대체육 풍미·색감 높이는 ‘미생물 세포공장’ 전략 나왔다

이상엽·최경록 KAIST 교수 연구팀

이상엽 KAIST 생명화학공학과 교수. KAIST 제공.

미생물을 이용하면 대체육(비동물성 고기)의 풍미와 색감을 높이거나, 식품에 향을 내는 화합물을 생산할 수 있다는 연구결과가 제시됐다. 

이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수와 최경록 KAIST 생물공정연구센터 연구교수는 최근 시스템 대사공학 전략을 제시하는 논문을 발표했다. KAIST는 두 교수가 ‘식품 및 화장품 생산을 위한 미생물의 시스템 대사공학’ 논문을 국제학술지 ‘네이처 생명공학 리뷰’ 온라인판에 발표했다고 26일 밝혔다. 

연구팀은 식품과 화장품에 쓰이는 아미노산, 단백질, 지방, 지방산, 비타민, 향미료, 색소, 알코올, 기능성 화학물과 기타 식품 첨가물 등을 생산할 수 있는 미생물 세포공장 개발 사례들과 제품화에 성공한 기업 사례들을 이번 논문에서 소개했다. 또 친환경적이면서 경제성을 갖춘 미생물 세포공장을 개발할 수 있는 시스템 대사공학 전략을 제시했다. 

이 전략은 미생물 발효과정을 통해 동물 사료나 비료로 쓰이는 비식용 바이오매스 등을 영양학적으로 높은 가치를 지닌 단백질이나 아미노산으로 만들 수 있다. 전 세계에 식량을 보다 안정적으로 공급하고, 동물성 단백질에 대한 의존도를 낮춰 가축 사용 등으로 발생하는 온실가스를 줄이는 데 기여할 수 있다. 

생산량이 적고 생산단가가 높은 천연제품을 대체하는 식품첨가물을 만들 수도 있다. 바닐라나 포도 향을 내는 바닐린이나 메틸안트라닐산은 다양한 식품에 첨가되고 있으나, 식물로부터 분리·정제한 천연제품이기 때문에 생산량이 적고 생산비용은 비싸다. 미생물의 힘을 빌리면 이러한 물질들도 친환경적이고 인체 친화적인 방법으로 보다 적은 비용을 들여 대량 생산할 수 있다는 게 연구진의 설명이다.

연지벌레로부터 추출해 붉은색 립스틱이나 딸기맛 우유 등에 첨가하는 칼민(코치닐색소), 닭 벼슬이나 소의 안구에서 추출해 피부 미용에 쓰는 하이알루론산, 상어나 생선 간 등에서 추출해 건강보조제로 사용하는 오메가-3 지방산 등도 미생물을 이용하면 친환경적 생산이 가능하다. 

최 교수는 “김치나 요거트 같은 전통 발효식품, 카카오 콩을 발효시켜야만 얻을 수 있는 초콜릿 원료인 카카오버터, 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 쉽게 마주할 수 있을 것”이라고 말했다. 

이 교수는 “시스템 대사공학 기술의 꾸준한 발전과 적극적인 활용을 통해 식량 위기와 기후변화를 동시에 해결하는 데 크게 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]