건강을 위해서 적당량을 꼭 섭취해야 하는 단백질. 단백질이 풍부하게 포함된 생선, 계란 등은 많은 이들에게 식자재로 사랑받는다.

생선, 계란은 껍질에도 많은 단백질이 포함되어 있지만, 폐기물로 버려지기 일쑤다. 그저 쓰레기로 취급받던 이들 껍질이 생분해성 비닐봉지와 생체소재로 활용될 길이 열렸다. 생선, 계란 껍질 안에 있는 단백질이 추출돼 이용되기 시작한 것.

누구도 눈여겨보지 않았던 곳에 닿은 과학자의 눈길로 다시 태어난 생물 속 단백질을 만나보자.​


계란 껍질이 피부를 탱탱하게!​

계란 껍질을 이용한 생체소재 연구가 미국 화학회 학술저널 ‘APPLIED BIO MATERIALS’ 최신호 표지논문으로 선정된 모습. 전남대학교 제공​

계란 껍질에서 난간막을 추출하는 과정​

삶은 계란을 먹을 때 단단한 겉껍질과 흰자 사이에 있는 얇은 막을 ‘난간막’이라고 한다. 이 안에는 콜라겐과 같은 다양한 단백질이 포함되어 있다. 콜라겐은 우리의 피부, 힘줄, 뼈, 치아를 구성하는 중요한 물질이다. 우리 몸을 구성하는 물질이기에 생체적합성(어떤 물질을 생체에 투입했을 때 부작용을 일으키지 않는 성질)이 높으며 또한 자연 속에서 추출된 콜라겐은 환경친화적이다. 난간막은 콜라겐 등 단백질을 풍부하게 함유하고 있지만 강도가 약하고 세포배양이 어려워 생체소재로 활용하기에 한계가 있었다.

김장호 전남대 교수 연구팀은 버려지는 계란 껍질을 이용해 다양한 의료용 소재로 활용할 수 있는 생체소재를 최근 개발했다. 강도가 약한 난간막을 활용하기 위해 선택한 방법은 난간막에 그래핀을 코팅하는 것. 그래핀은 탄소들이 벌집처럼 육각형 그물 모양으로 배열된 것으로 투명하고 신축성이 높다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 열전도성이 좋은 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다는 특징을 가지고 있다. 강도가 약한 난간막을 보완해 생체소재로 활용되기에 적합한 소재인 것. 김 교수 연구팀은 그래핀이 코팅된 난간막 위에서는 줄기세포와 각종 치료제에 활용되는 물질이 매우 활발하게 증식(세포가 증가하는 것)한다는 특징도 발견했다.

버려지는 계란 껍질이 적극적으로 활용된다면 콜라겐 제작에 드는 비용이 낮아질 수도 있다. 먼 미래에는 계란 껍질에서 추출한 콜라겐을 활용해 피부 재생, 힘줄 재생 등이 가능해질 수도 있는 것이다.​


생선 속에 담아볼까?​


생분해성 바이오 플라스틱 ‘마리나텍스’(위)와 마리나텍스를 들고 있는 루시 휴즈. 제임스 다이슨 재단 제공​

생선을 먹을 때 뜯어내기 일쑤인 생선껍질. 이 생선껍질이 비닐봉지로 재탄생했다. 생선껍질에 든 단백질 소재가 친환경 비닐 봉지로 거듭난 것.

생선 껍질로 만든 생분해성 비닐봉지가 올해의 ‘제임스 다이슨상(James Dyson Award)’을 수상했다. 제임스 다이슨 재단은 “올해 다이슨상 대상은 영국 서식스대 졸업생 루시 휴즈가 개발한 생분해성 바이오 플라스틱 ‘마리나텍스(MarinaTex)’에 돌아갔다”고 발표했다.

제임스 다이슨은 영국 가전제품 회사 다이슨사의 창업자로 인류가 직면한 문제를 과학 기술로 해결한 발명품을 만든 대학·대학원생들에게 2007년부터 자신의 이름을 딴 상을 주고 있다.

휴즈는 “생선 가공 공장에서 생선 껍질과 비닐이 그냥 버려지는 것을 보고 그들의 잠재력을 발견하기 위한 연구를 시작했다”고 말했다. 그는 반복적인 실험 끝에 생선 껍질과 비늘에서 생분해성 플라스틱의 주성분이 될 단백질을 추출하고, 홍조류(붉은빛을 띤 해조) 추출 물질로 이 단백질들을 결합해 잘 늘어나는 투명 플라스틱 필름 마리나텍스를 개발했다.

마리나텍스는 원료가 모두 천연물이어서 제작 과정에서 화학물질을 내뿜지 않으며 4∼6주면 완전히 분해된다.​

▶어린이동아 이지현 기자 easy27@donga.com

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