농업 폐기물 산처리 반응기 운전(좌) 및 개량된 효소를 선별하는 모습.
농업 폐기물 산처리 반응기 운전(좌) 및 개량된 효소를 선별하는 모습.

[투데이에너지 홍시현 기자] 농업폐기물로 연료 및 플라스틱을 만드는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 

한국에너지기술연구원(원장 김종남, 이하 에너지연) 광주바이오에너지연구개발센터의 민경선 박사 연구진이 농업폐기물(볏짚, 옥수수속대)로부터 바이오연료 및 바이오플라스틱의 중간 원료인 4-hydroxyvaleric acid(4-하이드록시 발레르산)를 생산하는 신규 효소 공정을 개발하는데 성공했다.

기존에는 농업폐기물에서 4-하이드록시 발레르산을 생산하는 공정은 루테늄 기반 화학 촉매를 사용하는 방법이 유일했으나 이번 연구에서 최초로 효소 기반 바이오 공정을 개발했다. 4-하이드록시 발레르산은 작용기 변경, 중합과정 등을 거쳐 바이오항공유 또는 바이오플라스틱으로 전환이 가능하다.

연구진이 개발한 기술은 식량 자원에 비해 원가가 저렴하고 전 세계적으로 널리 분포하는 비식용성 바이오매스를 활용해 고부가 물질 생산과 이산화탄소 절감을 동시에 달성할 수 있는 새로운 길을 열었다. 이와 함께 이번 연구는 자연계에 존재하지 않는 효소를 구조 기반 계산 과학을 통해 개량 후 실제 농업폐기물을 원료로 하는 바이오공정에 적용했다는 점에서도 매우 큰 의미가 있다.

연구책임자인 민경선 박사는 “효소를 개량해 그동안 자연계에서 알려진 바 없는 새로운 활성을 찾는 기술은 인간이 진화를 조절할 수 있는 기술로 2018년 Caltech.의 Francis Arnold 교수가 효소 개량 연구의 선구자적 역할을 인정받아 노벨화학상을 수상하기도 했다”라며 “성장 과정에서 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하기 때문에 탄소 중립형 원료로 각광받고 있는 바이오매스 중 농업폐기물을 바이오리파이너리의 중간 원료로 전환하는 효소기반 바이오 공정 개발 연구는 탄소중립 실현에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

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