발효(Fermentation)란

발효(Fermentation)는 유기물이 미생물 작용에 의해 분해 및 변화하는 현상으로 넓게는 미생물에 의한 유용한 물질을 생산하는 것을 말합니다. 가장 대표적인 것이 우리가 즐겨먹는 김치, 요구르트, 막걸리, 맥주 등입니다.
발효의 형식은 미생물의 종류나 환경에 따라 다양한데 전형적인 것으로 효모의 알코올발효, 글리세롤발효, 젖산균의 젖산발효, 헤테로젖산발효, 메탄세균의 메탄발효, 대장균 등에서 볼 수 있는 혼합유기산발효가 있습니다.
이러한 발효 과정에서 미생물은 아세트산, 글루콘산, 시트르산, 글루콘산, 푸마르산, 옥살산 등을 생산하기도 하고 아미노산, 뉴클레오타이드, 항생물질 등과 같은 물질을 생산하기도 합니다.

미생물 발효 기술

최근 자연친화적인 소재를 이용한 화장품들이 늘어나고 있습니다. 그 중 대표적인 것이 발효를 통한 소재와 천연물 소재입니다. 그 중 발효를 통한 소재는 미생물 종류에 따라 발효과정 중 각각 다른 물질을 만들어내며 이러한 것들은 화장품에서 미백소재, 주름 개선 소재, 항산화 소재 등으로 물질의 기능에 따라 다양한 활용이 가능합니다. 예를 들어 유산균 중 하나인 락토바실러스 펜토서스(Lactobacillus pentosus)를 발효한 것은 미백기능을 가지고 있습니다. 락토바실러스 펜토서스(Lactobacillus pentosus) 가 발효를 통해 생산한 succinnic acid는 합성한 succinnic acid 보다 미백에 더 효과가 좋습니다. 이처럼 미생물 종류에 따라 대사물질 및 생산 물질이 다르며 이러한 대사과정에서 생산되는 물질을 이용하여 화장품의 원료로 사용하고 있으며 당사 또한 이와 같은 기술을 보유하고 습니다. 특히 한가지 미생물을 발효하는 제품도 있으면 복합 미생물(co-culture)을 이용한 발효 기술도 있습니다. 복합미생물 발효는 한 종류의 미생물을 발효하는 것과 달리 여러 종류의 미생물이 동시에 발효가 일어날수 있도록 하는 기술로 발효에 사용되는 미생물의 발효산물 및 대사산물을 만들어내는 기술로 당사의 대표 기술입니다.

미생물을 이용한 천연물 발효 기술

천연물의 경우 천연물 고유의 뛰어난 기능을 이용하여 화장품 소재로 많이 이용되고 있습니다. 하지만 일부 천연물의 경우 기능은 뛰어나지만 독성을 가지는 물질들도 존재합니다. 이러한 물질을 미생물 발효를 통해 피부 친화적인 물질로 변화시키거나 기존에 가지고 있는 기능을 더 우수하게 만들어내기 때문에 천연물을 미생물 발효를 통한 화장품 소재 개발에 많은 연구가 이루어지고 있습니다. 예를 들어 오미자를 유산균으로 발효 할 경우 type 1 프로콜라겐 생합성량이 오미자 추출물에 비해 높고 MMP-1 저해활성 및 엘라스틴분해 효소 저해 활성도가 높아짐을 논문을 통해 입증하였습니다. 이처럼 추출물만을 이용한 경우 보다 발효를 진행할 경우 기존에 가지고 있던 효능이 더 우수해지므로 현재 추출물을 발효하여 화장품 소재로의 사용이 증가하고 있으며 최신 트렌드에 발맞춤하는 발효기술을 가지고 있습니다.

해양 미생물을 이용한 발효 기술

해양 미생물은 현재까지도 밝혀지지 않는 다양한 미생물이 존재하고 있으며 그 기능 또한 다양합니다. 기존에 사용되는 발효 미생물은 여러 분야에서 다방면으로 사용되고 있는 반면 해양 미생물의 경우 의약품에서의 항생제 생산, 또는 바이오메스, 에탄올, 메탄올 생산 등을 이용한 에너지원으로 이용되고 있지만 화장품에서의 사용의 거의 없습니다. 현재 당사는 제주 종다양성센터와의 협업을 통한 해양 미생물 발효기술을 개발 및 보유하고 있습니다. 현재 약 100여종 다양한 속(class) 발효용 해양미생물을 보유하고 있습니다.

[A&PEP 보유 해양 미생물 다양성]

발효용 미생물

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