배양육, 혁신인가 환상인가? (3)
- 박지은, Ji Eun Park (1st)
- 1월 1일
- 7분 분량
저자: APro Cell Culture팀
안소민
03
지속가능성의 맛
-배양육으로 이루어진 미래
2040년에 접어들며 세계는 심각한 식량 위기에 직면했다. 세계 인구는 100억 명을 넘어섰고, 급격한 기후 변화로 인한 기온 변동, 수자원 고갈, 농지 감소는 농작물 생산성에 치명적인 영향을 미쳤다. 잦은 홍수와 가뭄으로 인해 곡물 생산량이 감소했고, 고온 스트레스와 사료 작물 부족으로 가축 사육이 어려워졌다. 아프리카 돼지열병과 조류독감과 같은 전염병은 변이가 축적되어 축산업을 지속적으로 위협했고, 생산성은 20% 이상 하락했다.
즉, 전통적인 축산업은 이러한 변화에 적응하지 못하고 증가하는 단백질 수요를 충족시키는 데 실패했다. 식물성 단백질, 미생물 발효 기반 단백질 역시 기술적 한계와 소비자 수용성 부족으로 단백질의 수요와 공급의 격차를 해소하지 못했다.
이후, 배양육은 전 세계 단백질 시장의 35% 이상을 차지하며 기존 축산업의 주요 대안으로 자리 잡았다. 핵심적인 이유로는 기술 혁신을 통한 생산단가 절감과 정부의 적극적인 지원이 있었다. 배양육 산업은 여러 기술적 돌파구를 통해 상업화의 기반을 다졌다. 특히 배양액의 생산 단가를 점차 낮춤으로써 전통 육류에 대해 가격경쟁력을 갖추었고, 맛과 식감 역시 개선되었기에 전통 육류 구매에 부담을 느끼던 소비자들에게 매력적인 선택지가 되었다. 또한, 맞춤형 영양 설계를 통해 자신에게 필요한 영양 성분이 포함된 배양육 제품을 선택할 수 있기 때문에 고소득층 소비자들의 수요 역시 증가했다.
그 과정에서는 정부의 적극적인 지원도 큰 역할을 했다. 국제 식품 규제 기구 간의 협력을 통해 미국, 싱가포르 등 배양육 산업 선진국의 사례를 참조하여 배양육에 대한 통합적 안전 기준을 확립했으며, 이를 기반으로 각국 정부는 배양육 상용화를 빠르게 승인했다. 주요 국가에서는 배양육 R&D와 생산 시설에 대규모 보조금을 지원했고, 기후 변화 대응 정책의 일환으로 배양육 소비를 장려하는 세금 혜택을 도입하는 등, 배양육 산업 성장의 마중물 역할을 톡톡히 했다. 기존 축산업 종사자들에게도 새로운 기술 교육과 전환 지원을 제공하여 배양육 도입에 대한 저항을 최소화하고, 전통 육류와 배양육이 함께 성장할 수 있도록 지원했다.
배양육 상용화는 사회에 다양한 영향을 미쳤다. 우선, 기존 축산업의 환경적 문제를 해결하는 혁신적인 대안으로 자리 잡으며, 기존 산업의 구조를 크게 변화시켰다. 또한 배양육의 급성장과 함께 새로운 산업을 수백만 개의 일자리가 창출되었으며, 글로벌 식량 불균형 해소에 크게 기여했다. 생산 과정에서 필요한 기술과 장비, 원재료 공급망, 연구 개발 등의 분야에서 다양한 고용 기회가 생겨났고, 식량이 부족한 지역에서는 안정적인 단백질 공급원으로서 중요한 역할을 했다.
기존 축산업은 점차 축소되거나 고급 제품으로만 남게 되었다. 전통적인 농장 기반의 고기 생산은 배양육의 경제적이고 환경 친화적인 대체재로 점차 시장에서 밀려났다. 대신, 일부 고급 고기 제품은 여전히 존재했지만 대중적인 단백질 공급원으로서의 역할은 배양육이 차지하게 되었다.
배양육은 이제 ‘건강한 선택’, ‘윤리적 소비’, ‘미래지향적 식품’으로 인식되며 전 세계 소비자들에게 인기있는 주요 단백질 공급원이 되었다. 소비자들은 동물 복지와 환경 보호를 고려한 윤리적 소비를 실천하며 배양육의 장점인 건강과 지속 가능성에 대한 인식이 높아졌다. 또한, 육류, 해산물, 우유 등 다양한 세포 배양 제품이 시장에 출시되어 소비자들에게 보다 넓은 선택지를 제공하며 지속 가능한 단백질 공급 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 했다.
이처럼 배양육이 상용화된 상황에서 산업은 더욱 빠르게 변화될 것이다. 전통육과의 공존 상황에서, 2040년의 배양육은 어떻게 글로벌 시장을 점유하고 있을까?
