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배양육
배양육(培養肉, cultured meat, synthetic meat, cell-cultured meat, clean meat, vat meat, in-vitro meat)은 살아있는 동물의 줄기세포를 채취하고 배양하여 축산농가 없이 고기를 배양하는 세포공학기술로 생산하는 살코기이다. 배양육은 아직은 상업적으로 생산을 하지 않으며 현재 몇몇 연구와 프로젝트에서 실험적으로 체외 고기기술을 개발하고 있다.
배양육은 재생 의학 분야에서 개척된 조직 공학 기술을 사용하여 생산된다. 제이슨 매테니(Jason Matheny)는 배양육 생산에 관한 논문을 공동 집필하고 체외 육류 연구에 전념하는 세계 최초의 비영리 단체인 뉴 하베스트(New Harvest)를 만든 후 2000년대 초반에 이 개념을 대중화했다.
배양육은 기후 변화의 잠재적인 완화 외에도 육류 생산, 동물 복지, 식량 안보 및 인간 건강의 환경적 영향을 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
2013년 마크 포스트(Mark Post)는 동물의 외부에서 자란 조직으로 만든 햄버거 패티를 만들었다. 그 이후로 다른 배양육 시제품이 언론의 주목을 받았다. 슈퍼미트(SuperMeat)는 "치킨" 버거에 대한 소비자 반응을 테스트하기 위해 텔아비브에 "치킨"이라는 팜투포크 레스토랑을 열었다. 배양육은 2020년 12월 싱가포르 레스토랑 1880에서 미국 기업 잇저스트(Eat Just)가 제조한 배양육을 판매하던 곳에서 만들어졌다.
대부분의 노력은 선진국에서 소비의 대부분을 차지하는 돼지고기, 쇠고기, 닭고기와 같은 일반적인 육류에 초점을 맞추는 반면, 오빌리언 바이오(Orbillion Bio)와 같은 회사는 엘크, 양고기, 들소, 와규 쇠고기와 같은 고급 또는 특이한 육류에 집중했다. 아반트 미츠(Avant Meats)는 2021년에 양식된 그루퍼를 시장에 내놓았고, 다른 회사들은 다른 종류의 생선 및 기타 해산물을 추구했다.
생산 공정은 기업과 연구 기관에 의해 지속적으로 발전하고 있다. 배양육에 대한 적용은 윤리, 건강, 환경, 문화 및 경제적 논의로 이어졌다. 비정부기구 굿 푸드 인스티튜트(Good Food Institute)에서 발표한 데이터에 따르면 2021년 유럽에서 재배 육류 회사가 1억 4천만 달러를 유치했다. 배양육은 이스라엘에서 대량 생산된다. 배양육을 제공하는 최초의 레스토랑이 2021년 싱가포르에 문을 열었다.
개요
배양육은 가축을 사육하는 대신 가축의 세포를 배양해 얻은 고기로, 실험실 고기(Lab meat) 또는 클린 미트'(Clean meat)라고도 불린다. 이는 기존 고기를 대체하는 식재료를 통칭하는 '대체육'의 일종으로, 동물의 줄기세포를 이용해 실험실에서 대량 배양해 만드는 것이다. 배양육을 얻기 위해서는 먼저 소나 돼지, 닭 등의 가축에서 추출한 줄기세포를 실험실에서 수주간 배양하는 과정이 필요하다. 이 과정에서 필요한 영양소를 공급받은 줄기세포는 근육세포로 바뀌게 되는데, 이 근육세포를 틀에 넣어 고기 모양으로 만들고 육류 특유의 빛깔로 염색하면 배양육이 완성된다.
