#띵호와 나 탕수육 좋다해!
“거기 중국집이죠? 여기 짜짱, 짬뽕, 탕수육 세트하나요,”
즐거운 주말, 밖에는 나가기는 싫고 맛있는 음식이 먹고 싶을 때 가장 먼저 생각나는 것은 중국요리! 중국요리로 메뉴를 정한 뒤 이제부터는 무엇을 먹을까 고민해야 하는데요, 달달한 춘장이 듬뿍 들어간 쫄깃쫄깃 면발의 짜장면이냐, 각 종 해산물이 들어간 얼큰한 국물의 짬뽕이냐…. 세기의 고민이 시작됩니다. 이러한 상황에서도 한가지 머리 속에 스치는 것은? 탕수육은 기본으로 먹어야 한다는 것! 사람의 취향에 따라 탕수육 소스를 부어 먹기도 하고 혹은 찍어 먹기도 하는데요, 여러분은 어떤 식으로 먹는 것을 좋아하세요?
각 종 야채가 들어가 고기의 새콤달콤함을 더해주는 탕수육 소스! 한 가지 특이한 것은 매우 끈적끈적하다는 것입니다. 탕수육 소스가 이렇게 끈적끈적하다는 것은 그 만큼 점성이 높다는 이야기! 점성이 높은 것은 이 속에 전분이라고 하는 특별한 재료를 넣었기 때문인데요, 전분은 요리의 점성을 높이고 음식의 맛을 좋게 하기 위해 널리 사용되고 있답니다.
이렇게 요리를 맛깔나게 만드는 전분이 플라스틱을 만들 때도 사용된다는 것 알고 있나요?
오늘은 맛있는 전분의 특별한 변신인 바이오 플라스틱에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
#바이오 플라스틱이란?
플라스틱하면 어떤 생각이 떠오르시나요?
사용이 편리하고, 금속보다 가볍고, 단단해서 원하는 형태의 모양으로 만들 수 있다는 점 등 정말 많은 장점을 가지고 있어서, 자동차, 컵, 포장지, 각종시설뿐만 아니라 건축에 이르기까지 우리 생활 속에 널리 사용되고 있습니다. 그러나 일반적인 플라스틱은 잘 썩지 않으며 소삭할 경우 지구온난화의 주범인 이산화탄소가 발생한다는 단점이 있습니다.
그래서 이를 해결하기 위해서 연구하고 있는 것이 바로 바이오 플라스틱입니다. 바이오 플라스틱은 기본적으로 옥수수나 사탕수수와 같은 식물에서 얻을 수 있는 큰 고분자를 기반으로 만들어요.
바이오 플라스틱을 태울 경우 나오는 이산화탄소는, 식물이 자라면서 만들어내는 이산화탄소와 동일합니다. 식물이 성장하는 것과 다르지 않은 수준의 이산화탄소만이 배출되기 에, 바이로 플라스틱은 친환경 물질로 분류되고 있답니다.
또한 기존의 플라스틱이 석유에서 원료를 얻어서 만들었다면 바이오 플라스틱은 대부분 식물을 기반으로 만들기 때문에 고유가로 인한 가격 상승을 걱정할 필요가 없다는 장점이 있습니다.
바이오 플라스틱의 또 하나의 장점! 바이오 플라스틱 중에는 분해가 정말 잘 되는 생분해성 물질들이 있어서 기존의 플라스틱이 잘 썩지 않는 다는 단점을 보완할 수도 있다는 점입니다. 석유를 기반으로 만든 물질들은 합성된 물질이라 미생물에 의한 자연분해가 쉽지 않은데요, 전분과 셀룰로오스와 같이 식물에서 나온 고분자를 기반으로 한 물질은 미생물들에게는 익숙한 물질이기에 쉽게 분해될 수 있어서 잘 썩을 수 있답니다.
#우린 다른데 같다?! - 전분과 셀룰로오스
바이오 플라스틱에 가장 많이 쓰이고 있는 원료는 전분과 셀룰로오스입니다. 앞서 말씀드렸듯이 전분은 음식에 많이 첨가 되기 때문에 주부님들이나 요리를 좋아하시는 분들은 많이 알고 있겠지만, 셀룰로오스는 다소 생소하죠? 과학시간으로 기억을 되돌려 볼까요? 셀룰로오스는 식물을 구성하고 있는 물질로 알려져 있는데요, 섬유소라는 이름으로 불리기도 합니다. 일반적으로 우리가 사용하는 종이도 식물의 섬유소이기 때문에 셀룰로오스로 이루어졌다고 볼 수 있습니다.
화학적으로 보면 전분을 이루고 있는 물질과 셀룰로오스를 이루고 있는 물질은 상당히 유사합니다. 이 둘을 구성하고 있는 것은 글루코오스라고 알려졌있는데요, 전분을 이루는 알파와 셀룰로오스를 이루는 베타로 나눌 수 있습니다. 양쪽 끝에 있는 산소와 수소로 이루어진 히드록시기가 같은 쪽으로 위나 아래를 향할 경우 알파, 반대 방향 즉 하나는 위로 하나는 아래로 되어 있으면 베타라고 합니다.
