배양육(배양 고기)의 과학

 

배양육(배양 고기)의 과학

The science of cultivated meat

배양육의 과학과 상업적 생산을 위해 해결해야 할 과제들에 대해 알아보세요.

배양육이란 무엇인가?

배양육(또는 세포배양육, 영어: cultivated meat, cultured meat)은 실제 동물의 세포를 안전하고 통제된 환경에서 배양하여 생산한 진짜 동물성 고기(해산물과 내장육 포함)입니다. 최종 제품은 영양적으로 기존 고기와 비슷하며, 더 적은 자원으로 더 많은 사람을 먹일 수 있고, 증가하는 세계 단백질 수요를 더 인도적인 방식으로 충족할 수 있습니다.

네덜란드 과학자 마크 포스트(Mark Post)는 2013년 생방송 TV에서 최초의 배양육 버거를 공개했습니다. 2년 뒤, 최초의 4개 기업이 설립되었습니다. 2024년 기준, 이 산업은 6대륙에 걸쳐 175개 이상의 기업으로 성장했으며, 31억 달러 이상의 투자를 유치했습니다. 각 기업은 배양육 제품을 생산하거나 가치사슬 전반에 걸친 기술 솔루션을 제공합니다.

배양육 분야는 수십 년간 축적된 세포배양, 줄기세포 생물학, 조직공학, 발효, 화학 및 생물공정공학의 지식 위에서 발전해왔습니다. 전 세계 수백 개의 기업과 학술 연구소가 이들 분야에서 연구를 진행하며, 산업 규모로 원자재 고기 제품을 제조하는 새로운 패러다임을 구축하고 있습니다.

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배양육은 어떻게 만들어지나요?

제조 과정은 동물에서 줄기세포를 채취하고 이를 보관하는 것에서 시작합니다. 이 세포들은 바이오리액터(일명 ‘배양기’)에서 높은 밀도와 대량으로 배양됩니다. 세포는 산소가 풍부한 세포배양 배지에서 자라며, 이 배지는 아미노산, 포도당, 비타민, 무기염 등 기본 영양소와, 성장인자 및 기타 단백질이 첨가되어 있습니다.

배지의 조성 변화와 스캐폴드(지지체)에서 주어지는 신호에 따라 미성숙 세포는 근육, 지방, 결합조직 등 고기를 구성하는 조직으로 분화합니다. 분화된 세포는 수확되어 가공 및 포장 과정을 거쳐 최종 제품이 됩니다. 이 과정은 고기의 종류에 따라 2~8주가 소요될 것으로 예상됩니다. 일부 기업은 이와 유사한 전략으로 우유나 기타 동물성 제품도 개발하고 있습니다.

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배양육의 장점은 무엇인가?

배양육은 기존 축산업에 비해 통제되고 효율적인 생산공정 덕분에 다양한 이점이 기대됩니다. 예비 생애주기 평가에 따르면, 배양육은 훨씬 적은 자원을 사용하고, 농업 관련 오염과 부영양화를 줄일 수 있습니다. 한 연구에서는 재생에너지를 사용할 경우, 배양육이 기존 소고기 대비 온실가스 배출을 최대 92%, 토지 사용을 최대 90%까지 줄일 수 있다고 밝혔습니다. 또한, 생산 과정에서 항생제가 사용되지 않을 것으로 예상되며(2024년 현재, 승인된 모든 제품은 항생제 없이 제조됨), 장내 병원균에 노출될 위험이 없어 식중독 발생도 줄어들 것으로 보입니다.

향후 수십 년간, 배양육과 기타 대체 단백질은 1조 7천억 달러 규모의 기존 고기·해산물 산업에서 상당한 시장 점유율을 차지할 것으로 전망됩니다. 이 변화는 농업 관련 산림 파괴, 생물다양성 감소, 항생제 내성, 인수공통감염병 발생을 완화할 수 있습니다.

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배양육은 언제 시장에 출시될까요?

배양육은 일부 지역에서 판매 승인을 받았으나, 아직 판매 지역과 생산량이 제한적입니다. 더 많은 소비자에게 배양육을 제공하려면 추가적인 규제 승인과 대규모 생산을 위한 기술적 해결이 필요합니다.

주요 배양육 기업들은 규제 승인을 받은 뒤, 상업화 1세대 제품을 생산할 파일럿 규모 시설로 전환하고 있습니다. 2020년 12월, 싱가포르 식품청은 세계 최초로 배양 치킨 제품의 판매를 승인했고, 이 제품의 하이브리드 버전이 현지 소매점에서 판매되고 있습니다.

2022년 11월, UPSIDE Foods는 미국 식품의약국(FDA)과의 사전시장 컨설팅을 완료했습니다. 2023년 6월, UPSIDE Foods와 GOOD Meat는 미국 농무부(USDA)로부터 검사 허가를 받아 미국 내 소비자에게 배양 치킨을 판매할 수 있게 되었습니다.

2024년, 이스라엘 보건부는 Aleph Farms가 생산한 최초의 배양 소고기 제품을 승인했으나, 판매 전 추가 규제 절차(검사 및 라벨링)가 남아 있습니다. 싱가포르 식품청은 Vow가 생산한 배양 메추리도 승인하여, 까다로운 안전 평가를 통과한 배양육 제품이 총 네 가지가 되었습니다. 2024년 11월, Vow의 제품이 홍콩에서 잠시 출시되었고, 2024년 7월에는 Meatly가 영국에서 반려동물용 배양 치킨 판매 허가를 받았습니다.

2024년 말 기준, 미국, 유럽연합, 싱가포르, 이스라엘, 호주·뉴질랜드, 스위스, 영국, 태국, 한국 등 10여 개 국가·지역에서 추가 배양육 제품이 규제 심사 중입니다. 그 외 국가들도 배양육 판매를 허용할 규제 체계를 단계적으로 마련 중입니다.

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상업화와 과제

대규모 상업 생산을 위해서는 현재보다 훨씬 큰 시설이 필요합니다. 또, 생산 비용에 영향을 미치는 여러 복잡한 과제를 해결해야 합니다. 주요 과제는 세포주, 세포배양 배지, 생물공정 설계, 스캐폴드(지지체), 최종 제품 설계와 특성화 등 5가지 분야에 걸쳐 있습니다.

이 과제들을 해결하고 배양육 산업을 성숙시키기 위해서는 공공 및 민간 부문의 대규모 투자가 필요합니다. 과학자 양성을 위한 새로운 교육과정, 연구센터, 훈련 프로그램, 정책 및 규제 활동이 진전을 가속화할 것입니다. 또한, 새로운 기업의 진출, 기존 식품·생명과학 기업의 참여, 배양육 기업 간 협력도 필요합니다. 가치사슬 전반에 걸쳐 재능 있는 과학자, 사업가, 기타 전문가들이 새로운 커리어 기회를 채워나가야 합니다.

 

The science of cultivated meat | GFI

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