배양육은 축산업을 통해 배출되는 온실가스 발생이 전혀 없고, 사육이나 도축을 거치지 않고도 진짜 고기와 같은 음식을 얻을 수 있다는 점에서 대안 식품으로 주목받고 있다. 아울러 기존 공장식 축산업에 따른 환경오염을 줄이고, 생명윤리 논란에서 벗어날 수 있다는 것도 장점으로 꼽힌다. 다만 배양육의 상용화 가능성에 대해서는 의문이 제기되는데, 현재의 기술로는 배양육의 생산량에 비해 생산 비용이 지나치게 높다는 지적이다. 또 실험실에서 만들어진 배양육에 대한 소비자의 거부감이나 우려 등 안전성 논란도 배양육이 극복해야 할 과제로 꼽힌다. 하지만 배양육이 지난 장점과 고기를 먹지 않는 비건(Vegan) 인구의 증가, 이슬람교의 배양육에 대한 할랄(무슬림들이 먹고 쓸 수 있는 제품) 음식 인정 등으로 해당 분야 시장은 지속적으로 성장할 것으로 전망된다. 실제 시장조사기관 얼라이드마켓 리서치는 배양육 시장의 규모가 2023년 2억 달러에서 2030년에는 27억 8810만 달러(약 3조 8671억 원)에 달할 것이라는 예측을 제시하기도 했다.
한편, 전 세계에서 처음으로 배양육 판매 및 시식을 허가한 나라는 싱가포르로, 싱가포르는 2020년 닭고기 배양육 시판을 허가했다. 우리나라의 경우 식품의약품안전처가 2024년 2월 세포 배양 식품 원료를 한시적으로 인정한다는 내용의 '식품 등의 한시적 기준 및 규정 인정 기준' 개정고시를 발표하면서, 배양육이 식품으로 허가받을 수 있는 제도적 기반이 마련된 바 있다
배양육의 제조 과정
세포 채취
배양육을 만들기 위한 첫 단계는 세포 채취 과정이다.
이 과정은 생산하고자 하는 육류의 원천이 되는 동물로부터 필요한 세포를 채취하는 것을 포함한다. 보통 이 세포들은 동물의 근육 조직에서 얻어지며, 이를 통해 실제 동물의 근육과 유사한 조직을 배양할 수 있다.
세포 채취는 상당히 미세하고 조심스러운 과정으로, 주로 바늘을 사용하여 동물의 근육 조직에서 극소량의 세포를 추출한다. 이 추출된 세포는 배양 과정을 통해 늘어나고, 이후 근육 조직과 유사한 구조를 형성하기 위해 다양한 방법으로 배양된다.
이 세포들은 특별히 디자인된 배양 용기에서 영양분이 풍부한 배양액에 담겨 성장하게 된다. 이 배양액은 세포가 성장하고 분화하는 데 필요한 모든 영양소를 제공한다. 이 과정에서 세포들은 여러 번 나누어져 근육 섬유와 유사한 구조를 형성한다.
배양 과정
배양육의 제조에서 중요한 단계 중 하나는 세포의 배양 과정이다. 이 과정은 채취된 세포들이 충분한 양의 근육 조직으로 성장하는 것을 포함한다. 여기서의 목표는 실험실 환경에서 근육 세포를 배양하여 실제 육류와 유사한 조직을 만드는 것이다.
세포 배양 과정은 다음과 같은 몇 가지 주요 단계를 포함한다.
- 1) 세포 증식
채취된 세포들은 특별히 제작된 배양 용기에 넣어지며, 이곳에서 세포들은 영양분이 풍부한 배양액에서 성장하게 된다. 이 배양액은 세포의 증식과 분화를 촉진하는 필수 영양소와 호르몬을 함유하고 있다.
- 2) 세포 분화
세포들이 일정 수준으로 증식한 후, 이들을 근육 섬유와 유사한 구조로 분화시키기 위한 조건을 제공한다. 이 과정은 종종 특정한 성장 인자나 화학 물질을 배양액에 첨가하여 세포가 근육 세포로 성숙하도록 한다.
- 3) 조직 형성
분화된 세포들은 이제 근육 섬유와 유사한 구조를 형성하게 된다. 이를 위해 세포들은 특정한 3D 스캐폴드나 매트릭스에 배치되어 실제 근육 조직과 유사한 형태를 이룬다.
- 4) 성장 및 성숙
배양된 근육 조직은 지속적으로 영양분을 공급받으며, 충분한 크기와 성숙도에 도달할 때까지 성장한다. 이 단계에서는 조직의 질감, 맛, 영양가를 최적화하기 위한 조정이 이루어진다.
