일반 식품용 히알루론산나트륨은 kg당 수천 위안인 반면, 고급 주사제용 의약품 등급은 kg당 수십만 위안에 이릅니다. 이처럼 큰 가격 차이는 고부가가치 제품에 높은 기술 장벽과 수십 년간의 연구 축적이 필요하다는 사실을 보여줍니다.
산업 초기 해외 제조업체는 주로 동물조직 추출법으로 히알루론산을 생산했습니다. 1990년대 Freda는 중국에서 선도적으로 미생물 발효를 통한 히알루론산 생합성 연구를 시작해 산업 규모 생산에 성공했습니다. 수십 년간의 발전을 거쳐 중국 히알루론산 산업은 수입 의존에서 글로벌 선도로 역사적인 전환을 이뤘습니다.
중국 산둥성 지닝시 취푸에 본사를 둔 Shandong Focusfreda Biotech Co., Ltd.는 히알루론산 산업의 글로벌 선도 기업으로, 지속적인 혁신을 통해 기술 장벽을 돌파하고 산업 고도화를 이끄는 과정을 보여줍니다.
1. 분자량 하한 돌파: 400 Da 저분자 히알루론산나트륨으로 산업 한계 재정의
히알루론산 분야의 깊은 전문성, 분자량 한계 돌파, 400 Da부터 320만 Da까지 전 분자량 스펙트럼을 포괄하는 히알루론산나트륨 제품 개발은 Focusfreda의 산업 고도화와 고품질 전환을 위한 핵심 로드맵입니다.
Shandong Focusfreda Biotech Co., Ltd.의 연구개발센터는 생산 작업장과 직접 연결돼 있습니다. 점성이 있는 용액이 담긴 용기들은 회사의 핵심 제품인 히알루론산나트륨이 만들어지는 출발점이자 장기간 이어 온 기술혁신과 돌파 의지를 보여줍니다.
Shandong Focusfreda Biotech Co., Ltd.의 Kang Chuanli 부총경리 겸 연구개발 책임자는 “흔히 히알루론산으로 불리는 히알루론산나트륨은 점성을 가진 다당류로 점안제, 관절강 주사제, 스킨케어 등 다양한 분야에 적용됩니다”라고 설명했습니다. 히알루론산나트륨은 용도에 따라 식품용, 화장품용, 의약품용 등급으로 구분되며, 제품 기술 고도화의 핵심은 분자량 조절·제어 기술의 발전입니다.
히알루론산의 생물학적 특성은 분자사슬 길이와 상대분자량에 밀접하게 연관됩니다. 오랫동안 저분자 히알루론산나트륨의 산업적 하한은 약 5,000–10,000 Da였습니다. 분자량을 정밀하게 한 단계씩 낮추는 일은 이미 높은 점수에서 몇 점을 더 올리려는 것과 같은 기술 한계에 대한 도전입니다.
Kang Chuanli 책임자는 “90점을 받는 것은 비교적 쉽지만 병목을 돌파해 95점을 넘으려면 모든 단계의 난제를 해결해야 합니다”라고 연구개발의 어려움을 비유했습니다.
그 배경에는 산업의 발전 역사가 있습니다. 1980년대 이후 중국의 히알루론산 핵심 기술은 오랫동안 해외 기업이 독점해 제품 가격이 높게 유지됐고, 저분자 히알루론산나트륨 제조는 대표적인 기술 병목이었습니다.
Kang Chuanli 책임자에 따르면 화학적 분해법을 이용한 저분자 히알루론산나트륨 생산 핵심 기술은 과거 외국 기업이 장악하고 있었습니다. 저분자 제품의 폭넓은 적용 가능성을 고려할 때 이 기술 장벽을 극복하는 일은 중국 산업 발전의 핵심 방향이자 Focusfreda의 전략적 목표였습니다.
그는 “화학적 분해는 올리고 히알루론산나트륨의 주요 생산법 중 하나이지만 반응 조건이 가혹하고 히알루론산 분자구조를 일부 손상시킬 수 있습니다”라고 말했습니다.
이에 따라 히알루로니다아제를 이용해 히알루론산을 표적 분해하는 효소법이 주요 연구 분야로 부상했습니다. 효소 분해는 화학적 분해에 비해 반응 조건이 온화하고 제어가 용이하며 제품 구조가 균일하고 순도가 높습니다.
하지만 대량생산을 위해서는 두 가지 난제를 해결해야 했습니다.
첫째, 야생형 히알루로니다아제 생산 균주의 효소활성이 낮다는 점입니다. 둘째, 고품질 올리고당을 정밀하게 생산하기 위한 고순도 효소 정제 기술이 필요했습니다.
고활성 히알루로니다아제 발현 균주를 구축하는 일이 Focusfreda가 기술 장벽을 넘기 위한 첫 번째 핵심 과제가 됐습니다. 회사는 업계의 공통 문제를 해결하기 위해 연구개발에 대규모로 투자하고 균주 개량과 생산공정을 지속적으로 최적화했습니다.
Kang Chuanli 책임자는 “초기 선별한 야생 균주의 효소활성은 10,000 U/mL에 불과했습니다. 합성생물학 기술을 통해 200만 U/mL 이상으로 높였고, 첨단 크로마토그래피를 적용하면 2,000만–3,000만 U/mL까지 향상할 수 있습니다. 고도로 정제한 효소로 히알루론산을 정밀 분해해 마침내 분자량 하한을 돌파했습니다”라고 설명했습니다.
