재료·신소재/화학/환경·에너지

Nikkei Business_2019.6.24 테크노 트렌드 (p74-76)

친환경적인 '인공육'
‘단백질 위기’를 구할 수 있을까?

세계적인 인구증가와 신흥국의 소득 수준 향상을 배경으로 고기나 생선이 부족한 ‘단백질 위기’가 우려되고 있다. 새로운 단백질원으로서 각광을 받고 있는 것이 식물 등을 원료로 하는 ‘인공고기’다. 유럽과 미국에서 확산되고 있는 채식주의나 건강지향도 순풍으로 작용하고 있다. 지구 전체의 과제가 식(食)의 이노베이션을 창출하고 있다.

세계 총인구는 현재의 76억명에서 2050년에는 98억명으로 늘어날 전망이다. 식량 위기가 우려되고 있다. 그보다 이른 25~30년 무렵에는 ‘단백질 위기’가 도래할 것으로 예상된다.

신흥국이나 발전 도상국에서는 소득 수준의 향상으로 고기나 생선의 소비량이 급증하고 있다. 축산이나 양식에는 사료로 방대한 양의 곡물이나 어분 등이 필요하다. 그러나 경작지는 한계가 있어 어업 자원도 고갈 위기에 직면에 있다. 그 결과 사료 공급이 이를 따라가지 못해 육류나 생선 수급이 어려워지는 사태가 우려되고 있다.

축산을 위해 삼림이 파괴되고 가축이 배출하는 대량의 메탄가스가 지구온난화의 요인으로 부각되는 등 식육 생산에 따르는 환경 부하도 사회문제가 되고 있다.

-- 윤리적 소비도 순풍으로 --
이러한 흐름을 타고 영향을 받고 있는 것이 식물 유래 원료나 세포 배양 기술 등을 이용해 만드는 ‘인공고기’나 ‘유사고기’라고 불리는 기술이다.

인공고기가 주목을 받는 배경에는 세계적인 윤리적 소비의 조류도 있다. 유럽과 미국을 중심으로 채식주의나 동물 유래 원료를 포함한 제품을 일체 소비하지 않는 ‘비건’이 증가하고 있다. 살생하지 않고 ‘고기’를 먹고 싶다는 요구가 확산되고 있다.

이 분야에서 대표적인 기업은 09년에 창업한 미국 스타트업 기업 Beyond Meat다. 대두 등을 원료로 식물 유래 패티나 소시지를 개발∙제조하는 비욘드미트는 5월에 나스닥에 상장하였다. 19년 12월기의 매출이 전년 동기의 2.4배가 될 것이라는 전망을 발표하면서 비욘드미트에 대한 성장 기대가 높아졌다. 주가는 상장한지 1개월 만에 공개가격(25달러)의 약 6배로 뛰어 올랐다.

미국에서는 11년에 창업한 Impossible Foods도 식물 유래의 인공고기로 주목을 받고 있다. 풍미의 근원인 ‘피 맛’을 대두 뿌리에서 철분을 포함한 성분을 추출하여 재현한다. 미국 버거킹이 햄버거 패티에 채용, 이르면 연내에 전미에서 판매될 전망이다.

인공고기 사업은 일본에서도 확대되고 있다. 대두식품업체나 햄버거체인 등이 잇달아 대두 유래의 인공고기를 사용한 상품을 발매하고 있다. 그 숨은 조력자가 대두유 등의 식품업체 후지제유(오사카후)다.

후지제유는 1969년부터 다진 고기 등의 대체품으로서 ‘대두 고기’를 생산해 왔다. 10년 정도 전에 제조법을 개량하여 대두의 냄새를 억제하는데 성공하였다. 소비자의 건강에 대한 관심이 높아지면서 고단백∙저당질 식품이 인기를 끌고 있어 대두 고기의 매출은 10년동안 배로 증가했다고 한다.

대두 고기의 제조법은 이렇다. 착유(搾油)한 대두에 물을 섞어 특수한 장치 속에서 가압한 후, 페이스트 상태의 원료를 장치 옆에 있는 구멍을 통해 단숨에 방출한다. 그 때, “수분이 급속하게 기화돼서 작은 폭발을 일으킴으로써 원료가 퍼프 상태가 되면서 고기에 가까운 식감이 된다”(단백소재개발실의 나카노(中野) 그룹리더). 압력을 가하는 방법을 고안하여 탄력감이나 힘줄의 느낌 등 다양한 식감을 재현할 수 있었다고 한다.

풍미는 후지제유 또는 납품처 식품업체 등이 조미료를 더해서 진짜 고기에 가깝도록 한다. 다진 고기 외에도 돈카쓰나 닭튀김, 오징어, 새우, 참치 등의 대체품을 제품화하고 있으며 문어나 장어의 대체품도 개발 중이다. 나카노 그룹리더는 “장기적으로는 식감의 정밀도를 높여 나간다. 유지(油脂)를 더해 육즙을 재현하여 스테이크 대체품을 만들고 싶다”라고 말한다.

후지제유는 저지방 두유를 유산균으로 발효시킨 업무용 ‘대두 치즈’도 2012년에 제품화하였다. 당초에는 크림치즈밖에 만들 수 없었지만 16년에 고형 타입의 제품화에 성공. 5월 발매한 신제품은 가열했을 때 녹는 방식까지 똑같이 재현하였다. 대형 피자체인점에서 채용하는 등 시장에 점점 침투하고 있다.

