김연주 부교수

인삼 사포닌인 컴파운드 케이(Compound K) 등 진세노사이드 성분은 낮은 수용성과 체내 흡수율의 한계로 인해 기능성 소재로 활용하는 데 제약이 있어, 이를 극복하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 핵심 기술로 지질 나노담지체(Lipid-encapsulated) 기술을 개발하여 진세노사이드의 용해도와 생체이용률을 향상시켰으며, 희귀 진세노사이드를 확보하기 위한 생물전환 기술을 확립하고 이를 금(金) 나노입자와 결합시켜 복합 나노소재로 제형화하는 기술을 개발했습니다. 이는 저분자화된 사포닌 유도체의 생체 내 안정성을 높이는 동시에 피부 및 소화기관 내 흡수 경로를 개선하는 방향으로 설계되었습니다. 이렇게 개발된 소재는 항염 기능성 소재, 화장품 원료, 건강기능식품 등에 적용되고 있습니다. 교원 창업기업인 (주)케이디바이오를 설립하여 원료 상용화 및 기업 공급 체계를 구축했으며, 현재 기업용 원료 공급 단계에 진입한 상태입니다. 관련 기술성숙도는 TRL 7 수준으로, 실험실 규모 검증을 넘어 실질적인 산업 적용과 원료 양산 체계를 갖추고 있습니다.

장관면역과 장-뇌 축(Gut-Brain Axis) 조절 메커니즘을 규명하기 위한 연구가 필요하다는 문제의식에서 출발하여, 사균체 형태인 파라프로바이오틱스와 균체 유래 엑스트라셀룰러 베지클(Extracellular Vesicles, EVs)을 활용한 기능성 소재 개발 기술을 확립했습니다. 이 기술은 생균 대비 안정성이 높고 보관 및 유통이 용이한 사균체 소재를 기반으로 하여, 장내 미생물 균총 조절과 면역 반응 개선에 관여하는 활성 성분을 안정적으로 전달하는 방식으로 설계되었습니다. 개발된 기술은 제빵용 종균제(사워도우)와 포스트바이오틱스 기능성 소재 개발에 적용되고 있습니다. 약 1.36억 원 규모의 국가 과제를 기반으로 표준화 및 상용화를 추진하고 있으며, 제빵용 종균제 표준화를 위한 포스트바이오틱스 상용화 과제를 수행하여 실험실 규모의 검증을 완료한 상태입니다. 현재 기술성숙도는 TRL 6 수준으로, 실증 규모 확대를 위한 후속 연구를 진행하고 있습니다.

기존 화학적 합성 방식의 나노입자 제조 공정이 유발하는 환경적 부담을 줄이기 위해, 친환경적인 나노입자 합성 기술을 개발할 필요성에서 연구를 시작했습니다. 핵심 기술로 미생물 및 식물 추출물을 환원제와 안정화제로 활용하는 그린 합성(Green Synthesis) 기법을 확립하여 금(Au), 은(Ag), 셀레늄(Se) 나노입자를 합성하는 기술을 개발했습니다. 이렇게 합성된 금속 나노입자는 항염 및 항암 활성 소재로 활용되며, SARS-CoV-2 관련 염증 완화 소재로도 적용 연구가 진행되고 있습니다. 동물 모델을 활용한 유효성 검증을 통해 의약 및 바이오소재 산업으로의 확장 가능성을 확인하고 있습니다. 관련 연구 성과로 지질 담지 금 나노입자 연구를 국제학술지 Journal of Nanobiotechnology(2025, IF 12.6)에 게재했으며, 특허 10-2022-0013477 등을 보유하고 있습니다. 현재 기술성숙도는 TRL 4-5 수준으로, 전임상 단계의 유효성 검증을 진행하고 있습니다.