최근 국내 밀 재배 면적이 증가하면서 부산물인 밀짚 발생량도 급증하고 있다. 2020년 5,200ha에서 1만 2천 톤이 발생했던 밀짚은 2024년에는 9,500ha에서 2만 6천 톤으로 크게 늘어날 것으로 예상된다. 대부분 섬유소로 구성된 밀짚은 환경친화적이고 지속 가능한 바이오플라스틱과 같은 친환경 소재의 원료로 활용될 잠재력이 크지만, 현재로서는 대부분 버려지고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 농촌진흥청은 버려지던 밀짚을 유용한 자원으로 재탄생시킬 수 있는 획기적인 기술을 개발했다.
농촌진흥청은 버려지는 밀짚 속 섬유소를 효율적으로 추출하고, 이를 미생물 발효과정에 필요한 영양원인 당으로 전환하는 기술을 개발함으로써 친환경 소재 원료로서 밀짚의 가능성을 확인했다. 밀짚에는 셀룰로오스가 30~35%, 헤미셀룰로오스가 20~25% 함유되어 있는데, 이들 섬유소를 산이나 알칼리 촉매로 추출한 후 효소 처리로 분해하면 글루코스와 같은 단당류로 전환이 가능하다. 이렇게 얻어진 당은 미생물 발효과정을 거쳐 바이오플라스틱의 원료로 다시 활용될 수 있다.
기존에는 밀짚에서 섬유소를 추출하기 위해 주로 화학약품이 사용되었으나, 추출 효율이 낮을 뿐만 아니라 폐수처리 비용과 환경 부담을 가중시키는 문제점을 안고 있었다. 이번 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 콜린클로라이드와 글리세롤을 섞은 친환경 공융용매(3.2% 알칼리 첨가) 처리 기술을 새롭게 적용했다. 이 기술을 통해 밀짚의 셀룰로오스 함량을 기존 32.4%에서 46.6%로 약 14%포인트 높이는 데 성공했으며, 전자현미경 관찰에서도 셀룰로오스 구조가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 추출한 셀룰로오스가 당으로 전환되는 수율 역시 기존 14%에서 93%로 비약적으로 향상되어, 미생물 발효의 주요 영양원으로 충분히 활용 가능함을 입증했다.
농촌진흥청은 이번에 개발된 공융용매 활용 기술에 대해 특허 출원을 완료했다. 향후 이 기술을 바탕으로 밀짚에서 당을 안정적이고 경제적으로 생산하는 공정을 확립하고, 농업 부산물을 활용한 다양한 바이오 소재 연구를 더욱 확대해 나갈 계획이다. 농촌진흥청 소득식량작물연구소 한선경 소장은 “이번 연구는 버려지는 농업 부산물에서 섬유소를 대량 추출할 수 있는 친환경 기술을 마련한 중요한 성과”라며, “이를 통해 다양한 바이오 소재 산업의 기반을 구축하고 강화할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.
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