대체단백질, 배양육을 알아보자 with 드라마 지배종

최근 '지배종'이라는 드라마를 보신 분들은 과연 생명공학 기술로 키운 배양육이라는 것이 과연 존재할까? 그리고 배양육은 어떻게 만들어지는 것일까? 하는 의문과 함께 드라마에서 이야기하는 것처럼 박테리아로 만들어진, 미생물로 만들어진 음식이 존재할까 하는 의문이 갖게 될 수 있다.. 

 

드라마에서 볼 수 있듯이 전 세계적인 육류 소비량은 매년 증가하고, 육류소비와 함께 심각한 환경문제 또한 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 배양육이라는 것을 연구하는 전 세계 연구 기관들이 늘어나고 있는 것 또한 사실이다. 

지배종, 디스니+

지배종 - 디즈니+

 

생존이라는 관점에서 대체 식품이라는 것은 인류가 고려할 다양한 것들 중의 하나이다.

 

산업화 이후 끊임없는 기술 개발로 인해 인간의 삶은 많이 변화되어 왔다.  전 세계 인구는 매년 증가하고 있고, 생활의 현대화에 따라 곡물이나 육류의 소비는 꾸준히 증가하고 있다. 기술의 발전으로 인해 소모되어 가는 자원들과 함께 환경오염으로 인해 나타나는 각종 문제들 또한 우리가 고려해야 할 문제들이다. 

 

인류의 존속을 위한 먹거리 식품에 대한 부분도 기술의 발달에 따라 변화가 되어 왔는데, 그중에서도 지속적으로 늘어나는 육류 소비를 대체하기 위한 방법 또한 다양하게 발전되어 왔다. 그동안 기존 육류 생산 시스템이 가져오는 각종 환경오염 문제와 보관, 운송, 위생 등에서 나타나는 문제들을 해결하고자 기업과 연구기관들은 식물과 같은 원료들로 고기를 모방하기도 하였지만 완전히 고기를 대체하기 어려웠다.

 

하지만 이제 기존의 육류 생산 시스템을 대체하기 위해 동물의 세포에서 근육 조직과 형태를 갖춘 배양육을 개발하는 단계에 이르게 되었다. 배양육은 현재의 전통 육류 산업이 가져왔던 환경의 문제 그리고 식량으로서의 육류 부족의 문제를 대체하는 해결 방법의 하나로 꾸준히 관심을 받아온 기술이다.  

 

아직 본격적으로 상품이라는 이름으로 상업화되지 않은 상황이지만 이미 다양한 기업들이 상품을 개발하고, 판매하고자 노력하고 있고, 시장을 선점하고자 방법을 모색하고 있다. 

 

그러나 급변하는 세포 배양육에 대한 관심과 기술의 발전에도 세포 배양육에 대한 인식과 제도, 국가의 입장이나 정책적 관점등은 언급되지 않고 있다는 점에서는 해결해야할 문제중의 하나로 보인다. 

배양육, 세포배양육이란

배양육이란 살아있는 동물의 세포를 채취한 뒤 세포 공학 기술로 증식하여 얻게 되는 고기(육류)를 의미한다고 볼 수 있다 

배양육은 1932년 영국에서 세포배양을 이용한 배양육의 개발 가능성이 제시된 후로 미국과 네덜란드를 중심으로 관련 연구가 활발히 진행되어 왔고, 이후 1999년 네덜란드에서 배양육 관련 첫 특허가 출현되면서 본격화되었다. 

 

이후 2007년 세포분열 유도기술이 개발됨에 따라 네덜란드에서는 살아있는 돼지로부터 얻은 줄기세포를 이용한 배양육 생산가능성을 확보하였다. 

 

배양육은 소와 돼지와 같은 가축을 사육하건, 사냥과 같은 방법을 통해 얻게 되는 육류가 아닌 일종의 세포를 증식시켜서 만드는 것이라고 이야기할 수 있겠다. 식물의 키워서 열매를 얻는 농사에 비교하자면 세포 농업이라고 할 수 있다. 다른 관점으로 주장하고 있는 사람들도 있는데 일종의 복제물로 봐야 한다는 관점이다. 

 

명칭의 변화 과정

초기의 세포 배양육은 실험실에서 만들어졌기 때문에 실험실 양생 고기(Lab-grown meat), 양식육(Cultivated meat), 세보기반 고기(cell-based meat)로 불리곤 하였지만 대체로 Lab-grown meat라고 명명하여 왔다. 하지만 최근 세포로 만들어졌다는 것과 세포의 배양을 통해 만들어진다는 개념이 합쳐 저서 세포 배양육 또는 배양육이라는 이름으로 명명되고 있다. 

 

세포 배양육은 대체 단백질의 일종이다. 지금까지 대체단백질에는 식물기반 대체단백질, 실물성 원료기반 대체육, 곤충기반 대체 단백질등이 있어왔다. 

 

곤충기반 단백질 대체 육류

작물이나 가축이 존재하지 않았던 시절부터 곤충은 인류에게 있어서 대표적인 영양소 공급원이었다. 단백질을 공급하거나 기타 다른 약리적 목적으로 곤충을 이용하기도 하였는데, 그 역사는 대략 7000년 전부터 시작되었다고 간주되고 있다. 

일반적으로 곤충의 크기가 큰 열대지방에서 식용 곤충의 섭취가 많았으며, 온대지역에서는 거의 식용화 되지 않았다. 최근에는 농업과 축산 기술의 발전으로 식용 곤충의 섭취는 감소되어 왔다. 하지만 동물 단백질을 대체하는 대체 단백질의 하나로 식용곤충이 주목받으면서 UN 식량 농업기구에는 식용 가능한 곤충의 수를 약 1,400종으로 확대 등록하고 있으며, 미국과 유럽 중심으로 기업들이 확대되어가고 있다. 

