국립생물자원관과 경북대 정희영 교수진 공동연구
200여 개 곰팡이 균주대상 바이오플라스틱 분해 능력 확인...7개 균주 분해 능력 높아
의료용 바이오플라스틱의 친환경적 분해 기술 기반 마련
'푸시콜라 아세틸레리아', '탈라로마이세스 피노필루스', '아피오트리쿰 포로섬'
국내 연구진이 분해가 힘든 바이오플라스틱의 분해를 촉진하는 곰팡이 균주를 국내 토양에서 찾아냈다.
환경부 국립생물자원관은 지난 6일 경북대 정희영 교수진과 공동연구로 이와같이 의료용 등에 쓰이는 분해가 힘든 바이오플라스틱의 분해를 더욱 촉진하는 곰팡이 균주는 찾았다고 밝혔다.
토양에 있는 다양한 미생물 중 곰팡이는 분해가 어려운 물질을 분해해 영양원으로 사용하며 토양환경의 물질순환 역할을 한다고 알려져 있다.
연구진은 국내 10여 곳의 토양에서 분리한 200여 개 곰팡이 균주를 대상으로 바이오플라스틱의 분해 능력을 확인한 결과, 7개 균주가 분해 능력이 높은 것으로 나타났다고 설명했다.
옥수수와 같은 식물 바이오매스와 미생물이 생산하는 고분자 폴리에스테르류를 이용해 의료용 튜브나 포장제 등을 만들게 되는 바이오플라스틱은 자연계에서 분해되지 않는 일반 플라스틱과 달리 바이오플라스틱은 토양 중 미생물에 의해 생분해된다.
하지만 일부 바이오플라스틱은 자연계에서 완전분해가 어렵고 수년 이상이 걸려야 분해되기도 한다.
현재 의료용 튜브와 봉합사 등 의료용 소재로 사용되며 포장재, 코팅제 등으로 사용되고 있는 '폴리카프로락톤디올(PCL)과 '폴리유산(PLA)'은 분해가 힘든 바이오플라스틱으로 이번 연구에서 사용되었다.
연구진이 확인한 7개 균주 중에 곰팡이 '푸시콜라 아세틸레리아(Fusicolla acetilere)가 PCL과 PLA를 모두 분해했다.
또한 '탈라로마이세스 피노필루스(Talaromyces pinophilu)'는 PLA를 분해했고, 효모인 '아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum)'은 PCL을 분해했다. PCL분해는 균주에 따라 7~14일 정도 걸리고, PLA의 완전부해는 45일이 걸리는 것으로 나타났다고 한다.
해외에서는 PCL, PLA 외에도 다양한 바이오플라스틱을 분해하는 곰팡이 연구가 진행되고 있다.
국내에서는 PHA(Polyhydroxyalkanoates) 계열 폴리머 분해에 관여하는 곰팡이 연구 사례가 있지만 국내 토양에 서식하는 곰팡이를 대상으로 PCL이나 PLA 분해능을 검정한 연구는 거의 없다고 한다.
폴리머는 한 종류 또는 다수의 물질이 반복 단위의 화학결합으로 구성된 화합물을 말한다. 주변에서 쉽게 볼 수 있는 폴리머로는 나일론(폴리아마이드), 폴리에스터, 아크릴(폴리아크릴로니트릴), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등이 있다.
이번 연구는 국내에서 발굴된 자생 균주를 이용해 계통학적 유연관계 및 균학적 특징을 바탕으로 정확하게 동정된 균주를 가지고 바이오플라스틱으로 알려져 있는 PCL과 PLA에 대한 분해능을 검정했다.
최근 국립생물자원관은 분해 원리 연구를 추진하고 바이오플라스틱 생분해 공정에 활용하기 위해 해당 균주들에 대한 특허를 출원했으며, 국내 토양에 자생하는 곰팡이를 활용해 바이오플라스틱 폐기물을 분해하는 기반을 마련했다는 데 의미가 있다고 전했다.
국립생물자원관장은 "미생물은 분해자로 생태게 물질 순환의 큰 축을 담당하고 있다"며 "미생물이 가진 분해능력을 오염정화에 활용할 수 있도록 다양한 미생물을 찾아낼 계획"이라고 말했다.
또한 연구진은 향후 플라스틱으로 오염된 지역에 현장 적용이 가능하도록 니생물 제제화 연구도 추진할 계획이라고 밝혔다.
포인트경제 박주현 기자