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Research Trend of Artificial Cultured Meat and Seafood

  • 작성자

    문병산(전남대학교)
  • 작성일자

    2021-03-02
  • 조회수

    1

Research Trend of Artificial Cultured Meat and Seafood

인공배양식품의 연구동향

 

유지은, 강나래, 문병산 (Stem Cell and Regenerative Genetics Lab, 

Department of Biotechnology, Chonnam National University)

 

Abstract

 2050년 인구증가와 소득증대로 인해 식품의 수요가 점차 증가하면서 특히 육류와 해산물의 비중이 크게 증가되는 추세에 있다. 따라서 미래에는 육류와 해산물의 수요가 더욱 증가될 전망이지만 양질의 육류 및 해산물의 지속적인 공급은 어려움을 겪을 것으로 예상된다. 축산 수요의 증가에 따른 축산 부산물 증가로 각종 환경오염 및 지구 온실 가스 증가와 같은 문제가 발생하고, 이로인해 지구 해수면 상승 및 해양 생태 환경 변화와 같은 문제들이 유발된다. 또한, 미세 플라스틱 및 중금속 축적, 그리고 방사능과 같은 다양한 오염원으로 인해 해양 생물종의 감소와 생물독성 증가와 같은 문제들도 발생할 수 있다. 낙후된 사육 환경이나 도축과 관련된 동물복지 문제 또한 심각한 상황이다. 따라서 이러한 다양한 문제들을 해결하면서 지속적인 식량 공급이 가능케 할 인공 배양식품 기술 개발에 큰 관심이 모아지고 있다. 본 최신 연구 동향 리포트에서는 인공배양식품 연구의 구체적인 필요성, 국내외 시장 동향, 그리고 연구 동향에 대해서 소개하고자 한다

Keywords: 인공배양식품, 배양육, 배양해산물, 3D 프린팅

 

Ⅰ. 서론

 유엔 식량농업기구(FAO)와 국제식량정책연구소(IFPRI)에서는 식품에 대한 국제 수요가 향후 2050년까지 확대될 것이라는 전망을 이미 발표한 바 있으며 [1], 식품 수요의 증가의 주요 요인으로는 인구증가, 소득증대, 도시화 등이 있다 [2-4]. 유엔 인구 전망에 따르면 세계 인구가 2050년 약 97억명으로 예상되며 대부분의 인구 증가가 개발도상국에서 발생할 것이라고 발표했다 (그림 1)[5]. 세계 인구는 2007년에서 2050년까지 40% 성장할 것이며, 같은 기간 동안 세계의 실제 소득은 211% 증가할 것으로 보인다 (그림 2). 이에 따라 식품 수요의 확대는 인구 성장을 초과할 것이며 세계 식품의 수요 확대는 주로 채소, 과일, 육류, 유제품, 곡물 및 수산물에서 발생할 것으로 예측된다[2]. 2007년에서 2050년 동안 인구대비 식품 소비율을 비교했을 때, 육류, 유제품, 수산물의 비중은 증가하는 반면 채소, 과일, 곡물의 비중은 감소될 전망이다 (그림 3). Bruinsma의 추산에 의하면 향후 증가되는 식품 수요를 충족시키기 위해서는 축산 생산이 76% 증가해야 한다. 하지만 축산이 증가함에 따라 많은 문제들이 거론되고 있으며 가장 큰 문제들 가운데 핵심 쟁점으로 떠오르는 것이 바로 온실가스 증가로 인한 환경 문제이다. 가축들의 배설물, 방귀에서 나오는 메탄가스와 산화질소 등이 이산화탄소보다 각각 23배, 300배 더 강력하게 온실효과에 영양을 주며, 연간 온실가스 중 15%가 축산업에서 발생하며 이는 전세계 교통수단이 발생시키는 온실가스 배출량 보다 많다. IPCC(Intergovernmental panel on Climate Change)에서는 이대로 온실가스가 계속 생산 된다면 21세기 중, 지구의 평균온도가 섭씨 5도 이상 증가한다는 데이터를 바탕으로 21세기 말에는 현재 해안가 주변의 비옥한 농경지가 대부분 바닷물에 잠길 것이라고 발표했다. 이에 따라 미래에는 육류, 유제품 및 수산물의 공급이 부족해 질 것으로 예상된다.