 

곤충 기반 대체 단백질은 몇 년 전 한참 유행했던 설국열차라는 영화의 단백질 프로틴이라는 것을 떠올려보면 쉽게 알 수 있다. , 

설국열차 - 단백질바

 

현재 곤충 기반 단백질은 곡물을 재배해서 만들거나, 세포를 직접 성장시켜서 만드는 형태가 아닌 곤충을 사육이라는 형태를 통해 건조, 분말화 하여 만드는 형식을 취하고 있다. 

보통 식량 곤충이라고 하는데 대한민국에서는 메뚜기, 누에, 번데기, 희점박이꽃무지, 풀무치, 밀웜과 같은 곤충들을 대상으로 생으로 또는 분말로 만들어 제품을 생산하는 방법을 취하고 있다. 

 

그리고 현재 식용 곤충과 곤충 단백질을 이용한 다양한 제품들이 나와있다. 

 

 

이들은 육류를 대체할 수 있고, 영양소를 대체할 수 있다는 점을 강조하며, 사람들에게 인식의 불편함을 해소하기 위해 다양한 마케팅 방법을 취하고 있고, 모양이나 디자인의 변형을 통해 쉽게 다가설 수 있도록 만들고자 노력하고 있다. 

식물기반 대체육

식물 기반 대체육은 많이 알려진 것이 콩고기라는 제품이다 콩에서 추출한 단백질을 이용하여 고기와 비슷한 맛을 제작하는 것을 의미하는데, 상품화 진척이 많이 되어 있는 상황이지만 매출적인 부분에 있어서는 아직 미약한 상황이다. 이런 식물성 대체육은 기존 고기가 가지고 있는 식감을 최대한 유사하게 만드는데 중점을 맞추고 있다. 

식물기반 대체육은 1896년 존하비 켈로그가 육류 위주의 식생활을 대체할 방안으로 통조림 형태의 식물성 대체육을 개발하고 판매한 것을 시작으로 꾸준히 연구가 되어왔다. 특히 인구 증가와 함께 육류 소비 증가 및 채식주의자의 증가로 대체육 연구가 활발히 진행되면서 식물성 대체육을 기반으로 한 다양한 기업들이 생겨난 상황이다. 

마이코프로틴이란

Quorn사에서 미세 곰팡이  Fusarium venenatum을 이용하여 햄버거 패티를 출시하면서 마이코프로틴을 식물기반 대체육으로 구분하기도 한다. 

 

앞서 이야기한 것처럼 마이코프로틴은 자연에 존재하는 곰팡이인 Fusarium venenatum에서 생산되는 단백질이다. 포도당과 기타 영양소와 함께 미생물을 이용하여 단백질을 생성하는 것으로 우리에게는 2021년 경 신세계 푸드에서 노브랜드 버거에서 '노치킨 너세'이라는 이름으로 제품이 알려져 있다. 

하지만 당시에 잠시 이슈가 되긴 했지만 지속적인 제품 개발에 실패했다고 볼 수 있다. 

https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=01574406628988896&mediaCodeNo=257&OutLnkChk=Y

신세계푸드 노브랜드 버거, 대체육 '노치킨 너겟' 출시

 

현재 대체 단백질 시장은 식물성 대체육이 가장 큰 시장을 점유하고 있으며, 전 세계적으로 다양한 기업들이 대체육 시장에 뛰어들면서 시장을 선점하고자 노력하고 있다. 

특히 전 세계 배양육 시장규모는 매년 성장하고 있는데, 2020년 약 1억 1,880만 달러에 달하였고, 2025년에는 약 2억 1,400만 달러에 달 할 것으로 예상되고 있으며, 미국, 네덜란드, 이스라엘, 캐나다, 호주와 일본 등지에서 다수의 기업이 연구 개발에 매진하고 있다. 

 

대체단백질의 장단점

대체 단백질은 식량 공급 문제해결의 대안으로 식량 안보 확립이라는 가장 큰 장점을 가지고 있다. 그 외에도 대표적으로 식물성 대체육의 경우 육류를 생산하는 과정에서 생성되는 온실가스를 약 87% 이상 감소시킬 것으로 전망하고 있다. 이는 최근 UN에서 추구하고 있는 지속가능성 경영이라는 관점에 부합하여 많은 기업들이 달려들어 기술의 확대를 추진하고 있다. 

또한 식용 곤충을 이용한 다양한 영양소의 확보와 배양육을 통해 가공된 식품들에 있어서 인류에게 필요한 영양소를 개인별 특화시켜 맞춤 생산할 수 있다는 장점이 있다. 

반면에 기존 육류가 가지고 있는 식감이나 인식을 극복하기 어려운 점은 단점으로 볼 수 있다. 특히 기존의 축산식품에 익숙해진 소비자들의 인식을 어떻게 변화시킬 것이냐는 대체육 산업의 큰 문제 중의 하나이다. 

 

 

참고

조창준(Changjun Cho),임혜원(Hyewon Lim),김보성(Bosung Kim),정희원(Heewon Jung),and 박성권(Sungkwon Park). "대체단백질식품(식물성 대체육, 배양육, 식용곤충) 국내외 시장 현황 및 연구." Food and Life 2022.1 (2022): 9-18.

최장원. "국가와 세포 배양육 기술 개발의 정치경제." 국내석사학위논문 연세대학교 대학원, 2023. 서울

신세계 푸드 https://www.shinsegaefood.com/main.sf