미생물 공장에서 생분해 플라스틱 만든다

KAIST 이상협 교수팀, 미생물 이용한 플라스틱 생산 및 분해 기술 공개

미생물. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀이 미생물을 활용해 플라스틱을 생산하고, 폐플라스틱을 친환경적으로 처리하는 최신 기술을 공개했다. 연구진은 실질적으로 플라스틱 문제 해결에 어떻게 기여하는지 분석했고, 이를 토대로 기술들의 한계점, 전망 및 연구 방향을 제시해 플라스틱 순환경제 달성을 위한 청사진을 제공했다.

11일 KAIST에 따르면, 플라스틱은 연간 약 4억6000만t이 생산되며, 2060년에는 약 12억3000만t이 생산될 것으로 예측된다. 하지만 1950년부터 63억t 이상의 막대한 양의 플라스틱 폐기물이 발생했고, 이 중 1억4000만t 이상의 플라스틱 폐기물이 수중 환경에 축적된 것으로 파악된다. 최근에는 미세플라스틱 오염의 심각성까지 대두돼 해양 생태계 및 인간 건강에 위험을 초래할 뿐만 아니라 지구의 이산화탄소 농도를 낮추는 데 중요한 역할을 하는 해양 플랑크톤의 활동을 저해해 지구 온난화를 더욱 악화시키고 있다.

이러한 플라스틱 문제 해결을 위해 다양한 기술들이 개발되고 있는데, 그중 미생물을 이용한 생명공학 기술이 주목받고 있다.

미생물은 자연적으로 특정 화합물을 생산하거나 분해할 수 있는 능력이 있다. 이를 대사공학 및 효소공학 기술과 같은 생명공학 기술을 통해 극대화해 화석원료 대신 재생 가능한 바이오매스 자원으로부터 플라스틱을 생산하고 폐플라스틱을 분해하는 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있다.

연구진이 '네이처 마이크로바이올로지(Nature Microbiology)'에 발표한 논문에는 석유화학 공정으로 만든 플라스틱부터 생분해 플라스틱 등 다양한 기술이 나와 있다. 특히 자연환경에서 완전히 생분해돼 미세플라스틱 발생의 우려가 없는 미생물 유래 천연 고분자(PHA) 등의 유망 바이오 플라스틱까지 다양한 플라스틱에 대한 미생물 기반 기술의 상용화 현황 및 최신 기술에 대해 논의했다.

또한, 이러한 플라스틱들을 미생물과 미생물이 가진 효소를 이용해 분해하는 기술과 분해 후 다른 유용화합물로 전환하는 업사이클링 기술도 소개해 미생물을 이용한 기술의 경쟁력 및 잠재력을 조명했다.

KAIST 최소영 연구조교수는 "앞으로 미생물을 통해 만든 친환경 플라스틱을 우리 주위에서 더욱 더 쉽게 찾아볼 수 있을 것"이라고 말했다.

이상엽 특훈교수는 "플라스틱을 더 지속가능하고 책임감 있게 사용해 환경을 보호하고 신플라스틱 산업을 통해 경제사회 발전을 동시에 이루는 것이 중요하며, 이에 미생물 대사공학 기술의 활약이 기대된다"고 말했다.
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