Focusfreda는 2018년부터 장난대학교를 비롯한 대학과 산학연 협력 플랫폼을 구축하고 저분자 히알루론산나트륨 전용 연구개발 과제를 공식 착수했습니다. 2019년 핵심 연구 단계에 들어간 뒤 6년간의 지속적인 연구와 반복 시험을 거쳐 핵심 효소 분해 기술을 확보했습니다. 초기 5,000–10,000 Da였던 제품 분자량을 단계적으로 낮춰 최종적으로 400 Da 저분자 히알루론산나트륨 원료의 대량생산을 실현했습니다.
이번 돌파는 중국 내 저분자 히알루론산나트륨 공급 공백을 메우고 해당 분야의 독자 혁신 역량을 높였습니다.
2. 고부가가치 추구: 고급 의약품 등급 시장 진입
고부가가치 성장은 기업의 고품질 전환을 위한 핵심이자 산업이 저가 동질화 경쟁을 벗어나 고급 시장으로 진입하기 위한 필수 경로입니다.
히알루론산 분야는 용도와 품질 등급에 따라 부가가치 차이가 매우 큽니다. 일반 식품용 히알루론산나트륨은 kg당 수천 위안, 점안제용 의약품 등급은 kg당 수만 위안, 고급 주사제용 의약품 등급은 kg당 수십만 위안에 이를 수 있어 고급 제품의 높은 가치를 보여줍니다.
이러한 고부가가치 제품의 이면에는 엄격한 기술 기준과 장기간 축적한 연구가 있습니다.
Kang Chuanli 책임자는 200만 Da 이상의 의약품용 고분자량 히알루론산나트륨을 생산하는 일이 업계에서 가장 어려운 기술 과제 중 하나로 꼽힌다고 설명했습니다. 고분자량 제품은 분자사슬이 더 길지만 온도, pH, 기계적 전단력 등 외부 요인으로 사슬이 절단·분해되기 쉬워 안정적인 대규모 생산이 매우 어렵습니다.
Focusfreda는 이 핵심 병목을 해결하기 위해 대규모 자원을 투입해 집중적으로 연구했습니다. 팀은 400–500회의 반복 시험을 진행하며 생산 매개변수를 지속적으로 최적화했고, 시험 원료에만 약 2,000만–3,000만 위안을 투자했습니다.
수년간의 연구 끝에 의약품용 히알루론산나트륨의 안정적 생산 가능 분자량을 200만 Da 초반에서 300만 Da 이상으로 높여 고급 고분자량 제품의 제조 제약을 해결했습니다.
고분자량 기술 외에도 독자적인 첨단 식물 유래 질소원 제조기술을 개발해 히알루론산나트륨의 최대 산업 발효 수율을 14 g/L까지 높였습니다.
정밀 효소 분해 기술을 기반으로 400 Da부터 320만 Da까지 전 분자량 범위의 대량생산을 실현하고 산업용 미생물 발효 분야의 핵심 병목을 해결했습니다.
두 핵심 기술을 바탕으로 식품, 뷰티, 의약품 및 의료 분야의 세분화되고 차별화된 요구를 충족합니다. Focusfreda는 글로벌 히알루론산나트륨 원료 시장에서 선도적 지위를 확보하고 있으며 시장점유율 기준 세계 3대 기업에 포함됩니다.
Kang Chuanli 책임자는 “현재 히알루론산나트륨 시장점유율 세계 3대 기업은 모두 중국 기업입니다”라고 밝혔습니다.
수십 년간의 산업 발전을 통해 중국 히알루론산 산업은 수입 의존에서 글로벌 선도로 역사적인 전환을 이뤘습니다.
3. 혁신으로 전진: 장기적 선도 지위를 뒷받침하는 연구개발 역량
Focusfreda가 업계의 주요 기술적 난제를 반복해서 극복할 수 있었던 이유는 장기간에 걸친 연구개발 혁신과 지속적인 기술 축적에 있습니다.
Kang Chuanli 책임자는 “회사는 연구개발 투자를 높은 수준으로 지속하고 있습니다. 연구개발비는 연간 영업수익의 6% 이상이며 매년 약 2,000만 위안을 투자합니다”라고 소개했습니다.
Focusfreda는 “기술과 인재”의 양대 전략을 바탕으로 혁신 역량을 강화하며 “대규모 히알루론산나트륨 원료 제조사”에서 기술 중심의 “산업 선도 기업”으로 전환하고 있습니다.
장난대학교, 베이징공상대학교, 산둥성약학과학원, 취푸사범대학교 등 대학·연구기관과 협력해 심층적인 산학연 협력을 추진합니다. 전문 연구개발팀과 공동 연구·생산 플랫폼을 구축해 첨단 연구성과의 발굴과 사업화를 가속합니다.
현재 100종 이상의 제품 규격과 100건 이상의 핵심 특허를 확보해 견고한 기술 및 제품 경쟁우위를 형성했습니다.
Kang Chuanli 책임자는 “앞으로도 기술혁신을 핵심 전략으로 삼아 고품질·고부가가치 성장을 추진하겠습니다”라고 말했습니다.
향후 합성생물학 기술 연구를 심화해 발효 효율을 높이고 생산비용을 낮출 계획입니다. 또한 시알산과 에르고티오네인 등 신규 분야로 확장해 제품 포트폴리오를 다각화할 예정입니다.
장난대학교 등 기관과의 심층적인 산학연 협력을 기반으로 고부가가치 의약품 등급 제품의 연구개발과 등록 절차도 가속합니다. 점안제용 및 주사제용 등 세부 분야에서 글로벌 최고 수준의 기준을 벤치마킹하고 안정적인 품질과 맞춤형 솔루션을 바탕으로 경쟁력을 강화하겠습니다. 이를 통해 글로벌 히알루론산나트륨 원료 시장에서의 우위를 더욱 공고히 하고 “규모 확대”에서 “가치 중심의 선도”로 전략적 전환을 추진할 것입니다.