최종 제품
실험실에서 생성된 고기가 최종적으로 소비자의 식탁에 오르기까지의 과정은 다음과 같다.
- 1) 품질 검증
배양육은 생산 과정이 끝난 후, 품질과 안전성을 검증하기 위한 일련의 검사를 거친다. 이것은 영양가, 맛, 질감, 그리고 식품 안전 규정 준수 여부를 포함한다.
- 2) 처리 및 포장
품질 검증을 통과한 배양육은 소비자에게 제공될 수 있는 형태로 처리된다. 이는 전통적인 육류와 유사하게 슬라이스, 분쇄 혹은 특정 형태로 가공되어 포장된다.
- 3) 유통
포장된 배양육은 유통망을 통해 소매점, 레스토랑, 그리고 온라인 마켓 등에 배송된다. 이 과정은 가능한 한 신선도를 유지하면서도 효율적으로 이루어져야 한다.
- 4) 마케팅 및 판매
배양육은 소비자에게 도달하기 전에 마케팅과 판매 전략을 통해 시장에 소개된다. 이 과정에는 제품의 특징, 이점, 그리고 지속 가능성에 대한 정보가 포함될 수 있다.
- 5) 소비자 경험
최종적으로, 배양육은 소비자에 의해 구매되고 소비된다. 소비자는 이 신기술 식품을 통해 전통적인 육류 대비 건강적, 환경적 이점을 경험할 수 있다.
배양육의 중요성
- 환경 보호: 가축 사육에 따른 환경오염, 윤리 문제, 자원 고갈 등의 문제의식이 제기되고 있음
- - 유엔 식량농업기구(FAO)의 연구에 따르면, 세계적으로 생산되는 곡물의 약 1/3이 가축사료로 소비되고 있다. 이는 식량 자원의 대규모 전용이며, 더욱이 가축이 배출하는 온실가스가 전 세계 총 배출량의 약 15%를 차지한다는 사실은 환경에 대한 축산업의 영향을 분명히 보여준다.
- - 또한, 전통적인 축산 방식에서 발생하는 여러 문제점들 중 하나는 O157/H7과 같은 병원성 대장균과 항생제 내성 문제이다. 이러한 문제들은 소비자의 건강과 직결되며, 축산업의 지속 가능성에 대한 우려를 불러일으키고 있다.
- 지속 가능한 식품 소스: 인구 증가와 식품 수요에 대응하는 지속 가능한 방법으로서의 배양육
- - 인류는 인구 증가와 함께 식품 수요의 급격한 증가에 직면해 있다. 이러한 상황에서 지속 가능한 식품 소스로서 배양육이 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 배양육은 식량으로서 안정적인 공급을 가능하게 할 뿐만 아니라, 생산 과정에서 환경에 미치는 영향을 줄이고 동물 복지에 대한 윤리적 문제를 해결하는 대체 고기로 주목받고 있다.
- - 글로벌 컨설팅 회사 AT Kearney의 최근 연구에 따르면, 세계 육류 소비 시장에서 전통 육류와 대체육의 소비 비율이 2025년 현재 9:1에서 오는 2040년에는 4:6으로 변화할 것으로 예측된다. 이는 배양육을 비롯한 대체육 소비가 급증할 것임을 시사하며, 식품 산업의 미래에 혁명적인 변화가 일어날 것임을 암시한다.
미래 전망
- 시장 가능성: 배양육 시장은 현재 급속한 성장 단계에 있으며, 이는 향후 몇 년 동안 계속될 것으로 예상된다.
- 1) 시장 성장의 주요 동력: 배양육의 시장 성장은 주로 환경적, 윤리적, 건강적 문제에 대한 소비자의 인식 증가에서 비롯된다. 기후 변화, 동물 복지, 항생제 내성 등의 문제는 많은 소비자들이 대체 식품 소스에 관심을 가지게 만들었다.
- 2) 기술 혁신과 생산 효율성: 배양육의 생산은 지속적인 연구 및 개발을 통해 효율성이 향상되고 있다. 이러한 기술적 진보는 비용을 절감하고, 대량 생산을 가능하게 하여 시장의 확대를 촉진한다.
