세계 각지에서 해마다 배출되는 농업 폐기물들은 거의 천문학적인 수준에 도달하고 있다. 이러한 폐기물들의 재활용은 자원의 재순환뿐만 아니라 공해방지 등의 차원에서도 중요하다. 이 중에서 일부는 직접 또는 가공하여 가축들의 사료로 이용되고 있으나 여기에도 한계가 있다. 왜냐하면, 가축들도 고유의 식습관이 있으며 소화능력 등을 감안해야 되기 때문에 농산물 폐기물 중 지극히 일부만 사료로써 쓸 수 있다. 그러면 그 많은 농산물 폐기물을 효과적으로 활용하는 방법은 없을까?
자연계에 서식하는 수많은 종류의 식물체들의 주성분은 상당수가 셀룰로오스로 되어 있다. 따라서 자연계에는 다당류를 기준으로 볼 때는 셀룰로오스가 가장 많다고 보아도 과언이 아닐 정도이다. 이러한 셀룰로오스는 주로 잎사귀의 형태 유지 및 각종 병원균 등으로부터의 보호가 주된 목적이다. 그런데 이러한 셀룰로오스는 자연계에서 분해하는 생물체가 있지만, 대부분의 생물체는 분해를 못 시킨다. 특히 초식 동물 예를 들면 소, 염소, 양 등의 위장에 서식하는 미생물들이 주로 셀룰로오스를 분해하는 셀룰라아제를 생산하여 배출한다. 따라서 사람은 식물체의 잎사귀를 먹으면 셀룰로오스가 분해되지 않고 그냥 배출되는 데 반하여 소 등의 초식 동물은 분해를 잘 시키게 되니까 자연 상태에서 주식으로 삼는다 해도 과언이 아니다.
따라서 자연계에 엄청나게 존재하는 셀룰로오스를 셀룰라아제 등으로 적당히 분해만 시키면 각종 식량자원 주정원료, 에너지 자원 등으로 얼마든지 쓰일 수가 있다. 상업적인 가치를 만족하게 해 줄 만한 양의 알코올을 생산하기 위해서는 농업폐기물의 효과적인 전처리도 중요하지만 우수한 당 분해 효소를 생산하는 것도 대단히 중요하다. 알코올발효의 전체 공정에서 효소가 차지하는 비용이 대체로 3분의 1가량이 된다. 이러한 조건을 만족하게 하기 위해서는 우수한 셀룰라아제를 자연계에서 찾아내는 방법도 있지만, 단백질공학을 이용하여 우수한 효소를 더욱 개량하는 방법도 있다.
농촌진흥청 농업과학원에서는 우수한 셀룰라아제를 이른 시일 안에 찾아내는 연구도 하고 있지만, 한편으로 단백질의 구조를 개량하여 우수한 당 분해효소를 만들어내는 연구도 하고 있다. 특히 효소의 활성에 관여하는 부분을 여러 가지 방법으로 치환하여 그중에서 활성이 뛰어난 효소를 고른 다음 다시 또 다른 아미노산으로 치환시켜 우수한 효소를 연속적으로 골라서 효소를 개량하는 연구를 계속하고 있다. 따라서 우수한 효소가 계속 개량되어 나오면 에너지 자원으로 쓸 정도의 대량 알코올 발효가 쉽게 이루어질 것으로 생각된다.
작성일:2010-06-21 13:37:35 152.99.82.30