  그림 1. 세계 인구 수 증가

 

그림 2. 세계 농식품 수요, 인구 및 소득

   

그림 3. 품목별 농식품 수요 비중

 

 이와 같은 문제를 해결하기 위해 사람들의 관심이 미래식량에 쏠리면서 이 중에 한 분야인 인공배양식품에 대한 관심이 증가하고 있다. 인공배양식품이란 유전자를 조작하지 않고 살아있는 생물의 근육 줄기세포를 채취한 뒤 세포공학 기술로 대량 배양하여 인위적으로 기존의 생물과 동일한 근육조직으로 만들어낸 식품을 의미한다. 무엇보다 인공배양 식품 기술은 식량부족 뿐만 아니라 지구온난화와 같은 환경문제, 균형적 영양 섭취를 통한 인류 건강 문제에도 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 세포배양 식품 기술이 처음으로 등장한지는 오래되었지만 최근 인공 배양 기술의 발전으로 인공 배양 식품에 대해 전 세계적으로 관심도가 증가하였고, 국내외 많은 기업들이 세포배양 식품개발에 전력투구 중에 있다. 본 동향 리포트에서는 최근 가장 각광받고 있는 인공 배양 식품인 인공 배양육과 배양 해산물에 대해서 알아보고자 한다.

 

Ⅱ. 본론

1. 인공 배양 식품 개념 

1-1 인공 배양식품의 분류

(1) 배양육/ 배양해산물

 배양식품을 대표하는 종류에는 배양육과 배양해산물이 있다. 배양육이란 유전자를 조작하지 않고 살아있는 동물의 줄기세포를 채취한 뒤 세포공학 기술로 배양하여 얻게 되는 육류를 의미하며 식물 성분으로 고기를 만들어내는 식물성 고기와는 차별점을 두고 있다. 영어권에서는 배양육을 다양한 용어로 부르고 있는데 In Vitro meat/ Synthetic meat/ Cultured meat/ slaughter-free meat/ vat-grown meat/ lab-grown meat/ cell-based meat/ clean meat등으로 불리고 있다. 시험관에서 키운다는 의미로 in vitro meat, 천연이 아니라 인간이 줄기세포를 이용하여 합성한다는 의미에서 artificial meat, 전통적인 사육시설이 아닌 청정한 생산시설에서 생산 된다는 의미로 clean meat, 일부 시제품은 실험실에서 만들어지기도 해서 lab-grown meat로 불리고 있다 [6]. 배양육이 성공한 육류의 종류로는 소, 돼지, 닭, 오리가 있다. 

 배양해산물이란 해산물, 특히 어류와 갑각류의 근육 줄기세포를 채취한 뒤 세포공학 기술로 배양하여 실제 해산물의 풍미와 식감을 표현할 수 있는 해산물을 의미한다. 인공 배양에 주로 이용된 해산물은 부시리를 이용한 생선살, 참치, 연어와 같은 어류에서부터 새우, 랍스터에 이르기까지 다양하게 존재한다. 

 

(2) 배양식품 배양과정

  그림 4. 배양식품 배양과정

 

 배양육과 배양해산물을 배양하는 방법은 동일하다. 먼저 동물을 마취시키고 소량의 근육세포를 채취한다. 채취한 근육 세포에서 근육줄기세포를 분리하고, 분리된 줄기세포를 실험실에서 근세포로 배양한 뒤 약 6주간 성장시킨 후 원하는 영양물질이나 색소 등 혼합액을 섞어 배양해산물을 제조하게 된다 (그림 4). 이때 10%의 Fetal Bovine Serum (FBS)와 1%의 penicillin/streptomycin (P/S)가 포함된 Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) 배지를 사용하여 세포를 배양한다. 배양액에는 산소, 염분, 당분, 성장인자가 포함되며, 37℃로 체온과 유사하게 유지하고 이산화탄소 농도는 혈액처럼 5%의 농도를 유지한다. 이후 각종 성장인자들을 추가하여 근육, 지방, 연결조직으로 분화시키며, 근육세포들이 결합해 근관세포 및 근육조직을 형성하도록 유도한다. 그러나 배양 과정에서 동물 세포는 일정 이상의 두께를 형성하지 않으며 또한 근육 세포와 근섬유는 다소의 차이가 있기 때문에 배양 이외에도 근육을 인공적으로 배양하기 위해서는 다양한 추가적인 공정이 필요하다. 대표적으로 scaffold방법과 self-organizing technique방법이 사용된다.

 또한, 추가적인 공정 중 가장 많이 쓰이고 있는 것이 3D 프린팅 기술이다. 3D프린팅 기술을 활용하여 원하는 형태와 질감으로 재조할 수 있고 그 후 튀김이나 조림 등 다양한 요리에 이용하여 섭취할 수 있다 (그림5).

