자료코드: C60107600 / A4 148p/ 2018. 9. 13
일본 및 해외에서 고기능·고부가가치 식물을 생산하는 「차세대 식물공장」의 운영회사, 시스템 메이커 및 연구기관의 동향과 향후 전략을 조사·분석해, 또한 관련 정보를 추가함으로써 차세대 식물공장 시장의 현상과 향후 전망을 파악하는 것을 목적으로 했다.
◆조사 개요
조사대상：고기능·고부가가치 식물(유전자 재조합 식물, 생약식물, 기능성 야채)을 생산하는 식물공장의 운영회사, 시스템 메이커, 연구기관, 대학
※고기능·고부가가치 식물의 정의
①유전자 재조합 식물：식물이 본래 가지지 않은 새로운 유전자를 도입시키거나 그 식물이 본래 가진 유전자를 개변시켜 새로운 형질을 부여한 식물
②생약식물：약용 성분 및 기능성 성분을 가져, 의약품 및 생약에 이용되는 식물
③기능성 야채：식물이 가진 기능성 성분을 기존보다 높이거나 반대로 저하시킴으로써 고부가가치화를 도모한 야채
조사방법：직접 면담취재를 기본으로 문헌조사를 병용.
조사기간：2018년 5월~2018년 9월
◆자료 포인트
• 유전자 재조합 식물의 시장규모 예측을 산출(세계시장, 생산량·금액기준：2016년~2025년 예측)
• 생약식물의 시장규모 예측을 산출(세계시장, 생산량·금액기준：2016년~2025년 예측)
• 기능성 야채의 시장규모 예측을 산출(세계시장, 생산량·금액기준：2016년~2025년 예측)
• 주요 지역(일본, 한국, 중국, 미국, 유럽)의 차세대 식물공장 시장 현상(정부정책 및 지원제도, 연구개발 및 사업화 동향)을 게재
• 주요 플레이어의 차세대 식물공장 관련 동향을 수록
지바대학, 쓰쿠바대학/Inplanta Innovations, 가시마건설, 아사히공업사, 고베대학, Nihon Advanced Agri, ESPEC MIC, keystone technology, 한국과학기술연구원, 바이오앱, 충북대학교, 카스트친환경농업기술, 넥스트에이, 만나CEA, 등
◆리서치 내용
조사 결과의 포인트
제1장 차세대 식물공장 시장의 현상
1. 차세대 식물공장의 필요성
(1) 기존형 식물공장의 한계
장점을 활용하지 못해 저부가가치 비즈니스에 그친다
3개의 벽이 크게 가로막는다
그림. 식물공장의 분류
표. 식물공장 타입별 특징과 과제
표. 일본 식물공장 수 추이
그림. 일본 식물공장 수지 상황
①엽채류로 한정된 생산물
그림. 일본 식물공장의 주요 재배 품목
②높은 생산 코스트
그림. 일본의 인공광형 양상추 재배공장의 재배 실면적(왼쪽)과 연간 생산량( 오른쪽)
③부가가치 제공이 곤란하다
(2) 식물공장 시장의 확대에 필수인 고기능·고부가가치 식물의 생산
성장 엔진은 고부가가치 비즈니스
최대 강점을 최대한 활용한 차별화영역에서 승부
(3) 고기능·고부가가치 식물의 분류
표. 식물공장에서 고기능·고부가가치 식물의 생산
①유전자 재조합 식물
②생약식물
③기능성 야채
2. 주요 지역에서 차세대 식물공장 시장의 현상
2-1. 일본
(1) 유전자 재조합 식물
①정부정책 및 지원제도
그림. 경제산업성의 유전자 재조합 식물공장 관련 기술 맵
그림. 경제산업성의 유전자 재조합 식물공장 관련 로드맵
표. 「식물 기능을 활용한 고도 물건제작 기반기술개발/
식물이용 고부가가치 물질제조 기반기술개발」사업 개요
표. 「밀폐형 식물공장을 활용한 유전자 재조합 식물의 제작 실증 연구개발」사업 개요
표. 「식물 등 생물을 사용한 고기능품 생산기술개발」사업 개요
②연구개발 및 사업화 동향
표. 유전자 재조합 식물을 이용한 유용물질의 생산을 연구하는 주요 플레이어
그림. 유전자 재조합 기술에 의한 유용물질의 생산방법
(2) 생약식물
①정부정책 및 지원제도
표. 「감초의 인공수경재배시스템의 개발」프로젝트 개요
