농진청, 플라스틱 표면 내구성 약화하는 미생물 2종 발견

ⓒ데일리안 배군득 기자

농촌진흥청(청장 조재호)은 멀칭 비닐, 온실 피복 비닐 등 농업 분야에서 사용하는 폴리에틸렌 표면을 변형‧분해해 물리 화학적 내구성을 약화하는 미생물을 발견했다고 30일 밝혔다.

농업용으로 가장 많이 이용하는 플라스틱은 내구성과 내화학성이 우수한 폴리에틸렌(PE)으로 멀칭 비닐, 온실 피복 비닐 등에 쓰인다. 이렇게 사용 후 버려진 폐비닐은 분해되지 않고 남아 농업환경에 영향을 주기 때문에 이를 친환경적으로 분해하기 위한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다.

이번에 발견한 미생물은 국내 농경지와 산림에서 분리한 곰팡이 플레우로투스 속 KACC 83073BP와 트라메테스 트로기 KACC 83074BP다.

이 미생물들은 폴리에틸렌 필름 표면에 붙어 생물학적 분해의 첫 단계인 열화(산화) 과정을 촉진하고 폴리에틸렌의 기계적 특성을 크게 떨어뜨리는 효과를 나타냈다.

단일 처리했을 때 멀칭 필름 산화 효과가 가장 우수한 미생물은 트라메테스 트로기 KACC 83074BP였다. 균주 처리 10일 후 플레우로투스 속 KACC 83073BP를 단일 처리했을 때보다 산화 효과가 44.7% 우수했다.

트라메테스 트로기 KACC 83074BP의 전사체를 분석한 결과, 폴리에틸렌 필름의 열화 과정 초기와 후기에 발현이 증가하는 유전자가 있었다.

플레우로투스 속 KACC 83073BP는 단일 처리할 때보다 프리에스티아 속 HRK33 KACC 81283BP과 함께 배양할 때 폴리에틸렌 초기 산화 개시일이 50% 이상 단축됐다.

일반적으로 미생물이 플라스틱을 산화하는데 최소한 한 달 이상 소요된다는 연구 결과가 보고돼 있다. 하지만 이번에 찾은 미생물은 약 7일간 배양했을 때 폴리에틸렌 표면의 산화가 시작됐다는 점에서 분해 촉진 효과가 우수한 것을 확인할 수 있었다.

농진청은 폴리에틸렌 분해 촉진 미생물과 관련해 특허 4건을 출원했다. 연구 결과는 ‘단백질체학을 이용한 폴리에틸렌 분해 효소 및 분해 기작 구명 사업(국제농업기술협력사업)’의 기초 정보로 활용할 예정이다.

김상범 농촌진흥청 농업미생물과장은 “매년 버려져 환경에 유입되는 플라스틱 양이 상당해 이에 대한 친환경적인 처리 대안이 요구되고 있다. 이번 연구는 폐플라스틱의 친환경적 처리를 위한 연구 기반을 확보했다는 데 큰 의미가 있다”며 “앞으로 전사체, 단백질체 등 오믹스 툴을 이용해 폴리에틸렌 분해 효소 작용기작을 밝히는 데 최선을 다할 계획”이라고 말했다.