농촌진흥청은 농촌 자원 활용 효율을 높이고 부가가치를 향상하기 위해 농업 바이오매스로부터 리그닌성분을 추출하여 산업소재로 이용하는 기술을 개발했다고 밝혔다

억새와 같은 농업 바이오매스를 에너지원으로 사용하기 위해서는 알칼리 가수분해 과정을 거쳐 섬유소를 분리하고, 이때 부산물로 용해되어 나오는 리그닌을 추출해야 한다. 농촌진흥청 바이오에너지작물연구소는 이렇게 추출된 리그닌을 산업소재로 사용하기 위해 미세한 입자 형태의 리그닌으로 변환시키는 데 성공했다. 이 추출법 및 특성 구명 성과는 특허출원3) 했으며, 국제학술지 ‘바이오리소스 테크놀리지(Bioresource Technology)’ 297호(2020년)에 게재됐다.

농업 바이오매스로서 분석했을 때 억새는 40%의 셀룰로오스(섬유소)와 25% 헤미셀룰로오스(반섬유소) 및 21%의 리그닌으로 이루어져 있다.

이 가운데 셀룰로오스는 포도당으로 전환시켜 바이오소재 원료로 사용이 가능하지만, 리그닌은 주로 경제성이 낮은 연소용 연료로 사용돼 왔다.

최근 리그닌의 고부가가치화를 위한 많은 연구가 추진되고 있는 가운데 농촌진흥청에서는 리그닌이 자외선 차단 효과가 있다는 점을 활용해 리그닌을 함유한 자외선 보호필름 등의 소재 개발에 집중해 왔다.

최근에는 1일 원료 처리량이 100kg 규모인 파일럿플랜트(시험공장)에서 억새를 알칼리 가수분해하여 흑액 상태인 리그닌을 13.5kg 분리했다.

이 흑액 내에 들어있는 리그닌에 산도 조절과 2차적인 가수분해 반응을 실시하여 평균 0.8∼1.0μm 크기의 일정한 미립자 형태의 리그닌을 얻는 데 성공했다.

농촌진흥청 바이오에너지작물연구소 노재환 소장은 “미래를 선도할 바이오매스의 산업소재로서 리그닌이 성공 사례가 되도록 힘쓰겠다.”며, “향후 농업 바이오매스 유래의 미립자 리그닌을 이용해 화장품 소재 등 정밀화학 산업소재 시장 진입도 가능할 것으로 전망 한다”고 말했다.

(농업환경뉴스 = 윤준희 기자)