롯데푸드㈜의
신제품 개발 성공스토리
현재 우리 사회는 코로나바이러스(Covid-19) 대유행을 극복하기 위해 노력하고 있다. 한편으로는 방역, 위생 지침을 철저하게 지키게 되면서 다른 감염병이 줄어들었다는 뉴스도 있었다. 우리나라를 비롯하여 전 세계적으로 영유아 바이러스 장염 감염 사고가 자주 발생했다. 바이러스 장염은 5세 미만의 영유아 중 95% 이상이 한 번쯤은 걸린다는 보고가 있을 만큼 각별한 주의가 필요하다. 영유아 바이러스 장염의 주 감염원인 로타바이러스는 다양한 변이가 발생하고 백신 접종만으로는 예방에 한계가 있어 발생 사례 및 환자 수가 줄지 않고 있다. 특히 생후 3∼24개월 영유아들이 바이러스성 장염에 걸리면 맞벌이 가정의 경우 양육 부담이 가중되고 가정과 사회적 비용 또한 증가한다. 롯데푸드㈜(이하 롯데푸드)는 이러한 고객의 애로점을 감안해 로타바이러스 예방에 효과가 있는 천연식품 유래 유산균 소재를 개발하고 분유에 적용하여 국내에서는 처음으로 제품화에 성공했다.
영유아 건강증진과 사회적 이슈 해결을 위한 도전
분유는 모유를 수유하지 못하는 경우나 모유 수유에 보완적으로 영양을 공급하는 중요한 식품이다. 영유아의 성장 단계에 따라 필수적인 영양을 배합하고 건강 및 성장 발달에 필요한 다양한 성분을 갖추고 있다. 사회환경의 변화에 따라 혼합수유가 증가하며 분유수유에 대한 필요성 역시 지속적으로 증가하고 있다.
이에 따라 기본 영양공급 외에 영유아의 성장 발달을 위한 다양한 성분을 갖춘 기능성 분유가 큰 비중을 차지한다. 최근에는 장내 유해균 억제 및 유익한 균의 성장, 설사 시 영양 공급 및 증상 개선, 면역 기능 증진 등의 건강 기능을 강화한 제품들이 국내외에서 출시 되고 있다.
최근 출산율 저하에 따라 VIB(Very Important Baby)로 부를 정도로 모든 가족의 관심이 소수의 자녀에게 집중되면서 분유 제품도 고기능화와 프리미 엄화가 지속되고 있다. 국내외 주요 분유 회사들도 기능성을 강화한 프리미엄 분유를 다양하게 선보이고 있다.
이런 트렌드에 따라 국내 분유시장은 2019년 3,500억 원 규모에서 2022년 3,300억 원 규모로 감소할 것으로 예상되고 있다.
우리나라는 맞벌이 가정의 증가 등 생활환경의 급격한 변화로 영유아의 보육시설 등록비율이 40%로 높은 수준이며, 산후조리원 문화가 발달되어 있다. 이러한 환경이 영유아의 건강을 위협하는 요소로 작용 하며 집단 감염 사고가 종종 발생하고 있다. 산후조리원에서 발생한 전염병 환자는 2014년 88명에서 매년 늘어나는 추세이며 2018년 510명이 발생했다.
영유아 감염증 중 하나인 로타바이러스는 중증 설사의 50%를 차지하는 주요 원인으로 심한 탈수를 유발하며 대증치료(병의 증상에 대응하여 그때그때 상황에 대처하는 치료법)만 가능하다. 백신으로 일부 바이러스는 예방이 가능하나 계속 변이가 일어나서 100% 예방은 불가능하다. 로타바이러스도 백신이 나와 있지만, 현재 알려져 있는 60여 종의 로타바이러스중 10여 가지밖에 막지 못한다.
맞벌이 가정에서 영유아가 바이러스 감염병에 걸리면 부모 중 한 명이 돌봐줘야 하는 상황이 되는 등 사회적 비용도 발생한다. 동남아 등 의료시스템이 취약한 곳에서는 로타바이러스로 인한 영유아 사망 등의 위험도도 높은 편이다.
이러한 니즈에 대응해 롯데푸드에서는 로타바이러스 감염을 예방할 수 있는 식품소재를 발굴하여 분유 등 식품에 적용하고 영유아 건강증진 및 사회적 이슈 해결에 기여하고자 제품개발을 추진하였다.
