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KAIST "미생물로 포도 향ㆍ맛내는 신공정 개발"식품, 의약품, 화장품 활용 기대... 상용화는 아직
연구팀이 생물학적 공정으로 메틸아트라닐산을 생산했다. 메트아트라닐산은 포도향이 난다.

KAIST(총장 신성철)은 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 미생물 기반의 포도향 생산 공정을 개발했다고 20일 밝혔다.

연구팀은 재생 가능한 탄소 순환형 바이오매스를 통해 화학적 촉매 반응 없이 순수한 생물학적 공정만으로 메틸안트라닐산을 제조하는데 성공했다. 연구팀 성과는 생산 공정이 단순하고 친환경적이라는 데 있다. 다만, 상용화되어 상품화까지는 다소 시간이 걸릴 예정이다.

메틸안트라닐산은 콩코드 포도 특유의 향과 맛을 내는 주요 천연화합물이다. 화장품이나 의약품 등에 향미 증진제로 광범위하게 사용되는 물질로 다방면으로 활용할 수 있다. 

식물에서 메틸안트라닐산을 추출하는 방식은 경제성이 낮았다. 지난 100여 년간 유기용매를 사용하는 석유 화학적 방법으로 제조돼 인공착향료로 분류됐다.

대사공학기법으로 미생물에서 메트안트라닐산을 생산하고 있다.

연구팀은 대사공학 기법으로 미생물 대사 회로를 설계했다. 이를 통해 포도당과 같이 재생 가능한 바이오매스로부터 화학 촉매 없이 천연 메틸 안트라닐산을 효율적으로 생산하는 방식을 최초로 고안했다.

대사공학은 미생물 고유의 대사 경로 변형을 통해 산물 생산을 극대화하는 방식이다. 이 방식은 생산경로 유전자 과발현, 경쟁 경로 유전자 제거, 외래 유전자 도입 등에 주로 쓰인다.

연구팀은 아울러 2-상 배양(액상과 고체상 같은 두 가지 상에서 진행하는 생태 배양)을 이용해 메틸 안트라닐산 메틸을 정제하는 방법도 구현했다.

논문 1저자 루오 쯔 웨 박사후연구원(좌), 조재성 KAIST 생명화학공학과 박사과정이 개발에 성공하고 사진촬영했다.

조재성 KAIST 박사과정은 “지난 100년 동안 석유화학 기반으로만 생산된 메틸안트라닐산은 최근 인공착향료를 멀리하는 시대 흐름과 맞지 않다. 100% 바이오 기반의 친환경 방식으로 생산할 수 있게 된 메틸아트라닐산은 다시 한 번 사람들에게 선택받을 수 있을 것”이라며 “천연 메틸안트라닐산은 향후 식품, 의약품 및 화장품 산업에 다방면으로 이용되길 바란다"고 기대감을 드러냈다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 기후변화대응기술개발사업의 ‘바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 원천기술개발 과제’의 지원을 받아 지난 2016년 부터 올해까지 3년동안 진행됐다.

이번 연구결과는 자연과학일반 국제학술지 ‘프로시딩 오브 더 네이셔널 아카데미 오브 사이언스 오브 더 유나이티드 스테이트 오브 아메리카(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)’ 지난 13일 온라인판에 게재됐다.

■논문 제목

Microbial production of methyl anthranilate, a grape flavor compound

■논문 저자

(제1저자)루오 쯔 웨(Zi Wei Luo) 박사후연구원, 조재성 KAIST 박사과정

(교신저자)이상엽 KAIST 교수

최민철 기자  abfps12@naver.com

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