(재)경북해양바이오산업연구원, 신규 생물계면활성제 세계최초 발견

경상북도는 출연기관인 (재)경북해양바이오산업연구원(김충곤 원장)이 지금까지 밝혀진 적이 없는 신규의 생물계면활성제를 세계최초로 발견했다고 밝혔다.

효모인 오리오바시디움 균주는 울진 주변의 야생화에서 분리해낸 것으로서, 당지질계 등의 생물계면활성제를 생산하는 것으로 밝혀냈다.

이번 연구는 2009년부터 경상북도와 울진군의 연구지원으로 김종식 박사 주도로 ‘미생물을 이용한 신소재 개발’이라는 목표로 추진되었으며 울진 주변 환경에서 대게, 복어, 오징어 등 해양생물 및 야생화 미생물을 연구하던 중 효모의 안전성에 착안하여 약 300여 종의 야생화로부터 2만여 효모를 분리하였으며, 생물계면 활성제의 생산능이 뛰어난 효모를 집중적으로 탐색했다.

계면활성제 분자는 물에 녹기 쉬운 친수성과 기름에 녹기 쉬운 친유성 분자를 동시에 갖는 양친매성 물질로 그 양쪽의 부분이  기름과 물을 서로 반발해서 분리되는 것을 막고 양자를 서로 손잡게 하는 역할을 하여 물과 기름과 같이 혼합되기 어려운 액체들을 혼합되게 한다.

이러한 성질을 이용하여 계면활성제는 세제, 유화제, 의약품, 식품, 화장품, 유류 오염 정화 등 식품으로부터 공업제품까지 폭넓게  이용되고 있다.

현재 사용되고 있는 화학합성 계면활성제는 저렴하고 강력한 반면, 분자량이 매우 작아 피부를 통한 침투가 쉽고 배출이 안 되며 피부에 남아 신경조직 약화, 피부병 유발 등의 부작용이 있는 것으로 알려져 있다.

또한 환경에 부하가 높은 석유 화학유래의 화학합성품이므로 독성과 환경 잔류성의 문제가 계속 제기되고 있는 현실이다.

이에 안전성이 높고 분해가 잘되며 독성이 적은 미생물 유래의 생물계면활성제의 개발이 요구된다.

생물계면활성제는 미생물이 균체 밖으로 생산하는 것을 지칭하며, 여러 가지 생리기능을 가진 것으로 보고되어 있다. 석유로부터 합성한 계면활성제는 복수의 분자가 협동해서 기능하므로 다량의 계면활성제가 필요하다.

하지만 생물계면활성제는 저농도로 합성 계면활성제와 같은 기능을 발휘할 수 있다

화학합성계면활성제와 마찬가지로 한 분자 안에 친수성 부위와 친유성(소수성) 부위를 동시에 갖는 경계면 또는 표면의 장력을 저하시키는 계면활성 작용을 나타낸다.

합성계면활성제는 세계적으로 매년 약 1천만톤씩이나 생산되어 환경친화적인 생물계면활성제의 지속적인 대체 연구가 필요한 시점이다.

저독성이고 생분해가 용이한 생물계면활성제의 개발을 통해 생태계 파괴와 심각한 환경문제를 해결할 수 있으며 생명공학 분야에 그 활용이 크게 기대된다. 

현재, ‘오리오바시디움 균주로부터 생성되는 신규 생물학적 계면 활성제’ 등 국내 특허 3건, 해외 특허 2건의 출원을 완료했으며, 생물계면활성제를 탐색하는 원천기술 등을 포함하여 국제 저널(SCI)의 논문 투고를 준비 중에 있다. 

김지현 기자