식물성 육류대체재와 함께 실험실에서 배양된 육류에 대한 관심이 높아지고 있다. 즉, 기술은 식품산업을 전통적인 방식에 의해 생산되던 식품에 대한 대체재를 생산하는 방향으로 이끌어 가고 있다. 그런 가운데 음용유, 요구르트, 치즈와 같은 유제품생산에 사용되는 우유단백질이, 실험실에서 생산될 다음 목표가 될 것 같다. 윈스턴 처칠은 이미 1931년에 합성식품의 출현을 예언하였다.

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  그는, “우리는 닭 가슴살과 날개를 먹기 위해, 닭을 통째로 키우는 바보스런 짓을 그만두고, 적절히 필요한 부분만을 분리해서 생산할 것이다. 미래에는 합성식품도 물론 이용될 것이다.” 윈스턴 처칠이 그 같은 얘기를 한 지 50년이 더 지났지만, 육류 및 우유단백질이 실험실에서 생산됨에 따라, 그의 예언이 실현되고 있다.

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합성유제품이란?

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  캘리포니아에 근거를 둔 신생기업 Perfect Day Inc.는, 가축을 이용하지 않고 전통적으로 우유에서 얻을 수 있는 단백질을 재현시켰다. 이 회사는 발효과정을 거쳐 유장과 카제인을 생산해낼 수 있는, 일종의 유전자조작 미생물 군을 개발하였다. 이 시도는 알코올을 생산하기 위해 양조효모를 사용하는 것에 비유할 수 있다. 즉, 이 경우 효모는 발효부산물을 생산하기 위해 제어된 환경에서 사용되며, 이 두 과정은 서로 다른 목적과 생산물을 위해 단순히 다른 효모를 이용한다. 

 

   Perfect Day는, 자신들이 생산한 생산물은 우유단백질과 꼭 같다고 말하고 있다. 통상 우유단백질함량은 3.3%이며, 그 중 카제인과 유장의 함량이 각각 82%와 18%이다. 그 외에 우유에 함유된 주요 성분은, 수분, 지방 및 탄수화물이다. 논란의 여지는 있지만, Perfect Day는 우유성분 중 다른 식품의 생산을 위해 가장 중요한 성분인, 우유단백질을 합성할 수 있는 기술을 보유하고 있다. 이 회사는, 자신들이 합성하는 식물성 우유단백질은 유당이 함유되어 있지 않으며, 기존의 우유단백질과 같은 고품질의 영양을 공급하므로, 이 점이 소비자들에게 중요하다는 것이다.

진짜우유를 따라가기에는...

  젖소로부터 생산된 우유는 다양한 성분을 함유하며, 전 세계적으로 여러 가지 제품생산에 활용된다. 2019년에 캐나다의 낙농가에 의해 생산된 우유의 70% 이상은 유제품가공에 사용되며, 나머지는 음용유로 사용된다.

  젖소우유가 지니는 맛과 성분을 따라갈 수 있는 완전한 우유를 생산하기는 어려울지 모른다. 우유단백질은 우유의 구성성분 중 단지 한 가지 성분일 뿐이나, 유지방은 우유단백과 달리 식물성대체재로는 흉내를 낼 수 없는 성분이다. 유지방의 구성은 우유를 마실 때 독특한 맛과 식감을 느끼게 해주며, 이는 치즈나 요구르트를 만들 때 쓰이는 단백질에 비해 합성이 용이하지 않다.

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  Perfect Day는 처음에는 우리가 마시는 음용유를 합성하는 것이었으나, 유가공품으로 방향을 전환하였다. Perfect Day는 전적으로 생산에 돌입하기 위해, 유망식품제조업체인 Archer Daniels Midland (ADM)와 손을 잡았다. ADM은 전 세계 200여 개국에 330개 이상의 공장을 소유하고 있으며, 세계에서 가장 규모가 큰 식품원료공급 및 농산물가공 업체의 하나이다. ADM은 사람과 가축을 위한 다양한 식품원료를 생산하며, 우우유단백질을 합성할 경우 완벽한 제품구성이 될 것이다.