표. 「인공수경재배시스템에 의해 생산한 감초 등 한방약 원료 생약의 실용화를 향한 실증적 연구」
프로젝트 개요
②연구개발 및 사업화 동향
표. 식물공장에서 생약식물의 재배를 연구하는 주요 플레이어 동향
(3) 기능성 야채
①정부정책 및 지원제도
②연구개발 및 사업화 동향
표. 식물공장에서 기능성 야채를 재배하는 주요 플레이어 동향
2-2. 한국
(1) 정부정책 및 지원제도
표. 수직형 농장 비즈니스모델의 실증 사업
표. 유전자 재조합 식물을 이용한 유용물질의 생산에 관한 주요 연구개발 프로젝트
표. 식물공장의 생약식물 생산에 관한 주요 연구개발 프로젝트
표. 식물공장의 기능성 야채 생산에 관한 주요 연구개발 프로젝트
(2) 연구개발 및 사업화 동향
①유전자 재조합 식물
표. 유전자 재조합 식물을 이용한 유용물질의 생산을 연구하는 주요 플레이어
②생약식물
표. 식물공장에서 생약식물의 재배를 연구하는 주요 플레이어의 동향
③기능성 야채
표. 식물공장에서 기능성 야채의 재배를 연구하는 주요 플레이어의 동향
2-3. 중국
(1) 정부정책 및 지원제도
표. 「지능형 식물공장 생산기술 연구」프로젝트 개요
(2) 연구개발 및 사업화 동향
①유전자 재조합 식물
②생약식물
③기능성 야채
2-4. 미국
(1) 유전자 재조합 식물
①정부정책 및 지원제도
②연구개발 및 사업화 동향
표. 유전자 재조합 식물을 이용한 사람용 유용물질의 생산을 연구하는 주요 플레이어
사진. Medicago사의 담배 재배온실
사진. Fraunhofer USA Center for Molecular Biotechnology의 인공광형 cGMP 시설
사진. iBio사의 인공광형 cGMP 시설
사진. Kentucky BioProcessing사의 인공광형 식물공장
(2) 생약식물 및 기능성 야채
사진. MedMen사의 대마 재배온실
사진. Eve Farms사의 대마 재배 시설
2-5. 유럽
(1) 유전자 재조합 식물
①정부정책 및 지원제도
②연구개발 및 사업화 동향
사진. Fraunhofer IME의 담배 재배온실 및 GMP 공장
(2) 생약식물 및 기능성 야채
제2장 차세대 식물공장 시장의 장래 전망
1. 사업화에의 저해요인 및 시장 확대의 조건
(1) 유전자 재조합 식물
①타 분야와의 제휴
②메가파마(Mega Pharma)의 참가
③유전자 재조합 식물의 재배기술 및 유용물질의 생산기술 개발
④생산 코스트의 절감
표. 유전자 재조합 식물의 과제 및 시장 확대의 조건
(2) 생약식물
①식물공장에서 재배에 맞는 품종의 선정
표. 일본한방생약제재협회 회원회사가 사용하고 있는 식물성 생약 톱10
②우량 종묘의 안정 확보
③재배기술의 구축
④판로의 개척
표. 생약식물의 과제 및 시장 확대의 조건
(3) 기능성 야채
①시장을 확인한 타깃 성분과 품종의 선정
②부가가치의 가시화
③건강보조식품 시장의 참가
표. 기능성 야채의 과제 및 시장 확대의 조건
2. 차세대 식물공장의 장래 전망
(1) 차세대 식물공장의 장래 전망
2017년, 기능성 야채의 판매확대로 전년대비20%대의 성장률로 추이
차세대 식물공장의 본격적인 시작은 2020년이 될 전망
(2) 유전자 재조합 식물
복수의 바이오 의약품 개발 프로젝트가 실용화될 2020년부터 시장 확대를 예측할 수 있다
(3) 생약식물
재배기술의 확립에 시간이 걸려, 시장 개화가 늦는다
(4) 기능성 야채
차별화를 도모한 다양한 기능성 야채의 등장으로 시장은 순조롭게 확대
제3장 차세대 식물공장 기업·연구기관의 동향과 전략
지바대학
타 연구기관·기업과 제휴해, 고기능·고부가가치 식물의 연구개발을 유기적으로 추진
1. 식물공장 관련 전개
2 거점에 식물공장 시설을 마련해 연구개발 및 실증 사업을 전개
표. 지바대학의 식물공장 시설 개요
