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미생물에서 '포도향' 물질 얻는 친환경 공정 개발

이상엽 교수팀, '대사공학' 이용 천연 메틸안트라닐산 생산
화학 촉매 없이 재생 가능한 포도당 사용···식품·화장품에 활용 기대
국내 연구진이 포도향을 내는 화학물질을 친환경 방식으로 생산했다.

KAIST(총장 신성철)는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수 연구팀이 천연 메틸안트라닐산 생산 공정을 개발했다고 20일 밝혔다.

메틸안트라닐산은 콩코드 포도 특유의 향과 맛을 내는 주요 천연화합물로 여러 과일과 식물에 들어있다. 이 물질은 향수·방향제·의약품 등의 첨가제, 조류 퇴치체, 자외선 차단제 등에 활용된다.

그러나 식물에서 메틸안트라닐산을 추출하는 방식은 경제성이 낮아, 지난 100여년간 유기용매를 사용하는 석유 화학적 방법으로 제조됐다. 따라서 메틸안트라니산은 인공착향료로 분류된다.

이 연구에서는 화학 촉매 없이 미생물이 포도당을 메틸안트라닐산으로 만들도록 유전자를 조작하는 방식이 사용됐다. 연구팀은 메틸안트라닐산의 전구체인 안트라닐산을 생산하는 경로에 관여하는 유전자를 증폭 또는 결실시켰다. 

이 교수는 "포도당과 같이 재생 가능한 바이오매스를 사용해 100% 천연 메틸안트라닐산을 얻는 기술"이라며 "향후 식품, 의약품, 화장품 등 여러 산업에 활용될 수 있다"고 말했다.

메틸안트라닐산을 정제하는 방법도 개발됐다. 메틸안트라닐산과 같은 식물에서 유래한 화합물은 미생물에게 유독해 미생물에서 고농도로 생산하기가 어렵다. 연구팀은 이상(二相) 추출 발효 과정을 이용해 생산되는 메틸안트라닐산 메틸을 정제했다.

이 공정에 사용된 균주는 코리네박테리움 클루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)이다. 1956년 일본에서 발견된 이 균주는 MSG(monosodium glutamate)와 아미노산 등 사람이 섭취하는 물질을 만드는 데 이용된다.

이번 연구 결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 5월 13일 자 온라인판에 게재됐고 하이라이트 논문으로도 소개됐다. 논문명은 'Microbial production of methyl anthranilate, a grape flavor compound'다.

제1저자 루오 쯔 웨(Zi Wei Luo) 박사후연구원(왼쪽)과 조재성 박사과정생. <사진=KAIST 제공>제1저자 루오 쯔 웨(Zi Wei Luo) 박사후연구원(왼쪽)과 조재성 박사과정생. <사진=KAIST 제공>
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