KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 화학과 한순규 교수 공동 연구팀이 미생물 발효 공정과 유기화학 반응을 결합해 바이오 원료에서 석유화학산업의 핵심 원료인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 파라자일렌(BTEX)를 생산하는 기술을 개발했습니다.

페트병, 스티로폼, 나일론 등 일상 곳곳에서 쓰이는 플라스틱 원료 BTEX, 즉 벤젠·톨루엔·에틸벤젠·파라자일렌은 지금까지 석유 정제를 통해서만 얻을 수 있었습니다.

기존에는 석유 정제에 따른 환경 부담과 복잡한 화학 구조 때문에 식물 기반 생산이 어려웠지만연구팀은 미생물 세포공장과 화학 반응을 융합해 문제를 풀었습니다.

미생물이 포도당이나 글리세롤을 이용해 페놀, 벤질알코올 같은 산소화된 중간 물질을 만들고, 이를 화학 반응으로 산소를 제거해 벤젠과 톨루엔 같은 BTEX를 얻는 방식입니다.

특히 이상엽 교수가 이끌어온 시스템 대사공학 기술로 미생물의 대사 경로를 새로 설계해 생산 효율을 높였고, 여기에 아이소프로필 마이리스테이트(IPM)이라는 특별한 용매를 도입해 공정 단순화와 효율 향상을 동시에 달성했습니다.

이 용매는 끓는점이 높아 BTEX와 쉽게 분리·재활용이 가능하고 복잡한 정제 과정이 필요없어 공정이 단순해지고 효율이 크게 올랐습니다.

이상엽 교수는 "BTEX 수요는 전 세계적으로 증가하고 있다"며 "이번 성과는 석유 의존도를 낮추고, 연료와 화학 산업의 탄소 발자국을 줄일 수 있는 중요한 진전"이라고 밝혔습니다.

이번 성과는 미국국립과학원이 발행하는 미국국립과학원회보(PNAS) 10월 2일자에 실렸습니다.

TJB 대전방송