1. 육지에서 비식용 식물을 재배하는 데는 한계가 있다. 세상을 온통 농
장으로 만들 수는 없는 일이기 때문이다. 이 문제를 풀 수 있는 방법이
3세대 바이오에탄올이라는 이름으로 연구 중에 있다.
그것은 바다에서 조류(algae)*를 재배하고 여기에서 에탄올을 생산
하는 것이다. 조류의 주성분은 다당류(polysaccharide)*인데 분해하면
포도당과 유사한 당(단당류 종류)이 얻어지며, 이를 미생물을 이용해
발효시키면 에탄올을 얻을 수 있다. 해양에서 조류를 배양하고 수확하
는 기술, 단당류를 분해하는 기술, 단당류를 이용하는 미생물 개발 등이
해결해야 할 기술이다. 아직 기술적으로 해결해야 할 과제가 너무 많아
단기적으로 실현되기는 어려운 점이 있지만 장기적으로는 꼭 해결해야
39
3 바다에서도 자라는 바이오매스

2. 하는 과제이다.
식물로부터 에탄올 외에도 부탄올(butanol)*을 만들 수 있는데 이렇
게 만든 것을 바이오부탄올이라고 한다. 바이오부탄올은 물성*이 휘발
유와 비슷해 차세대 바이오연료로 각광받고 있다.
100년 전 부탄올은 역시 미생물을 이용하는 발효기술에 의해 생산되
었다. 그러다가 석유화학 기술이 발전함에 따라 석유로부터 만들어 사용
하고 있는 것이다.이제 다시 발효기술에 의한 방법으로 돌아가고 있다.
포도당과 같은 탄소원*을 주원료로 하여 미생물을 배양하면 부탄올
을 만들 수 있다. 이 경우 고농도의 부탄올은 미생물의 성장을 방해하므
로 얻을 수 있는 부탄올 농도에는 한계가 있다. 이 문제와 관련해서도
몇 가지 새로운 대안이 제시되고 있다.
첫째는 부탄올을 제거하면서 미생물 발효를 시키는 방법이다. 부탄
올을 제거하니 미생물에 영향을 주는 부탄올 농도는 낮아지고, 그러면
40
거대조류 (macro-algae) 배양
<출처: 어업 in 수산, http://suhyupnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=1040 >

3. 미생물은 계속해 부탄올을 합성하고 배출하는 것이다.
두 번째는 미생물이 고농도의 부탄올에도 잘 견딜 수 있도록 미생물
의 세포벽 등의 구조를 변화시키는 것이다. 이러한 시도는 아직 초창기
이지만 어느 정도 효과가 있을 것으로 예상된다. 또 다른 방법은 미생물
발효를 통해 부탄올 대신 부티릭산(butyric acid)*을 만들고, 이를 화학
적으로 반응시켜 부탄올로 합성하는 것이다. 부티릭산은 부탄올에 비
해 미생물 성장 억제 효과가 작으므로 상대적으로 높은 농도의 부티릭
산(100g/ℓ 이상)을 만들 수 있다. 우리나라 기업연구소에서는 이 방법
을 이용해 부탄올을 생산하는 시험공장을 가동하고 있다.
41
용어 설명
에탄올: 2개의 탄소로 구성된 탄화수소에서 하나의 수소가 히드록시기(OH)로 치환
된 알코올로 휘발성과 가연성을 가지며 여러 화학 약품의 합성 원료로 쓰임(C2H5OH)
부탄올: 4개의 탄소로 구성된 탄화수소(탄소와 수소로만 이루어져 있는 유기화합물)
에서 하나의 수소만이 히드록시기(OH)로 치환된 알코올로 휘발유와 성분 및 성능이
유사(C4H9OH)
부티릭산: 천연의 지방을 구성하는 산 중 탄소수가 가장 적은 유기산 (탄소수 4개)으
로 부탄올이 산화되어 생김(C4H8O2)
O
HO OHOH

