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유기산(Organic Acid)은 산성을 띠는 유기화합물로 식품이나 자연계에 존재하고 있으며 일반적으로 공업 프로세스를 통해 양산하고 있다.
수요는 공업용과 식품용이 대표적이며 대표제품인 초산(Acetic Acid)은 비닐, EP(Engineering Plastic) 등의 원료로 사용될 뿐만 아니라 식품용으로도 다양하게 활용되고 있다.
최근에는 세계적으로 생분해성 플래스틱 원료인 바이오 숙신산(Succinic Acid) 수요가 확대되기 시작했다.
공업용 유기산은 중국, 타이, 인디아를 포함한 아시아 시장이 수요를 견인하고 있으며 화학 및 곡물 메이저들이 시장 개척을 적극적으로 추진하고 있다.
구연산, 식품용이 수요신장 좌우
구연산(Citric Acid)은 주로 음료수에 투입되는 식품용이 수요를 좌우하고 있다.
공업용은 의약품 및 화장품 원료를 비롯해 다른 유기산과 마찬가지로 산의 특성을 활용한 세정·도금용 수요가 주류를 이루고 있다.
특수 처리제의 원료로는 전자부품 관련분야에 투입되고 있으며 수요량은 큰 변화가 없는 것으로 파악되고 있다.
일본은 대부분 수입에 의존하고 있으며 2017년 수입량은 약 2만4000톤으로 사상 최고치를 기록했다.
2018년에는 상반기에만 2017년 수준을 수입했으며 하반기에도 폭염의 영향으로 수요가 대폭 증가해 수입량이 최초로 5만톤을 넘어선 것으로 추정되고 있다.
해외기업 뿐만 아니라 일본기업들도 중국공장을 가동하고 있는 곳이 많아 중국산 수입비중이 90%를 넘고 있다.
중국산 수입량은 2015년 4만톤을 돌파한 후 2016년 4만4000톤, 2017년 4만6000톤으로 증가했으며 2018년에도 2017년과 비슷한 수준을 유지한 것으로 나타나고 있다.
젖산, 전자약품에 고순도제품 활용
젖산(Lactic Acid)은 동식물에 항상 존재하는 유기산으로 각종 당질을 이용한 발효공법, 아세트알데히드(Acetaldehyde)와 청산(Prussic Acid)을 반응시키는 합성공법으로 생산하고 있다.
정제방법은 모두 동일하나 합성공법은 고순도제품 생산에 적용되고 있다.
일본은 젖산 수입량이 2015년 2만톤을 넘어선 이후 2017년까지 3년 연속 2만톤 이상을 기록했다.
2018년에도 상반기 수입량이 1만589톤으로 전년동기대비 0.9% 증가해 2만톤대를 유지한 것으로 추정되고 있으며 주로 타이, 중국, 네덜란드산을 수입하고 있다.
젖산을 포함한 내수는 약 2만1000톤이며 식품첨가물 등 식품 관련용도가 1만3000톤으로 60% 이상을 차지하고 있다.
식품용은 음료수 외에 양조·주조 등에 투입되고 있다.
식품첨가물 표시는 젖산나트륨 등 염류를 포함해 산미료 등으로 일괄 표시하며 젖산칼슘은 영양 강화, 젖산칼륨은 식염 대체소재로 사용되고 있다.
공업용은 의약품 및 분석시약 원료, 전자소재 도금 및 세정용으로 채용되고 있으며 젖산에틸, 젖산메틸 등 고순도제품은 전자용으로 투입되고 있다.
사과산, 중국산 대신 북미산 수입 확대
사과산은 공업용과 식품용 모두 공업적인 합성 프로세스로 생산하며 가압·가온 상태에서 말레인산(Maleic Acid)을 물과 반응시켜 얻은 사과산과 푸말산(Fumaric Acid)을 분리·결정화한 후 정제하고 있다.
공업용은 주로 세정제, 염료, 소취제, 입욕제 등에 투입되고 있고, 식품용은 산미료, pH조정제, 조미료 등으로 음료수부터 가공식품까지 각종 식품에 투입되고 있으며 산미 조절기능에 따라 보존력 향상제로도 수요가 증가하고 있다.
일본은 사과산 수요가 7500톤 수준으로 추정되고 있다.
DL-사과산 수입량은 2017년 5000톤으로 소폭 감소했으나 2018년 상반기에는 2800톤으로 13% 늘어 전체적으로 증가세를 나타낼 것으로 예상되고 있다.
특히, 미국 및 캐나다산 수입을 확대하고 있다.
수입량이 가장 많은 중국산은 2014년 이후 2000톤 이상을 유지했으나 2018년 상반기에는 1300톤으로 5% 감소했다.