- 3) 규제 환경의 발전: 여러 국가에서는 배양육과 관련된 법적 및 규제적 틀을 구축하고 있다. 이러한 규제의 명확화는 시장 참여자들에게 확실성을 제공하고, 산업의 성장을 돕는다.
- 4) 소비자 수용도 증가: 초기의 회의적인 반응에도 불구하고, 점점 더 많은 소비자들이 배양육에 대해 긍정적인 인식을 갖게 되었다. 이는 궁극적으로 시장 확장에 기여할 것이다
- 과학과 기술의 발전: 현대 과학과 기술의 발전은 배양육 생산에 있어 중요한 역할을 하고 있다.
- 1) 세포 배양 기술의 발전: 배양육 생산의 핵심은 고도화된 세포 배양 기술이다. 이는 세포를 적절한 영양분과 환경에서 효율적으로 성장시키고 분화시키는 기술을 포함한다. 과학자들은 이러한 기술을 지속적으로 개선하여 더 높은 수준의 생산 효율성과 품질을 달성하고 있다.
- 2) 생물공학의 적용: 생물공학은 배양육 생산에 있어 중요한 도구로 사용된다. 유전자 편집 및 조작을 통해 세포의 성장률과 분화를 최적화하는 연구가 진행 중이다. 이는 생산 비용을 절감하고, 최종 제품의 품질을 향상시키는 데 도움을 준다.
- 3) 지속 가능한 생산 공정: 지속 가능성은 배양육 생산의 중요한 측면이다. 연구자들은 에너지 효율적이고 환경에 미치는 영향이 적은 생산 공정을 개발하기 위해 노력하고 있다. 이는 물 사용량 감소, 온실가스 배출 감소 등을 포함한다.
- 4) 규제 과학의 발전: 배양육의 안전성 및 품질 관리를 위한 규제 과학도 중요한 발전 영역이다. 규제 기관과 과학자들은 안전하고 효과적인 배양육 생산을 위한 가이드라인과 표준을 설정하고 있다.
배양육의 긍정적 영향
1) 식품 안전성 향상: 배양육은 전통적인 축산 방식에서 발생할 수 있는 병원성 미생물 오염의 위험을 줄일 수 있다. 또한, 항생제 저항성 문제도 감소시킬 수 있으며, 이는 소비자들에게 더 안전한 식품 선택지를 제공한다.
2) 환경적 지속 가능성 증진: 배양육 생산은 전통적인 축산에 비해 물과 토지 사용을 크게 줄일 수 있으며, 온실가스 배출도 감소시킨다. 이는 기후 변화와 환경 보호에 중요한 기여를 한다.
3) 식품 공급 안정성 개선: 배양육은 기후 변화, 질병, 자연재해 등으로부터 더욱 안정적인 식품 공급원이 될 수 있다. 이는 세계적인 식량 안보에 중요한 역할을 할 수 있다.
4) 윤리적 동물 복지 증진: 배양육은 동물을 직접적으로 사용하지 않기 때문에 동물 복지에 대한 윤리적 문제를 해소할 수 있다. 이는 소비자들의 윤리적 소비 선택을 촉진한다.
5) 식품 혁신과 다양성 증대: 배양육은 식품 산업에 새로운 혁신을 가져오며, 다양한 유형의 고기 제품 개발에 활용될 수 있습니다. 이는 소비자의 선택의 폭을 넓히며 새로운 맛과 경험을 제공한다.
6) 미래 식품 산업의 잠재력: 배양육은 미래 식품 산업의 중요한 부분이 될 가능성이 높다. 이는 기존 식품 산업을 변화시키고 새로운 경제적 기회를 창출할 수 있다.
참고자료
- 〈배양육〉, 《위키백과》
- 〈배양육〉, 《두산백과》
- 〈배양육〉, 《시사상식사전》
- reprocell, 〈배양육이란 무엇인가: 기본 개념과 중요성〉, 《네이버 블로그》, 2024-01-07
같이 보기