 

  

그림 5. 배양육과 배양해산물로 만든 배양식품 <출처: BlueNalu>

 

2. 인공 배양식품 연구의 필요성 

(1) 배양육

 전 세계적으로 생활수준이 증가하면서 앞으로 단백질 수요도 같이 증가될 전망이지만, 축산으로 이러한 수요 증가를 충족하는 데에는 자원 부족, 시간 부족, 그리고 환경 부담 증가 등과 같은 많은 한계점을 가지고 있다. 또한 개인 및 종교적 신념에 따라 육류를 대체할 수 있는 단백질 공급도 필요하다. 인공배양기술을 활용한 배양육 공급은 기존 축산방법보다 토지 사용량을 99%, 온실가스 배출량을 96%, 에너지 소비량을 45% 감소시킬 수 있어 친환경적일 뿐만 아니라 여기에 동일한 양의 단백질을 만들어 내기 위해서 드는 시간과 자원 소모도 줄일 수 있어 향후 증가하는 육류 소비에 대한 매우 효과적인 대안이 될 수 있다 [7]. 무엇보다 사육 환경이나 도축과 관련된 동물복지 문제가 없을 뿐만 아니라 위생적인 배양과정을 통해 생산되므로 안전성을 확보하기 쉽고 가축 전염병 발생 위험이 없다. 또한, 인체에 유익한 성분이 강화된 육류를 선택적으로 생산할 수 있고 이는 또 다른 종류의 건강기능 식품으로 이어져 사람들에게 지금보다 더 건강하고 효율적인 영양 섭취를 도울 수 있다. 환경 생태학적으로도 배양육 기술은 멸종 위기 동물의 배양육을 생산하여 동물의 무분별한 포획을 막음으로써 종 보존에 큰 기여를 할 수 있다.

 

  

 

그림 6. 채식의 이유

 

 채식을 하는 사람들이 점차 증가하고 있다. 채식주의자의 성향은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 대사 질환이나 성인병, 암, 알레르기 등 건강상의 이유로 채식을 하거나, 기아, 환경, 동물 학대 등의 사회적 문제 해결에 동참하는 것과 같은 신념에 의해 채식을 하는 경우이다 (그림 6). 전자의 채식주의자 성향인 경우 건강 유지와 질병 치료 목적으로 자신의 신체에 맞게 키워진 배양 식품을 선택할 가능성이 높다. 세포배양 기술을 활용한 배양육은 건강에 해로운 포화지방산을 제거하고 오메가-3 같은 좋은 지방으로 바꿔 기능성이 좋은 맞춤형 고기를 생산할 수 있다. 또한, 동물 학대와 같은 윤리적인 문제로 인하여 채식을 하는 사람들은 동물 사육이나 비인도적 도축없이 배양된 인공육을 언제든 즐길 수 있다. 동물을 비윤리적으로 도살하는 일이 발생하지 않는다면, 사람들은 전통적으로 먹지 않았던 동물들의 고기도 먹을 수 있을 것이다. 오랜 세월에 걸쳐 사람들은 먹어도 되는 동물과 그렇지 않은 동물을 비교적 명확하게 구분해 놓고 있다. 그러나 그 기준은 지역이나 나라별로 다소 차이가 있다. 한 예로 2013년 영국에 한 대형 유통점에 공급된 쇠고기 버거 패티에 말고기가 포함된 것으로 밝혀지자 큰 사회적 이슈가 된 적이 있었다. 아시아와 유럽 일부 지역에서는 말고기를 먹지만 영국에서는 먹지않은 고기였기 때문이다. 이와 비슷한 사례로 개고기를 예시로 들 수 있다. 한국에선 개고기로 만든 보신탕이 대중화되어 있지만, 많은 서유럽 사람들은 이런 식문화에 혐오감을 느낀다. 이러한 사례들을 종합해 볼때 세포배양기술을 활용한 인공배양육은 나라별 지역별 음식 전통 문화의 틀을 깨지않고 윤리적 문제없이 다양한 육고기를 제공할 수 있다는 점에서 의미가 크다고 볼 수 있다. 호주 퀸즐랜드대 연구진은 미국인 673명을 대상으로 식단 선호도, 정치적 성향, 나이, 성별에 따라 배양육에 어떤 태도를 보이는지 설문 조사를 했다. 연구진이 설문을 분석한 결과, 실험실에서 배양한 고기라면 말이나 개, 고양이 고기도 먹을 가능성이 다소 높아지는 것으로 나타났다. 이는 배양 식품의 시장에 큰 파장을 불러올 수 있으며, 이러한 파장은 문화를 변화시킬 전환점이 되거나 새로운 문화를 창조할 수 있는 기회라고 볼 수도 있다.

