경북해양바이오산업연구원, 세계 최초 신규 생물계면활성제 발견

경북해양바이오산업연구원(원장 김충곤)이 세계 최초로 지금까지 밝혀진 적이 없는 신규 생물 계면활성제를 발견했다고 밝혔다.

효모인 오리오바시디움 균주는 울진 주변의 야생화에서 분리해낸 것으로, 연구원은 당지질계 등의 생물 계면활성제를 생산하는 것으로 밝혀냈다.

이 연구는 지난 2009년부터 경상북도(도지사 김관용)와 울진군(군수 임광원)의 연구 지원 하에 김종식 박사 주도로 ‘미생물을 이용한 신소재 개발’이라는 목표로 추진되어 왔다.

이 연구에서는 울진 주변 환경에서 대게, 복어, 오징어 등 해양 생물과 야생화 미생물을 연구하던 중 효모의 안전성에 착안하여 약 300여 종의 야생화로부터 2만여 효모를 분리했으며, 생물 계면활성제의 생산성이 뛰어난 효모를 집중적으로 탐색해왔다.

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 물이나 기름과 같이 혼합되기 어려운 액체들을 혼합되게 한다.

이러한 성질을 이용하여 계면활성제는 세제, 유화제, 의약품, 식품, 화장품, 유류 오염 정화 등 식품에서부터 공업 제품에까지 폭넓게 이용되고 있다.

현재 사용되고 있는 화학 합성 계면활성제는 저렴하고 강력한 반면 분자량이 매우 작아 피부를 통한 침투가 쉬우며 배출이 안 되고 피부에 남아 신경 조직 약화, 피부병 유발 등의 부작용이 있는 것으로 알려져 있다.

또한 환경에 부하가 높은 석유 화학 유래의 화학 합성품이므로 독성과 환경 잔류성의 문제가 계속 제기되고 있는 것이 현실이다.
이에 따라 그동안 안전성이 높고 분해가 잘되며 독성이 적은 미생물 유래의 생물 계면활성제의 개발이 요구되어 왔다.

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

그러나 생물 계면활성제는 저농도로 합성 계면활성제와 같은 기능을 발휘할 수 있는데, 화학 합성 계면활성제와 마찬가지로 한 분자 안에 친수성 부위와 친유성(소수성) 부위를 동시에 갖는 경계면 또는 표면의 장력을 저하시키는 계면 활성 작용을 나타낸다.

합성 계면활성제는 세계적으로 매년 약 1천만 톤씩이나 생산되어 환경 친화적인 생물 계면활성제의 지속적인 대체 연구가 필요한 시점이다.

이런 면에서 경북해양바이오산업연구원이 세계 최초로 발견한 저독성이고 생분해가 용이한 생물 계면활성제는 향후 개발을 통해 생태계 파괴와 심각한 환경문제를 해결할 수 있으며, 특히 생명 공학 분야에 그 활용이 크게 기대된다.

경북해양바이오산업연구원은 “현재 ‘오리오바시디움 균주로부터 생성되는 신규 생물학적 계면활성제’ 등 국내 특허 3건, 해외 특허 2건의 출원을 완료했고, 생물 계면활성제를 탐색하는 원천기술 등을 포함하여 국제 저널(SCI)에 논문 투고를 준비 중에 있다.”고 밝혔다.