□ 바이오 플라스틱 생산의 필요성 석유 기반 플라스틱 생산 및 후처리 과정 중 발생하는 수많은 환경 문제를 해결하기 위해 바이오 플라스틱의 생산은 필연적으로 달성되어야 하는 과제임. 현재 석유 기반 공정을 통해 생산되는 플라스틱은 지구 온난화 및 미세 플라스틱의 주요 원인임. 이를 해결하기 위해 석유 기반 플라스틱의 대체재로써 바이오 플라스틱을 도입하고자 하는 노력이 지속되고 있음. □ 바이오 플라스틱 생산 공정을 위한 해양 바이오매스의 활용 값비싼 육상계 바이오매스를 원료로 사용하여 경제성이 떨어지는 현행 바이오 플라스틱 생산 공정을 개선하기 위해 해양 바이오매스를 대체 원료로 사용할 필요성이 있음. 바이오 플라스틱의 생산량은 증가하고 있으나, 경제성이 떨어져 여전히 총 플라스틱 생산량의 2% 수준임. 현재 상용화된 생물 기반 플라스틱 생산 공정은 육상계 바이오매스 중 식용작물을 원료로 이루어지기 때문에 전체 공정 비용 중 큰 부분을 비싼 원료비가 차지하고 있음. 육상계 바이오매스를 이용한 바이오 플라스틱 단량체 생산의 윤리적, 경제적 문제를 극복할 수 있는 대체 원료로써 해조류 바이오매스가 각광받고 있음. 특히, 대한민국을 포함한 아시아 국가의 해조류 생산량 및 양식업 부산물 폐기량이 증가하는 추세인 바, 양식 부산물을 자원화하는 방안으로 본 기술의 성과를 활용할 수 있음. 더불어, 최근 몇 년간 이상증식하여 해양 생태계에 피해를 주고 있는 해적해조류도 바이오매스 공급원으로 활용할 수 있음. 이처럼 국내에서 값싼 해조류 부산물 및 해적해조류의 수급이 지속적으로 가능하기 때문에, 이를 원료로 한 바이오 플라스틱 생산 공정은 경제성 측면에서 다른 원료를 쓰는 것에 비해 비교우위를 점할 수 있음. □ 경제성 있는 바이오 플라스틱 단량체 생산을 위한 해양 바이오매스 직접 활용의 중요성 해조류를 이용한 바이오 플라스틱 생산 공정의 상용화를 위해서는 전체 공정 비용의 상승을 야기하는 해조류 전처리 과정이 생략된 해조류 직접 활용 공정의 개발이 필요함. 해조류의 특성상 건조, 탈염, 산 처리나 효소 처리를 통한 당화 등 복잡한 전처리 공정이 필수적이었다는 한계를 가지고 있음. 특히, 당화 과정에는 막대한 비용이 소모되어 공정의 경제성을 낮추는데 주요 원인이 됨. 본 연구개발에서 사용하고자 하는 Vibrio sp. dhg 균주는 고농도의 염에서도 잘 생육하는 특성을 가지고 있으며 동시에 해조류 부산물의 대부분을 차지하는 갈조류의 대사능이 매우 뛰어나기 때문에 전처리 없이 갈조류 포함한 대부분의 해조류 바이오매스를 빠르게 대사할 수 있어 별도 전처리없는 해조류 바이오매스의 직접 전환이 가능함. 해당 균주를 활용한 통합생물공정의 구축을 통해서 경제성 있는 바이오 플라스틱 단량체를 생산할 수 있을 것으로 기대됨. 따라서, 본 연구팀은 해조류 바이오매스의 직접 전환이 가능한 균주를 활용하여 해조류로부터 유망한 바이오 플라스틱 단량체(이타콘산, 3-HP, 젖산)를 효율적으로 생산하는 공정을 구축한 후, 각 단량체를 분리정제 및 중합하고 마지막으로는 다양한 플라스틱을 블렌딩하여 다양한 물성의 바이오 플라스틱을 생산하는 제작하는 공정을 개발하는 것을 목표로 함.

본 연구팀은 해조류 바이오매스의 직접 전환이 가능한 균주를 활용하여 해조류로부터 유망한 바이오 플라스틱 단량체(이타콘산, 3-HP, 젖산)를 효율적으로 생산하는 공정을 구축하는 것을 목표로 함. 해당 목표를 위해서 본 연구팀은 고효율 해조류 직접 전환 균주의 구축 및 생산 능력 최대화를 위한 발효 공정의 최적화 기술을 개발하고자 함. 이에 더불어, 본 연구...