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Nikkei X-TECH_2022.9.14

'배양육 플랜트 시장을 잡는다'
JGC의 자회사가 노리는 제조업의 기회

“배양육 플랜트 사업에서 일본의 톱 셰어를 확보하겠다”. 이렇게 열변을 토하는 것은 JGC홀딩스의 완전 자회사 Organoid Farm(가나가와현)이다. 배양육 중심 기업으로 2021년에 설립했다. 

Organoid Farm은 “(배양육의 등장으로) 식육 산업이 장치 산업이 될 가능성이 있다”며, 플랜트의 건설과 운영에서 기른 노하우를 쏟아 붓고 있다. 배양육을 ‘제조업의 새로운 시장’으로 보는 국내 기업이 속속 등장하기 시작했다.

-- 배양육이 재생의료의 발전에 기여 --
배양육은 동물 유래 세포를 배양해 진짜 고기와 같은 맛과 식감을 재현한다. 지금까지의 축산과 비교해 환경 부하가 낮고, 식육을 안정적으로 공급할 수 있는 기술로서 주목을 받고 있다. 그러나 배양육의 보급이 초래하는 이점은 이것 만이 아니다. 사람에게 이식 가능한 바이오프린팅 장기(이하 ‘배양 장기’)의 보급으로도 이어질 수 있기 때문이다.

돗판인쇄의 초빙교수인 기타노(北野) 씨는 “소의 세포를 배양 및 조형하는 기술을 발전시키면, 장기적으로는 인간 장기의 조형으로도 이어진다”라고 설명한다. 이처럼 배양육과 배양 장기의 제조 방법은 비슷하다. 배양육을 전개하는 Diverse Farm(오사카시)의 오노(大野) CEO는 “배양육을 대량 생산할 수 있게 되면 수천만~수억 엔이 드는 배양 장기의 비용을 낮출 수 있다”라고 말한다.

배양육의 일반적인 제조방법은 이렇다. 우선, 가축에서 살아 있는 상태의 종세포(種細胞)를 채취한다(그러나 이는 이론상으로만 가능하다. 현재의 ‘도축장법’에서는 살아있는 상태의 식육가공을 허용하지 않는다. 

실현을 위해서는 법 개정이 요구된다). 배지(배양액)에서 세포를 생육한 후에 캔 모양의 바이오리액터로 옮겨 대량 증식시킨다. 3D 프린터 등으로 3차원 조직을 구축하면, 진짜 고기와 같은 모양과 식감을 재현할 수 있다.

배양 장기와의 큰 차이는, 대략적으로 말하면 종세포가 인간 유래냐, 가축 유래냐 하는 점이다. 그래서 지금까지는 재생의료 기술을 사용해 제조했다.

그런데 ‘배양육 공장’ 건설이 본격화되면서 제조업과의 관계가 보이기 시작했다. 예를 들면, 미국 Eat Just의 배양육 사업인 GOOD Meat는 싱가포르에 공장을 설립해 23년부터 대량 생산을 시작할 예정이다. 이스라엘 Future Meat Technologies는 22년 중에 미국 공장을 착공하고, 미국에서 배양육 판매를 준비한다고 한다.

이들 배양육 공장에는 무균 제조와 효율화 노하우가 요구된다. 배양액 등에 대한 이물질 혼입(Contamination)을 방지하는 기술과, 단기간에 안전하게 대량 생산하는 기술이 필수적이다. 구체적으로는 플랜트/공장 운영이나 클린 룸, 3D 프린터, 이미징 시스템 등이다.

중요한 것은 이들 제조업의 노하우를 얼마나 저비용으로 전용할 수 있느냐 하는 문제다. 반도체 사업 경험이 있는 Diverse Farm의 오노 CEO는 “반도체 공장의 클린 룸 건설/유지 관리 기술은 기술적으로는 간단하게 전용할 수 있다”라고 말한다. 그러면서도 “그대로 전용하기에는 비용이 맞지 않는다. 일본의 제품은 고품질이지만, 70% 정도 성능의 염가 기술을 갖고 싶다”라고도 말한다.

-- JGC홀딩스의 자회사가 목표하는 배양육 공장의 디 팩토 --
실제로 플랜트 운영 노하우를 살려 배양육 사업에 뛰어든 것은 Organoid Farm이다. Organoid Farm은 저비용으로 운용할 수 있는 배양육 플랜트를 계획하고 있다. Organoid Farm의 야마키(山木) 대표는 “우리는 장치 부분에서 비용을 삭감할 수 있다. 식품회사 등과 협업하면서 대량 생산을 담당하는 인테그레이터가 되고 싶다”라고 말한다.

Organoid Farm은 플랜트 건설 노하우에 배양 장기 기술을 접목해 설립했다. iPS세포(유도만능줄기세포) 등의 줄기세포로 구성된 ‘장기 유사체(오가노이드)’의 생성 기술을 응용한다.

“다만 세포 배양 등의 기술 수준은 어느 기업이나 비슷한 상황이다. Organoid Farm의 강점은 대량 생산에 있다”(Organoid Farm의 특별기술 고문인 준텐도대학의 아카자와(赤澤) 교수). 

