 등 우수성과

이러한 국가 연구개발 우수성과들에 대해 농식품부 과학기술정책과 김상경 과장은 “우수성과 100선에 선정된 연구자에게는 인증서와 현판이 수여되며, 2년간 R&D 과제 선정 시 가점을 부여할 계획”이라면서, “지속적인 연구개발 지원을 통해 농림식품 현장의 문제를 해결하는 데 도움이 되는 과학기술 성과를 얻을 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

열거한 성과들 이외에도 다른 우수 연구성과들이 존재한다. 농진청 농식품자원부는 최근 5년 동안 도라지의 중성지방 개선 효과를 비롯 여주의 혈당 조절, 쑥부쟁이의 알레르기 개선, 금어초의 항염증 항당뇨 피부주금개선, 무순의 대장염 및 장내 마이크로바이옴 개선 효과 등을 규명해 산업체에 기술이전 함으로써 국내 농산물 소비촉진에 기여하고 있다.

치유농업과 치유식품, 항노화식품이라는 새로운 카테고리들이 생성되고 있는 지금이 바로 과학을 통한 농업과 농식품의 성장을 견인할 적기라고 할 수 있을 것이다. 기대가 크다.