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오일 피크, 기후변화 그리고 미세 플라스틱과 관련된 석유합성 플라스틱의 생산과 사용은, 지속 가능한 인류 생활을 위협하는 범세계적 이슈로 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 생분해성 친환경 바이오플라스틱 소재가 대안이 되고 있으며, 그중 주목받고 있는 소재 중 하나는 polyhydroxyalkanoates (PHA) 생분해성 바이오플라스틱이다. 본 총설은 PHA 생산공정에 이용될 수 있는 해양 미생물의 산업적 활용 이점과 현재까지 밝혀진 해양미생물의 생산성을 비교하고, 이들이 산업에서 활용되기 위해 필요한 연구개발 현황에 대해 조사하였다. 조사 결과 해양미생물로부터 생산된 PHA는 석유합성 플라스틱이 보유한 다양한 물리적 특성을 띄는 중합체 소재로의 대체 가능성과, 배지 제조 시 해수를 사용할 수 있는 장점, 특별한 멸균 과정이 필요치 않은 장점, 그리고 분리 정제 과정 등에서 비용 절감의 장점을 제공할 수 있음을 확인하였다. 하지만 해양미생물의 PHA 생산성은 육상에서 분리된 상용화 균주에 비해 다소 떨어지는 효율을 보이는 것을 확인하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 선진 omics 기반 합성 미생물학 기반 기술을 활용하여, 고밀도 연속배양기술 개발, PHA 효율 증진 및 다양한 시장 요구에 필요한 생분해성 플라스틱 소재 개발이 미래 플라스틱 대체 소재 개발에 필요한 연구임을 확인하였다.
목차
서론
생분해 바이오플라스틱 소재로서의 PHA
PHA의 구조 및 물리화학적 다양성
상용화 공정을 통해 생산되는 PHA 제품의 현황
PHA의 활용 분야
PHA 생산 비용 절감을 위한 전략
결론 및 향후 전망
References
초록
참고문헌 (85)
참고문헌 신청
Abd El-malek, F., Rofeal, M., Farag, A., Omar, S. and Khairy, H. 2021. Polyhydroxyalkanoate nanoparticles produced by marine bacteria cultivated on cost effective Mediterranean algal hydrolysate media. J. Biotechnol. 328, 95-105.
Akdoğan, M. and Çelik, E. 2018. Purification and characterization of polyhydroxyalkanoate (PHA) from a Bacillus megaterium strain using various dehydration techniques: PHA purification from B. megaterium using various dehydration techniques. J. Chem. Tech
Alsaadi, A., Ganesen, S. S. K., Amelia, T. S. M., Moanis, R., Peeters, E., Vigneswari, S. and Bhubalan, K. 2022. Polyhydroxyalkanoate (PHA) biopolymer synthesis by marine bacteria of the malaysian Coral Triangle region and mining for PHA synthase genes. M
Anjum, A., Zuber, M., Zia, K. M., Noreen, A., Anjum, M. N. and Tabasum, S. 2016. Microbial production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) and its copolymers: a review of recent advancements. Int. J. Biol. Macromol. 89, 161-174.
Bhattacharyya, A., Pramanik, A., Maji, S. K., Haldar, S., Mukhopadhyay, U. K. and Mukherjee, J. 2012. Utilization of vinasse for production of poly-3-(hydroxybutyrate-cohydroxyvalerate) by Haloferax mediterranei. AMB Express 2, 1-10.
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