가축의 도축부산물인 뼈, 내장, 모발, 혈액, 우모 등을 유용한 자원으로 활용하는 연구가 세계적으로 이루어져 왔다. 우모는 불용성이며, trypsin, pepsin, papain 등 일반적인 가수분해효소로 분해되지 않는 케라틴으로 구성되어 있다. 그럼에도 불구하고 우모가 대량으로 자연에 축적되지 않는 것은 우모를 분해하고 이용하는 미생물이 자연 환경에 존재함을 의미한다.
<p>가축의 도축부산물인 뼈, 내장, 모발, 혈액 및 우모 등을 가축사료와 같은 유용자원으로 이용하기 위한 많은 연구가 전세계적으로 오래 전부터 시도되어 왔다. 이중 가금류의 우모는 생산량이 방대하고, 단백질 함량이 높기 때문에 많은 동물 영양학자들의 관심의 대상이 되고 있다. 최근 국내 가금육의 소비량이 꾸준히 증가하고 있는데, 국내에서 사육되고 있는 대표적인 가금류인 닭의 2001년 도계수는 약 45,000만수로, 오리의 도축수를 감안한다면 연간 평균 4만 톤 이상의 엄청난 우모가 부산물로서 생산되고 있다.</p> <p>우모는 물리화학적으로 안정성이 강하며, 자연상태에서 불용성이고, trypsin, pepsin, papain 등과 같은 일반적인 단백질 가수분해효소로는 분해되지 않는 단백질인 케라틴으로 구성되어 있다. 현재, 이러한 우모의 난분해성을 해결하면서 가축의 사료로 이용하기 위하여 적용되고 있는 방법은 우모를 가압 및 가열 처리하여 분해성을 높인 후, NaOH 등에 의하여 화학적으로 분해시켜 소화흡수력을 증가시킨 우모분(feather meal)을 생산하는 것이다. 그러나 이러한 물리화학적 처리는 그 공정 중 폐수 및 악취가 대량 발생함으로써 환경오염을 유발하는 윈인이 되며, 처리비용이 높아 경제성이 낮고, arginine, cystine 등 특정 아미노산이 파괴되는 동시에 단위동물에 대한 소화율도 \( 50 \% \) 이하로 매우 저조한 것으로 알려져 있다. 이러한 우모 처리공정의 비효율성을 고려해 볼 때, 효소 및 미생물과 같은 생물촉매를 이용한 좀더 효율적이고 환경친화적인 우모 처리기술에 대한 연구가 필요함을 알 수 있다.</p> <p>상기와 같은 케라틴의 독특한 물리화학적 안정성에도 불구하고 우모가 자연계에 대량 축적되지 않는 것은 우모를 분해하고 이용하는 미생물이 자연환경 중에 존재함을 나타낸다. 우모를 분해하는 미생물이 생산하는 특이적인 protease를 keratinase 또는 keratinolytic protease라고 하는데, 이 효소들은 매우 compact한 기질을 분해한다는 측면에서 다른 protease 또는 peptidase와 구별되어 진다. 지금까지 보고된 미생물기원의 keratinolytic protease는 serine protease의 특성을 나타내는 고온성 효소가 대부분을 차지하며, 일반적인 protease가 분해하기 어려운 섬유상 기질 등을 효율적으로 분해할 수 있음이 밝혀졌다. 자연환경에 eratinoly- tic protease를 생산하는 미생물이 존재한다는 사실은 생물학적 우모 처리법의 개발을 가능케 하는 중요한 이유가 되는것으로 판단된다. 일례로, 미국의 경우 1990년대 이후부터 우모를 효율적으로 분해하여 소멸시키거나 그 분해산물을 유용 아미노태의 영양원으로 자원화할 수 있는 생물학적 처리법의 개발에 연구가 집중되고 있다.</p>