화학저널

카오, 고효율 당화효소 개발·공급 … 화학제품 제조용 기대 

카오(Kao)가 비식용 바이오매스를 글루코스로 분해할 수 있는 당화효소를 개발해 공급을 추진하고 있다.
바이오 에탄올(Ethanol)을 비롯한 비식용 바이오매스 베이스 화학제품은 생산할 때 필수적으로 셀룰로스(Cellulose)를 당으로 변환하는 단계를 거쳐야 하며, 당 변환율이 전체 생산효율에 크게 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
카오는 코스트를 줄이면서 고효율로 분해가 가능한 당화효소 생산기술을 개발했으며 공급 파트너를 찾고 있다.
최근 이산화탄소(CO2)를 줄이기 위해 식량과 경쟁하지 않는 비식용 바이오매스에 관심이 집중되는 가운데 당화효소 역시 요소기술 중 하나로 수요를 기대하고 있다.
비식용 바이오매스는 단단한 결정구조를 보유하고 있어 분해가 어려운 것으로 알려졌으나, 카오는 30년 전부터 효소 개발에 착수해 정화용 효소 Attack 시리즈를 개발·공급하고 있고 식량과의 경쟁 방지 및 환경보전을 위해 비식용 바이오매스 분해에 축적한 기술을 응용하고 있다.
고베(Kobe)대학과의 공동 연구를 통해 저가의 원료로 당화효소를 고효율 제조할 수 있는 기술을 확립했고, 초본식물계 비식용 바이오매스에 적합한 효소를 개발했으며 높은 효율로 바이오매스를 당으로 분해할 수 있다는 점을 강점으로 내세우고 있다.
카오가 개발한 당화효소는 Trichoderma Reesei 사상균을 숙주로 이용해 균을 효소로 전환하며, 적용 대상인 비식용 바이오매스에 맞춰 최적화된 효소를 하나의 균으로 생산할 수 있다는 점이 특징이다. 식물에 맞춰 효과적인 당화효소를 조정할 수 있는 기술 역시 확립했다.
카오는 2023년 6월 도요타(Toyota Motor) 등 자동차기업과 에네오스(ENEOS)까지 참여하는 차세대 그린 이산화탄소(CO2) 연료기술 연구조합과 바이오 에탄올 생산연구설비의 당화효소 사용에 관한 합의서를 체결한 것으로 알려졌다.
연구조합은 카오의 효소 기술을 높게 평가해 수행하고 있는 바이오 에탄올 생산연구에서 비식용 바이오매스를 당으로 분해하는 당화효소를 도입하며, 후쿠시마현(Fukushima)에 건설할 예정인 바이오 에탄올 생산연구설비에서 당화효소 사용을 추진할 방침이다.
지속가능성을 고려할 때 비식용 바이오매스 활용에 따른 고성능 당화효소 수요가 증가할 것으로 기대하고 있으며, 카오는 바이오 외에도 비식용 바이오매스 베이스 화학제품을 생산할 수요기업을 대상으로 당화효소를 폭넓게 공급할 예정이다.
장기적으로 일반 소비자용 적용도 검토하고 있다.
당화효소 개발을 담당하는 케미칼사업부는 석유 원료부터 바이오매스, 비식용 바이오매스로 단계적인 개발을 추진하면서 원료 저탄소화를 통해 산업계의 이산화탄소 배출량 저감에 기여한다는 목표를 세우고 있으며 중장기적 관점에서 비식용 바이오케미칼 보급을 추진하고 있다.
대상이 되는 바이오매스에 따라 최적화된 효소를 원팟(One-pot) 생산이 가능하다는 이점을 살려 장기적으로는 온사이트 효소 생산 시스템 공급도 검토할 예정이며, 수요기업 공장에 효소 생산설비를 설치해 수요기업이 직접 당화 프로세스를 활용하도록 솔루션을 공급할 방침이다.
수요기업은 이산화탄소 배출 저감 및 제조코스트 절약이 가능할 뿐만 아니라 내부화를 통해 공급망 내 예상치 못한 리스크 회피가 가능해 유연성 강화 측면에서 장점이 충분할 것으로 기대하고 있다. (윤우성 기자)