바이오플라스틱 소재 ‘세바식산’ 친환경 생산공정 개발
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바이오플라스틱 소재 ‘세바식산’ 친환경 생산공정 개발
  • 최경주 기자
  • 승인 2020.01.14 12:00
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생명연, 기존 화학공정 대신 미생물 화학공정 적용
미생물공정을 이용한 식물유의 세바식산 전환공정 개요도. 한국생명공학연구원 제공

화장품, 플라스틱 등 다양한 분야에서 사용되는 화학제품 소재인 ‘세바식산(sebacic acid)’은 생산과정에서 대량의 환경오염물질을 배출한다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 국내 연구진이 친환경적인 방법으로 세바식산을 생산하는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 바이오상용화지원센터 안정오 박사팀이 식물기름에서 바이오플라스틱 소재인 세바식산을 대량생산할 수 있는 미생물 화학공정을 개발했다고 14일 밝혔다.

가소제, 화장품, 플라스틱, 윤활유 등에서 사용되는 세바식산은 내구성, 유연성 등의 장점을 갖는 나일론 폴리머의 단량체로 활용되기도 한다. 기존에는 피마자유(아주까리기름‧castor oil)를 고온에서 열분해하고 합성공정을 통해 생산하는데 이 과정에서 상당한 양의 황산을 소비한다. 이때 심각한 환경오염을 일으킬 수 있는 황산나트륨을 함유한 폐수를 방출하는 등의 문제가 생겨, 세바식산 주요 생산국인 중국은 세바식산 생산공장의 가동일을 줄이고 있다.

연구팀은 고온·고압의 화학공정을 통한 세바식산 생산을 대체할 수 있는 미생물화학공정을 개발했다. 연구팀은 미생물 균주의 유전자를 조작해 식물유래 지방산 원료로부터 세바식산 생산 능력을 향상시켰다. 또 배양공정에 관여하는 온도, pH, 용존산소량, 원료의 투입 속도 등의 조건들을 최적화해 세바식산을 세계 최고 수준으로 생산(98.3 g/L의 농도와 98%의 생산 수율)했다.

연구팀은 또 애경 유화㈜, ㈜롯데케미칼, 스몰랩과의 공동연구로, 생산된 세바식산을 고순도로 분리‧정제한 뒤 중합공정을 통해 바이오나일론 610(nylon 610)을 성공적으로 합성했다.

연구 책임자인 안정오 박사는 “이번 연구성과는 재생 가능한 바이오자원 유래의 세바식산 생산공정이 기존의 화학적 생산방법을 대체 가능하다는 것을 보여준 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 영국왕립화학회에서 발간하는 세계적 학술지 ‘그린케미스트리(Green Chemistry)’ 12월 7일자에 게재됐다.


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