표. 지바대학의 당면 연구테마
표. 「인공지능 기술을 이용한 식물 피노믹스(phenomics)와 그 응용에 관한 선도연구」 개요
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
유전자 재조합 식물로부터 생약식물, 기능성 야채까지 폭넓은 분야에서 연구개발을 실시
①유전자 재조합 식물
가) 유전자 재조합 딸기
사진. 유전자 재조합 딸기 재배의 모습
사진. 유전자 재조합 딸기(왼쪽)와 딸기의 건조 분말( 오른쪽)
나) 유전자 재조합 벼
다) 유전자 재조합 담배
②생약식물 및 기능성 야채
가) 감초
사진. 토경재배와 수경재배에 의한 감초의 비교(재배 300일째)
나) 자소엽
사진. 로스마린산의 분자(왼쪽)와 식물공장에서 자소엽 재배의 모습(오른쪽)
그림. 후지쓰의 생약식물과 기능성 야채의 재배 데이터 기록 시스템
쓰쿠바대학/주식회사 Inplanta Innovations
유전자 재조합 토마토를 이용한 밀라쿨린(miraculin) 생산기술을 개발
1. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
미러클 후루츠에 포함된 기능성 성분 밀라쿨린에 주목해
토마토에 유전자 재조합 기술을 이용해 밀라쿨린을 생산하는 기술개발에 성공
표. 「재조합 토마토를 이용한 밀라쿨린 제조의 기반기술 개발」의 목표 및 성과
사진. 기존 밀라쿨린 발현 토마토(56B)와 계통교배의 식물체 및 과실의 사이즈 비교
표. 기존 밀라쿨린 발현 토마토(56B)와 계통교배의 밀라쿨린 생산성 비교
2. 과제 및 전망
2020년 3월까지 밀라쿨린토마토의 주년 재배 시험을 실시
①식품 안전성 평가
그림. 유전자 재조합 식품의 안전성 심사의 흐름
표. 유전자 재조합 식품(종자식물)의 안전성 평가기준
②환경안전성 평가
③사업화
가시마건설 주식회사
유전자 재조합 식물공장 시스템 및 감초의 재배기술을 개발
1. 식물공장 관련 사업의 전개
2005년 이후, 10건 이상의 식물공장 시공실적을 보유
표. 「인공지능기술을 이용한 식물 피노믹스와 그 응용에 관한 선도연구」 개요
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
의약품공장의 시공실적에서 기른 고도 기술을 활용해 유전자 재조합 식물공장을 개발
생약식물 분야에서는 일본국내 생산에 대한 수요가 높아지고 있는 감초의 재배기술을 개발
①유전자 재조합 식물공장
표. 가시마건설의 밀폐형 유전자 재조합 식물공장 엔지니어링
그림. 산업기술종합연구소·홋카이도센터의 완전밀폐형 유전자 재조합 식물공장의 평면도
②감초(감초)
사진. 토경재배와 수경재배에 의한 감초의 비교(재배 300일째)
사진. 기존형 수경재배와 가시마건설의 수경재배기술에 의한 감초의 비교
사진. 감초 수경재배 유닛
3. 과제 및 전망
취급할 수 있는 유전자 재조합 식물의 종류를 확대할 필요가 있음
감초의 상업생산 희망자에게는 실증재배시험을 서포트
①유전자 재조합 식물공장
②생약식물공장(감초)
주식회사 아사히공업사
고부가가치 벼와 기능성 야채 등 식물공장 재배시스템을 개발
1. 식물공장 관련 사업의 전개
1996년에 농업 분야에 참가해, 20년 이상에 걸쳐 식물재배장치를 개발
그림. 아사히공업사의 농업 관련 분야에 대한 대응 변천
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
유용물질 생산을 위한 인공광형 벼 재배시스템을 구축
①유전자 재조합 벼
그림. 유전자 재조합 식물 재배시스템의 요소 기술
표. 벼 재배용 완전인공광형 식물공장 시스템의 특징
그림. 벼를 이용한 백신 제조 공정 및 상정되는 공정관리 항목
그림. 의약품 개발의 흐름(의약품 승인까지의 단계)
②기능성 야채
