DAU-FETL
식품생명공학과
황이택
DAU-FETL(동아대학교 식품생명공학과 기능성 효소·촉매 연구실)은 효소 및 바이오촉매를 기반으로 한 친환경 에너지, 기능성 소재, 바이오센서 개발 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 연구실의 대표적인 연구 분야는 리파아제 기반 트랜스에스터화 반응을 통한 바이오디젤 생산, 효소 안정화를 위한 나노/마이크로 다공성 캐리어 개발, 그리고 생촉매와 무기촉매의 하이브리드 시스템 구축입니다. 이러한 연구는 에너지 전환의 친환경화와 자원 순환, 그리고 산업적 응용 가능성 확대에 크게 기여하고 있습니다.
또한, 연구실은 식품 및 화장품 분야에서의 활성 성분 전달을 위한 바이오미네랄 소재 개발에도 주력하고 있습니다. 천연물 추출물(커큐민, 글라브리딘 등)의 안정화 및 피부 미백, 항산화, 항염 등 다양한 기능성을 부여한 신소재를 개발하여, 실제 산업체와의 협력 및 기술이전으로 이어지고 있습니다. 바이오미네랄을 활용한 기능성 소재는 건강 증진과 미용 산업에서의 활용도가 높으며, 다양한 특허와 상용화 성과를 창출하고 있습니다.
효소전극 제작 및 나노구조체 기반의 바이오센서 개발도 연구실의 주요 연구 축 중 하나입니다. 금속유기골격체(MOF)와 효소를 결합한 복합소재를 활용하여 혈당 측정 등 진단용 바이오센서의 민감도와 안정성을 크게 향상시키는 연구를 수행하고 있으며, 항생제, 중금속, 환경오염물질 등 다양한 타깃 물질을 신속하게 검출할 수 있는 바이오센서 플랫폼 개발에도 앞장서고 있습니다.
연구실은 다수의 국내외 특허 출원 및 등록, 논문 발표, 산학협력 프로젝트를 통해 연구성과를 산업 현장에 적극적으로 이전하고 있습니다. 특히, 효소 고정화 기술, 하이브리드 촉매 시스템, 바이오미네랄 소재 등은 식품, 에너지, 환경, 바이오의약 등 다양한 분야에서 실질적인 응용이 이루어지고 있습니다.
앞으로 DAU-FETL은 효소 및 바이오촉매 기반의 융합기술을 바탕으로, 친환경 에너지 생산, 건강기능성 소재 개발, 고성능 바이오센서 구현 등 다양한 사회적 요구에 부응하는 혁신적 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 지속가능한 미래 사회 구현에 기여하고, 국내외 바이오산업 발전을 선도하는 연구실로 자리매김하고자 합니다.
효소 기반 바이오디젤 생산 및 촉매 시스템 개발
본 연구실은 효소를 이용한 바이오디젤 생산 기술 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 리파아제(lipase) 기반의 트랜스에스터화 반응을 통해 친환경적이고 효율적인 바이오디젤 생산 공정을 연구하고 있습니다. 기존의 화학적 촉매 방식에 비해 효소 촉매는 온화한 반응 조건, 높은 선택성, 그리고 부산물 발생의 최소화 등 다양한 장점을 지니고 있습니다. 이를 위해 연구실에서는 다양한 무기소재(탄산칼슘, 실리카 등)와의 결합을 통한 효소의 안정화 및 재사용성 향상에 대한 연구도 활발히 진행하고 있습니다.
효소의 안정성과 활성 유지를 위해 나노 및 마이크로 다공성 캐리어를 개발하고, 이를 효소 고정화에 적용함으로써 반복 사용이 가능한 촉매 시스템을 구현하고 있습니다. 최근에는 동물성 부산물 및 폐자원을 활용한 지속가능한 바이오디젤 생산 공정도 연구 중이며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 하이브리드 촉매 시스템의 설계와 최적화에도 집중하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 자원의 친환경적 전환과 자원 순환에 기여할 수 있습니다.
향후에는 다양한 생촉매와 무기촉매의 시너지 효과를 극대화할 수 있는 하이브리드 시스템 개발, 그리고 산업적 대량생산 공정으로의 확장 연구가 계획되어 있습니다. 이를 통해 바이오디젤 생산의 경제성과 환경적 지속가능성을 동시에 달성하는 것을 목표로 하고 있습니다.
바이오미네랄 및 기능성 소재를 활용한 활성 성분 전달 및 바이오센서 개발
연구실은 식품 및 화장품 분야에서의 활성 성분 전달을 위한 바이오미네랄 소재 개발에도 중점을 두고 있습니다. 바이오미네랄은 생체 내에서 자연적으로 형성되는 무기물로, 다양한 활성 성분(예: 커큐민, 글라브리딘 등)의 안정화와 전달 효율을 높이기 위한 소재로 활용되고 있습니다. 연구실에서는 효소나 천연물 추출물을 캡슐화하거나 하이브리드화하여, 피부 미백, 항산화, 항염 등 다양한 기능성을 부여한 신소재를 개발하고 있습니다.
이와 더불어, 효소전극 제작 및 나노구조체 기반의 바이오센서 개발에도 활발히 참여하고 있습니다. 예를 들어, 금속유기골격체(MOF)와 효소를 결합한 복합소재를 활용하여 혈당 측정 등 진단용 바이오센서의 민감도와 안정성을 크게 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 항생제, 중금속, 환경오염물질 등 다양한 타깃 물질을 신속하게 검출할 수 있는 바이오센서 플랫폼 개발에도 기여하고 있습니다.
이러한 연구는 식품 및 화장품 산업뿐만 아니라, 환경 및 보건 분야에서도 응용 가능성이 높으며, 실제로 다수의 특허와 기술이전, 산업체 협력 연구로 이어지고 있습니다. 앞으로도 기능성 바이오미네랄 소재와 고성능 바이오센서 개발을 통해 건강과 환경을 동시에 고려한 융합기술을 선도할 계획입니다.
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G. Ko, J. Ryu, E. O. Oladepo, J. Chun*, E. T. Hwang*, Sustainable recycling of animals rendering waste oil into biodiesel via lipase stabilized in ordered-structured large-pore mesoporous silica derived from rice husk
G. Ko, J. Ryu, E. O. Oladepo, J. Chun*, E. T. Hwang*
Bioresource Technology, 2025
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D. Kim, B. C. Kim, E. T. Hwang*, Double crystallization-driven copper-2-methylimidazole nanoflowers: Stabilizing glucose oxidase and activating nanozyme functions for tandem catalysis
D. Kim, B. C. Kim, E. T. Hwang*
International Journal of Biological Macromolecules, 2025
3
G. Beak, W.-S. Cho, E. T. Hwang*, Highly sensitive quantification of carbon black in lung burden through simplified proteinase K-mediated digestion
G. Beak, W.-S. Cho, E. T. Hwang*
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2025
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무기소재에 안정화된 Lipase를 이용한 바이오디젤 생산
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[1차년도]가축사체 랜더링 부산물을 이용한 효소/미네랄촉매 결합형 기반의 바이오디젤 전환 연구
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혈당 진단용 MOF-효소 복합소재 기반 진단키트 개발