첫째, 각국의 요리 스타일과 문화적 취향을 바탕으로 맞춤형 배양육 제품이 다양하게 설계되었다. 각국의 배양육 기업은 다양한 지역의 소비자 요구에 부합하는 제품 개발을 주도하며, 지역별 전략을 구체화하고 있다. 2000년대 글로벌 식품시장에서 강세를 보인 맥도날드와 스타벅스가 각국 문화에 맞춘 현지화 메뉴로 경쟁력을 확보했던 사례처럼, 배양육 역시 다양한 문화권의 전통적인 식습관을 존중하는 맞춤형 제품군을 확장하는 것이 소비자 수용성에 긍정적인 영향을 미칠 것이라고 판단했기 때문이다.
일본 시장에서는 고급 마블링을 갖춘 '와규'의 특징을 구현하기 위해, 지방 분포와 조직 밀도를 정교하게 조절하는 기술 개발이 이루어졌다. 2021년, 일본 오사카 대학교의 연구진은 3D 프린팅 기술을 활용하여 와규 소고기의 복잡한 구조를 재현했다. 이들은 소의 줄기세포를 이용해 근육 세포, 지방 세포, 혈관 세포를 각각 배양한 후, 이들을 3D 프린터로 적층하는 방식을 통해 소고기의 세포 구조를 구현했다. 특히, 지방 세포와 근육 세포의 배합 비율을 정확하게 조정하여, 와규의 고유한 마블링과 질감을 재현할 수 있었다.
해당 기술은 일본 정부의 적극적인 지원과 민간 기업의 투자 확대를 통해 빠르게 상용화의 길을 열었다. 일본 농림수산성은 배양육 산업을 국가의 핵심 미래 식품 기술로 지정하고, 연구 개발 및 상업화 과정에 대한 세제 혜택과 연구비 보조금을 제공했다. 또한, 대형 식품 기업과의 협업으로 기술 상용화를 위한 생산 공정 최적화가 이루어졌다.
상용화된 와규 배양육은 소비자 맞춤형으로 생산되는 것이 특징이다. 지방 함량을 선호하는 정도에 따라 마블링의 밀도를 조정하거나, 특정 풍미를 강조하는 방식으로 개인화된 제품을 제공할 수 있다. 이러한 혁신은 고급 외식업계와 요리사들에게 특히 큰 관심을 받았으며, 전통 와규보다 저렴한 가격과 일정한 품질을 보장하는 배양 와규는 시장의 경쟁력을 더욱 강화했다.
반면, 인도 시장에서는 소고기를 포함한 육류 소비에 대한 종교적 제한을 배양육을 통해 해결할 수 있음을 마케팅 포인트로 삼고 있다. 이슬람교와 유대교에서는 할랄 및 코셔 기준에 맞지 않는 방식으로 도축된 고기의 섭취를 금지해 왔다. 종교 규율에 따르면, 도축 전 특정 기도문을 외우고, 동물이 의식적으로 도축되도록 요구한다. 또한, 도축된 고기는 혈액이 완전히 빠져나가야 하며, 그 과정에서 동물의 고통을 최소화해야 한다.
그러나 배양육 생산은 전통적인 도축 과정을 거치지 않고 세포를 채취하여 실험실에서 고기를 재현할 수 있다. 세포 채취 과정에서도, 살아있는 동물에게서 근육, 지방 조직 등 접근성이 높은 부위에서 소량의 세포를 의료적인 수준에서 채취하여 동물의 고통을 종식할 것이다. 이러한 특성 덕분에 배양육은 종교적 금기를 따르면서도 고기의 맛과 질감을 원하는 소비자들에게 새로운 대체식품으로 각광받고 있다.
실제로 2021년 11월 이스라엘의 배양육 스타트업의 제품을 ‘코셔푸드’로 인증받은 바 있다. 해당 사례는 특정 종교의 식단 규정에 맞는 고기 생산 방식으로서 배양육의 가능성을 여는 중요한 이정표가 되었다. 이후 전 세계적으로 배양육의 종교적, 윤리적 측면을 고려한 생산 가능성에 대한 논의를 촉발시켰고 현재, 배양육은 다양한 종교 규제를 만족시키는 주요 대체식품으로 자리잡았다.
더불어, 인도는 채식 문화가 깊이 뿌리내려져 있으며, 건강과 환경을 고려한 대체 단백질 제품에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 배양육은 이러한 시장에서 긍정적인 반응을 얻을 가능성이 크다. 이처럼 각국의 문화적 특성을 반영한 맞춤형 제품군을 확장하는 것이 글로벌 시장에서 성공의 열쇠이다.