사진. 신규 저비용 완전인공광형 재배 장치의 실증 플랜트 내부의 모습
3. 과제 및 전망
완전인공광형 식물공장에서 벼 재배에 성공한 경험을 얼마나 활용할 수 있을지가 포인트
코베대학
식물공장에서 백화사설초와 사프란의 재배기술을 연구
1. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
타처에서 연구되어 있지 않은 고부가가치 생약식물을 연구테마로 선정
표. 코베대학의 연구설비 개요
①백화사설초
②사프란
표. 재배온도에 의한 사프란 생장
2. 과제 및 전망
대형시설에서 발생할 수 있는 재배환경의 불균일에 대비할 필요가 있음
Nihon Advanced Agri 주식회사
스트레스 부하 재배로 기능성 성분의 함유량을 높인 기능성 야채를 생산 판매
1. 고기능·고부가가치 식물공장의 사업 전개
식물공장의 장치·시스템 판매부터 기능성 야채의 생산판매,
생명과학사업까지 폭넓게 전개
사진. 스브리나(Tsuburina)(왼쪽, 중앙)와 로자리나(rosarina)(오른쪽)
사진. 아이스플랜트차(왼쪽)와 glacitol(오른쪽)
표. Nihon Advanced Agri의 식물공장(나가하마(長濱)공장)의 시설 개요
사진. 나가하마공장의 아이스플랜트 재배의 모습
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
나가하마바이오대학의 유전자 재조합 세이지의 연구개발 프로젝트에 참가
표. 「카르노스산(carnosic acid) 고함유 세이지의 재배법 확립에 의한 의약품 이노베이션」
프로젝트의 연차 목표
3. 과제 및 전망
식물공장 재배와 잘 맞아, 건강식품의 원료로 이용되는 기능성 야채 찾기가 곤란
ESPEC MIC 주식회사
해양심층수 이용 미네랄 야채 「mineraleaf」를 개발
1. 식물공장 관련 사업의 전개
2010년부터 식물공장 사업을 본격 전개
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
2016년부터 해양심층수를 이용한 미네랄 야채의 실증 생산사업을 개시
①아이스플랜트
사진. 아이스플랜트 재배의 모습
②해양심층수 이용 미네랄 야채
표. mineraleaf의 특징
표. VegetaFarm Haneda의 시설 개요
사진. VegetaFarm Haneda의 mineraleaf 재배 모습
사진. 하와이의 mineraleaf 재배의 모습
3. 과제 및 전망
상업생산·판매에 대비한 브랜드 만들기와 코스트다운이 과제
①브랜드 만들기
②코스트 다운
주식회사 keystone technology
식물공장 장치의 제조·판매로부터 기능성 야채의 연구·생산·판매까지 다룬다
1. 식물공장 관련 사업의 전개
식물공장 비즈니스의 6차 산업화를 실현
그림. keystone technology의 6차 산업화
그림. AGRI oh!의 장치 개요
표. 바샤미치LED채원(菜園)과 신요코하마LED채원의 시설 개요
사진. 기능성 야채 재배의 모습
사진. 기능성 야채 샐러드 팩
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
미병대책으로 기능성 성분 함유량을 높인 야채를 생산판매
①기능성 야채
②생약식물
한국과학기술연구원(Korea Institute of Science and Technology)
민간기업의 제품화와 제휴해, 기능성 식물의 재배 메뉴얼을 개발
1. 차세대 식물공장의 사업 전개
생약식물과 기능성 야채의 재배 메뉴얼을 개발
표. 고기능·고부가가치 식물의 재배시설 개요
사진. 1번 방의 내부 풍경
사진. 2번 방의 내부 풍경
사진. 3번 방의 내부 풍경
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