 

(2) 배양해산물

 

  

 

그림 7. 세계 식용 해양생물종 감소 전망치

 

 최근 해양오염에 따른 식용 해양 생물종의 감소 (그림7)에 따른 해산물 부족 문제를 해결하기 위해 인공 배양 해산물이 주목받고 있다. 지구온난화 가속화로 지구의 온도가 상승함에 따라 해수의 온도도 같이 상승되고 있다. 해수의 온도 상승으로 인해 여러 물고기종의 감소로 이어졌으며 [8], 그 중 한류성 어종의 감소가 증가하였다. 2018년 캐나다 브리티시 컬럼비아대 조사에서도 825종의 바닷물고기 중 60%(499종)가 남획과 기후변화로 2050년까지 정상적인 어업이 불가능할 정도로 위기라고 밝혔고, 사람들의 무분별한 어류 포획으로 인해 2012년 참치의 한 종류인 참다랑어의 포획률이 1960년도에 비해 약 80%나 감소하였으며 대부분이 멸종 위기에 처해 있다고 WWF(World Wide Fund for Nature)는 경고했다 [9]. 또한, 오폐수, 해양쓰레기, 합성섬유 등으로 인한 해양 오염이 심각해지면서 어류에 중금속 및5mm 이하의 미세 플라스틱등이 축적되어 이를 가공한 해산물을 사람이 섭취하게 됨으로써 다양한 질병을 야기할 수도 있다 [10, 11]. 또한, 샥스핀처럼 특정 부위만을 원하는 경우 남은 부위들을 바다에 버리는 행위도 현재의 심각한 문제이다. 이와 같이 어류의 남획과 기후환경변화에 따른 파괴된 해양 생태계을 되돌릴 수 있는 중요한 열쇠로 인공 해산물에 대한 연구는 매우 시급하다고 볼 수 있다.

 

2-1 인공 배양 식품 연구의 장단점 및 한계점

(1) 배양 식품 연구의 장점

 배양 식품의 장점으로는 (1) 원하는 부위만 생산이 가능하다. 갑각류의 껍질이나 쓰이지 않는 내장, 비늘, 뼈 등 사용되지 않는 부위를 제외하고 우리가 원하는 부위만 독립적으로 생산이 가능하다. (2) 최적의 환경조건에서 생산이 가능하다. 양분조절, 생장조절제, 생육환경조건 등을 조절하여 배양 속도를 빠르게 할 수 있으며 조직 일부에서 변형을 유도하여 새로운 개체의 증식이 가능하다. (3) 건강기능성이 우수한 식품을 만들 수 있다. 우리 몸에 해로운 지방의 비율 조절이 가능하고, 포화지방산을 오메가3와 같은 좋은 지방으로 대체하는 것이 가능하다. (4) 개인 맞춤형 식품을 만들 수 있다. 혈관 질환을 가지고 있는 분들을 위한 콜레스테롤이 없는 새우나 알러지 반응이 나타나지 않는 식품 등 환자의 특성에 맞는 식품을 만들 수 있고 개인이 원하는 취향을 토대로 맛과 질감을 조절할 수 있다. (5) 해양 생태계를 회복할 수 있다. 무분별한 포획으로 인한 파괴된 해양 생태계를 회복할 수 있고, 멸종위기종의 포획을 막으면서 멸종위기종의 보호도 가능하다 (그림8). (6) 독성물질등으로 인한 질병을 막을 수 있다. 폐수, 방사능 및 해양 쓰레기로 인한 해양 오염이 심각해지면서 중금속, 미세플라스틱 등이 축적되어 이를 가공한 해산물을 섭취함으로써 발생하는 질병을 줄일 수 있다. 유럽인들이 한해 동안 홍합과 굴을 통해 섭취하는 미세플라스틱이 평균 11000개이다 (그림 9) [12, 13]. (7) 질병없고 안전한 식품 생산이 가능하다. 고래회충 같은 기생충, 조류 바이러스 등의 접촉을 차단하여 감염되지 않은 식품의 생산이 가능해진다. (8) 동물의 생명을 보호할 수 있다. 집단 사육, 양식으로 인한 열악한 환경과 도살의 감소로 동물 윤리와 같은 사회적 이슈를 해결할 좋은 대안이 된다. (9) 생산기간을 단축시켜준다. 실험실 내에서 6주동안 배양하여 배양식품 생산이 가능하다. (10) 생산면적을 축소시켜준다. 거대한 양식장, 사육장이 불필요하며 실험실 내에서 생산이 가능하다. (11) 종교적 제한 식품으로 사용될 수 있다. 도살과정이 없어 할랄식품 (halal food)과 같은 종교 제한식품의 기피조건이 적용되지 않아 범용적 적용이 가능하다 [14].