둘째, 선진국에서 개발도상국으로의 세포 배양 기술 이전을 통해 식량 안보 문제를 해결하고 배양육 시장을 확대하고 있다. 개발도상국, 특히 브라질과 같은 전통 육류 생산을 주로 하는 국가는 축산업으로 인한 삼림 파괴와 온실가스 배출 등의 환경 부담이 크다. 따라서 개발도상국에 배양육 기술을 도입한다면 기후 변화 대응과 육류 공급 체계를 구축함은 물론이고, 산업 다각화와 고부가가치 일자리 창출을 이뤄내고 있다. 선진국은 이러한 기술 이전을 통해 새로운 시장을 확보하고, 글로벌 육류 시장의 안정성을 강화하며 경제적 협력을 확대할 수 있다. 즉, 배양육 기술의 확산은 개발도상국의 경제 성장을 촉진하는 동시에, 선진국에도 장기적으로 이익을 제공하는 상호 윈-윈 구조를 만들어 갈 수 있는 것이다.
배양육 산업 발전을 위한 개발도상국의 과제는 크게 세 가지였다. 첫째, 인프라 및 기술의 부족이다. 배양육 연구와 생산에는 첨단 바이오 기술과 전문화된 시설이 필요하지만, 많은 개발도상국은 이러한 기술 인프라를 갖추지 못하고 있었다. 이는 초기 연구 단계에서부터 상용화에 이르기까지 배양육 개발을 제한하는 주요 장애물로 작용해 왔다.
둘째, 경제적 우선순위의 문제이다. 개발도상국에서는 기존 축산업이 경제와 일자리 창출의 중요한 역할을 하고 있어, 배양육 연구와 개발은 상대적으로 낮은 우선순위로 평가받고 있었다. 이는 정부와 민간 차원의 투자 부족으로 이어져 배양육 산업의 성장이 더디게 이루어지는 원인이 되었다.
셋째, 국제 경쟁력의 부족이다. 선진국과 비교해 연구개발(R&D)에 투입할 수 있는 자원과 전문 인력이 부족한 상황에서, 개발도상국이 배양육 시장에서 경쟁력을 확보하기란 쉽지 않았다. 이러한 격차는 글로벌 배양육 산업의 중심에서 소외되는 결과를 초래할 가능성이 크다.
이러한 과제들을 해결하기 위해서, 첫째, 기술 인프라와 관련된 문제를 극복할 수 있는 국제 협력과 기술 이전을 통해 연구 및 생산 환경을 개선하고 있다. 선진국의 기업과 연구기관과 협력하여 기술을 이전 받고, 이를 개발도상국의 환경에 맞게 지역화하는 전략을 이행 중이다. 특히, 열대 및 아열대 지역에 적합한 세포주 개발이 필요했는데, 고온과 고습 환경에 적응할 수 있는 세포주를 개발하려면 국제쌀연구소(IRRI; International Rice Research Institute)[1]와 같은 사례를 참고하여 지역 환경에 맞는 세포주를 개발하고, 기존 세포주에 열에 강한 특성을 추가하는 방법을 고려하고 있다. 또한, 소형 또는 모듈형 바이오리액터를 3D 프린팅 기술을 활용해 설계해서 설치 비용을 감축하고, 저비용 배양액을 농업 부산물이나 해조류 등 지역 자원을 활용해 생산함으로써 외부 의존도를 낮추는 방안을 모색 중이다.
둘째, 경제적 우선순위 문제를 해결하고자, 배양육 산업의 경제적 이점을 강조하고, 장기적인 경제적 효익을 제시하여 정부와 민간의 투자를 유도했다. 또한, 기존 축산업에 종사하는 농민들이 배양육 산업으로 전환할 수 있도록 지원하는 프로그램을 마련하여 사회적 갈등을 줄이고 일자리 창출의 기회로 만들었다. 공적개발원조(ODA; Official Development Assistance)[2]를 활용하여 자금과 기술적 지원을 받음으로써 기술 교육 및 창업 지원을 통해 기존 축산업의 노동력이 배양육 산업으로 이전할 수 있도록 돕고 있다.
셋째, 국제 경쟁력을 확보하기 위해 현지 R&D 능력 강화와 글로벌 네트워크 구축에 대해 논의했다. 선진국의 기업 및 연구기관과 협력하여 기술 이전 및 공동 연구 프로젝트를 진행함으로써, 개발도상국의 연구 기관과 기업들이 선진 기술을 활용할 수 있도록 지원했다. 또한, 현지 대학과 연구소에서 배양육 기술 관련 교육과 훈련 프로그램을 운영하여, 기술 개발에 필요한 전문 인력을 양성하고 있다. 이를 통해 개발도상국 내에서 기술 혁신을 촉진하고, 산업계와 학계의 협력을 통해 배양육 관련 연구개발을 촉진했고, 이후에도 산업 맞춤형 인재 양성을 위한 프로그램 운영이 이루어질 계획이다.