4. 디젤 자동차의 엔진을 맨 처음 만든 나라는 독일이다. 디젤은 원래
콩기름을 원료로 화학 반응시켜 만들어 사용했다. 그 후 원유로부터 디
젤을 만드는 것이 가능해졌고 가격 또한 저렴해서 지금까지는 대부분
정유회사에서 원유를 정제해 디젤을 만들고 있다.
최근에 다시 콩기름, 야자유, 유채유 등의 식물성 기름으로부터 디젤
을 생산하는 방식으로 변화되고 있다. 그것은 원유보다 식물성 기름으
로 디젤을 생산하는 것이 친환경적이기 때문이다.
유럽의 경우, 농민에게 유채 재배를 권장하는데 유채유로부터 디젤
을 만드는 과정에서 농민에게 혜택이 돌아가기 때문에 농민 소득 증대
차원에서도 의미가 크다.
42
사탕수수 설탕
전분
셀룰로오스
다당류
포도당
포도당
단당류해양 조류
목질계 식물자원
전분계 식물
(옥수수, 카사바) 미생물
발효
에탄올
부탄올

5. 43
유럽의 농민은 유채를 많이 재배한다. 여기에서 유채 씨를 얻고 유채
씨에서 기름을 얻는다. 말레이시아, 인도네시아 등에서는 야자나무를
재배한다. 역시 야자나무에서 야자유(palm oil)를 얻는다. 최근에는 자
트로파(Jatropa)라는 나무의 열매로부터도 기름을 얻어 디젤을 만들기
도 한다. 이렇게 만들어진 디젤은 바이오디젤(biodiesel, BD)이라고 하
여 디젤 자동차 연료로 사용한다. 100% 바이오디젤로 가는 자동차도 있
지만 많은 경우 바이오디젤과 디젤(원유로부터 얻는 디젤)을 섞어서 사
용한다.
우리나라도 최근 바이오디젤을 소량 섞어서 사용하기 시작했다. 앞
으로 점차 사용량을 늘려갈 계획이다. 우리나라 농촌 어느 지역에서는
폐식용유로부터 바이오디젤을 만들어 자체적으로 경운기 등을 운전하
유채꽃

6. 는 데 사용하기도 한다. 폐식용유로부터 바이오디젤을 만드는 것은 유
럽의 농촌에서도 많이 볼 수 있는데, 폐기물을 다시 에너지화하는 것이
므로 환경생태계 보전 차원에서 의미 있는 일이다.
식물성 기름을 이용해 바이오디젤을 만드는 과정에서 부산물로 글
리세린*이 얻어진다. 바이오디젤을 많이 생산하기 전에는 글리세린을
동물성 기름에서 얻었는데 얻을 수 있는 양에도 한계가 있고 비쌌기 때
문에 다른 방법으로 글리세린을 합성했다.
식물성기름 + 메탄올 → 바이오디젤 + 글리세린
이제는 세상이 달라졌다. 글리세린이 엄청난 양으로 얻어지고 따라
서 가격도 많이 내렸다. 지금은 글리세린으로부터 다양한 화학소재를
만들기 위해 많은 연구를 진행하고 있다.
44

7. 옥수숫대에서 얻는 천연화장품
요즘 TV를 하루 종일 채우고, 지하철 안의 학생들을 스마트폰 화면
에 묶어 놓는 아이돌. 이들의 얼굴은 우유빛깔처럼 희다. 이들처럼 이제
는 여자뿐만 아니라 남자도 화장에 많은 관심을 보이기 시작했다.
화장품 산업은 수천 년부터 망하지 않고 내려온 몇 안 되는 산업 중
하나다. 질 좋은 화장품으로 유명 연예인의 피부를 닮을 수 있다면 굶어
서라도 화장품을 바를 것이다. 누가 말린다고 통하지도 않는 일이다. 멋
있어 보이고 아름다워 보이고 건강해 보이겠다고 하는데 무슨 수로 이
를 말릴 수 있나? 화장품회사가 살아가는 이유가 바로 이것이다.
45
4 여인의 마음을 사로잡는
바이오매스