항로타 성분이 함유된 위드맘의 특장점
롯데푸드는 ‘항로타 성분이 함유된 위드맘’으로 2020년 22주차 IR52 장영실상을 수상하였다. 항로타 위드맘에는 로타바이러스 증상을 개선하고 예방하는 효능을 지닌 유산균 유래 성분이 함유돼 있다. 국내 분유 제품 중 로타바이러스를 억제하는 최초의 사례로 4년여 간의 연구개발 끝에 결실을 보게 되었다.
2018년 10월 처음 출시된 항로타 위드맘은 김치유산균에서 분리한 락토바실러스 플랜타럼(L.plantarum LRCC5310)의 대사산물 중 하나인 ‘로타바이러스 억제 기능성 유산균 EPS(ExoPoly Saccharide: 세포외 다당류)’를 적용한 제품이다.
‘로타바이러스 억제 기능성 보유 유산균 EPS’는 세포실험 및 동물실험에서 바이러스 예방 효과와 증상 개선 효과가 있음을 확인하였고, 로타바이러스에 감염된 영유아에 투여했을 때 장염 증상이 개선되는 효과를 확인하였다. 또한 안전성을 검증하고 개발 물질은 특허등록을 하고, 항로타 효과에 대해 SCI 저널 발표를 통해 과학적 객관성을 확보하였다.
기존에 유산균을 활용한 분유는 출시되었으나 영유아에게 가장 위험한 바이러스 중 하나인 로타바이러스에 대한 기능성 분유 개발은 롯데푸드가 세계 최초에 가깝다.
기존 프리미엄 분유 제품은 급성 설사 시 영양 공급및 설사 증상 완화, 장내 유익균 성장을 통해 장 건강 증진 효과에 중점을 두고 있다. 반면 본 제품은 장내 유익균 발달 기능 외에 직접적으로 로타바이러스로 인한 감염 증상 개선과 예방 효과에 우수한 특징을 과학적으로 입증한 소재가 들어있다는 점에 큰 차이가 있다.
천연유산균 기원 로타바이러스 억제
소재 개발을 위한 도전
‘항로타 성분이 함유된 위드맘’ 제품 연구개발은 45 개월이 소요된 장기 프로젝트였다. 2015년 초 연구를 시작해서, 소재가 나오기까지만 2년 6개월 정도가 소요됐다. 기획 초기에 분유만을 타깃으로 해서 소재개발을 시작한 것은 아니었다. 6세 이상이 되면 분유는 더 이상 먹지 않기 때문에 분유 외에 음료, 제과, 식품 등 가능한 다양한 분야에 적용하는 것을 목표로 개발을 시작했다.
소재 개발은 선행연구를 조사하고 수많은 후보 물질을 검토했다. 개발 초기에 입사한 연구원은 입사 이후 줄곧 실험하고 검토하는 일과를 수년째 반복하기도 했다. 이 과정에서 연구팀은 김치 시료 450여 종을 채취하고 유산균 5,000여 종을 분리해 실험하였다.
그림 1. 항로타 성분이 함유된 위드맘
그러나 항균력이 있는 유산균이 반드시 로타바이러스를 억제하는 데 효과가 있지 않다는 결과에 잠시 좌절 하기도 했다.
1년여 이상의 연구에도 불구하고 가시적인 성과가 없어 실패인가 싶은 순간 한 논문에서 유산균 유래 EPS가 헤르페스 바이러스를 억제할 수 있다는 것을 보게 되었다. 기존의 정형화된 사고방식에서 벗어나 살아있는 유산균이 아닌 유산균 대사산물과 사균체까지 범위를 넓혀 그 동안 실험했었던 모든 유산균을 다시금 검토했다. 그 결과 유산균 유래 대사산물 중에서 EPS가 나오는 물질 19종을 찾아냈지만 모두 로타 바이러스에 효과가 있는 것은 아니었다. 그중 로타바 이러스 억제에 효과적인 락토바실러스 플랜타럼(L.plantarum LRCC5310) EPS를 기적처럼 찾아냈다.
이후 중앙대학교 의과대학 및 병원과 공동으로 동물시험을 거쳐 로타바이러스 감염 세포에 대한 바이러스 억제 효과와 감염 동물실험 및 영유아 임상시험을 통해 기능성을 검증하고 SCI급 저널에 게재하여 객관성을 인정받았다. 특히 동물실험에서는 바이러스 감염 증상이 개선되고 항로타바이러스 EPS를 꾸준히 먹인 후 바이러스 감염 예방 효과를 시험한 예방효과 모델에서도 우수한 효과를 검증하였다. 항로타 EPS가 함유된 분유를 꾸준히 섭취할 경우 로타바이러스 감염 예방에 우수한 효과가 있을 것으로 예측된 것이다.