  그림 8. 해양생태계 생물의 위기  

 


그림 9. 미세플라스틱으로 오염된 국가

 

(2) 배양 식품 연구의 한계점

 반면, 배양 식품의 한계점으로 (1) 사람들은 새로운 방식의 식품인 인공 배양 식품에 대한 심리적 거부반응이 존재한다. 배양식품 생산 과정에서 유전자 조작 과정은 포함되지 않지만 소비자들은 배양육을 GMO식품과 같은 맥락으로 인식하고 거부할 가능성이 있어 배양식품의 기술의 안전성을 확인시켜 사람들이 갖고 있는 불안함과 혐오감을 긍정적으로 바꿔주어야 한다. (2) 사람들은 자연산에 대한 선호도가 높다. 현재 다양한 수산물과 약초, 버섯의 대량 양식이 가능해졌고 영양이나 맛 측면에서도 자연산과 비슷하거나 더 나은 경우가 많지만 여전히 소비자들은 자연산을 양식산보다 높게 치며 더 비싼 가격에도 자연산에 대한 선호도는 여전하다. (3) 일자리의 변화가 나타난다. 기존 방식의 축산업, 어업 체계의 붕괴로 인해 일자리가 줄어들거나 사라질 것이다. 우리는 이러한 변화에 대한 미래를 대비해야 한다. (4) 생산비용을 감소해야 한다. 인공 식품을 배양할 때 사용되는 배양배지의 값이 비싸기 때문에 대체할 수 있는 배지를 개발하거나 적은 양의 배지로도 세포가 잘 자랄 수 있도록 기술을 발전시켜야 한다. (5) 상품화 되는데 걸리는 시간이 오래걸린다. 아직 배양식품에 대한 대량생산 체제를 갖추고 있는 회사가 없다. 우리는 이러한 체제를 갖추고 단가를 낮춰 상품화 시켜야 한다. 이와 같이 인공 배양 식품은 아직까지 여러 한계점을 가지고 있지만 전 세계적으로 직면하고 있는 다양한 사회적 이슈들을 해결할 수 있는 잠재력을 충분히 가지고 있기 때문에 미래 산업으로써 그 가치가 충분하다고 볼 수 있다.

 

3. 인공 배양식품의 산업 동향

 미국의 시장조사 컨설팅 기업 마켓샌드마켓츠(MarketsandMarkets)는 배양 식품 시장이 2025년 2억 1400만 달러에서 2032년 5억 9300만 달러로 확대되며 7년 동안 연평균 15.7%의 성장률을 기록할 것이라고 내다봤다. 영국 바클레이즈은행 조사 결과 2013년 세계 대체식품 시장 규모는 137억 3000만 달러에서 지난해 186억 9000만 달러까지 성장했고, 2030년에는 1400억 달러(165조 9700억 원)로 예상된다. 글로벌 컨설팅업체인 AT커니는 최근 2040년까지 전통 육류 소비는 33% 감소하고, 그 자리를 식물고기와 배양육이 차지할 것이란 전망을 내놨다. 전 세계에서 생산된 육류 중 40%만이 실제 고기이며, 식물성 고기는 25%, 연구소에서 만든 배양육이 35%를 차지할 것이라고 예측했다 (그림 10) [15].

  그림 10. 육류 소비 전망

 

  

 

그림 11. 미국 연령별 배양식품 선호도

 

 미국의 연령대별 배양 식품에 대한 선호도 설문조사를 보면 젊은 층일수록 대체식품에 긍정적인 것을 알 수 있는데 미래 수요 가치적 측면에서 볼 때 배양 식품의 미래가 긍정적이라고 예상할 수 있어서 많은 연구진들과 기업들이 인공 배양 식품 개발에 힘써야 한다 (그림 11). 

 

4. 인공 배양식품 관련 산업체 

4-1 국내 

 

Domestic

 

 

 

 

Company

How

Menu

1

풀무원

Cultured seafood

부시리

2

이원다이애그노믹스(EDGC)

Cultured meat

소고기

3

다나그린

Cultured meat

소고기

 

표 1. 국내 배양육 및 배양해산물 제조업체 

 

 국내에서 배양식품을 다루는 회사는 총 3곳이며 그 중에서 배양 해산물을 다루는 곳은 BlueNalu와 함께 연구하는 풀무원 뿐이다. 국내 식품기업 최초로 세포 배양 해산물 제조회사와 파트너십을 맺은 풀무원은 마케팅, 사업 운영 및 유통을 포함한 다양한 분야에서 BlueNalu와 협업해 세포 배양 해산물의 국내 출시를 추진한다는 계획이다. 풀무원은 이르면 2021년 말 생선 배양육 시제품을 시장에 선보일 계획이다 [16-18].

