국내 연구진에 의해 세계 최고 수준의 생물학적 플라스틱 분해효소가 개발됐다.

과학기술정보통신부는 최근 경북대 김경진 교수팀과 CJ제일제당의 공동연구에서 PET 플라스틱을 분해하는 바이오 촉매(PETase)를 개발했다고 3일 밝혔다.

해당 촉매는 자연에서 나무가 썩는 과정을 모방한 것으로, 바이오 효소가 분해를 매개하는 것에 주목해 PET의 생물학적 분해 반응을 촉진한다.

또 PET 분해 후의 반응물도 순수하기에 이차적으로 발생하는 환경오염이 없으며, 재활용 시 소재의 품질도 뛰어나다.

현재 대부분의 플라스틱은 분리수거되더라도 라벨을 제거하고 분쇄해 다시 원료로 사용하는 기계적 재활용을 사용하고 있는데, 이 경우 재활용 소재의 품질이 점차 떨어지기에 결국에는 소각 또는 매립해야 하는 문제점이 존재한다.

바이오 촉매를 활용한 생물학적 재활용 [과학기술정보통신부 제공]

최근에는 열분해 등 화학 촉매를 이용한 재처리 기술이 등장했지만, 이 역시 처리 과정에서 발생하는 오염물질이 다시 환경을 오염시키기에 화학적 재활용을 적용할 수 있는 물질이 적다는 한계가 존재한다.

이에 연구팀은 독자적인 접근법을 이용해 미생물이 가지는 바이오 촉매의 활성 지도를 제안하고, ‘쿠부’라고 명명한 신규 바이오 촉매를 발굴하는 데 성공했다.

최종적으로 탄생한 ‘쿠부 M12’는 0.58g의 소량만으로도 1kg의 PET를 1시간 이내에 45%, 8시간 만에 90% 이상 분해하는 성능을 나타냈다.

경북대 김경진 교수는 "바이오 촉매를 통한 생물학적 재활용은 재활용이 되지 않는 오염된 플라스틱까지 영구적 재활용이 가능하게 하는 획기적인 기술"이라고 강조했다.

이어 “앞으로 다양한 화학 산업에서 바이오 촉매를 응용한 혁신을 일으킬 것”이라는 포부를 밝혔다.

한편 이번 연구는 과기정통부가 주관하는 ‘첨단 GW 바이오’ 사업의 일환이며, 최근 국제 학술지 ‘사이언스’에 게재된 것으로 알려졌다.