흡착 및 분리 기술을 통한 에르고티오네인 생합성 촉진

에르고티오네인이란 무엇인가요?

에르고티오네인은 1909년 찰스 탄렛이 맥각균에서 처음 분리해낸 천연 아미노산으로, 이후 그가 명명했습니다. 1911년 바거와 이윈스는 에르고티오네인이 히스티딘 베타인에서 유래한다는 사실을 밝혀내며 그 구조를 더욱 자세히 규명했습니다.

광범위한 연구 끝에 과학자들은 디메틸설폭사이드(DMSO)가 유기 화합물인 에르고티오네인으로 전환될 수 있음을 발견했습니다. 에르고티오네인은 항산화 및 항염증 특성을 지닌 황 함유 유기 화합물로, 조직 복구 및 재생을 촉진하는 효능이 있습니다. 초기에는 관절염 및 기타 염증성 질환 치료에 사용되었지만, 과학적 연구가 진행됨에 따라 여드름, 방광염, 피부 염증 등 다양한 피부 질환 치료에 사용되는 얼굴 및 피부 관리 제품에 적용되어 가장 널리 사용되는 성분 중 하나가 되었습니다.

에르고티오네인의 경제 성장 황금기: 연평균 성장률 30% 돌파

Market Watch 데이터에 따르면, 에르고티오네인 시장은 2028년까지 1억 7,190만 달러에 달할 것으로 예상되며, 2022년부터 2028년까지 연평균 성장률(CAGR)은 36.2%에 이를 것으로 전망됩니다. 세계 시장의 주요 업체로는 Tetrahedron, Mironova Labs, Blue California, Aktin Chemicals, Inc., Sobeo Biotech 등이 있습니다. 현재 북미가 약 47%로 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 그 뒤를 중국과 유럽이 잇고 있습니다. 제품 부문별로는 화학 합성 분야가 87% 이상으로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 응용 분야별로는 의료 부문이 50% 이상의 시장 점유율을 차지하고 있습니다.

최근 과학 연구자들 사이에서 에르고티오네인에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 2011년 이후 PubMed에는 이 주제에 관한 학술 논문이 300편 이상 게재되었는데, 이는 2000년 이전에 게재된 논문 수를 넘어선 수치입니다.

화장품 산업의 핵심 원료인 이 물질이 이제 식품 분야로까지 영역을 넓히고 있습니다.

2014년부터 에르고티오네인은 중국 국가의약품관리국의 "화장품 관리 및 감독 규정"에 포함되었습니다. 그 결과, 에르고티오네인은 탁월한 항산화 효능 덕분에 에스티로더, 프로야, 클리니크 등 주요 브랜드의 다양한 스킨케어 제품에서 주성분으로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

에르고티오네인은 아직 중국에서 식품에 사용하도록 승인되지 않았지만, 유럽, 미주, 일본 등 여러 국가 및 지역의 식품 산업에서 주목받고 있습니다. 에르고티오네인의 독특한 항산화 특성은 다양한 식품에 활용될 수 있는 유망한 성분으로 주목받고 있습니다.

2017년 7월, 유럽연합(EU)은 에르고티오네인을 새로운 식품 성분으로 승인하여 건강 보조 식품에 사용할 수 있도록 허용했습니다. 일반인의 권장 일일 섭취량은 30mg이며, 3세 이상 어린이는 20mg을 섭취할 수 있습니다. 그러나 임산부와 수유부는 에르고티오네인 섭취를 삼가야 합니다.

2018년 EU는 에르고티오네인의 사용 범위를 더욱 확대하여 건강 보조 식품 외에도 음료, 시리얼 바 및 기타 일반 식품에 사용할 수 있도록 허용했습니다.

2019년 8월, 에르고티오네인은 미국 식품의약국(FDA)으로부터 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS) 인증을 받아 일반 식품에 사용할 수 있게 되었습니다.

고가 장벽 허물기: 합성 생명공학의 역할

에르고티오네인은 인체가 합성할 수 없어 외부에서 섭취해야 하는 필수 영양소입니다. 하지만 현재 에르고티오네인 원료의 구매 비용은 킬로그램당 약 25만~35만 위안에 달해 대부분의 국내 화장품 브랜드가 감당하기 어려운 높은 가격입니다.

화학적 합성 및 생물학적 추출은 에르고티오네인 원료를 얻는 두 가지 일반적인 방법이지만, 두 방법 모두 합성 난이도가 높고 품질이 낮으며 비용이 많이 드는 등의 한계가 있습니다. 산업 생산에서는 균사체 발효 기술을 이용한 생물학적 발효가 가장 일반적인 방법입니다.

하지만 기술이 미성숙하여 제품의 품질이 매우 다양하며, 대부분은 함량이 낮은(0.5%) 복합 제품이거나 발효 혼합물입니다. 또한 기술적 한계로 인해 가격과 공급에도 제약이 있습니다.

첨단 흡착 및 분리 기술로 에르고티오네인 생산량 증대

선레진은 새로운 합성생물학 기술을 활용하여 정밀한 연구 개발, 첨단 크로마토그래피 장비, 엄격한 품질 관리를 통해 균일 입자 이온 교환 수지를 개발했습니다. 이 수지는 에르고티오네인 생산에 사용되는 기존 발효 공정의 불순물 및 높은 염 함량 문제를 해결하도록 설계되었습니다. 크로마토그래피 탈염, 탈색 및 정제에 사용되며, 고염 시스템에서 95% 이상의 무기/유기 염 제거율을 달성하고 전도도를 50μs/cm 미만으로 낮춥니다.

또한, 수지의 균일한 입자 특성으로 인해 기존 수지에 비해 수지층의 압력 강하가 낮고, 온라인 액체 처리 용량이 증가하며, 수지 파손율이 감소하고, 불순물 및 염분 제거 효율이 향상됩니다. 결과적으로 수율이 높아지고 생산 효율이 크게 향상되는 동시에 생산 비용이 절감됩니다.

에르고타민 제조 공정에서 크로마토그래피 분리 및 정제 시스템의 적용

선레진의 셉솔루트 ®본 고처리량 산업용 분취 크로마토그래피 시스템은 DAC 단일 컬럼 크로마토그래피 시스템을 기반으로 하며, 다양한 매트릭스, 용도, 대용량 흡착 능력, 우수한 오염 방지 성능 및 알칼리 내성 재생 특성을 갖춘 자체 개발 폴리머 시리즈 크로마토그래피 충전제를 핵심으로 결합합니다. 이 시스템은 배치 혼합물에서 고순도 물질을 분리 및 정제할 수 있으며, 높은 분리 효율과 산업 규모 생산의 장점을 통해 상당한 경제적 이점을 제공합니다. 

선레진의 모의 이동층 크로마토그래피 장비의 장점과 특징은 다음과 같이 요약됩니다.
✸ 대규모 배치 생산 제품 분리에 적합합니다
✸ 높은 정밀도, 높은 생산량, 낮은 물 소비량
✸ 이 장비는 뛰어난 다용성을 자랑하며, 한 세트의 장비로 다양한 제품을 분리할 수 있습니다. 또한 고객의 요구에 따라 포트 수를 선택적으로 늘려 2~3개의 서로 다른 구성 요소를 분리할 수도 있습니다.