KAIST는 미생물세포공장을

한국과학기술원(KAIST)

이미지: [그림 1] 미생물 세포공장을 활용한 식품 및 화장품 화합물 생산 사례더보기

출처: KAIST 대사생체분자공학부 국립연구소

수십 년간의 세계 인구 증가에도 불구하고 기후변화 심화에 따른 이상기후 장기화로 식량생산성이 심각하게 저하되고, 전쟁 등 국제갈등 심화로 세계 식량공급망이 악화되면서 세계식량위기가 다시 다가오고 있는 것으로 보인다. 전 세계의 식량 부족과 영양 불평등. 그러나 동시에 환경과 지속 가능성에 대한 인식이 높아짐에 따라 보다 친환경적이고 고품질의 식품과 미용 제품에 대한 수요가 증가하는 것은 아이러니하지 않을 수 없습니다. 이런 때, 겉으로 보기엔 멀게만 느껴지는 이 두 가지 문제를 해결할 수 있는 열쇠로 미생물이 주목받고 있다.

KAIST(총장 이광형)는 바이오공정연구센터 최경록 연구교수와 화공생명공학부 이상엽 특훈교수가 '대사공학'이라는 제목의 논문을 발표했다고 26일 밝혔다. 식품 및 화장품 생산을 위한 미생물”은 Nature Reviews Bioengineering의 초청으로 동료 검토 후 Nature에서 온라인으로 출판됩니다.

※ 논문제목 : 식품 및 화장품 생산을 위한 미생물의 시스템대사공학

※ 저자정보 : 최경록(제1저자), 이상엽(교신저자)

시스템대사공학은 석유에 의존하는 기존 화학산업을 대체하고, 차세대 바이오산업의 핵심인 미생물 세포공장을 보다 효율적으로 개발하기 위해 이상엽 KAIST 명예교수가 창설한 연구분야이다. 연구원들은 체계적인 대사 공학 전략을 적용하여 합성 고기의 맛과 색상을 향상시킬 수 있는 헴 및 아연 프로토포르피린 IX 화합물과 같은 천연 물질을 포함하여 다양한 식품 및 화장품 화합물을 생산하는 수많은 고성능 미생물 세포 공장을 개발했습니다. , 식품 및 화장품에 널리 사용될 수 있는 기능성 천연 색소인 라이코펜과 베타카로틴, 식품 및 음료 제조에서 포도 향을 부여하기 위해 널리 사용되는 포도 유래 화합물인 메틸안트라닐레이트 등이 있습니다.

Nature의 초청으로 작성된 이 논문에서 연구팀은 다양한 식품에 사용되는 아미노산, 단백질, 지방 및 지방산, 비타민, 향료, 색소, 알코올, 기능성 화합물 및 기타 식품 첨가물을 생산할 수 있는 미생물 세포 공장의 놀라운 사례를 다루었습니다. 또한, 보다 다양한 식품 및 화장품 화합물을 친환경적으로 생산할 수 있는 산업용 미생물 세포공장 개발에 박차를 가할 수 있는 시스템 대사공학 전략을 정리하여 제시한다. 경제성을 갖춘.

<그림 1. 미생물 세포공장을 활용한 식품 및 화장품 화합물 생산 사례>

예를 들어, 동물 사료나 비료로 사용되는 비식용 바이오매스를 미생물 발효과정을 통해 영양가가 높은 단백질이나 아미노산을 생산함으로써 전 세계적으로 식량 생산량의 증가와 안정적인 공급에 기여할 것입니다. 더 나아가, 보다 실용적인 대체육 개발에 기여하고, 동물성 단백질에 대한 의존도를 더욱 낮추어 가축사육이나 양식업으로 인해 발생하는 온실가스 및 환경오염을 줄이는 데에도 기여할 수 있습니다.

또한 바닐라나 포도향을 내는 바닐린이나 메틸안트라닐레이트 등은 각종 식품에 널리 첨가되고 있으나, 식물에서 분리, 정제된 천연물은 생산량이 적고 생산단가가 높기 때문에 대부분의 경우 석유화학물질에서 유래하는 석유화학물질 바닐린과 메틸안트라닐산이 식품에 첨가됩니다. 이들 소재 역시 미생물의 힘을 빌려 친환경적이고 인간 친화적인 방법으로 생산할 수 있다.