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▲ 난분해성 바이오플라스틱 분해 장면

환경부 소속 국립생물자원관(관장 배연재)은 경북대 정희영 교수진과 공동연구로 의료용 등에 쓰이는 바이오플라스틱의 분해를 더욱 촉진하는 곰팡이 균주를 최근 찾았다고 밝혔다.

※ 바이오플라스틱: 옥수수와 같은 식물 바이오매스와 미생물이 생산하는 고분자 폴리에스테르류를 이용하여 의료용 튜브, 포장제 등을 만듦

바이오플라스틱은 자연계에서 분해되지 않는 일반 플라스틱과 달리 토양 중 미생물에 의해 생분해된다. 그러나 일부 바이오플라스틱은 자연계에서 완전분해가 어려우며 분해되는데 수년 이상이 걸리기도 한다.

이번 연구에 사용한 분해되기 힘든 바이오플라스틱은 ‘폴리카프로락톤 디올(PCL)’과 ‘폴리유산(PLA)’이며, 현재 의료용 튜브, 봉합사 등 의료용 소재를 비롯해 포장제, 코팅제 등으로 사용되고 있다.

연구진은 토양에 서식하는 곰팡이가 가진 물질의 분해 능력에 주목하고 국내 10여 곳의 토양에서 분리한 200여 개 곰팡이 균주를 대상으로 바이오플라스틱의 분해 능력을 확인했다.

그 결과 7개 균주가 분해 능력이 높은 것으로 나타났고, 균주에 따라 분해할 수 있는 물질과 시간이 다른 것으로 확인되었다.

이 중, 곰팡이 ‘푸시콜라 아세틸레리아(Fusicolla acetilerea)’가 폴리카프로락톤 디올(PCL)과 폴리유산(PLA)을 모두 분해했다.

‘탈라로마이세스 피노필루스(Talaromyces pinophilus)’는 폴리유산(PLA)을, 효모인 ‘아피오트리쿰 포로섬(Apiotrichum porosum)’은 폴리카프로락톤 디올(PCL)을 분해했다.

폴리카프로락톤 디올(PCL) 분해는 균주에 따라 7~14일 정도 걸리며, 폴리유산(PLA)의 완전분해에는 45일이 걸리는 것으로 나타났다.

이번 연구는 국내 토양에 자생하는 곰팡이를 활용하여 바이오플라스틱 폐기물을 분해하는 기반을 마련했다는 데 의미가 있다.

국립생물자원관은 분해효소 유전자 파악 등 분해 원리 연구를 추진하고 바이오플라스틱 생분해 공정에 활용하기 위해 이 균주들에 대한 특허를 최근 출원했다.

※ 출원번호 : 제10-2020-0125523호, 0125524호, 0125525호(2020년 9월 28일)

배연재 국립생물자원관장은 “미생물은 분해자로 생태계 물질 순환의 큰 축을 담당하고 있다”라며, “미생물이 가진 분해능력을 오염정화에 활용할 수 있도록 다양한 미생물을 찾아낼 계획”이라고 밝혔다.