플라스틱 먹는 박테리아 연구

플라스틱 오염문제의 잠재적인 해결방법

[객원에티터 2기|성민경 기자] 독일 라이프치히의 헬름홀츠 환경연구센터 연구진은 동네 쓰레기 매립장에서 발견된 박테리아를 폴리우레탄 분해에 사용하는 데 성공했다. 

‘Pseudomonas sp TDA 1 TDA1’라고 정의된 이 박테리아는 자체 몸집을 키우기 위해 플라스틱의 절반 정도를 소비하고 나머지는 이산화탄소로 방출한다. 

현재, 플라스틱 오염 문제는 우리가 살아가는 21세기의 가장 큰 문제들 중 하나로 떠오르고 있다. 미국의 한 연구팀에 의하면 플라스틱이 대중적으로 사용되기 시작한 1950년부터 2015년까지 생산된 총량이 83억 톤에 이른다고 한다. 하지만 플라스틱은 자연적으로 분해되지 않기 때문에 아직까지 지구 어딘가에 존재하고 있으며 매년 늘어나는 플라스틱 사용량으로 어마어마한 양의 플라스틱 제품이 매일 공장에서 생산되고 있다. 

박테리아, 또는 세균은 세포 소기관이 존재하지 않는 대부분의 원핵생물을 포함하는 단세포 생물에 대한 분류이다. 일반적으로 박테리아는 가장 단순한 형태의 생물로, 세포 분열로 번식한다. ‘Pseudomonas sp TDA 1 TDA1’ 박테리아는 다른 플라스틱을 먹는 유기체와 마찬가지로, 미생물 효소를 이용해 폴리우레탄을 분해한다. 따라서 독일 연구팀은 이 미생물 효소를 구성하는 특정 유전자를 식별할 목적으로 박테리아에 대한 유전체 분석을 수행했다.

효소를 이용한 페트 분해 기술 상업화에 가장 큰 진전을 보인 것은 프랑스 회사 ‘카르비오스’일 것이다. 처음에 카르비오스는 퇴비 더미에서 찾은 미생물 효소를 사용해 페트를 분해했다. 이 회사는 최근 미생물 효소 재활용 플라스틱만을 사용해 식품용급 페트를 세계 최초로 생산했다고 발표했다. 전통적인 페트 재활용 방법과는 달리 미생물 효소를 활용한 방법은 색깔이 있는 페트 또한 재활용할 수 있다. 이에 대하여 라이프치히 대학 분석화학 연구소의 볼프강 짐머만 박사는 “미생물 효소를 이용한 재활용 방법은 매우 유용할 수 있다”며 “방법이 매우 구체적이고, 재활용하려는 물건의 포장재가 더러워도 그것 때문에 오염될 가능성에 대해 염려하지 않아도 된다. 또 공정에서 에너지가 많이 들지도 않는다”라고 하며 카르비오스의 기술이 유망하다고 전망했다. 

그러나 짐머만 박사는 이 방법이 만병통치약이 될 순 없다고 지적했다. 그는 “페트병은 미생물 효소를 통해 새 병으로 재활용될 수 있지만, 불행하게도 페트병은 매우 빨리 굳고 효소 분해가 잘 되지 않는다”며 “즉 결정화를 줄이기 위해 페트를 녹이고 압출하는 등 실제론 더 많은 에너지가 투입되는 추가적인 전처리 공정을 도입해야 했다” 고 설명했다. 

우리 나라에서도 플라스틱 문제를 해결하기 위한 노력을 하고 있다. 바이오 플라스틱은 석유 기반 플라스틱을 옥수수와 같은 식물성 원료로 대체한다. 우리 정부는 2050 탄소 중립 선언과 관련해 생분해 플라스틱 개발 등 관련 산업을 지원하고 있다. 식물성 재료로 만든 생분해 플라스틱인 PLA의 물성 개선연구를 진행하고 있고 해양에서도 분해되는 PHA를 시판 식품 포장재에 적용하는 방법 또한 연구하고 있다.

비록 아직 완벽히 플라스틱을 분해하는 연구가 이뤄지지 않았지만, 그럼에도 불구하고 플라스틱을 해결하기 위한 연구는 계속되어야 한다.