충남대-화학연-이화여대, '차세대 바이오 단량체 개발 연구' 국제학술지 게재

[충청뉴스 이성현 기자] 충남대학교와 한국화학연구원, 이화여자대학교 공동 연구팀이 합성생물학과 정밀발효 기술을 바탕으로 차세대 바이오 단량체 5-아미노발레르산(5-AVA)의 대량생산과 고순도 정제, 그리고 신규 응용처 개발에 성공했다고 1일 밝혔다.

이번 성과는 세계적 권위 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재됐다.

이번 연구는 정윤희 석사과정생(충남대 식품공학과), 김영훈 박사, 김경안 연구원(화학연구원), 손유정 박사(이화여대 화학신소재공학과)가 제1저자로, 충남대 김희택 교수, 한국화학연구원 차현길 박사, 이화여대 박시재 교수가 교신저자로 참여했다.

연구팀은 이번 연구를 통해 실험실 규모(5L)에서 51.8g/L, 파일럿 규모(500L)에서 44.4g/L의 5-아미노발레르산(5-AVA) 생산성을 확보하며 세계 최고 수준의 성과를 달성했다.

이는 기존 보고치를 넘어서는 결과로, 바이오 단량체의 산업적 대량생산 가능성을 입증했다.

또 연구팀은 기존의 고비용·환경부담형 정제법을 대체할 수 있는 친환경 용매 기반 정제 기술을 확립해 약 50% 회수율로 고순도 5-AVA를 확보했다.

이 공정은 단순성과 확장성을 갖춰 경제성과 환경성을 동시에 충족하는 차세대 바이오소재 정제법으로 평가된다.

특히 연구팀은 정제된 5-AVA가 단순한 단량체 원료를 넘어, 항체-약물 접합(ADC) 치료제용 링커 전구체, 생체대사 연구용 베타인 유도체 등으로 전환 가능함을 입증했다.

기존의 5-AVA는 주로 바이오 나일론 전구체로만 활용돼 왔지만 연구팀은 플라스틱 전구체로서의 활용을 넘어 미래 첨단 의약·소재 산업까지 확장가능한 정밀발효 및 정제, 활용 플랫폼을 구축했다. 이번 성과는 화석연료 기반 산업을 대체할 수 있는 지속가능한 바이오경제(circular bioeconomy) 구축의 핵심 기술로 주목받고 있다.

충남대 김희택 교수는 “정밀발효 기반 단량체 생산·정제·응용을 아우른 플랫폼 개발로 지속가능한 바이오경제 실현에 기여할 것”이라며 “앞으로도 다양한 연구기관과의 긴밀한 협력을 통해 바이오 소재 산업의 생태계를 확장하고 국가적 차원의 바이오경제 실현에 기여해 나가겠다”고 밝혔다.