본 제품은 세계 최초로 항로타바이러스 기능을 과학적으로 입증한 소재를 분유에 넣은 제품으로, 현재 국내외 분유 제품 중에는 본 제품 외에 로타바이러스 만을 대상으로 예방하거나 증상을 개선하는 동물실험과 임상시험 등을 통해 과학적인 근거를 확보한 제품은 없다.
본 제품은 프리미엄 제품인 산양 분유를 리뉴얼하여 2018년 10월에 출시한 이후 반응이 좋아 무항생제 분유, 조제분유 등에 확대하고 있다. 출시 이후 기존 제품에 비해 30% 이상 성장하며 2019년 250억 원의 매출을 기록했으며, 2019년 하반기부터는 베트남 등 해외로도 수출되고 있다. 나아가 향후에는 분유 외 식품 등에 다양하게 적용할 계획이다.
표 1. 국내외 유사 제품과 비교
개발의 주요 성공 요인
장기 기초연구 관리:
사업 - 제품 - 기술전략의 유기적 연계
롯데푸드의 ‘항로타 성분이 함유된 위드맘 분유’는 기초 연구인 소재 개발을 포함하여 4년여의 긴 시간 끝에 사업화에 성공하였다. 소재개발과 같은 기초 연구개발은 장기적인 성격을 가질 수밖에 없으나 기간이 길어지고 여러 단계를 거치면서 실패할 확률이 높아질 수 있다. 기초 연구에 내재된 기술개발 실패 외에도 시장 및 경쟁 환경의 변화, 회사 전략 변화 등으로 많은 장애물에 직면하게 된다.
따라서 기초연구는 초기 기획 시 불확실성이 큼에도 불구하고 사업전략-제품전략-기술전략 간의 정합성을 높이는 것이 중요하다. 이를 위해 많은 기업들은 로드맵을 수립하고, 연구개발부문과 사업부문 간의 긴밀한 협업체계를 운영하고 있다. 특히 연구조직에서의 다양한 기술적 아이디어와 사업조직에서 응용제품과 목표시장에 대한 검토가 결합하여 초기부터 R&D기획이 유기적으로 이루어지는 것이 중요하다.
항로타 소재 개발은 기초연구로 출발했음에도 사업 전략, 제품전략과 연계된 콘셉트를 잘 잡고 사업화에 성공했다. 본 과제는 롯데중앙연구소의 식품생명연구팀에서 발의해서 시작했지만, 초기부터 롯데중앙연구소의 식품생명연구팀, 유가공팀 등의 제품연구팀, 연구기획팀과 롯데푸드의 파스퇴르 전략기획, 마케팅 부서가 유기적으로 연계하여 추진되었다.
과제 기획 당시 국내에는 로타바이러스 관련 소재가 없었고 식품 업체나 분유 업체에서는 바이러스 대응 제품이 없었다. 반면에 분유를 포함하여 종합식품 사업을 하고 있는 롯데푸드는 항로타 소재를 활용 잠재력이 큰 분야로 포지션하고 추진할 수 있었다. 이러한 논의는 3년, 5년 앞을 내다보는 로드맵을 롤링하며 지속적으로 강화·보완해 나갔다.
또한 새로운 식품 소재를 제품에 적용하여 소비자에게 기능성을 소구하기 위해서는 마케팅 콘셉트 외에 기능성 효과에 대한 신뢰성과 안전성이 가장 중요하다는 판단에 따라 과학적인 검증 과정을 명확하게 반영한 연구개발과제를 기획했다.
그러나 실제로 기초연구 시 물질 탐색 단계에서 실패를 거듭하며 1년 6개월여의 시간이 걸렸다. 바이러스 억제 유산균을 찾는 것이 목표였는데 유산균 자체는 찾지 못하고 유산균 대사산물에서 찾았다. 단기과제였으면 중간에 실패했을 때 과제가 중단되었을 것이었다. 과제의 콘셉트를 기초연구 초기 기획 단계에 서부터 명확히 하고 사업전략, 제품전략과 방향을 맞추었기 때문에 결국은 콘셉트에 맞는 물질을 개발하고 검증과정을 통해 제품개발로 이어질 수 있었다.
