한국원자력연구원(원장 정연호) 첨단방사선연구소 임윤묵 박사팀은 화학물질을 이용해 해파리에서 콜라겐을 추출하는 기존 공정에 감마선이나 전자선 등 방사선을 쪼이는 공정을 추가함으로써 콜라겐 추출 효율을 4배 이상 크게 높이는 데 성공했다.
연구진은 국립수산과학원의 도움으로 노무라입깃해파리, 보름달물해파리 등 국내 연안에서 수거한 해파리를 기존 공정대로 분쇄 후 산 처리한 상태에서 25kGy(킬로그레이)의 감마선을 2시간가량 조사한 결과, 방사선이 해파리 몸체의 지질과 콜라겐의 사슬을 끊어줌으로써 기존 방법보다 콜라겐 추출 효율이 4배 이상 높아지는 것을 확인했다.
이번에 개발된 기술은 산 처리를 통해 반복적으로 콜라겐을 침전시키는 기존의 추출법보다 공정비용과 시간을 대폭 단축시키고 콜라겐 추출 효율은 크게 높일 수 있어 해양 유해생물인 해파리를 유용한 자원으로 활용하는 해파리 콜라겐 상품화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다.
해파리 콜라겐은 현재 많이 사용되고 있는 돈피, 닭, 쥐 등 육지동물에서 추출한 콜라겐과 달리 세포 독성 및 면역 반응의 위험이 없어 의약품, 화장품용 원료로 활용하기 위한 개발이 활발히 이뤄지고 있지만 콜라겐 추출이 용이하지 않아 상품화에 한계가 있었다.
하지만 이번에 개발된 기술을 활용하면 공정비용 절감을 통해 경제성 확보가 가능해지고 콜라겐 수득률이 높아져 어민 소득을 높이는 데 기여하는 동시에 최근 생태계 파괴로 어업 피해 및 인명까지 위협하는 해파리의 개체를 줄여 환경오염 피해도 막는 일석이조의 효과가 기대된다.
연구진은 이번에 개발된 기술로 해파리에서 추출한 콜라겐을 활용해 조직 재생 소재 등 의료용 소재와 고부가가치 바이오 소재를 개발키 위한 추가 연구를 수행할 계획이다.
임윤묵 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 공업환경연구부 선임연구원은 “방사선을 이용해서 콜라겐의 수득률을 획기적으로 높인 이번 기술에 연구팀이 보유한 하이드로겔 제조 기술 등을 접목해 고부가가치 바이오 소재 및 의료용 소재 개발에 필요한 기초·원천기술 개발에 도전하겠다”고 밝혔다.
한편 해파리 콜라겐은 원천 소재 및 생체재료 제조 기술에 활용 가능성이 높은 고부가가치 자원으로 관련 해양 바이오 물질 세계시장 규모는 2015년이면 연 40억 달러에 달할 전망이다. 해파리 콜라겐이 상용화될 경우 연간 수백억 원씩 수입되는 육지동물 유래 콜라겐을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
