'대체육 풍미 높인다'…KAIST, 미생물 세포공장 모델 제시

미생물 발효과정 통해 단백질·아미노산 생산
친환경·지속가능 방법으로 식량위기해결 기대

미생물 세포공장 내 대사흐름을 향상시키기 위한 시스템 대사공학 전략(KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 미생물 세포공장을 통해 친환경적이고 지속가능한 방법으로 식량 및 기후 변화 위기를 동시에 해결할 방법을 제시해 주목된다.

한국과학기술원(KAIST)은 생물공정연구센터 최경록 연구교수와 생명화학공학과 이상엽 특훈교수가 '식품 및 화장품 생산을 위한 미생물의 시스템 대사공학’ 논문을 통해 이러한 미생물 세포공장 모델을 제시했다고 26일 밝혔다.

시스템 대사공학은 석유에 대한 의존도가 높은 기존의 화학산업을 대체할 바이오산업의 핵심인 미생물 세포공장을 더욱 효과적으로 개발하기 위해 KAIST 이상엽 특훈교수가 창시한 연구 분야다.

이후 연구진은 식품이나 음료 제조 시 포도향을 내기 위해 널리 활용되는 포도 유래 화합물인 메틸안트라닐산(methyl anthranilate) 등을 비롯해 다양한 식품 및 미용 화합물을 생산하는 고성능 미생물 세포공장들을 다수 개발한 바 있다.

이런 세포공장은 미생물 발효 과정을 통해 동물의 사료로 이용되거나 비료로 이용되고 있는 비식용 바이오매스 등을 통해 영양학적으로 높은 가치를 지닌 단백질이나 아미노산을 생산함으로써 전세계 식량 생산량의 증대 및 안정적인 공급에 기여할 수 있다.

또 대체육 개발 등 동물성 단백질에 대한 의존도를 낮춤으로써 가축 사육이나 물고기 양식을 통해 발생하는 온실가스 및 환경오염을 줄이는 데 도움을 준다.

특히 닭벼슬이나 소의 안구에서 추출해야 하는 하이알루론산, 건강보조제로 널리 섭취되고 있지만 상어나 생선의 간 등에서 추출하는 오메가-3 지방산 등도 미생물을 이용하면 윤리적인 문제 없이 친환경적으로 생산할 수 있다.

최경록 연구교수(제1저자)는 “김치나 요거트와 같은 전통 발효식품뿐만 아니라 카카오 콩을 발효시켜야만 얻을 수 있는 초콜릿의 원료인 카카오 버터나 미생물 발효를 통해 생산하는 조미료인 글루탐산나트륨처럼 미생물의 도움을 받아 생산한 식품은 이미 우리에게 친숙한 존재”라며 “앞으로 미생물 세포공장을 통해 친환경적이고 지속가능한 방법으로 생산한 더 다양한 종류의 식품과 화장품을 일상에서 더욱 쉽게 마주할 수 있을 것"이라고 말했다.

이상엽 특훈교수는 “과학기술을 활용해 더 나은 세상을 만들어가는 것은 공학자의 숙명”이라며 “시스템 대사공학 기술의 꾸준한 발전과 적극적인 활용을 통해 식량 위기와 기후 변화를 동시에 해결하는 데 크게 기여할 수 있을 것”이라고 했다.

이번 연구 성과는 네이처(Nature)’가 발행하는 ‘네이처 생명공학 리뷰(Nature Reviews Bioengineering)’에 실렸다.

memory4444444@news1.kr