해양 미생물에 의한 폴리하이드록시알카노에이트 생산의 최근 동향 (Recent Trends in The Production of Polyhydroxyalkanoates Using Marine Microorganisms)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 33권 / 8호 / 680 ~ 691페이지
· 저자명 : 김선민, 이혜인, 정해수, 전용재

초록

오일 피크, 기후변화 그리고 미세 플라스틱과 관련된 석유합성 플라스틱의 생산과 사용은, 지속 가능한 인류 생활을 위협하는 범세계적 이슈로 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 생분해성 친환경 바이오플라스틱 소재가 대안이 되고 있으며, 그중 주목받고 있는 소재 중 하나는 polyhydroxyalkanoates (PHA) 생분해성 바이오플라스틱이다. 본 총설은 PHA 생산공정에 이용될 수 있는 해양 미생물의 산업적 활용 이점과 현재까지 밝혀진 해양미생물의 생산성을 비교하고, 이들이 산업에서 활용되기 위해 필요한 연구개발 현황에 대해 조사하였다. 조사 결과 해양미생물로부터 생산된 PHA는 석유합성 플라스틱이 보유한 다양한 물리적 특성을 띄는 중합체 소재로의 대체 가능성과, 배지 제조 시 해수를 사용할 수 있는 장점, 특별한 멸균 과정이 필요치 않은 장점, 그리고 분리 정제 과정 등에서 비용 절감의 장점을 제공할 수 있음을 확인하였다. 하지만 해양미생물의 PHA 생산성은 육상에서 분리된 상용화 균주에 비해 다소 떨어지는 효율을 보이는 것을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 선진 omics 기반 합성 미생물학 기반 기술을 활용하여, 고밀도 연속배양기술 개발, PHA 효율 증진 및 다양한 시장 요구에 필요한 생분해성 플라스틱 소재 개발이 미래 플라스틱 대체 소재 개발에 필요한 연구임을 확인하였다.

영어초록

Peak oil, climate change, and microplastics caused by the production and usage of petroleum-based plastics have threatened the sustainability of our daily life, and this has emerged as a recent global issue. To solve this global issue, the production and usage of biodegradable eco-friendly bioplastics such as polyhydroxyalkanoates (PHAs) has been suggested as an alternative. Therefore, in this review, the present status of global PHA manufacturers, the advantages of the production of PHAs using marine-origin microorganisms (with their productivity potential) and further required research and development strategies for cost-competitive production of PHAs using marine-based microorganisms were investigated. In this review, PHAs produced from marine microorganisms were found to have similar physical properties to petroleum-based plastics but with several advantages that can reduce the costs of PHA production. Those advantages include, seawater used in the medium preparation step, and osmotic-based cell lysis technology used in the separation and purification steps. However, the PHA productivities from marine microorganisms showed somewhat lower efficiencies than those from the commercial strains isolated from terrestrial environments. In order to solve the problem, further research strategies using synthetic microbiology-based technology, the development of long-term continuous culture technology, and solutions to improve PHA efficiency are required to meet future market demands for alternative bioplastics.

참고자료

· 없음