UV/Ozone 전처리를 통한 PETase 활용 Poly(ethylene terephthalate) 효소분해의 촉진

Simultaneous UV and Ozone Pretreatment for Enhanced PETase-Catalyzed Hydrolysis of Poly(ethylene terephthalate)

생체 촉매인 효소를 활용한 Poly(ethylene terephthalate)(PET) 폐기물의 재처리 기술은 환경친화적이고 원재료의 경제적 가치가 보전된다는 장점으로 인해 현행 기계적 재활용 방식을 대체할 하나의 대안으로 주목받고 있다. 그러나 현재 효소 분해 기술은 다른 단위체 재활용 기술인 가용매분해와열분해에 비해 상대적으로 분해 효율이 낮아 경제적 측면에서 경쟁력이 부족하다. 따라서 본 연구에서는 UV/Ozone 처리를 통해 PET의 표면을 친수성으로 개질하고, 저온에서 높은 활성을 보이는 IsPETase 를 촉매로 활용하여 PET의 효소 분해 효율을 향상하고자 하였다. 이를 위해, 우선 PET 필름에UV/Ozone을 처리하고 FT-IR과 접촉각 분석을 통해 필름 표면 친수화 진행 여부를 확인하였다. 이과정에서 전처리로 인해 필름 표면의 친수성 작용기가 증가하고 접촉각이 감소되는 형태의 물리⋅화학적 변화가 확인되었다. 이후, 전처리 진행 및 미진행 시료에 대한 IsPETase 기반 효소 분해를 진행하고 생성물의 농도를 HPLC를 통해 분석하였다. 이를 통해 친수화된 전처리 진행 필름을 분해한 경우에서 단량체 Terephthalic acid (TPA) 생산량이 증가하였음을 확인하였다. 해당 결과는 UV/Ozone 전처리가 PET의 효소 분해 효율의 한계를 극복할 수 있는 하나의 수단으로 활용될 수 있음을 시사한다.