제철소 부생가스로 친환경 바이오플라스틱 개발

포스텍 등 국내외연구팀, 플라스틱 소재 이타콘산 대량생산 성공

포스텍 정규열 교수

포스텍 노명현 박사

포스텍 예대열 박사과정

포스텍 문조현 박사과정

코로나19 장기화로 배달음식이 크게 늘면서 덩달아 1회용 플라스틱 사용도 기하급수적으로 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 방안이 '썩는 플라스틱'으로 불리는 바이오 플라스틱인데, 최근 국내외 연구진이 손잡고 제철소 부생가스를 이용한 바이오 플라스틱을 개발해 화제를 모으고 있다.

포스텍(포항공대) 화학공학과 정규열 교수, 노명현 박사, 박사과정 예대열·문조현 씨 연구팀은 스페인 농업유전체학연구소(CRAG)와 공동연구를 통해 대장균에서 인공효소를 생성하는 기술을 개발했다. 또 대장균과 제철소 부생가스 발효산물인 아세트산을 결합해 바이오 플라스틱 소재인 이타콘산을 대량 생산하는데 성공했다.

연구성과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 최근 게재됐으며, 우수성을 인정받아 저널 편집자가 선정한 영향력 있는 논문으로 소개됐다.

곰팡이에서 생산하는 이타콘산은 다양한 플라스틱뿐 아니라 화장품, 향균제의 원료로도 쓰인다. 올해 세계 시장규모가 1천300억원에 이를 만큼 시장 가치가 매우 높지만 복잡한 공정과 높은 생산 비용 때문에 상용화에 어려움이 컸다.

이에 연구팀은 값싸고 배양이 쉬운 대장균에 주목했다. 하지만 대장균은 막을 가진 막성 세포소기관이 없어 이타콘산을 생산하려면 추가적인 원료나 공정이 필요했다.

연구팀은 합성생물학 기술로 인공효소를 개발해 이를 해결했다. 막성 세포소기관이 없는 대장균에서 성장에 필요한 추가적인 원료 공급 없이 이타콘산을 생산해낸 것이다.

연구팀 관계자는 "이 기술을 활용하면 값싸고 다양한 원료로 이타콘산을 손쉽게 생산하는 미생물 세포공장을 세울 수 있다"면서 "이번 연구성과는 제철소 부생가스나 농수산 부산물인 아세트산 등으로 이타콘산을 생산할 수 있다는 것을 보여줬다. 석유화학물질의 원료인 이타콘산을 대체할 수 있는 친환경 기술개발로 시장규모 확대가 기대된다"고 했다.