8. 친구들이 무엇을 하고 있는지 궁금해서 스마트폰으로 카카오톡을
하는데 비싼 통신요금을 지불하는 거나 거울보고 화장품 바르는 것이
나 다를 것이 없다.
이런 세태와 맞물려 요즘 화장품회사에는 새로운 바람이 불고 있다.
이른바 자연의 바람이다. 천연원료를 사용하는 화장품이 인기이고 화
학원료라면 고개를 돌린다. 소비자들이 점점 똑똑해지고 있는 것이다.
미백크림 화장품 광고에 저절로 눈이 가지만, 화장품 라벨의 원료에는
돋보기를 대서라도 자세히 확인한다. 당연한 반응이다. 내 피부에 바를
건데 오죽하랴.
피부는 민감하다. 친구들 몰래 다녀온 휴가는 그을린 얼굴로 금방 탄
로가 난다. 며칠 밤잠을 설친 피부는 거칠어지고 눈 아래는 다크서클로
깊은 웅덩이가 만들어진 것처럼 보인다. 이렇게 민감하고 예민한 피부
에 아무거나 바를 수는 없다.
화장품 성분은 주로 오일 계통의 유기물이다. 거기에 손으로 찍어 바
르고, 냉장고도 아닌 상온에서 보관하니 미생물이 자라기에는 더없이
좋은 환경이다. 당연히 강력한 방부작용이 필요하다. 문제는 피부 알레
르기나 자극성이다.
현재 주로 사용하고 있는 방부제인 파라벤*이나 페녹시에탄올* 모두
피부에 영향을 주는 자극이 보고되어 있다. 그 정도의 자극은 전혀 문제
46

9. 가 안 된다고 해도, 이제 소비자는 그 말을 믿지 않는다. 소비자는 아무
런 자극을 주지 않는 천연 화장품을 찾고 있다.
이런 추세는 비록 화장품뿐만이 아니다. 인체에 직접 닿는 많은 생활
용품, 예를 들면 샴푸, 세제 등 모든 세정제품에 친환경 바람이 불고 있
다. 단순한 바람이 아니다. 세상을 변화시키는 바람이다.
화장품은 물, 오일 그리고 이를 잘 섞어 주는 계면활성제의 혼합물이
다. 이 세 가지 기본원료 이외에 물질과 피부를 희게 하는 물질, 피부주
름을 억제하는 물질, 방부제 등 수많은 원료가 혼합되어 있다.
이들의 대부분은 화학적으로 합성된다. 원료물질은 사우디 사막에
서 캐어 올린 원유에서 만들어진다. 멀리 대서양을 건너, 인도양을 건너
석유화학단지에 도착한 유조선에서 옮겨진 원유는 정제탑을 거쳐 분해
되어 기본물질을 만들어낸다. 비닐, 플라스틱 그리고 계면활성제 등이
그것이다.
이 때문에 이제 지구는 손이 텅 빈 빈털터리가 된다. 태울 것이 없고
만들 원재료가 없는 빈 덩어리. 거기에 그동안 태워 댄 이산화탄소는 지
구를 부글부글 끓어오르게 만들고 있다. 지구는 엎친 데 덮친 상황에 놓
여 있다. 이러다가 화장품을 만들 원료조차 구하기 어려운 지경에 이를
지도 모른다.
47

10. 이것저것 따져 봐도 해답이 없다. 석탄, 석유를 몇 달 내에 만들 수 있
는 것도 아니다. 하지만 지구에 살고 있는 우리는 이미 답을 모두 다 알
고 있다.
태양 에너지를 이용하는 방법이다. 태양열로 물을 데우고 전기를 만
들 수도 있다. 그 답은 정확히 바이오매스다.
지구의 온난화, 원유의 고갈, 이 두 가지 문제를 한 번에 해결할 수
있는 유일한 방법은, 나무, 풀, 옥수수 등 광합성을 해서 생산되는 바로
바이오매스다.
48
바이오화학에서 화장품, 식품 원료 소재를 만드는 과정
팜유 추출
비료
수확
잎 팜부
산물
분쇄
부산물 최종 산물
케미컬
정유
글리세린
중간공정
바이오디젤
연료
다양한 공정
정제
발효
가스화
기타 바이오가스
연료
플라스틱
케미컬
식품
비누
화장품
연료
케미컬
코팅제
접착제
풀
바이오
복합재

