목질계 바이오매스로 청정 바이오연료 생산

KIST 고자경·이선미 박사팀, 생산 저해물질 극복한 신규 미생물 개발

(왼쪽부터)이선미, 고자경 박사/사진=KIST

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 고자경, 이선미 박사팀이 목질계 바이오매스를 이용해 고농도의 바이오연료를 생산할 수 있는 미생물을 개발했다고 1일 밝혔다.

미세먼지를 저감할 청정연료로 꼽히는 바이오연료는 현재 전분, 당, 식물성 기름 등과 같은 작물을 원료로 생산한다. 이 때문에 ‘식량으로 연료를 만든다’는 윤리적 논란이 있다.

이를 대체하기 위해 연간 생산량이 약 1000억톤(t)에 달할 만큼 지구상에 가장 풍부하게 존재하는 목질계 바이오매스를 원료로 활용하는 2세대 바이오연료 생산기술 개발이 활발하다.

하지만 목질계 바이오매스는 전환공정에서 바이오연료를 생산하는 미생물의 활동을 억제하는 물질(아세트산)이 발생해 생산 효율이 낮다는 단점이 있다.

KIST 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 고농도 바이오연료 생산이 가능한 신규 미생물을 개발했다. 연구진에 따르면 유전자 가위를 이용해 바이오연료 생산미생물의 유전체를 편집하고, 자연계에서 발생하는 진화의 과정을 실험실 안에서 단시간 내에 효과적으로 유발하는 공법(적응진화공법)을 적용했다. 연구진은 이 같은 과정을 거쳐 아세트산에 대한 저항성이 강화된 신규 미생물을 개발했다.

이 신규 미생물을 활용하면 기존 바이오연료 생산 시 버려지던 성분으로부터 이론적 최대치의 98% 수율로 바이오연료를 생산할 수 있다. 특히, 설탕을 추출하고 버려지는 사탕수수 부산물로 세계 최고의 수율로 바이오연료를 생산할 수 있다는 게 연구진의 설명이다.

이 박사는 “이번 연구성과는 1세대 바이오연료의 한계를 넘어 지속가능성과 경제성이 향상된 2세대 바이오연료의 상용화를 앞당길 중요한 기술이 될 것”이라고 말했다.