'바이오 연료' 두 배 생산하는 미생물 배양 성공

아세트산·부틸산 첨가했을 때 배양 기간 단축·생산량 증가바이오 연료 생산 비용 절감해 자원순환 기여 기대연구 추가 진행해 유전공학 연구 활용 기반 마련

[뉴스토마토 김현주 기자] 기존 미생물(미세조류)보다 빠르게 증식해 바이오 연료를 2배 이상 생산하는 미생물을 국내 연구진이 배양하는 데 성공했다. 연구진은 이를 활용해 실제 바이오 연료로 활용하는 방안을 연구한다는 계획이다.

 

환경부 소속 국립생물자원관은 기존 미생물보다 빠른 증식으로 바이오연료를 2배 생산할 수 있는 자생 미생물을 최근 배양하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.

 

바이오 연료는 미생물, 식물, 동물 등의 생물체(바이오 매스)를 통해 생산한 바이오 에탄올, 바이오 디젤, 바이오 가스 등의 연료를 뜻한다. 바이오 연료는 화석 연료보다 이산화탄소를 적게 배출해 신재생에너지로 각광받고 있다.

 

국립생물자원관 연구진은 지난 2020년 경남 달성군 낙동강 수변에서 난배양성 자생 미생물 ‘슈드아나배나 뮤시콜라 지오0704(이하 지오0704)’를 채집했다. 이후 2021년 2월부터 최근까지 관련 연구를 진행했다.

 

연구진은 지오0704의 배양에 성공했으며 빠른 생육 특성을 보이는 이 미생물이 바이오 연료로 활용될 가능성이 높은 것을 확인했다.

 

지오0704는 세포의 길이가 3마이크로미터(㎛) 이하로 매우 작아 순수 분리하기가 어렵고 최적의 생장 조건 등이 알려져 있지 않아 응용 연구가 거의 없던 상황이다.

 

연구진은 지오0704의 바이오 연료 생산량을 늘리는 최적의 배양조건을 찾는 연구를 수행했다. 자생 미생물인 지오0704의 가장 큰 특징은 매우 빠르게 증식하는 것이다. 

 

기존에 연구된 미생물이 일반적인 광배양 조건에서 수확까지 3주 정도 소요되는데 이 미생물은 1주 이내에 수확할 수 있다.

 

연구 결과, 혼합영양 배양 과정에서 휘발성지방산 중 아세트산나트륨을 첨가했을 때 최적의 배양 기간을 4일까지 단축시켰다.

 

부틸산을 첨가했을 경우 1일당 바이오연료 생산량이 2배 이상 향상되는 것을 확인했다. 이는 일반적인 미생물의 상위 20% 이내에 해당하는 바이오연료 생산성을 보인 것이다.

 

특히 아세트산이나 부틸산은 음식물쓰레기와 같은 유기물이 분해될 때 얻을 수 있는 물질이다. 포도당과 같은 값비싼 재료를 배양 과정에서 쓰지 않기 때문에 바이오 연료 생산 비용이 절감되고 자원순환에도 기여할 것으로 기대된다.

 

지오0704의 빠른 생육은 발효 과정 등을 통해 바이오 디젤과 바이오 에탄올 등 바이오 연료를 생산하는 미생물로 활용될 수 있다.

 

국립생물자원관은 지오0704의 특성을 유전체 수준에서 밝히는 연구를 추가로 진행해 향후 생산성 증대를 위한 유전공학 연구에 활용될 수 있는 기반을 마련할 계획이다. 

 

김창무 국립생물자원관 미생물자원과장은 “미세조류는 이산화탄소를 흡수하는 온실가스 저감효과도 있어 차세대 바이오연료 소재로 유망한 생물”이라고 말했다.

 

이어 “앞으로 다양한 연구를 통해 실제 바이오연료로 활용하는 방안을 연구할 계획"이라고 덧붙였다.

 

환경부 소속 국립생물자원관은 기존 미생물보다 빠른 증식으로 바이오연료를 2배 생산할 수 있는 자생 미생물을 최근 배양하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 사진은 지오0704 모습. (사진=환경부)

 

세종=김현주 기자 [e-mail]

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