대표적인 연구 성과는 「진생베리(인삼열매) 」와「기능성 케일」
①진생베리(인삼열매)
②기능성 케일
그림. 기능성 케일의 재배실(A) 및 재배시스템(B)
사진. 기능성 케일 재배의 모습
3. 과제 및 전망
2018년내에 기능성 케일의 재배기술 이전을 기대
주식회사 바이오앱
유전자 재조합 담배를 이용한 돼지콜레라 백신을 개발
1. 차세대 식물공장의 사업 전개
2017년 11월, 유전자 재조합 담배부터 의약품 원료를 생산하는 GMP 공장을 준공
표. 바이오앱의 GMP 공장 시설 개요
사진. 바이오앱의 GMP 공장 내부 풍경
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
2019년내에 돼지콜레라 백신의 상업화를 기대
표. 「돼지콜레라용 그린마커 백신 개발의 상용화 기술의 개발」
프로젝트 개요
3. 과제 및 전망
유전자 재조합 식물을 이용한 백신 효능의 입증에 주력
충북대학교
완전인공광형 식물공장에서 고기능성 식물의 재배 프로토콜을 개발
1. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
2010년 이후, 생약식물과 기능성 야채 등 연구개발을 개시
표. 완전인공광형 식물공장의 시설 개요
사진. 케일(왼쪽)과 야생 미나리(오른쪽) 재배의 모습
①이고들빼기
표. 「식물공장을 이용한 고기능성 식물 원료의 대량생산 시스템」프로젝트에서 충북대학교의 연구목표
사진. 이고들빼기 재배의 모습
②갯방풍, 삽주, 잔대
표. 「폐쇄형 식물공장의 약용작물 재배 프로토콜의 개발 및 확립」
프로젝트 개요
2. 과제 및 전망
식물공장 재배의 경제성 및 식물의 이용성 향상을 도모
주식회사 카스트친환경농업기술
한국의 화장품과 건강식품 시장의 확대에 대비해 생약식물의 연구를 개시
1. 식물공장 사업의 전개
에너지 사용량을 크게 절감한 LED 조명기술을 중심으로 식물공장 사업을 전개
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
생약식물을 비롯한 고부가가치 식물의 재배연구를 개시
①생약식물
표. 직접 운영하고 있는 식물공장(테스트베드) 개요
사진. 직접 운영하고 있는 식물공장(테스트베드)의 내부 풍경
②기능성 야채
표. 「캐나다 선주민의 건강증진을 향한 기능성 식물의 생산 플랫폼의 개발」
프로젝트 개요
③식물공장 시스템
주식회사 넥스트에이(Next A)
완전인공광형 식물공장의 수경인삼 재배 메뉴얼을 개발
1. 고기능·고부가가치형 식물공장의 사업 전개
고부가가치 식물의 재배 컨설팅 및 식물공장의 위탁운영사업을 전개
사진. 설향딸기 재배의 모습
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
생육환경 제어로 인삼의 사포닌 함유량을 기존보다 수배로 늘리는 연구개발을 추진
사진. 수경인삼 재배의 모습
3. 과제 및 전망
병해 예방, 생육환경 데이터의 유효활용, 자금력의 강화가 과제
①병해 예방
②생육환경 데이터의 유효활용 툴의 개발
③자금력의 부족
농업회사법인 만나CEA 주식회사(MANNA CEA)
항노화 화장품용 어리연꽃의 재배연구를 실시
1. 식물공장의 사업 전개
아크아포닉스를 채용한 태양광·인공광병용형 유리온실에서 주로 엽채류를 생산
표. 만나CEA의 시설 개요
사진. 유리온실의 내부 풍경
2. 고기능·고부가가치 식물의 연구개발 내용
2015년부터 항노화 화장품용 어리연꽃속의 재배에 관한 연구개발을 개시
표. 연구 프로젝트 개요
표. 어리연꽃속의 재배시설 개요
사진. 어리연꽃 재배의 모습
3. 과제 및 전망
어리연꽃의 대량재배도 감안해 재배표준화 작업과 비용절감을 향해 계속 연구
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