알파와 베타 글루코오스로 고분자를 만들 수 있는데요, 알파의 글루코오스로 구성 된 고분자를 전분이라하고, 베타의 글로코오스만으로 이루어 진 고분자를 셀룰로오스라고 합니다.
이 때 알파로만 이루어 질 경우 같은 방향으로 연결되어서 둥근 형태가 되고, 이 때문에 긴 형태의 고분자보다는 짧은 형태로만 만들 수 있어서 전분은 가루에 가까운 형태입니다. 반면에 베타 글루코오스를 이용하면 서로 엇갈려있는 형태로 연결되어서 긴 고분자가 생성되고, 셀룰로오스는 긴 실과 같은 형태를 만들 수 있습니다.
플라스틱은 일반적으로 작은 기본단위가 계속적으로 연결된 긴 고분자 구조를 가지고 있는데요, 바이오 플라스틱에 사용되는 전분은 짧은 형태이므로 그 자체를 이용하기 보다는 분해해서 다른 긴 고분자를 만드는 곳에 사용되고 있습니다. 그러나, 셀룰로오스는 긴 형태이어서 간단한 화학적 처리를 통해 바로 플라스틱 재료로 사용되고 있습니다.
#우리도 잘 분해된다고! - 바이오 플라스틱의 다른 원료들
전분과 셀룰로오스도 바이오 플라스틱을 제조하는 데에 사용되고 있지만, 그 외에도 다양한 물질들이 바이오 플라스틱을 만드는 데 사용되고 있습니다. 다음으로 많이 사용되는 물질이 젖산인데요 락트산이라고 불리우는 이 물질은 근육통의 원인이 되기도 합니다. 운동을 심하게 하다보면 간혹가다 무산소상태로 운동하는 경우가 있는데요, 이것은 살아있는 생명체들이 산소가 없는 상황에서도 에너지를 만들어 낼 수 있기 때문입니다. 산소가 없는 상황에서 에너지를 만들어내야 할 때 그 부산물로 젖산이 만들어 집니다. 이렇게 만들어진 젖산을 화학적으로 반응시켜서 연결시키면 긴 고분자인 폴리젖산이 만들어지고 이것을 바이오 플라스틱을 만드는데 사용하고 있답니다.
두 번째로 식물의 오일도 바이오 플라스틱의 원료로 사용되고 있습니다. 식물의 오일은 화장품과 식용 기름으로도 활용되고 있지만 폴리우레탄을 만드는 곳에도 이용될 수 있습니다. 기본적으로 석유에서 추출한 폴리올과 이소시아네이트라는 물질을 반응시켜서 석유계 폴리우레탄을 만들어 왔으나, 현재 미국을 중심으로 식물성 오일을 이용하여 제조된 폴리올을 이용하여 폴리우레탄을 제조할 수 있다고 해요
#변신 플라스틱! - 바이오 플라스틱 제조과정
바이오 플라스틱을 만드는 과정은 사용되는 재료와 만들고자 하는 물질에 따라 다르지만 기본적으로 많이 사용하는 방법은 미생물을 이용하는 방법입니다. 특정 미생물은 글루코오스만 넣어주면 폴리젖산의 원료인 젖산을 만들어내기도 하고, 긴 고분자 자체를 만들어내기도 합니다.
이렇게 미생물을 이용하여 플라스틱을 제작하면 자연에서 일어나는 현상을 적용하는 것이므로 이러한 플라스틱 제조과정이 환경에 주는 나쁜 영향을 최소화 할 수 있다는 장점이 있습니다.
그러나 이렇게 장점이 많은 바이오 플라스틱도 아직 해결해야 하는 문제들이 몇 가지 있습니다. 예전에 비해 가격이은 많이 낮아졌지만, 아직은 기존의 플라스틱에 비해 상대적으로 비싸다는 점과 열과 충격에 강한 바이오 플라스틱에 대한 연구가 더 필요하다는 것입니다.
우리나라에서도 이러한 개선 연구에 참여하고 있는데요, 여러 회사들이 ‘한국생분해성플라스틱연구회’를 설립해서 바이오 플라스틱을 개발연구에 매진 하고 있습니다.
어때요 바이오 플라스틱?
펀리함과 친환경이라는 두 마리 토끼를 잡게 해주는 바이오 플라스틱이 아직은 2% 모자라지만, 더 많은 연구가 진행되어서 우리 생활 속에서 세상을 더 푸르게 해주는 날이 왔으면 좋겠습니다.
참고문헌: 바이오플라스틱 기술 및 시장 동향, 한국화학연구원 그린화학연구단, 제갈종건
바이오- 분별있는 선택인가 허튼 짓인가, V. Reimer, A. Kunkel, S. Philipp