수요가 증가하면서 후지제유는 대두 고기의 원료인 대두단백소재 제품을 생산할 신공장을 지바시에 건설한다. 24억엔을 투자하여 연산 9,000톤의 플랜트를 내년 4월에 가동시킨다.

대두는 같은 섭취 칼로리로 비교했을 때 생산에 사용하는 에너지가 소고기의 수십 분의 1, 물 사용량도 수 분의 1이면 된다. 환경부하가 낮은 지속 가능한 고단백 식재료로서 큰 가능성을 안고 있다.

-- 세포 레벨부터 고기를 생산 --
대두 등 대체 원료로 생산하는 방법과는 별도로 고기 세포를 효율적으로 배양하는 ‘배양 고기’의 연구도 추진하고 있다.

IntegriCulture(도쿄)는 16년에 닭고기 간의 시작(試作)에 성공하였다. 배양고기 연구는 지금까지 유럽과 미국의 신흥기업이 리드해 왔다. 그러나 생산비용이 매우 높아 100g의 고기를 만드는데 수백만 엔이 든다. 송아지의 피가 원료인 혈청이나 성장인자 등의 성분을 포함한 배양액이 비싸기 때문이다.

인테그리컬처는 배양액을 사용하지 않고 세포를 늘리는 기술을 개발하여 비용을 내릴 수 있게 되었다.

동물의 체내에서는 다양한 장기가 서로 연계되면서 새로운 세포를 만들고 있다. 인테그리컬처는 각 장기의 세포 조각을 넣은 용기를 파이프로 연결한 특수한 배양 장치를 개발하였다. “실제 체내에 가까운 환경을 재현하는데 성공하여 고가의 배양액을 사용하지 않아도 효율적으로 세포를 늘릴 수 있게 되었다”(가와시마(川島) CTO)

장치를 순차적으로 대형화함으로써 생산효율을 높여, 100g당 제조 비용을 21년에 수만 엔, 23년에 1800엔, 25년에는 300엔으로 낮출 계획이다.

가와시마 씨에 따르면 배양 고기는 축산에 비교해 고기를 생산할 때의 온난화 가스 배출량을 99%, 사용하는 물이나 토지를 96% 줄일 수 있다고 한다. 앞으로 플랜트의 외부 판매를 추진, 배양 고기의 시장 확대를 목표한다.

올 3월에는 닛신식품홀딩스가 교토대학과 협력하여 주사위 모양의 소 근육 조직 배양에 성공했다고 발표. 대기업도 배양 고기 분야에 참여하기 시작하였다.

기존에 없는 발상과 기술로 단백질 위기에 대항하는 움직임은 축산이나 양식 등에 사용되는 사료로도 확산되고 있다. 정어리 등을 분말화한 대표적인 사료 ‘어분’의 시장규모는 17년의 63억달러(약 6,800억엔)에서 26년에는 120억달러로 급증할 전망으로 공급 부족이 우려되고 있다. 사료가 부족해지면 고기나 물고기의 공급 부족도 심각해질 것이다.

-- 구, 소련발 구더기 활용법 --
이 문제에 도전하고 있는 것이 스타트업 기업 MUSCA(후쿠오카시)다. MUSCA는 어분을 대신할 사료로서 파리의 유충, 즉 구더기를 이용하는 기술을 확립하였다.

낙농가가 배출하는 소나 돼지 등의 분뇨에, MUSCA가 독자적으로 품종 개량한 파리의 알을 뿌린다. 그러면 8시간 후에는 알이 부화, 유충(구더기)이 분뇨를 먹어 분해한다. 6일 후에는 비료로 변한다. 번데기가 되기 위해 스스로 퇴비에서 나오는 유충을 회수하여 건조시켜 분말 상태로 만들면 영양가가 높은 사료가 된다.

국내에서 연간 8,000만톤이나 발생하는 축분 처리에 낙농가는 골머리를 앓고 있다. 낙농가의 축분 처리를 유상으로 수탁 받아, 사료와 퇴비의 판매 수입도 얻을 수 있는 ‘일거양득의 비즈니스 모델’(MUSCA의 구시마(串間) 회장)을 목표한다.

이르면 내년 가을에 하루 100톤의 축분을 처리할 수 있는 플랜트를 가동시킨다. 건설비는 약 10억엔으로, 보조금을 사용하지 않는 경우라도 6~10년에 투자 회수가 가능하다고 한다.

MUSCA는 올해 이토추상사와 마루베니와 각각 전략적인 파트너십을 체결하였다. 양사의 네트워크나 자금력을 지렛대로 플랜트나 사료∙비료의 확대 판매를 목표한다. 류고(流郷) CEO는 “현재의 어분과 같은 수준의 가격으로 사료를 생산할 수 있을 전망이다”라고 말한다. 실험에서는 어분을 급여했을 때와 비교해 양식어의 크기가 최대 40% 커졌기 때문에 영양가도 높을 것으로 본다.

MUSCA가 사용하는 파리 품종은 원래 우주스테이션에서의 자급자족을 목표한 구 소련이 개량을 거듭해 단기간에 번식∙성장할 수 있도록 한 것이다. 소련 붕괴 후, 국립연구기관이 권리를 일본기업에 매각, 그 후에 구시마 회장이 사업을 양도받아 품종 개량을 계속해 왔다.

지구온난화를 방지하기 위해 에너지 분야에서는 화석 유래 연료에서 재생가능에너지로 전환하고 있다. 식 분야에서도 이노베이션이 진척되면서 지금까지의 공급망이 변할 가능성이 있다.

 -- 끝 --