이와 같은 해결 전략들을 통해 개발도상국은 배양육 산업 발전을 위한 핵심 과제들을 극복하고, 글로벌 배양육 산업에서 경쟁력을 꾸준히 확보해 나갈 것이다.
배양육이 진정으로 큰 성공을 거두어 전통 육류를 대체할 정도의 대중적인 식품으로 자리 잡을 수 있을지는 아직 알 수 없다. 그러나 만약 성공한다면, 이는 수천 년간 이어져 온 전통적인 식습관에 혁신적인 전환점을 가져올 것이다. 인간이 기존의 식습관을 영위하는 것과 환경을 지속가능하게 보존하는 것 사이에서 맞닥뜨렸던 수많은 갈등은 완화될 것이며, 동물의 희생 없이도 풍부한 단백질 공급이 가능해질 것이다. 또한, 이 과정에서 탄생할 새로운 직업군이나 국가 간 교역은 전혀 예상치 못한 방향으로 사회를 이끌어갈 것이다. 배양육의 상용화는 단순한 기술의 발전을 넘어, 인류가 지속가능한 미래를 위해 선택한 윤리적이고 혁신적인 도약으로 기록될 것이다.
그러나 배양육이 대중의 식탁에는 오르지 못하더라도, 실패로 여겨졌던 도전은 결국 다른 길에서 빛을 발할 수 있을 것이다. 의학과 생명공학처럼 전혀 다른 영역에서 새로운 가능성을 열며, 배양육은 단순히 고기를 대체하는 데 그치지 않고 인류가 직면한 또 다른 문제를 해결할 수 있는 기술로 발전할 수 있을 것이다. 비록 목표했던 형태는 아니더라도, 수많은 생명을 살리고 그 과정에서 발생하는 윤리적 딜레마를 해소하며 지속가능한 미래를 만들어 가는 데에 밑거름이 될 수 있다면, 배양육은 궁극적인 지향점을 달성했다고도 볼 수 있지 않을까.
[1] 쌀 생산성 향상과 식량 안보 증진을 목표로 활동하는 글로벌 연구 기관.
[2] 정부를 비롯한 공공기관이 개발도상국의 경제발전과 사회복지 증진을 목표로 제공하는 원조.
Reference
[1] 과학영재창의연구(R&E) 지원센터. 실험실에서 구현한 미니장기, 오가노이드. http://www.rne.or.kr/webzine/vol004/RnE2202_sub21.php. 2022년 2월 최종 수정.
[2] 나규흠. (2007). 동물세포를 이용한 치료용 단백질 생산기술. Biosafety, 8(2)
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[4] 이영완. 마블링 완벽한 와규 소고기? 3D 프린터로 만들었습니다 [사이언스샷] 일본 오사카대, 근육과 지방 혈관 모두 갖춘 와규 배양육 성공. 조선일보. https://www.chosun.com/economy/science/2021/08/25/TA72CY2QFBGP3ENEZIE4MTKCBM/. 2021년 8월 25일 최종 수정.
[5] 조선일보. 소 한 마리로 패티 10억개...실험실 뚫고 나온 '지배종' 속 배양육, https://www.chosun.com/economy/weeklybiz/2024/05/09/N7DPTLHYFVE2JISCW6GPS4FOZU/, 2024년 5월 12일 최종 수정.
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[7] KPMG. (2022). 미래 먹거리로 주목받는 대체식품과 투자 동향. Retrieved from https://home.kpmg.com/kr/ko/home/industries/telecommunications.html
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[9] Churchill, W. (1931). Fifty years hence. America’s National Churchill Museum. https://www.nationalchurchillmuseum.org/fifty-years-hence.html
[10] Good Food Institute. (n.d.). The science of cultivated meat. Retrieved December 27, 2024, from https://gfi.org/science/the-science-of-cultivated-meat/
[11] i24NEWS and ILH Staff. "Making way for kosher cheeseburgers, Israel becomes first nation to approve lab-grown meat sales." i24NEWS, 19 Jan. 2024, 11:40, https://www.i24news.tv/en/news/israel/food/253919-240119-making-way-for-kosher-cheeseburgers-israel-becomes-first-nation-to-approve-lab-grown-meat-sales.
[12] Priyadarshini BM, Dikshit V, Zhang Y. 3D-printed Bioreactors for In Vitro Modeling and Analysis. Int J Bioprint. 2020 Aug 18;6(4):267. doi: 10.18063/ijb.v6i4.267. PMID: 33088992; PMCID: PMC7557350.
[13] Silva, B. D. da, & Conte-Junior, C. A. (2024). Perspectives on cultured meat in countries with economies dependent on animal production: A review of potential challenges and opportunities. Trends in Food Science & Technology, 149, 104551. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104551
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