4~20℃서 생분해…"비용·환경부담 덜어줄 것"
15℃ 저온조건에서 생분해 플라스틱을 분해할 수 있는 미생물이 발견돼 생분해 플라스틱 재활용의 새로운 돌파구로 주목받고 있다.
스위스 연방 산림·눈·지형연구소(WSL) 조엘 루티 박사 연구팀은 극지방 저온지대에서 플라스틱을 소화시키는 세균과 곰팡이류를 찾아냈다. 연구팀은 알프스 고산지대, 그린란드, 스발바르 등지에 1년간 묻혀있던 플라스틱 쓰레기를 수집해 붙어있던 세균과 곰팡이류를 조사했다.
연구팀은 세균류 19종과 곰팡이류 15종의 표본을 검출했다. 각각의 표본은 온도가 15℃로 유지된 채 빛이 차단된 공간에서 따로 배양됐다. 독립된 '균주'로 자라난 34종의 미생물들에게 연구팀은 3종류의 플라스틱을 제공해 소화가 가능한지 지켜봤다.
배양된 미생물들에게 투입된 플라스틱 재질은 폴리에틸렌(PE), 생분해성 폴리우레탄(PUR) 그리고 현재 상업화된 생분해성 플라스틱 종류인 PBAT와 PLA의 혼합물이다. 126일이 지나도록 PE를 분해한 균주는 없었다. 반면 생분해성 폴리우레탄(PUR)은 곰팡이 11종과 세균 8종, PBAT와 PLA의 혼합물은 곰팡이 14종과 세균 3종에 의해 분해됐다.
연구팀은 실제 실험을 진행한 온도조건은 15℃였지만, 4~20℃에서도 분해가 잘 이뤄지는 것으로 보인다고 밝혔다. 저온조건에서 플라스틱 분해가 가능한 미생물들은 향후 플라스틱 폐기물 문제에 있어 새로운 돌파구를 마련할 것으로 기대를 모으고 있다.
플라스틱의 분자구조는 식물의 세포벽과 닮아 미생물들은 이를 분해하는 효소를 만들어낸다. 이같은 특성을 활용해 플라스틱 폐기물을 줄이려는 시도들이 이어졌지만, 대개 30℃ 이상의 고온이 유지되는 별도의 퇴비화 시설을 필요로 한다. 이에 따라 더 큰 비용과 에너지를 들여야 하기 때문에 경제적으로도 큰 부담이고, 탄소중립에도 역행한다.
루티 박사는 "이번에 밝혀진 미생물들은 효소에 의한 플라스틱 재활용에 대한 비용과 환경부담을 덜어줄 것"이라고 기대했다.
연구에 참여한 비트 프레이 박사는 "다음 과제는 균주들이 플라스틱 분해 효소를 뽑아내는 과정을 최적화해 다량의 단백질을 확보하고, 단백질의 안정성을 더하기 위해 효소에 추가적인 수정을 가하는 일이 될 것"이라고 밝혔다.
이 연구논문은 10일(현지시간) '미생물학 프런티어스'(Frontiers in Microbiology)에 온라인으로 게재됐다.
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