[코스인코리아닷컴 박상현 기자] 그동안 석유화학 기반으로만 생산된 메틸안트라닐산을 친환경 방식으로 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 메틸안트라닐산은 포도 특유의 향과 맛을 내는 천연화합물로 생물학적 공정만으로 제조하는 기술이 개발됨에 따라 천연화장품 등에 널리 활용될 것으로 기대된다.

KAIST(한국과학기술원)는 5월 20일 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 대사공학 기법을 이용해 재조합 미생물 기반의 포도향을 생산하는 공정을 개발했다고 발표했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 기후변화대응기술개발사업의 ‘바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 원천기술개발 과제’의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지 '미국 국립과학원회보(PNAS)' 5월 13일자 온라인판에 하이라이트 논문으로 게재됐다.

석유 자원 고갈과 기후 변화, 환경 문제 우려가 커지면서 여러 유용한 화학물질 생산을 위한 친환경적이고 지속 가능 공정의 중요성과 관심이 날로 커지고 있다. 특히 최근 화장품 업계는 천연 제품에 대한 관심이 늘어나면서 화학합성물이 아닌 천연 재료에 대한 개발에 열을 올리고 있다. 대사공학은 재생 가능한 비식용 바이오매스로부터 다양한 천연과 비천연 화합물 생산을 가능하게 해 지속 가능한 발전을 위한 해결책을 제공해 왔다. 하지만 식물 유래의 천연화합물 생산을 위한 미생물 개발은 여전히 부족해 계속 도전해야 할 분야로 남아있다.

이상엽 특훈교수 연구팀이 개발한 공정은 콩코드 포도 특유의 향과 맛을 내는 화합물인 메틸안트라닐산을 생산하는 과정이다. 여러 과일이나 식물에 함유된 이 성분은 화장품이나 의약품 등에 향미 증진제로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 식물에서 메틸안트라닐산을 추출하는 방식은 경제성이 낮아 지난 100여 년 동안 유기용매를 사용하는 석유 화학적 방법으로 제조돼 인공착향료로 분류됐다.

이상엽 특훈교수 연구팀은 대사공학 기법으로 미생물의 대사 회로를 설계해 포도당과 같이 재생 가능한 바이오매스로부터 100% 천연 메틸안트라닐산을 화학 촉매 없이 효율적으로 생산하는 공정을 최초로 개발했다. 또 연구팀은 이상(二相) 추출 발효 과정을 이용해 생산되는 메틸안트라닐산 메틸을 정제하는 방법도 개발했다.

이상엽 특훈교수는 "재생 가능한 탄소 순환형 바이오매스를 통해 화학적 촉매 반응 없이 순수한 생물학적 공정만으로 메틸안트라닐산을 제조하는 기술이다. 생산 공정이 단순하고 친환경적이어서 경제적인 방식으로 고부가가치 물질인 메틸안트라닐산을 생산할 수 있다"며, "또 100년 동안 석유화학 기반으로만 생산된 메틸안트라닐산을 100% 바이오 기반의 친환경 방식으로 생산할 수 있다. 천연 메틸안트라닐산은 향후 식품, 의약품, 화장품 산업에 다방면으로 이용할 수 있을 것이다"라고 설명했다.