목질계 바이오매스를 원료로 바이오디젤 원료를 생산하기 위한 미생물 개발/사진=KIST
경유 등 화석연료를 사용하는 자동차가 내뿜는 배기가스는 미세먼지와 온실가스의 주원인으로 알려져 있다. 디젤이 아닌 바이오디젤을 사용하면 온실가스에 의한 기후변화에 대응할 수 있고 미세먼지 저감에 효과적이지만 현재 쓰고 있는 팜유, 대두유 같은 식물성 기름이나 폐식용유를 화학적으로 처리해 생산하는 방식은 원료수급이 원활하지 않은 문제점이 있다.
연구팀이 새롭게 개발한 신규 미생물은 목질계 바이오매스에 포함된 당 성분을 먹이로 해 대사하는 과정에서 바이오 디젤 원료를 생산할 수 있다.
자연계에 존재하는 미생물들은 포도당을 이용해 디젤원료를 만드는데 효과적이지만 자일로스는 이용할 수 없어 디젤원료 생산 수율을 제한하는 한계를 가지고 있었다.
KIST 연구팀은 이를 해결하기 위해 포도당뿐만 아니라 자일로스도 효과적으로 이용해 디젤원료를 생산할 수 있는 신규 미생물을 개발했다. 특히 미생물이 디젤원료를 생산하는데 필수적인 보조효소의 공급을 방해하지 않도록 유전자 가위를 이용해 대사경로를 재설계했고, 그중에서 능력이 우수한 개체만을 선택해 재배양하는 방식 등 진화의 과정을 실험실에서 효과적으로 통제하는 공법을 통해 자일로스 이용능력을 향상시켰다.
이 시각 인기 뉴스
이를 통해 목질계 바이오매스 유래 자일로스를 포함한 당 성분을 모두 사용해 디젤원료를 생산할 수 있는 가능성을 확인했으며, 보조효소 문제가 있는 대사경로를 활용한 기존의 연구와 비교해 생산수율을 2배 가까이 향상시켰다.
이선미 박사는 “바이오디젤은 기존 디젤차량 운행을 제한하지 않으면서 온실가스와 미세먼지를 줄일 수 있는 효과적인 대체 연료”라면서 “바이오디젤 생산의 경제성을 높일 수 있는 핵심기술을 확보했다”고 말했다.
이어 “잦은 태풍과 이상기후와 같이 이제 기후변화가 피부로 와닿고 있는 시점에서 가장 빠르고 효과적으로 기후변화에 대응할 수 있는 바이오연료 보급 확대가 이루어진다면 관련 산업 확대 및 기술 개발이 더욱 속도를 낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다.