|
일본의 北海道대학(北大)은 금년 9월 12일, 과일로부터 새로 단리시킨 미생물「北大菌」(학명 Gluconacetobacter intermedius NEDO-01)이 폐 글리세린과 당질 등을 원료로 고 효율의「나노셀룰로오스」한 종인「박테리아셀룰로오스」를 합성할 수 있다는 것을 발견하고, 더욱 배양방법을 개량함으로써 매우 균일한 수분산액을 제조, 신소재 나노파이버「발효나노셀룰로오스(나노 피브릴화 박테리아 셀룰로오스(NFBC)」의 합성에 성공하였다고 발표하였다.
.jpg) 또 北大와 일본 甜菜(텐사이)製糖은 발효 나노셀룰로오스의 생산기술 및 지적재산권을 기반으로 2013년 4월부터 발표 나노셀룰로오스의 대량생산에 관한 공동연구를 시작한다고 발표하였다. 성과는 北大 대학원 공학연구원의 田島健次(Kenji Tajima) 준교수 등의 연구팀에 의한 것이다.
셀룰로오스란 식물에 의해 합성된 글루코스(포도당)가 “β 1,4 결합”으로 연결된 고분자로, 제지제품, 섬유제품, 수지제품, 식품 등에 널리 이용하고 있는 흔한 물질이다. 통상 셀룰로오스 섬유의 굵기는 마이크론 크기이나, 그 1000분의 1 정도, 다시 말하면 나노 크기의 초극세의 것을 나노셀룰로오스라고 한다. 나노셀룰로오스는 환경에 우수한 특징이 있는 등 지금까지에는 없었던 우수한 기능을 갖는 신규소재로 주목받고 있어 다양한 연구개발이 많은 기관에서 행해지고 있다.
나노셀룰로오스는 주로 식물 유래의 셀룰로오스를 원료로, 기계적 도는 화학적 처리로 나노단위까지 세분화함으로써 만드는 것이 일반적인 방식이다. 단 초산균(에틸알콜을 산화해서 초산을 생성하는 그램 음성의 편성호기성 간균) 등의 어느 미생물은 직접 나노셀룰로오스를 합성하는 것으로 알려져 있고, 이것은 특히 박테리아 셀롤로오스라고 부른다.
박테리아 셀룰로오스는 “정치배양법”에 의해 합성하는 것이 일반적인 방법으로, 그림에서처럼 물을 많이 함유하는 겔상 물질(nata de coco)로 얻어진다. 연구팀은 새로운 박테리아 셀룰로오스 합성미생물로 북대균을 얻어, 또한 북대균의 배양방법을 개량함으로써 NFBC의 합성에 성공한 것으로 알려져 있다. 북대균은 과일 표면에 부착되어 있는 것 중에서 단리해 얻었고, 다양한 시험결과를 기반으로 고정을 행하였다. 여기서 발효 나노셀룰로오스에 있어서의 대량생산 방법의 개략은 그림과 같다.
.jpg)
또한 북대균에 의해 폐 그리세린을 원료로 이용한 3각 플라스크에 의한 배양도 행해, 그 결과 기존의 미생물보다도 셀룰로오스 합성이 높다는 것도 판명되었다. 여기서 다음에 북대균을 이용해 대형배양장치에 의한 통기교반배양으로 5g/L 이상의 수율로 발효 나노셀룰로오스 생산에 성공하였다.
전자현미경을 이용해 얻어진 생산물의 형태관찰을 행한 결과, 직경 약 20nm의 피브릴화 나노파이버가 균일하게 분산되어 있었다(그림 3). 생성물에는 침전과 괴상 물질은 관찰되지 않았고, 셀룰로오스 나노파이버로 균일하게 분산되어 있는 것을 확인하였다.
.jpg)
현재 더욱 제조코스트 절감을 위해 공업 수준에서의 제조공정 검토를 진행하고 있고, 향후 발표 나노셀룰로오스를 시험제조하고 용도개발과 시장조사를 추진할 예정이다.
출처 : http://news.mynavi.jp (2013/09/19)
|
