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한국식품연구원 과학교실 '버려진 음식의 위대한 두 번째 인생'

우리가 무심코 버리는 음식물 쓰레기는 우리나라에서 하루에 무려 14,000톤에 달합니다. 이는 시내버스 1,000대의 무게와 맞먹는 엄청난 양으로, 환경에 큰 부담을 주는 주요 원인이 됩니다. 이를 소중한 자원으로 활용하기 위해서는 먼저 올바른 분리배출이 필수적입니다. 달걀 껍데기나 치킨 뼈, 조개 껍데기처럼 딱딱한 것들은 일반 쓰레기로 분류해야 하며, 수박 껍질처럼 부드러운 과일 껍질은 음식물 쓰레기로 버릴 수 있습니다. 이러한 정확한 분리는 환경을 지키는 가장 쉬우면서도 중요한 첫걸음이 됩니다. 제대로 분리된 음식물 쓰레기는 세 가지 놀라운 형태로 변신하여 우리 사회에 다시 기여합니다. 첫 번째는 사료입니다. 수거된 음식물은 깨끗한 처리 과정을 거쳐 가축이나 반려동물이 먹을 수 있는 든든한 사료의 원료가 됩니다. 두 번째는 퇴비입니다. 음식물을 발효시키면 식물의 성장을 돕는 영양 만점의 거름으로 재탄생하며, 이는 우리가 즐겨 먹는 채소와 과일을 무럭무럭 자라게 하는 밑거름이 됩니다. 자연에서 온 음식이 다시 자연으로 돌아가 생명을 돕는 영양제가 되는 선순환 구조가 만들어지는 셈입니다. 음식물 쓰레기의 가장 현대적인 변신은 바로 에너지 생산입니다. 산소가 없는 탱크 속에 음식물을 넣으면 미생물이 이를 분해하며 가스를 발생시키는데, 이를 통해 전기를 생산할 수 있습니다. 특히 한국식품연구원에서는 효소를 활용해 미생물의 분해 효율을 높이는 기술을 연구하고 있습니다. 효소가 크고 단단한 음식물 입자를 작게 잘라주면 미생물이 더 쉽게 섭취하여 에너지를 빠르게 만들 수 있기 때문입니다. 첨단 과학 기술과 우리 모두의 분리배출 노력이 만날 때 음식물 쓰레기는 비로소 진정한 자원이 됩니다.

[플라스틱 환경이슈 포럼] 인간이 만든 플라스틱, 미생물로 깨끗하게 분해 (이대희, 한국생명공학연구원)

현대 사회는 플라스틱 시대라고 불릴 만큼 막대한 양의 플라스틱을 소비하고 있으며, 특히 투명하고 가벼운 PET는 우리 생활의 필수품이 되었습니다. 하지만 매년 800만 톤 이상의 플라스틱이 바다로 흘러들어가 생태계를 위협하고 있으며, 이대로라면 2050년에는 바다에 물고기보다 플라스틱이 더 많아질 것이라는 경고가 나오고 있습니다. 일회용 플라스틱은 생산에 단 5초가 걸리지만 자연 분해되는 데는 500년이라는 긴 시간이 소요됩니다. 이러한 오염 문제를 자연의 정화 능력에만 맡기기에는 인류의 미래가 위태로운 상황에 직면해 있습니다. 플라스틱 오염 해결을 위해 과학계는 생물학적 분해 방식에 주목하고 있습니다. 2016년 일본의 연구진은 PET 재활용 업체 인근에서 PET를 먹고 자라는 미생물인 '이데오넬라 사카이엔시스'를 발견하여 전 세계의 주목을 받았습니다. 이 미생물은 기존의 다른 생명체들과 달리 PET만을 유일한 에너지원으로 삼아 생존할 수 있다는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 이는 자연계가 인간이 만들어낸 인공 고분자 물질에 적응하여 이를 분해할 수 있는 새로운 생존 방식을 진화시켜 왔음을 보여주는 놀라운 사례로 평가받고 있습니다. 이데오넬라 사카이엔시스가 단단한 플라스틱을 분해할 수 있는 비결은 그들이 분비하는 특수한 효소인 'PETase'와 'MHETase'에 있습니다. 먼저 세포 밖으로 배출된 PETase가 플라스틱의 강한 화학 결합을 끊어 중간 물질로 만들면, 이를 세포 안으로 흡수하여 다시 MHETase가 최종적으로 에틸렌글리콜과 테레프탈산으로 분해합니다. 미생물은 이 과정에서 얻은 산물을 대사 작용에 활용하여 에너지를 얻고 증식하며, 결과적으로 플라스틱을 물과 이산화탄소로 완전히 분해하여 자연으로 돌려보내는 친환경적인 순환 체계를 완성하게 됩니다. 현재 과학자들은 자연 상태의 미생물이 가진 분해 속도의 한계를 극복하기 위해 합성생물학 기술을 도입하고 있습니다. 유전자 바이오센서를 개발하여 PET 분해 과정에서 발생하는 특정 물질을 인식하고 형광을 띠게 함으로써, 수많은 미생물 중에서 분해 능력이 뛰어난 개체를 신속하게 찾아내는 방식입니다. 이러한 기술을 통해 효소의 성능을 비약적으로 향상시키고, 더 효율적으로 플라스틱을 처리할 수 있는 맞춤형 미생물을 개량하는 연구가 활발히 진행 중입니다. 이는 단순한 발견을 넘어 공학적 설계를 통해 환경 문제 해결의 속도를 높이는 중요한 전환점이 됩니다. 미생물을 이용한 플라스틱 분해 기술은 아직 더 많은 연구와 시간이 필요하지만, 전 세계 과학자들의 노력으로 플라스틱 쓰레기 산을 깨끗하게 치울 수 있는 미래가 조금씩 다가오고 있습니다. 그러나 기술적 해결보다 더 선행되어야 할 것은 우리 모두의 실천입니다. 일회용 플라스틱 사용을 자제하고 재활용을 활성화하여 자연으로 흘러 들어가는 쓰레기의 양을 원천적으로 차단하는 노력이 필수적입니다. 깨끗한 지구를 물려주기 위해 과학적 기술 개발과 개인의 책임감 있는 행동이 조화를 이룰 때, 비로소 인류는 플라스틱 오염이라는 거대한 숙제를 해결할 수 있을 것입니다.