 

4-2 해외

  그림 12. 배양식품종류별 회사

 

 

  

Overseas

 

 

 

No

Company

How

Menu

1

Memphis Meats

Cultured meat

Chicken, Duck

2

Eat Just

Cultured meat

Chicken

3

SuperMeat

Cultured meat

Chicken

4

Higher Steaks

Cultured meat

Pork

5

Ants Innovate

Cultured meat

Pork

6

New age Meats

Cultured meat

Beef

7

Futuremeat Tchnology

Cultured meat

Beef

8

Mosa Meat

Cultured meat

Beef

9

Aleph Farms

Cultured meat

Beef

10

Meat-Tech 3D

Cultured meat

Beef

11

Redefine Meat

Cultured meat

Beef

 

표 2. 해외 배양육 제조업체 

 

 Memphis Meats는 캘리포니아 버클리에 본사를 둔 식품 기술 회사로 지속 가능한 양식 고기를 생산해낸다. 싱가포르 식품처(SFA)는 미국 실리콘밸리의 배양욱 개발업체인 Eat JUST의 연구실 세포 배양 치킨의 소비자 판매를 허용해서 바이오리액터에서 세포를 증식시켜 만든 치킨을 2020년 12월 2일 이후로 공식적으로 소비할 수 있게 했다 [19]. 현재 이스라엘에서는 SuperMeat는 여러 배양육 전문 스타트업들이 네타냐후 정부의 전폭적인 지지를 받으며 연구를 진행하고 있다. 최근 영국 기업인 Higher Steaks에서 세포 배양 삼겹살을 개발했다. Higher Steaks가 만든 세포 배양 삼겹살도 1kg에 수백만 원이 들었다. 또한, 싱가포르 기업인 Ants Innovate의 배양육 스낵에 식품 판매허가를 내줬다. Mosa Meat이 2013년 네덜란드에서 처음으로 만들었던 배양육 햄버거 패티는 1개에 무려 32만 5000달러가 들었지만 나중엔 590달러까지 낮춰졌다. 이스라엘 기업인 Aleph Farms의 신제품은 소에서 분리된 다양한 종류의 천연 쇠고기 세포를 기존의 고기와 유사한 완전한 3D 구조로 성장시키는 능력을 보여주고 쇠고기 근육 조직 스테이크의 진정한 질감과 구조뿐만 아니라 맛과 모양까지 같아서 세포 배양 육류 기술의 새로운 경지를 보여줬다. Redefine Meat는 독점적인 3D 프린팅 기술을 이용해 고기를 즉석에서 프린트하는 놀라운 기술을 보이고 겹겹이 쌓은 지방과 단백질로 인해 육즙까지 흐르는 완벽한 스테이크를 제작했다. 그리고 고단백 콜레스테롤 스테이크도 만들 수 있는 기술을 보유하고 있다 [20-30]. 

 

Overseas

   

No

Company

How

Menu

1

BlueNalu

Cultured seafood

Yellowtail amberjack

2

Finless Foods

Cultured seafood

Tuna

3

Wild type

Cultured seafood

Salmon

4

Shiok Meat

Cultured seafood

Shrimp, Crab, Lobster


표 3. 해외 인공배양 해산물 제조업체

 

 2018 설립된 미국의 스타트업 BlueNalu는 Yellowtail amberjack 세포배양 기술을 이용하여 배양한 후 다양한 요리를 만들어냈다. 여기에서 Yellowtail amberjack는 100cm넘게 나가는 전갱이과의 바닷물고기로 우리나라에서는 부시리라고 불린다. 대체적으로 부시리는 방어보다 몸이 가는 특징을 지니지만 이 둘을 구분하는 것은 매우 어렵다. 따라서 전남 해안에서는 부시리와 방어를 구분하지 않고 모두 부시리로 불린다. 방어는 가슴지느러미와 배지느러미의 크기가 거의 같지만, 부시리는 가슴지느러미의 길이가 배지느러미보다 짧다. 부시리는 동해와 제주도를 포함한 남해와 서해 남부에 서식한다. 2019년 블루날루는 부시리에서 채취한 세포를 배양한 뒤 이를 활용한 음식을 3D 프린터로 찍어내는 기술을 개발했다. 또한, 블루날루는 이 기술로 만든 배양 해산물로 만든 음식 시식 행사를 열어 좋은 평가를 받았다. 이때 음식을 맛 본 사람들은 배양생선과 기존의 일반 생선과의 차이점을 못 느꼈다고 주장했다. 국내 식품 제조업체인 풀무원은 2019년 블루날루와 MOU체결을 맺고 배양 생선 기술을 공동 연구하기로 했다. 풀무원 측에서 배양 해산물은 바닷속 오염 물질에 노출 되지 않고 유전자 조작도 하지 않아 장점이 많은 미래 먹거리라고 주장하며 가능한 한 빨리 시장에 선보일 수 있도록 노력할 것이라고 말했다. 미국에 있는 Finless Foods기업은 다양한 해산물에서 세포를 추출하고 배양하여 랍스터, 생선회 등을 만드는 기술을 연구 중이며 주로 참치에 집중하고 있다. 샌프라시스코에 본사를 둔 Wild Type은 세포를 배양해 연어를 만드는 기술을 개발하고 있는데 2019년 포틀랜드 등에서 시식 행사를 진행했고 현재 생산 비용을 줄이는 데 역량을 집중하고 있다. 싱가포르에 본사를 둔 Shiok Meat는 인공 새우 배양에 성공해 이 새우를 원료로 한 새우 딤섬 슈마이를 시제품으로 내놓았다. 새우는 다른 생물과 달리 단 하나의 근육으로 구성되어 있어 인공새우로 식감을 쉽게 낼 수 있다. 또한 배양 게, 랍스터 등의 갑각류를 연구할 예정이라고 밝혔다. 싱가포르 식품청에서 Shiok Meat에게 식품 판매 허가를 내줬다 [31-34].