  요구르트 및 치즈와 같은 제품은 음용유와는 다르며, 실험실에서 합성된 카제인이나 유장을 사용하기에 보다 적합할지 모른다. 발효단백질은 우유성분을 대체하거나 보완하는 데 사용될 수 있다. 요구르트생산을 예로 들면, 단백질은 질감을 향상시키기 위해 첨가된다. 다양한 가공품들에 들어가는 우유성분의 비율은 다르다. 이는 발효된 카제인이나 유장단백질이, 일반적인 단백질성분을 강화하거나 대체하는 데에 사용될 수 있음을 의미한다. 이는 단백질함량이 높은 가공식품을 생산할 때보다 용이하다.
 
  즉, 동물성이 아닌 합성된 우유단백의 잠재적인 용도는, 전통적인 유제품인 치즈나 요구르트를 뛰어 넘어 다양하게 사용될 수 있다. 분유성분을 함유한 핫도그나 그라놀라 바 등은, 우유단백의 대체재인 합성우유단백질을 사용할 수 있는 식품이다.  

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영양실조의 해결책?
 
  Perfect Day의 CEO Ryan Pandya씨는 지난 해: “우리는 발효단백질을 개도국의 왜소한 신장과 영양실조를 방지하는데 이용할 수 없을까를 생각중이다.”라고 했다. 이는 곧 Perfect Day의 단백질합성의 주목적이 우유생산이 아니라 식품원료성분을 공급하기 위한 것임을 의미한다.

  어떤 제품은 이 같은 목적에 적합하지 않다. 예를 들면, 버터는 유지방에서 만들어지나 단백질을 거의 함유하지 않는다. 우리는 오랫동안 버터의 식물성 대체재인 마가린을 섭취해 왔다. 그러나 많은 소비자들은 마가린으로부터 다시 버터로 되돌아 왔다.

  지난 2007년에서 2016년 사이에, 캐나다의 연간 1인당 버터소비량은, 2.72㎏에서 3.21㎏으로 증가했다. 이 같은 버터소비의 증가는, 캐나다와 미국에 있어서 우유단백의 공급과잉을 초래했다.

  합성된 발효단백질의 생산이 경제성이 있을지는 지켜봐야 하겠지만, 그 같은 제품이 출시되면, 낙농산업에 심각한 혼란이 야기될 수 있다. 그 같은 혼란은 부분적으로는, 일부 가공식품이 전통적인 우유단백질을 합성된 발효단백질로 대체할 수 있기 때문이다.

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  그 외에도 단백질 및 다른 유성분에 대한 상대적인 수요변화로 인해 추가적인 혼란이 있을 수 있다. 결국은, 전통적인 우유단백과 발효단백질의 생산으로 인해, 단백질의 공급과잉에 직면하게 될 수 있다.

미래전망

  이들 발효단백질이 슈퍼마켓에 출시되기까지는 많은 문제들이 해결되어야 한다. 우선 발효단백질의 경제성이 있어야 한다. 발효단백질이 기존의 우유성분을 대체하기 위해서는, 제품성분의 재배합이 필요하다.

  캐나다식품검사국(CFIA)은, 최근 우유는 동물에 의해 생산된다고 기술하고 있다. 이에 비해 미국의 식품의약국(FDA)은, 아직까지 합성된 발효단백질에 대한 정치적인 언급을 하지 않고 있다.

  캐나다에 있어서 우유는 생산쿼터를 포함하는 수급조절제하에 있다. 그렇다면, 그 경우 합성된 카제인과 유장도 그 같은 규제의 대상이 될 것인가? 우유생산을 둘러싼 그 같은 제약적인 환경이 합성단백질에 대한 중요한 해명을 요구하게 될 것이며, 그 경우 어떠한 제도변화를 둘러싼 이해관계자들 간의 치열한 논쟁이 불가피할 것이다.

  어떤 소비자들은 식물성의 유당을 함유하지 않는 합성단백질을 생산하기 위해, 가축을 요하지 않는다는 점을 높이 평가할 수도 있다. 그런가하면, 합성단백질은 환경발자국도 미미하다는 인식을 갖게 될 것이다.

  반면에, 어떤 소비자들은 합성단백질은 유전자조작이 된 효모를 이용하여 생산된다는 생각을 하게 될 것이다. 이 같은 불확실성에도 불구하고, 머지않아 식품점에서 합성단백질을 만나게 될 것이다.

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출처: Dairy Business News(2019. 6.14)
https://www.dairybusiness.com/lab-grown-dairy-the-next-food-frontier/
번역: 낙농정책연구소장(영남대 명예교수) 조 석 진

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