롯데는 식품 분야에서 연구개발을 많이 수행하는 업체로 꼽히며, 동종업계 대비 중앙연구소의 새로운 기술기반 제안 활동이 활발하다. 개발 초기부터 전략 기획 및 마케팅에서 사업성 검토를 같이하는 것도 큰 강점이다. 연구소에서 새로운 기술 과제라 하더라도 기술만이 아니라 사업을 같이 보는 협업시스템이 잘갖춰져 있다. 이러한 협업시스템의 실무인 연구기획팀에서는 기초연구 및 장기과제의 경우 관련 부문과의 교류와 조정이 활발하도록 촉진하는 역할과 함께 중간 과정과 산출물을 모니터링하며 놓치는 것이 발생하거나 진행이 늘어지지 않도록 지원하고 있다.
과학적 신뢰성 확보를 위한
기능성 제품 연구개발 절차 정립
식품에 기능성 효과를 적용하는 경우 소비자의 신뢰를 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 공공기관의 엄격한 규제와 절차로 효능과 안전성을 입증하는 것이 아닌 경우에는 소비자가 신뢰할 수 있는 과학적 객관성을 확보하는 것이 필요하다.
효능이나 안전성에 특히 민감할 수밖에 없는 영유아 식품의 경우 더욱 그러하며, 마케팅 콘셉트 외에 과학적인 근거를 가지고 소비자에게 접근하는 것이 필수적이다. 누구나 믿을 수 있는 근거를 가지고 명확하게 접근했을 때 고객의 인정을 받고 장수하는 히트 상품이 된다.
‘항로타 성분이 함유된 위드맘’은 일반적인 식품이지만 개별인정형 원료에 준하는 검증 과정을 거쳐 개발되었다. 개별인정형 연구개발 절차는 원료의 표준화, 독성으로부터의 안전성, 세포실험, 동물실험, 임상시험에서의 효능을 보여주는 기능성을 모두 충족하는 것이다.
항로타바이러스 기능 함유 성분인 유산균 EPS는 세포실험에서 로타바이러스 감염세포에 대한 억제 효능이 있음을 확인하여 이를 ‘락토바실러스 플랜타럼 LRCC5310’이라 명명하고 특허로 등록하였다. 동물 실험은 바이러스에 감염된 마우스에 유산균 EPS를 투여하여 설사 증상 및 감염기간이 감소되는 효과와 유산균 EPS 지속 투여 후 로타바이러스 감염률, 설사증상, 바이러스 배출 속도가 개선되는 효과를 검증했다.
임상시험에서는 로타바이러스에 감염된 영유아를 대상으로 정량지표의 유의한 개선을 확인하였다. 동물 실험과 임상시험 결과는 SCI급 저널에 논문을 게재하여 과학적 신뢰성을 인정받았다. 동물시험, 임상시험에는 제품에 적용하는 원료와 동일한 실제 제조공정을 따라 외주 원료업체에서 제조한 표준화된 원료를 적용하였다. 바이러스 시험과 임상시험은 바이러스 전문기관인 중앙대학교 의과대학 및 병원과 공동으로 실시하여 객관성을 확보하였다.
이처럼 엄밀한 검증과정을 거쳐 개발한 ‘항로타 성분이 함유된 위드맘’은 특허등록과 SCI급 논문 게재를 하고 심의를 통과하여 기능성 표기를 할 수 있게 되었다. 출시 후 소비자 커뮤니티의 반응 역시 뜨거웠다. 과학적 검증으로 믿을 수 있다는 호평이 이어진 것이다. 이러한 결과는 향후 다른 식품으로 적용을 확대하거나 다른 바이러스 저항력을 갖춘 제품을 개발할 때 도움이 될 것이다.
그림 2. 기능성 제품 연구개발 절차
출처: 이제는 맞춤형 시대③-기능성식품 산업 육성 방안 식품음료신문, 2010. 9. 24.
기초연구·장기연구에 대한 경영진의 지원
기초연구는 사업 및 제품전략과 연계하는 측면에서 연구소 경영진뿐만 아니라 사업조직 경영진의 지원도 필요하다. 새로운 기술에 대한 실패를 두려워하지 않는 지원과 동시에 난관을 넘어서고 사업화로 나갈 수 있는 연구비를 원활하게 지원받는 것도 중요하다.
