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미생물에 의한 2,3-butanediol 생산

전문가 제언: ○ 2,3-butanediol(2,3-BD)은 인쇄 잉크, 향료, 폭약 및 의약품의 제조에 공업용 화공약품으로 이용된다. 약 100년 전에 미생물에 의해 2,3-BD가 생산되었으나 석유화학의 발달로 중단되었다가 최근에 석유 가격이 상승함에 따라 생물자원의 발효를 이용한 2,3-BD의 생산이 다시 관심을 끌고 있다. 본 논문은 미생물에 의한 2,3-BD의 생산에 대한 최신의 기술을 살펴본다.

○ 생물자원을 발효에 의해 2,3-BD를 생산하려면, 적당한 박테리아를 선택하고, 배양조건을 정해야 하며, 주변에 많이 있는 생물자원을 박테리아의 배지로 사용할 수 있어야 한다. 그런데 국내에서 2,3-BD의 박테리아 생산에 관한 연구는 거의 찾아보기 어려운 실정이다.

○ 2,3-BD를 생성하는 미생물의 종류는 많이 있으나 그 중에서 Klebsiella pneumoniae와 Paenibacillus polymyxa가 생산효율이 좋다. 전자는 후자보다 수율이 높고 대량생산에 적합하나, 기회감염에 의한 발병이 발생하므로 대량생산에 이용할 때 이 점을 고려하여야 한다. 후자의 경우, 순수한 입체이성질체를 생성하는 장점이 있다. 이와 같이 미생물에 따라 특성에 차이가 있으므로 필요한 미생물을 선택하여야 한다.

○ 2,3-BD 생산의 원료는 값싼 재료를 선택하는 것이 좋다. 기질은 비셀룰로오스 재료와 리그노셀룰로오스 재료가 있다. 전자에는 식품공업에서 나오는 잔여물이 있고 여기에는 당류가 많이 들어 있다. 또한 사탕수수 쥬스에서 나오는 당밀을 사용할 수 있다. 후자는 지상에 가장 많은 자원이고 리그노셀룰로오스의 주성분은 리그닌, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스이다. 옥수수 속은 값이 싸고 농업 잔여물이므로 광범위하게 얻을 수 있다.

○ 생물자원과 미생물을 이용한 2,3-BD의 생산은 버리는 자원을 이용하는 좋은 예이고 석유화학공업에 비하여 환경오염이 적은 친환경공업이다. 앞으로 폐기물과 미생물을 이용하여 유용한 제품을 만드는 연구가 좀더 활발해져야 할 것이다.

저자: Xiao-Jun Ji, He Huang
자료유형: 학술정보