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버려지는 왕겨로 친환경 필름 만든다
경북대 식품공학부 정영훈 교수팀이 쌀 부산물인 왕겨를 활용해 키토산 기반 복합 필름 제조 공정을 개발했다.
키토산 기반의 복합 필름은 친환경 생분해성 바이오 플라스틱 소재로 PET, PE, PP 등 석유계 플라스틱을 대체할 수 있다.
왕겨는 쌀의 20~25%를 차지하는 쌀 부산물이다. 2세대 바이오매스인 리그노셀룰로오스 구조를 이루고 있어 다양한 분야에서 바이오매스 원료로 활용할 수 있다.
특히 리그노셀룰로오스 나노섬유는 리그노셀룰로오스 구조로부터 화학적·물리적인 방법으로 얻을 수 있는 미세 섬유상 형태로 식품 포장 소재의 강화제로 활용할 수 있다.
또 의료, 화장품, 건설·건축 등 다양한 분야에 활용 가능한 바이오 소재로 각광받고 있다.
왕겨는 화학적 전처리, 효소 가수분해, 발효를 포함하는 다중 공정을 통해 에탄올 생산을 위한 기질로 활용될 수 있다.
이 과정에서 구조적 탄수화물이 풍부한 잔류 고형물이 형성되지만 현재까지 잔류 고형물 연구는 거의 없었다.
정 교수팀은 왕겨를 활용해 바이오에탄올 생산을 위한 바이오리파이너리 플랫폼을 적용하고 이후 남은 잔류 고체분획물을 이용해 리그노셀룰로오스 나노섬유의 생산 가능성을 제시했다.
이와 함께 왕겨 유래의 리그노셀룰로오스 나노섬유를 키토산 기반의 필름의 적용해 기존 순수한 키토산 필름보다 강도, 내구성 및 기계적 성능이 개선된 키토산 기반의 복합 필름을 제조하는 공정을 개발했다.
정영훈 교수는 “쌀 왕겨와 같은 농식품 부산물을 지속가능한 자원으로 활용해 친환경 소재 개발의 선도적인 사례로 제시하고자 했다”고 말했다.
이번 연구의 교신저자는 정영훈 교수, 제1저자는 같은 학과 강혜지 박사과정생이다. 연구 결과는 재료 과학 분야 국제적 권위지인 ‘저널 오브 바이오리소스 앤 바이오프로덕트’ 온라인판 5월자에 게재됐다.
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