홍조류에서 '에탄올' 생산…바이오연료 사용

국내연구팀, 기존보다 24% 생산량 증가 새로운 기술 개발

▲홍조류 바이오매스로부터 바이오연료와 화학소재 생산이 가능해졌다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자]홍조류 등에서 3세대 자동차 연료인 '에탄올'을 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 바이오 연료와 바이오 플라스틱을 생산하는 핵심기술에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

국내 연구팀은 5일 우뭇가사리 같은 홍조류의 주성분(한천 무수당)이 발효되는 과정을 규명하고 3세대 바이오에탄올을 생산할 수 있는 실마리를 찾아냈다. 홍조류는 우뭇가사리 같은 붉은색을 띠는 해조류로 한천과 같은 탄수화물 함량이 높고 잘 분해되지 않는 리그닌 함량이 적어 제 3세대 바이오매스의 원천으로 주목받고 있다.

3세대 바이오에탄올은 사탕수수나 옥수수 등 식용 바이오매스를 원료로 한 1세대, 목질계 등을 원료로 한 2세대 바이오에탄올과 달리 해조류를 원료로 한 바이오에탄올을 말한다.

바다에서 대규모로 양식되는 해조류에서 에탄올을 생산하게 되면 가솔린 소비량의 상당부분을 대체할 수 있다. 특히 홍조류는 탄수화물 함량이 높아 바이오에탄올 생산에 유리한데 홍조류의 주성분인 한천 무수당의 대사경로가 알려지지 않아 바이오에탄올 생산에는 한계가 있었다.

연구팀은 한천 무수당을 먹고 자라는 해양미생물 비브리오를 분리하고 이 미생물이 한천 무수당을 분해하는 대사경로를 규명했다. 비브리오는 해양에서 많이 서식하는 미생물로 해조류를 먹고 자란다.

기존 산업용 미생물과 달리 이번에 밝혀진 대사경로에 포함된 새로운 발효 효소를 가진 대장균을 이용하면 한천 무수당을 발효시켜 홍조류에서 에탄올을 생산할 수 있을 것으로 기대된다. 실제 밝혀진 발효효소를 에탄올 생산용 대장균에 도입한 결과 기존에탄올 생산용 대장균 대비 에탄올 생산량이 24% 증가한 것으로 나타났다.

이번 연구는 고려대 대학원 생명공학과 김경헌, 최인걸 교수팀(연구원 윤은주, 이세영)이 수행했다. 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구결과는 환경미생물 분야 국제학술지인 환경미생물학(Environmental Microbiology) 온라인판 9월 30일자(논문명: The Novel Catabolic Pathway of 3,6-Anhydro-L-galactose, the Main Component of Red Macroalgae, in a Marine Bacterium)에 실렸다.

김 교수는 "앞으로 목질계, 초본계 바이오매스가 부족한 우리나라에서 해조류 바이오매스를 이용해 바이오연료는 물론 바이오플라스틱을 생산하는 핵심적인 기술로 응용될 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 말했다.