세포를 스테이크와 너겟으로 바꾸는 실험실 배양육…“세상을 바꾸는 힘”

업사이드 푸드(UPSIDE Foods)가 선보인 배양 치킨 신제품 리뷰는 "닭 맛이 난다"는 평가가 주류다. 이 닭고기는 실제 닭을 잡은 것이 아니다. 캘리포니아에 소재한 업사이드 푸드의 공장 내 생물반응기에서 세포를 키운 고기다. 네이처 온라인판이 과학이 세상을 바꾸는 대표적인 예로 배양육을 지목하고 현황을 상세히 소개했다. 

10년여 전인 2013년 마스트리히트 대학의 생물학자 마크 포스트는 기자 회견을 갖고 32만 5000달러짜리 세계 최초의 배양 쇠고기 버거를 시식했다. 그리도 비쌌던 배양육은 이제 실험실을 떠나 시장에 훨씬 더 가까워졌다. 전 세계 150개 이상의 회사들이 다진 쇠고기에서 스테이크, 닭고기, 돼지고기 및 생선을 비롯한 배양육, 우유 또는 가죽까지 포함한 '세포 농업' 제품을 개발하고 있다.

미국 정부는 지난달 실험실에서 재배한 고기 판매를 허용했다. 배양육 식품을 시장으로 옮긴 세계 두 번째 나라가 됐다. 버클리에 소재한 업사이드 푸드와 이트 저스트(Eat Just)가 소유한 굿 미트(GOOD Meat) 두 회사는 이제 재배한 닭고기를 판매할 수 있게 됐다. 

굿 미트의 배양육 치킨은 지난 2020년부터 싱가포르에서 소량 구매가 가능했었다. 관측통들은 올해 적어도 한 가지 배양유 제품이 미국 식당에서 판매될 것으로 예상하고 있다. 27억 8000만 달러가 투자대 생산 공장도 건설되고 있다.

식품 과학과 의학 생명 공학 등 다양한 분야의 학자들은 세포 배양을 개선하고 있다. 육류에 대한 대안을 홍보하기 위해 2016년 워싱턴DC에 설립된 비영리 단체 ‘굿 푸드 연구소(GFI)’는 대체육 개발을 위해 100개 이상의 프로젝트에 1700만 달러를 기부했다. 그 돈의 절반 이상이 재배된 고기에 사용됐다. 

2021년 매사추세츠주 메드포드 소재 터프츠 대학은 세포농업센터를 설립했고, 현재 약 20명의 연구원들이 세포 배양육에서 마케팅까지 다양한 연구를 진행하고 있다. 올해 4월, 영국은 바스 대학이 이끄는 세포 농업 생산 허브에 자금을 지원했다.

찬성론자들은 배양육이 동물 사육과 도축의 부정적인 영향을 줄일 것이라고 주장한다. 가축을 기르려면 방대한 목장이 필요하다. 이 부문은 전 세계 온실가스 배출량의 약 15%를 차지한다. 생육 및 가공육의 소비는 심장병, 당뇨병 및 암 발병과도 관련이 있다. 닭 농장은 조류 인플루엔자와 같은 바이러스를 퍼뜨리고 항생제 내성을 촉진할 수 있다. 양어장은 바닷물을 오염시킬 수 있다. 

전 세계적으로 매년 800억 마리의 동물들이 사람들의 식사를 위해 죽어가고 있다. 유엔과 경제협력개발기구의 공동 보고서는 증가하는 부유한 인구 덕분에 2031년까지 전 세계 육류 수요가 15% 증가할 것으로 예측하고 있다.

이에 대응해 식품 산업은 조류에서 곤충에 이르기까지 다양한 대체 단백질 공급원을 개발하고 있다. 그 중에서도 고기 맛에 가장 가까운 것은 세포로 배양된 고기다. 고기를 고기로 대체하는 것이 분명한 해결책이다.

다만 얼마나 많은 재배 고기를 생산할 수 있는지, 또 얼마나 저렴한지, 그리고 그럴 가치가 있는지에 대해서는 의견이 다르다. 당연히 토지 사용과 생물 다양성과 관련된 영향 측면에서는 장점이 명백하다. 고기를 생산하는 더욱 효율적인 방법이다. 그러나 에너지 사용, 기술 개발 및 시장에 대한 의문은 여전히 존재한다. 

현재 배양육은 도축 고기보다 최소 수백배 더 비싸다. 예를 들어, 매년 전 세계적으로 먹는 약 3억 톤의 고기의 10%정도만 대체하려 해도 수십만 개의 세포 육성 영양 탱크를 건설해야 한다. 그래서 반대의 목소리도 만만치 않은 것이다. 대체 단백질은 여전히 시기상조라는 지적이다. 

배양육의 일반적인 생산법은 동물의 조직검사를 수행하고, 세포가 증식하도록 영양 탱크에서 배양하고, 성숙한 근육이나 지방으로 분화하도록 유도하며, 근육 세포를 운동시키고 섬유질로 결합시킨다. 배양육 산업의 주요 과학 및 공학적 과제는 10년 전과 동일하다. 최고의 시작 세포를 찾고, 그들이 성장하는 데 도움이 되는 좋은 사료를 혼합하고, 제조 물류를 미세화하는 것이다.

이 모든 과정에서 가장 중요한 것은 비용이다. 궁극적인 과제도 가격을 낮추는 것이다. 그러나 미생물보다 동물 세포를 배양하는 것은 훨씬 더 어렵고 비싸다.

GFI에 제출된 한 보고서는 가장 낙관적인 시나리오로 “이론적으로 생산 비용이 kg당 약 6달러까지 내려갈 수 있다”고 추측한다. 이는 기존 도축 육류 비용을 kg당 2달러로 전제해 산정한 것이다. 그러나 또 다른 2021년 분석에서는 배양육 생산의 최저 예상 비용이 kg5당 37달러로 경제성이 매우 낮다고 결론내리고 있다. 

이스라엘 레호보트의 알레프 농장은 배양육 스테이크를 만들겠다는 목표다. 같은 지역의 빌리브 미트(Believe Meats, 전 퓨처미트테크)는 자발적으로 증식하는 닭 섬유아세포에 대한 연구를 발표했다. 이 연구는 매우 높은 밀도로 세포를 생산하는 것을 제시한다. 빌리브 미트는 연간 1만 톤의 배양육을 생산하는 것을 목표로, 공장도 착공했다. 

배양육에 대한 연구를 촉진하기 위해, GFI는 소에서 메추리까지 다양한 동물로부터 52개의 유용한 세포를 수집했다. 보스턴에 있는 시약 회사 케라패스트(Kerafast)와 제휴해 지금까지 4개 세포주의 냉동 샘플을 저장하고 판매했다. 

대부분의 회사의 목표는 영양학적으로 기존의 고기와 같거나 더 나은 제품을 생산하는 것이다. 그러나 과학적으로 쉬운 것이 아니다. 가장 저렴한 종류의 배양육 제품으로 예상되는 식물성 닭고기 너겟과 같은 가공 동물-식물 하이브리드 제품은 인공 색상 또는 첨가물이 들어갈 수도 있다. 

그러나 환경 건강을 위해서는 배양육 기술의 상용화가 반드시 필요하다고 과학계는 바라본다. 그런 점에서 에너지 사용을 줄이는 것이 필수적으로 개발되어야 할 기술이다. 현재의 기술로는 2030년 배양육 제조가 kg당 약 60% 더 많은 에너지가 소요된다. 물론 에너지가 청정에너지라면 배양육의 누적 탄소 배출은 대폭 줄어들 것이다.