버려지는 폐지나 택배박스로 연료를 만드는 기술이 국내에서 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 이선미 박사팀은 13일 “버려지는 농업부산물, 폐지, 택배박스 등으로부터 바이오디젤 원료를 생산할 수 있는 신규 미생물을 개발했다”고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘글로벌 체인지 바이올로지 바이오에너지’ 최신호에 실렸다.
◇유전자 가위 이용해 미생물 능력 향상
최근 식량 작물 원료가 아닌 농사 또는 벌목 과정에서 부산물로 생성되는 ‘목질계 바이오매스’를 이용해 바이오연료를 개발하려는 노력이 활발하다. 미생물은 목질계 바이오매스에 포함된 당 성분을 먹이로 해 대사하는 과정에서 바이오 디젤 원료를 생산할 수 있다. 목질계 바이오매스에 포함된 당은 일반적으로 약 65~70%의 포도당과 약 30~35%의 ‘자일로스’로 구성된다. 자일로스는 목재나 짚 등에 함유된 당이다. 자연계에 존재하는 미생물들은 포도당을 이용해 디젤원료를 만드는데 효과적이지만 자일로스는 이용할 수 없어 디젤원료 생산 수율을 제한하는 한계를 가지고 있었다.
KIST 연구진은 이를 해결하기 위하여 포도당뿐만 아니라 자일로스도 효과적으로 이용하여 디젤원료를 생산할 수 있는 신규 미생물을 개발했다. 특히 미생물이 디젤원료를 생산하는데 필수적인 보조효소의 공급을 방해하지 않도록 유전자 가위를 이용해 대사경로를 재설계했다. 그 가운데 능력이 우수한 개체만을 선택해 재배양하는 방식 등 진화의 과정을 실험실에서 효과적으로 통제하는 공법을 통해 자일로스 이용능력을 향상시켰다.
◇기존보다 생산 수율 2배 향상
연구진은 이를 통해 목질계 바이오매스 유래 자일로스를 포함한 당 성분을 모두 사용해 디젤원료를 생산할 수 있는 가능성을 확인했으며, 기존의 연구와 비교해 생산수율을 2배 가까이 향상시켰다.
KIST 이선미 박사는 “바이오디젤은 기존 디젤차량 운행을 제한하지 않으면서 온실가스와 미세먼지를 줄일 수 있는 효과적인 대체 연료로, 바이오디젤 생산의 경제성을 높일 수 있는 핵심기술을 확보했다”라고 말했다.