- 커피 찌꺼기에서 바이오슈가 추출 → 김치미생물 발효를 통해 유용자원으로 전환 -

- 폐기물을 고부가가치 소재로 … 탄소중립 및 순환경제사회 구축에 기여 -

김치미생물을 활용해 폐기물을 유용자원으로 전환하는 기술이 개발됐다. 과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 세계김치연구소(소장 장해춘)는 국내 김치산업계 현안 및 수요에 부응하는 김치산업 현장적용 기술 개발에 주력하고 있다. 특히, 김치 제조 과정에서 발생하는 부산물의 자원화에 중점을 두고, 다양한 농식품 기반 부산물의 업사이클링(Up-cycling) 기술 개발 연구를 수행하고 있다.

※ 업사이클링(Up-cycling) : ‘upgrade’와 ‘Recycle’의 합성어로 폐기물을 자원화하여 새로운 제품으로 재생산하는 기술

최근 세계김치연구소는 커피 찌꺼기에 주목했다. 지난해 기준, 국내에서 연간 약 35만 톤의 커피 찌꺼기가 발생된 것으로 추정되며, 이로 인한 폐기물 처리 비용은 약 350억 원에 달한다. 그러나 폐기물인 커피 찌꺼기에는 바이오슈가(Bio-sugar)가 풍부하여 김치미생물 발효를 통한 다양한 형태의 대사산물로 전환할 수 있어 유용자원으로 탈바꿈이 가능하다.

※ 바이오슈가(Bio-sugar) : 바이오매스 유래 당 성분으로 바이오 화학제품의 기초 원료

이에 세계김치연구소 발효조절기술연구단 김호명 박사 연구팀은 생물학적 전환 방법을 통해 커피 찌꺼기로부터 바이오슈가를 추출하고, 이를 김치미생물 발효를 통해 고 수율의 젖산으로 전환하는 데 성공하였다.

이 기술은 배추 겉잎, 무 껍질 등 김치 제조 공정에서 발생하는 부산물에도 적용 가능할 전망이며, 부산물을 순환자원으로 활용함으로써 탄소 배출량 감소 및 연간 100억 원으로 추정되는 김치 가공 부산물 처리 비용을 절감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 세계김치연구소는 김치종균의 생산 단가를 절감을 위해 김치 가공 부산물을 특화배지로 활용하는 방안을 모색 중이며, 이를 통해 생산 단가를 기존 대비 10% 이상 절감할 수 있을 것으로 예상한다.

세계김치연구소 장해춘 소장은 “이번 연구는 폐기물 자원화를 통해 김치미생물 발효를 위한 배지 성분으로 활용하여 높은 수율의 유용 자원 생산기술을 확보함에 의의가 있다”라며 “앞으로도 김치산업계가 탄소 중립과 환경 보호에 기여할 수 있도록 식품 부산물을 고부가가치 소재로 업사이클링하는 기술을 지속적으로 개발할 것”이라고 밝혔다.

이 연구 결과는 환경기술 분야 상위 10% 이내 국제 학술지인 ‘Science of the Total Environment (IF 9.8)’ 2024년 2월 온라인판에 게재됐다.

※ 논문명 : Utilization of coffee waste as a sustainable feedstock for high-yield lactic acid production through microbial fermentation

- 저자 : (교신) 김호명 박사, (1저자) 김슬비 박사과정 학생연구원