기초연구는 사업-제품-기술 전략이 정합성을 갖추고 과학적 수행 프로세스가 있음에도 불구하고 실제 추진에 있어 많은 애로를 겪는다. 많은 자금과 시간이 소요됨에도 개발인력 및 자원 부족, 전략·기획의 수정 등이 발생한다. 이러한 장애물을 극복하기 위해서는 무엇보다 명확한 목표와 원칙 아래 경영진의 지원이 필요하다.
‘항로타 성분이 함유된 위드맘’ 개발은 세 가지 측면 에서 분명한 원칙을 가지고 경영진의 지원을 받아 성공할 수 있었다. 소비자 효용이 확실할 것, 기술적으로 차별화 경쟁우위가 있을 것, 사업전략과 연계가 명확할 것이 그 세 가지다.
첫 번째 소비자 효용이 확실할 것에 대해서는 로타 바이러스로 인한 영유아의 건강위험과 그로 인한 부모의 육아 부담, 사회적 비용 절감이라는 명확한 개발 배경에서 출발했다는 점이다. 기존 프리미엄 분유 제품을 잠식하는 우려에도 불구하고 고객에게 반드시 필요한 제품이라는 점을 우선순위에 두고 제품개발을 진행하였고 이제는 일반 분유 제품군으로 확대 중이다.
두 번째는 기존 국내외 유사제품은 장내 유익균을 강화하는 수준인 반면에 ‘항로타 성분이 함유된 위드맘’은 세계 최초로 로타바이러스를 억제하는 물질을 분유에 적용한 제품으로 증상 개선 및 예방 효과를 보여주었다.
세 번째는 분유 제품 외에 다른 식음료에도 적용이 가능한 유산균 EPS 개발을 통해 롯데의 식품 사업 포트폴리오 전략에 부합되는 점을 명확히 하였다.
본 제품은 이러한 명확한 원칙에 부합되는 과제로서 장기 연구개발에 대한 경영진의 지원을 받으며 개발에 성공할 수 있었다.
고객의 건강과 사회발전에 기여하는
종합식품기업을 향하여
롯데푸드는 롯데삼강, 롯데햄, 파스퇴르, 롯데후레쉬델리카가 합병하여 2013년 종합식품회사로 출범한 이후 2019년 1조 8천억 원 매출을 기록하였다. 국내 최초로 고품질 저온살균 우유를 소개하였으며, 세계 3번째로 로히트 분유를 출시하는 등 프리미엄 유가공 제품을 발전시키고 있다. 또한 롯데중앙연구소는 1983년부터 다양한 식품 연구와 신제품개발을 이어 왔으며 2017년부터 마곡 R&D단지에서 350여 명의 연구 인력이 소재 등의 기초연구와 제품개발, 안전 연구에 매진하며 글로벌 식품연구소로 도약하고자 노력하고 있다.
최근 전 세계적으로 유행하고 있는 코로나바이러스 같은 바이러스성 질병은 예방이 쉽지 않고 감염 시 대증치료 위주로 과학적·의학적인 치료가 어려운 질병이다. 롯데푸드와 롯데중앙연구소는 항로타 분유제품을 개발하면서 축적된 소재 연구기술을 기반으로 향후 다양한 바이러스 질병을 예방하고 증상을 치료할 수 있는 소재 개발을 목표로 하고 있다.
소비자는 이제 단순히 맛이나 마케팅으로만 선택하지는 않는 수준에 이르렀다. 제품과 기술에 대해 과학적으로 검증된 신뢰성을 요구하고 있다. 그에 따라 롯데는 고객의 수준보다 연구개발이 앞서 나가야 하는 것을 정확히 인식하고 있다. 분명 식품은 약이 아니라는 점을 기본으로 삼으면서도 꾸준히 섭취하였을 때 자연스럽게 질병에 대한 저항력을 기를 수 있는 식품 소재를 개발하여 고객의 건강을 증진하고 사회발전에 기여할 수 있는 연구개발을 지속적으로 추진해나갈 계획이다.
윤석민 책임연구원
롯데중앙연구소
건국대학교 미생물공학과를 졸업하고 동 대학에서 석사 학위를 취득했다. 제일바이오 생명공학팀을 거쳐 현재 롯데중앙연구소 식품생명연구팀에 근무 중이며, 기능성 식품 소재 개발 및 제품 적용, 유산균 균주 및 유래 소재, 마이크로바이옴 조절 소재 등을 연구하고 있다.