한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 화학과 한순규 교수 공동 연구팀이 미생물 발효 공정을 이용해 바이오매스(생물자원)에서 BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 파라자일렌)를 생산하는 공정을 개발했다고 12일 밝혔다.

페트병, 스티로폼, 나일론 등 석유화학산업의 핵심 원료인 BTEX는 지금까지 석유 정제를 통해서만 얻을 수 있었다.

복잡한 화학 구조 때문에 식물에 기반한 BTEX 생산이 쉽지 않았다.

연구팀은 미생물 세포공장과 화학반응을 결합한 공정을 이용해 석유 대신 폐목재 등 바이오매스 유래의 포도당으로부터 BTEX를 생산하는 데 성공했다.

미생물이 포도당, 글리세롤을 이용해 페놀, 벤질알코올 등 중간 물질을 만들고, 이어 화학 반응으로 산소를 제거해 벤젠·톨루엔 등을 얻는 방식이다.

이상엽 교수가 주도해 온 미생물의 대사경로를 새로 설계하는 기술인 시스템 대사공학을 이용해 미생물의 포도당 전환 효율을 높이고, 끓는점이 높은 아이소프로필 마이리스테이트(IPM) 용매를 이용해 복잡한 정제 과정 없이 BTEX를 쉽게 분리해낼 수 있다.

이상엽 교수는 "BTEX 수요는 세계적으로 계속 증가하고 있다"며 "이번 성과는 석유 의존도를 낮추고, 연료·화학 산업의 탄소 발자국을 줄이기 위한 중요한 진전"이라고 연구 의의를 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '미국 국립과학원 회보' (PNAS) 지난 2일 자에 실렸다.