'온실가스' 주성분 메탄서 식품소재와 바이오플라스틱 원료 만든다

[이데일리 강민구 기자] 이산화탄소와 함께 온실가스의 주요성분 중 하나로 알려진 메탄에서 고부가가치 화학제품을 생합성하고, 이를 기반으로 메탄 유래 식품소재와 바이오플라스틱 원료를 생산하는 기술이 나왔다.

한국연구재단은 이은열 경희대학교 화학공학과 교수 연구팀이 이 같은 연구내용을 발표했다고 9일 밝혔다.

메탄자화균 개량과 이를 이용한 메탄 유래 라이신, 카타베린 생산 전체 개념도.<자료=한국연구재단>

미국 환경보호청(EPA)에 따르면 메탄보다 이산화탄소가 양적으로 많지만 20년 단위로 평가한 지구온난화지수 기준으로 메탄이 이산화탄소보다 온난화 효과가 84배 이상 강력하다.

최근 메탄을 생물학적으로 전환하기 위한 연구가 활발한 가운데 메탄을 탄소원이나 에너지원으로 사용하는 메탄자화균이 주목받고 있다. 메탄자화균은 상온·상압의 조건에서 메탄을 알코올, 유기산, 올레핀, 바이오폴리머 등의 고부가가치 산물로 대사한다.

연구팀은 메탄자화균의 대사공학적 개량 등을 통해 메탄자화균의 화학물질과 바이오 연료를 생산하기 위한 연구 전략을 제시했다.

이를 토대로 메탄과 이산화탄소를 동시에 동화할 수 있는 유형 II 메탄자화균을 개량했다. 개량한 균을 가스 발효해 식품·사료 소재인 라이신과 바이오 나일론의 원료인 카다베린을 생합성했다.

연구팀은 온실가스이지만 천연가스, 셰일가스, 바이오가스의 주성분으로 경제적인 탄소자원인 메탄을 환경친화적으로 활용하면 기후변화대응 측면에서도 의미가 있을 것으로 기대했다.

이은열 경희대학교 교수는 “기존 라이신 생산 공정은 식량자원인 포도당을 탄소원으로 사용한다”면서 “이번 기술은 가격이 낮고, 온실가스인 메탄을 고부가가치 물질로 전환해 제거한다는 점에서 기후변화에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

메탄자화균 플랫폼 연구결과는 Cell Press에서 발행하는 Trends in Biotechnology 온라인판에 지난달 19일자로 실렸다. 메탄 유래 라이신·카다베린 생산은 영국화학회가 발간하는 Green Chemistry에 지난 1일자 온라인으로 게재됐다.