푸말산, 수요 침체로 철수 잇달아…
푸말산은 유기산 가운데 산미가 매우 강한 특징이 있으며 공업부터 식품까지 폭넓은 분야에서 채용되고 있다.
공업용은 UPR(Unsaturated Polyester Resin)을 중심으로 제지용 사이징제 원료 등에 투입되고 있으며 식품용은 소량으로도 강한 산미를 부여할 수 있는 산미료 및 배합사료 첨가제로 사용되고 있다.
일본은 푸말산 내수가 계속 감소함에 따라 메이저들이 생산 및 판매에서 철수하는 사례가 잇따르고 있다.
푸말산나트륨을 포함한 내수는 약 1만6000톤으로 비식품용 비중이 높으며, 특히 입욕 가스발생제 및 UPR용이 주류를 이루고 있다.
산도가 높아 사용량을 억제할 수 있는 특징을 바탕으로 식품첨가물로도 사용되고 있으며 푸말산나트륨은 산도를 유지하는 효과가 있어 pH조정제, 보존력 향상제로 주목받고 있다.
푸말산은 L-아스파라긴산(Asparaginic Acid)의 원료로 고감미도 감미료인 아스파탐(Aspartame)에 투입되고 있으며 살모넬라균 등에 대한 살균 효과가 있어 건선치료제 등 의약품에도 활용되고 있다.
숙신산, 바이오 프로세스 개발 활발
숙신산은 자연계에 항상 존재하는 유기산으로 조개류 및 해조류의 풍미 성분을 보유하고 있다.
식품용은 조미료를 중심으로 청량음료 및 제과용 산미제 수요가 대부분을 차지하고 있다.
숙신산은 일반적으로 무수말레인산(Maleic Anhydride)에 수소를 첨가해 생산하나 최근에는 가격이 낮은 바이오매스를 당질원료로 사용해 발효공법으로 생산하는 바이오 프로세스가 확립되고 있다.
또 바이오 숙신산을 이용한 플래스틱 생산이 본격화됨에 따라 신규 용도 수요가 증가할 것으로 기대되고 있다.
산미가 특색인 유기산 가운데 숙신산은 특이하게 감칠맛을 보유하고 있으며, 특히 숙신산나트륨은 어묵, 햄, 소시지 등의 풍미를 개량하는 용도로 사용되고 있다.
공업용은 주로 도금 및 사진현상용 약품, 입욕제 등에 투입되고 있으며, 최근에는 생분해성 수지인 PBS(Polybutylene Succinate) 원료로 관심이 높아지고 있다.
일본에서는 무수말레인산 베이스 숙신산을 이용해 더욱 효율적으로 생산하는 기술을 확립하고 있으며 대장균, 효모 등을 이용한 발효공법으로 숙신산을 제조하는 바이오 프로세스에 이어 해조류를 이용한 개발도 이루어지고 있다.
주석산, 와인 생산 감소로 조달난 우려
주석산(Tartaric Acid)은 오크통을 이용해 와인을 제조할 때 생성되는 생주석(Argol)을 원료로 사용함에 따라 주로 와인 생산국에서 공급하고 있다.
2017년에는 와인 생산이 대폭 감소함에 따라 주석산 공급 역시 줄어든 것으로 파악되고 있다.
무수말레인산 베이스 주석산을 공급하고 있는 중국은 와인 생산의 영향을 받지 않고 있으나 전체적인 공급량은 증가 조짐을 보이지 않아 조달의 어려움이 우려되고 있다.
세계 와인 생산량은 2017년 2500만킬로리터로 전년대비 8.6% 감소해 60년만에 사상 최저치를 기록했으며, 특히 유럽연합(EU)은 서리 및 가뭄이 발생함에 따라 1410만킬로리터로 14.6% 줄어들어 생주석 생산에 직접적인 영향을 미쳤다.
일본은 전량을 수입에 의존하고 있으며 수입량은 1000톤 안팎을 유지했으나 2018년 상반기에는 356톤으로 전년동기대비 약 30% 급감해 사상 최저수준에 머물렀다.
스페인산 수입량이 600톤 수준으로 가장 많았으나 2018년에는 상반기 수입한 135톤을 포함해 총 270톤 수준에 그친 것으로 추정되고 있다.
중국산은 약 100톤으로 비슷한 수준을 유지했다.
이에 따라 다른 와인 생산국에 대한 관심이 높아지고 있으나 칠레산 주석산 수입량은 2017년 5톤에 불과했다.
오크통 대신 탱크를 사용하는 등 양조공정이 근대화되고 있는 것도 영향을 미치고 있다.
그러나 오크통을 이용하는 전통방식을 유지하고 있는 유럽이 주요 주석산 공급지역으로 계속 자리매김할 것으로 예상된다.
<화학저널 2019년 1월 21일>
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