자스민과 일랑일랑 향은 화장품, 식품, 음료 등에 널리 사용되지만 꽃으로부터 직접 추출하는 향료로는 수요를 충족시키지 못하기 때문에  대부분 석유화학 합성법으로 비슷한 향을 내는 벤질아세테이트를 만들어 대신한다.

KAIST는 생물공정연구센터 최경록 연구교수와 생명화학공학과 이상엽 특훈교수가 미생물 공정으로 벤질아세테이트를 생산하는 친환경 공정을 세계 최초로 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 균주를 공생배양하는 대사공학을 활용해 포도당으로부터 벤조산을 거쳐 벤질아세테이트를 생합성했다.

하지만 이 과정에서 효소가 벤조산 생합성 중 생성되는 중간체에 비특이적으로 작용, 신나밀아세테이트라는 부산물을 생성하며 그만큼 벤질아세테이트 생산 효율이 감소되는 것을 발견했다.

이에 연구팀은 발효 초반에 포도당 상단 균주만 배양해 벤조산을 우선 생산하고, 하단 균주를 뒤늦게 접종해 배양액 내에 축적된 벤조산을 벤질아세테이트로 전환하는 지연 공생배양 전략을 고안했다. 

이 결과 추가적인 효소 및 균주 개량을 거치지 않고도 부산물 생성은 억제하는 동시에 벤질아세테이트의 생산농도는 10배 이상 향상시킬 수 있었다.

또 연구팀은 기술경제성 분석을 통해 해당 미생물 공정이 벤질아세테이트의 상업적 생산 가능성이 충분한 것을 확인했다.

최 연구교수는 “벤질아세테이트라는 산업적으로 유용한 화합물을 효과적으로 생산하는 미생물 공정을 개발함과 동시에 대사공학 연구 중 효소의 기질 비특이성 때문에 빈번하게 발생하는 부산물 생성 및 목표 화합물 생산효율 저하를 극복하는 새로운 접근을 제시했다”고 설명했다.

아울러 이 특훈교수는 “산업적으로 유용한 화합물질을 지속가능한 방식으로 생산할 수 있는 미생물 공정의 종류와 수를 늘리고, 석유화학산업을 친환경적이고 지속가능한 바이오산업으로 전환할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 논문은 국제 저명 네이처지가 발행하는 ‘네이처 화학공학’ 온라인판에 게재됐다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com