[기후위기와 산업] 생분해성 '바이오플라스틱' 만드는 미생물 분리배양 성공

최근 이산화탄소와 수소 기체를 합성해 포름산염으로 전환하는 온실가스 저감 기술이 주목받는 가운데, 이 포름산염을 섭취해 고부가가치의 바이오플라스틱을 생산하는 미생물을 배양할 수 있게 됐다.

21일 환경부에 따르면, 국립생물자원관은 포름산염을 먹이로 삼아 바이오플라스틱 소재를 생산하는 미생물 2종을 최근 분리 배양하는데 성공했다.

▲ 국내 자생환경에서 포름산염 활용 미생물 확보 및 배양. 사진=국립생물자원관.

바이오플라스틱은 식물, 미생물 등으로부터 만들어진 플라스틱으로 자연상태에서 석유로 만들어진 플라스틱보다 쉽게 분해된다.

분리 배양한 미생물은 슈도모나스(Pseudomonas)속 2종으로 확인됐다. 탄소 포집 및 활용·저장 기술(CCUS)로 발생한 포름산염을 섭취해 바이오플라스틱을 생산한다.

대부분의 포름산염 활용 미생물은 성장 속도가 매우 낮고, 샘플을 성장시키고 분류해 최종 확보하는 과정에서 다른 미생물의 오염에 노출되어 있는 어려움이 있다.

이번 2종의 미생물은 국내 하천 및 저수지 등에서 찾아냈으며, 기존에 알려진 메탄올자화균 메틸로러브럼(Methylorubrum)보다 5배 이상의 포름산염을 섭취한다.

이들 균이 생산하는 바이오플라스틱 소재는 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate, PHB)로 석유로 만든 일반 플라스틱과 성질이 비슷하지만, 자연상태에서 쉽게 분해되는 장점을 갖추고 있다. 화장품 용기나 재활용 플라스틱, 수술용 봉합사 등의 제작에 쓰이고 있다.

현재 포름산염을 바이오매스 및 바이오 물질 생산에 사용하는 특허는 미국 유명 민간기업인 란자테크(LanzaTech)의 기술특허를 제외하고는 기술적으로 인정받은 특허가 전무한 실정이다.

국립생물자원관은 이번 미생물 2종 관련 특허 및 상업화에는 지장이 없을 것으로 보고 있다. 또한 온실가스 기반의 저가 탄소원을 활용한 생물학적 바이오플라스틱 소재 생산은 가격 경쟁력이 있으며, CCUS 등의 온실가스 처리 방안에 있어 우수한 기술이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구진은 고부가가치 화합물인 바이오플라스틱 소재를 생산하는 이들 미생물의 유전체를 분석할 예정이며, 이를 통해 최적의 포름산염 활용 기술을 개발할 계획이다.