 

5. 국내외 인공 배양식품 연구 동향

  그림 13. 국내외 배양식품 연구동향

 

 인공 배양 식품에 대한 최초의 연구로 1999년 네덜란드 암스테르담 대학교의 빌렘 반 엘런 (Willem van Eelen) 박사가 배양육 관련 이론으로 국제 특허를 확보했다. 원래는 미항공우주 국 (NASA)에서는 우주선 내에서 섭취할 식품을 조달하기 위한 목적으로 배양육 연구를 시작하였으며, 2001년 에는 우주선에서 칠면조 고기의 배양 실험을 실시하기도 했다. 2002년에는 금붕어에서 채취한 근육조직을 실험실에서 배양하는 데 성공했다. 네덜란드 암스테르담 대학의 비테 베스터호프 (Wiete Westhof)는 2001년 배양육 특허를 획득하였으며 2007년에는 세포분열 유도 기술을 개발하였다. 2003년 미국 하버드 대학의 오론 카츠 (Oron Catts)와 이오나 트 주르 (Ionat Zurr)는 개구리 줄기세포를 이용하여 시식 가능한 스테이크를 배양하기도 하였다. 또한, 2009년 네덜란드에서는 살아있는 돼지로부터 추출 한 세포에서 배양육 생산이 가능함을 보였으며, 2013년 마크 포스트 교수팀이 햄버거 패티를 시연하였다. 이후 배양육 기술개 발은 단가절감과 맛, 식감 개선에 중점을 두기 시작하였다. 2017년 미국의 멤피스 미트는 닭고기 배양육을 시식회에서 공개하였다.

 

 현재 우리나라에서는 이원다이애그노믹스(EDGC), 다나그린이 배양육 연구를 진행중이며 풀무원은 BlueNalu와 함께 배양 해산물을 연구하고 있다. 배양육 관련 특허는 노아바이오텍에서 제출한 것 1권, 연구논문은 이원다이애그노믹스(EDGC)에서 제출한 것 1편이다. 현재 노아바이오텍과 이원다이애그노믹시(EDGC)가 손을 잡고 함께 연구중이다. 

 

 배양 해산물 분야가 희망적인 점은 배양육 업계와 협력이 원활하게 진행되고 있다는 점이다. 유망 배양육 업체인 멤피스미츠(Memphis Meats)의 ‘우마 발레티(Uma Valeti)’ 박사는 “배양과 관련한 업계는 하나의 생태계를 이루고 있으며 서로 경쟁하지 않는다”라고 말했다.

 

6. 활용 및 응용

 배양 식품은 다양한 방법으로 활용될 수 있다. (1) 우주식량 또는 원양어업의 식량으로 사용할 수 있다. 장시간동안 음식을 공급받지 못하는 우주나 먼 바다에서 배양식품을 통해 육류와 어류 등 동물성 단백질의 공급이 가능해지며 신선하게 음식을 섭취할 수 있다. (2) 어류포획이 불가한 나라에서 어류의 섭취가 가능하다. 주위에 바다가 없는 나라 또는 그 나라에서 포획이 되지 않는 종류의 어류를 인공 배양을 통해 손쉽게 섭취가 가능하다. (3) 인공 장기나 인공 조직을 만들어 의료산업에 발전을 가져올 수 있다. 인공 배양식품을 통해 기술이 발전되면 동물이나 어류 뿐만 아니라 인간의 조직이나 장기 등을 개인 맞춤형으로 만들어 이식할 수 있어서 기대수명을 높일 수 있다. (4) 3D 프린터를 이용하여 특수 식품을 만들 수 있다. 장애가 있거나 연세가 있는 사람들은 음식을 잘 섭취하지 못하기 때문에 소비자가 원하는 맛과 식감 등을 포함한 젤리식품으로 즐거운 식사시간을 만들어 주면서 다양한 종류의 식품 섭취가 가능하다. 미래에 배양육이 대중화되면 가정마다 부엌에 작은 배양기를 두고 ‘밀키트’처럼 배양키트를 배송받아 고기를 직접 배양해서 먹게 될 것이며 이는 곧 레드바이오, 그린바이오, 화이트바이오를 융합한 퓨전바이오의 한 분야로 우리 생활에서 자리잡게 될 것이다.