11. 여기에서 모든 화학제품의 원료를 얻어야 한다. 화장품 원료도 마찬
가지다. 오늘 생산한 옥수수에서 옥수수기름을 짜고, 옥수숫대를 분해
해서 중간 물질을 만들어야 한다. 아니면 생물학적으로 숙신산*이나 알
코올을 만들고 이로부터 플라스틱 원료를 만들어내야 한다. 이른바 바
이오화학이다.
화장품에 부는 바이오 바람
화장품 중 제일 중요한 원료인 계면활성제는 지금껏 화학원료에서
합성했다. 대표적인 LAS(Linear Alkylbenzene Sulfonate)*는 가장 많이
쓰이는 계면활성제*이고 원유물질에서 합성된다.
원유값이 오르면 당연히 LAS값도 오른다. 다른 계면활성제도 마찬가
지다. 화학합성 물질에 대한 거부감이 있는 화장품 분야에 값마저 오른
다면 설 자리가 없다.
계면활성제는 화장품 이외에도 대단히 많은 용도를 가지고 있다. 반
이상이 세제에 쓰이고, 제약, 섬유산업 등 안 쓰이는 곳이 없다. 국내시
장도 4조원을 넘어선다. 세계 시장은 120조원에 이른다. 화학제품 중 가
장 중요한 소비재다. 우리 실생활 주변의 예를 들어 보면, 초콜릿, 아이
49

12. 스크림, 빵, 마요네즈, 버터, 도금, 플라스틱시트, 카펫, 카펫세제, 정전
방지제, 식탁보, 살균제, 콘크리트, 비료, 살충제, 페인트, 자동차부동
액, 테이프, 자동차 몸체의 도료, 아스팔트, 엔진오일, 브레이크오일, 구
두약, 가죽, 윤활유, 방청유*, 드라이클리닝 제품, 잉크, 옷감, 염색, 비
타민, 연고, 화장품, 안경 등 안 들어가는 곳이 없다.
이제 화장품 산업에서도 생물계면활성제를 사용하기 시작했다. 거
대한 메가트렌드*인 자연소재, 친환경소재, 여기에 발을 맞추기도 하지
만 무엇보다 생물계면활성제에 경쟁력이 생긴 것이다.
코카콜라에서도 자사의 브랜드인 코카콜라 병 그림이 들어간 생분
해성 일회용 플라스틱 컵을 출시하고 있다. 세계적인 음료회사에서도
원료 수급 면에서, 친환경 기업 이미지에서, 그리고 무엇보다 가격 경쟁
력이 있다는 점에서 옥수수로부터 만든 일회용 컵을 만들고 있다는 이
야기다.
콜라회사가 이렇다면 화장품회사는 이보다 훨씬 더 자연원료를 사
용한 소재가 절실하다. 이미지, 콘셉트(concept)가 매출의 상당 부분을
좌우하는 만큼 당연히 피부 친화적인, 저자극성 천연물을 선호한다.
식물기름과 옥수수의 줄기를 분해한 당을 사용하고 효모를 이용해
50

13. 발효시켜 만든 생분해성 계면활성제인 소포로리피드(Sophorolipid)*는
당과 식용유가 붙은 형태의 구조로서 생분해도가 아주 높다. 실험 결과
도 놀랍다. 4℃의 강물에서도 분해가 된다. 반면 합성계면활성제인 LAS
는 전혀 분해가 되지 않고 있다.
20년 전, 어느 모임에서 생분해성 계면활성제인 소포로리피드를 화
장품용 계면활성제로 사용하는 방안을 소개했다. 당시 유명 화장품회
사의 연구원장이 내용을 듣더니 이런 말을 했다.
“금가루를 화장품에 쓰자는 이야기 같다.”
가격이 너무 차이가 난다는 이야기였다. 20년 전 일반 플라스틱과 옥
수수에서 만든 생분해성 플라스틱의 가격 차이가 그 정도였다. 지금은
그 회사에서 생분해성 계면활성제를 쓰고 있다. 물론 그 원장은 은퇴한
뒤의 이야기다. 세상이 변하고 있다.
사우디 사막의 원유가 사라지고 나면 화장품 원료가 없어진다. 그렇
다고 화장품을 안 쓸까? 아니면 이집트시대처럼 진흙에 봉숭아물을 들
여서 치장하게 될까?
답은 명확하다. 오직 하나의 그 원료가 옥수수 및 나무를 포함한 바
이오매스임을. 그래서 옥수수가 거울 앞에 선 여인의 얼굴을, 아니 남자
까지 포함해 기쁨에 들뜨게 만들 것임을.
51