시스템대사공학으로 생산수율 2배 높여 … 분리ㆍ정제비용 70% 절감
화학뉴스 2012.11.06
친환경 차세대 에너지인 바이오부탄올(Bio-Butanol)의 생산성을 기존 바이오에탄올 수준으로 크게 향상시키면서도 생산비용은 대폭 줄이는 기술을 국내 연구진이 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 GS칼텍스, 바이오퓨얼켐과 함께 시스템대사공학 기법을 이용해 클로스트리듐(Clostridium) 균주의 바이오부탄올 생산수율을 2배 가까이 높이는 기술을 개발하는데 성공했다고 11월6일 발표했다. 이상엽 교수팀 등은 클로스트리듐 균주가 유기산 생산과정을 거치지 않고 곧바로 부탄올을 생산토록 대사회로를 설계해 이론수율 대비 49%에 머물던 균주의 바이오부탄올 생산수율을 87%까지 끌어올렸다. 미국이나 유럽 등 선진국에서 바이오 연료로 상용화된 바이오에탄올의 생산수율인 90%에 육박하는 것이다. 특히, 바이오부탄올은 에너지 밀도가 바이오에탄올을 훨씬 능가하고 여러 가지 성능이 휘발유와 비슷해 가솔린 엔진을 그대로 사용해도 되는 장점을 갖고 있다. 연구진은 생산된 바이오부탄올을 흡착물질로 실시간 회수하는 등 시스템도 개발해 포도당 1.8㎏에서 585g의 부탄올을 생산했다. 세계 최고수준의 농도, 수율, 생산성으로 발효공정의 생산성을 3배 이상 향상시키면서 분리ㆍ정제 비용은 기존 대비 70%까지 절감했다. 이상엽 교수는 “대장균이나 효모와 달리 유전자 조작이 쉽지 않고 복잡한 대사회로에 대한 정보가 부족해 대사회로 재설계 자체가 어려운 클로스트리듐 균주를 세계 최초로 시스템대사공학 기법으로 개량한 사례”라며 “차세대 연료인 바이오부탄올 생산공정의 산업화를 앞당기는 계기가 될 것”이라고 말했다. GS칼텍스는 개발된 기술의 상용화를 위해 11월 말부터 생산된 바이오부탄올을 실제 자동차에 적용해 테스트를 진행할 계획이다. 연구성과는 미생물분야 세계적 학술지인 <화학저널 2012/11/06> |
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