[국토경제신문 최지희 기자] 농업폐기물로부터 바이오 연료·플라스틱의 중간 원료를 생산할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 

한국에너지기술연구원은 볏짚, 옥수수속대 등 농업폐기물로부터 바이오 연료·플라스틱의 중간 원료 ‘4-하이드록시 발레르산’을 생산하는 효소 공정을 개발했다고 14일 밝혔다. 

기존에는 농업폐기물에서 4-하이드록시 발레르산을 생산하기 위해서는 루테늄 기반 화학 촉매를 사용해야 했다. 
4-하이드록시 발레르산은 바이오매스에서 직접 얻을 수 없고 바이오매스를 산화시켜 얻는 레불린산을 수소화하는 과정을 거쳐 생산할 수 있다.

에기연은 레불린산을 수소화하는 효소는 자연계에 존재하지 않지만 레불린산과 유사한 구조를 가진 아세토아세트산을 수소화하는 효소는 널리 존재한다는 점에 착안했다. 
아세토아세트산을 수소화하는 효소의 3차원 구조를 바탕으로 분자 모델링을 통해 기질 특이성을 유사 구조인 레불린산까지 확장 적용, 레불린산을 수소화하는 효소 개량 기술 개발에 성공했다. 

루테늄 기반 화학촉매에 비해 반응온도와 에너지 요구량이 낮고 고압의 외부 수소공급 없이 바이오매스 산처리 과정에서 레불린산의 부산물로 얻어지는 개미산을 통해 수소공급이 가능하다. 

또 기존 화학촉매와 달리 광학선택적으로 4-하이드록시 발레르산을 생산할 수 있어 수소, 전기가 대신하기 어려운 바이오 항공유뿐 아니라 고부가 물질인 바이오 플라스틱, 바이오 의약품(백혈병 치료제) 시장에도 확장 적용할 수 있다. 

에기연 관계자는 “이번 기술 개발로, 식량 자원에 비해 원가가 저렴하고 전 세계적으로 널리 분포하는 비식용성 바이오매스를 활용, 고부가 물질 생산과 이산화탄소 절감을 동시에 달성할 수 있는 새로운 길을 열었다”고 말했다.