 

Ⅲ. 결론

 본 연구동향 리포트에서는 배양식품의 필요성과 중요성에 따른 가능성, 미래 식품으로서 배양식품이 갖는 사회적 환경적 경쟁력을 검토해 보았다. 신선하고 영양이 풍부한 배양식품은 사람들로 하여금 소비 욕구를 불러일으킬 수 있고 배양기술 고도화는 식품 분야 뿐만 아니라 맞춤 인공장기 개발과 같은 의료산업에도 응용될 수 있다. 따라서 인공배양식품 개발 기술은 미래 연구 분야로 충분한 연구 가치가 있다고 본다. 하지만 여전히 인공배양식품 생산에 드는 비용 절감 문제와 대량생산을 위한 독자적 기술 부재 같은 문제점들은 식품, 공학, 의료 각 분야의 전문가들과의 융합 연구를 통해 앞으로 극복해야할 도전적인 문제들이라고 여겨진다. 

 

Ⅳ. 참고문헌

[1] WNpick.http://wnpick.blogspot.com/2017/06/2055-100.html (2017)

[2] José Graziano da Silva. The future of food and agriculture – Trends and challenges. Food and Agriculture Organization of the United Nations, 11-16 (2017) 

[3] Kostas Stamoulis. The future of food and agriculture – Alternative pathways to 2050. Food and Agriculture Organization of the United Nations. 9 (2018)

[4] Nikos Alexandratos and Jelle. WORLD AGRICULTURE TOWARDS 2030/2050. Food and Agrifulture Orinization of the United Nations. 29 (2012)

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[11] GREENPEACE 우리가 먹는 해산물 속 플라스틱. https://www.greenpeace.org/korea/update/9922/report-plastics-in-seafood-technical-review/ (2016) 

[12] Hankyoreh. 곽노필. http://www.hani.co.kr/arti/society/environment/756711.html. (2020)

[13] Pinterest. 뚜비두밥. 바다 해치는 알갱이 ‘미세플라스틱’. https://www.pinterest.co.kr/pin/808114726861615132/ (2018)

[14] Hamdan, M. N., M. J. Post, M. A. Ramli, and A. R. Mustafa Cultured meat in islamic perspective. J. Religion Health 57: 2193-2206 (2018)

[15] 더농부. 미국최대축산기업 타이슨푸드도식물성 고기시장진출”블렌딩(식물+고기) 육류로 승부. https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=21422879&memberNo=35869883&searchKeyword=%C3%AB%C2%8D%C2%94%20%C3%AC%C2%9E%C2%84%C3%AD%C2%8C%C2%8C%C3%AC%C2%84%C2%9C%C3%AB%C2%B8%C2%94&searchRank= (2019)

[16] PULMUONE, https://www.pulmuone.co.kr/pulmuone/main/Index.do#null

[17] EDGC, https://www.edgc.com/kor/bbs/content.php?co_id=company

[18] DANAGREENBIO, http://www.danagreenbio.com/

[19] Hankyoreh. 곽노필. 배양육, 마침내 식품 승인 받았다… 싱가포르서 시판. http://www.hani.co.kr/arti/science/future/972621.html(2020)

[20] EAT JUST, https://www.ju.st/stories/plant-based-eggs?gclid=EAIaIQobChMI5LLlyPqM7wIVCVVgCh18tAcFEAAYASAAEgI3VvD_BwE

[21] SUPER MEAT, https://supermeat.com/

[22] HIGHER STEAKS, https://www.highersteaks.com/about-us

[23] ANTS INNOVATE, https://www.antsinnovate.com/

[24] NEW AGE MEATS, https://www.newagemeats.com/

[25] FUTUREMEAT TCHNOLOGY, https://future-meat.com/

[26] MOSA MEAT, https://mosameat.com/

[27] ALEPH FARMS, https://aleph-farms.com/culture/

[28] MEAT-TECH 3D, https://meatech3d.com/

[29] REDEFINE MEAT, https://www.redefinemeat.com/

[30] MEMPHIS MEATS, https://www.memphismeats.com/

[31] BLUENALU, https://www.bluenalu.com/

[32] FINLESS FOODS, https://www.finlessfoods.com/

[33] WILD TYPE, https://www.wildtypefoods.com/

[34] SHIOK MEAT, https://shiokmeats.com/​ 

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