Organoid Farm의 모회사인 JGC홀딩스는 액화천연가스(LNG) 등 플랜트 건설이 주력 사업이지만 재생의료 시설 등의 건설 실적도 있기 때문이다. 배양육에 참가하는 식품업체에 비해 대량 생산에 대한 전망을 세우기 쉽다.

세계로 눈을 돌려봐도 제조업 기업이 배양육에 본격적으로 뛰어드는 사례는 아직 거의 없다. 전문 자회사의 설립은 더욱 그렇다. “이 상황을 좋은 기회로 보고, 배양육 공장의 디 팩토 스탠더드(사실상의 표준)를 목표한다”(아카자와 교수). 장기적으로는 OEM(주문자상표부착생산)과 같은 형태도 고려하고 있다고 한다.

2030년대에 식량 위기가 일어난다는 예측도 있다. Organoid Farm은 식량 위기의 해결 수단이 될 수 있는 배양육 수요를 전망한다. 그래서 25년에 파일럿 장치의 건설/운전, 30년에 배양육 상업 플랜트의 운영 개시라는 명확한 계획을 세우고 있다. “대규모 플랜트를 여기저기에 세우기 것보다는 현재의 목장과 같은 규모로 전국에 분산시키는 형태를 생각하고 있다”(아카자와 교수).

-- 3D 프린팅에 의지하지 않는 돗판인쇄 --
“배양육에는 긍정적이다”(돗판인쇄의 초빙교수 기타노 씨). 배양육에 긍정적인 돗판인쇄는 패키징 기술이나 센싱 기술에 의한 신선도 모니터링으로 시장 참가를 검토한다. 돗판인쇄는 21년, 오사카대학의 마쓰사키(松崎) 교수 등과 공동으로 와규 배양육 제조에 성공한 바 있다. 3D 프린터를 사용해 근육, 지방, 혈관이 있는 배양육을 실현했다.

돗판인쇄는 배양육의 본연의 자세 중 하나로서 ‘식육의 데이터화’를 제안한다. 돗판인쇄가 맛이나 지방, 모양 등의 조합을 데이터로서 판매하고, 각 가정에서는 3D 프린터 등으로 자유롭게 배양육을 ‘인쇄’하는 것이다. 돗판인쇄는 DX(Digital Transformation) 사업에 주력하고 있으며, 그 일환으로서 계획을 세운다.

한편, 인쇄 기업으로서 의외인 점은 ‘사업 모델에 따라서는 3D 프린팅에는 얽매이지 않는다’는 점이다. 배양육 공장에 3D 프린터 설비를 도입하게 되면 대규모이기 때문에 비용이 방대해지기 때문이다.

3D 프린터를 사용하지 않는 방법으로는 예를 들면, 미리 배양액을 넣는 틀(패키지)을 만들어 놓고, 틀 안에서 3차원 형성하는 방법 등이 있다. “미래는 아직 보이지 않지만 3D 프린터 이외의 방법도 가능성이 있다”(기타노 교수).

오사카대학 마쓰사키 교수와 공동연구를 진행하는 또 하나의 기업은 시마즈제작소이다. 마쓰사키 교수가 연구하는 배양육을 한 번에 제조할 수 있는 자동생산 장치를 개발한다. 사이즈는 긴 탁자에 올릴 수 있는 정도로 작고, 배양 유닛과 프린트 유닛, 성형 유닛으로 이루어진다고 한다. 시마즈제작소는 분석 기기의 노하우를 활용해 맛이나 식감도 분석한다.

“배양육을 개발하는 기업으로부터 문의가 있다”(요코가와전기 담당자). 요코가와전기의 플로우 이미징 현미경은 육안으로는 관찰할 수 없는 입자를 일람화해 측정할 수 있는 장치다. 이물질 혼입을 방지하는 기술로서 배양육에 응용할 수 있다. 요코가와전기는 바이오리액터도 전개하고 있어 배양육 사업에 관심이 많다고 한다.

2021년에 제조업에서 큰 움직임이 있었다. 바로 배양육 벤처기업 Integriculture(도쿄)가 설립한 배양육 오픈 플랫폼 ‘CulNet 컨소시엄’이다. 이 플랫폼에 참가하는 12개 업체의 대부분은 제조업 기업이다. 에바라제작소와 닛산화학 등이 이름을 올리고 있다.

배양육 산업은 이제 막 시작된 분야이다. 일본 국내 제조업에서는 참가를 결정한 기업도 증가하고 있지만, 아직 서플라이 체인 형성에는 여지가 많다. 앞으로는 배양육 산업에 필요한 제조업의 노하우를 얼마나 저렴하게 전용할 수 있느냐가 관건이 될 것이다. 

배양육 연구의 국내 최고권위자인 도쿄대학 대학원 정보이공학계의 다케우치(竹内) 교수는 “제자리걸음하지 않는다면 최초의 좋은 곳을 선점할 수 있을 가능성이 있다”라고 말한다.

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