지난 30일부터 아랍에미리트 두바이에서는 제28차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP28)가 열리고 있다. COP28의 당사국 총 198개국은 기후변화를 늦추기 위해 탄소 감축 계획과 기후변화 적응 방안 등을 두고 의견을 나눌 예정이다.
COP28에서는 식량 분야에서 탄소 배출을 낮추기 위한 방안도 논의한다. 식량 분야는 전 세계 온실가스 배출의 3분의 1을 차지하는 만큼 탈탄소화가 필요하다는 목소리가 컸지만 대부분 국가가 식품 분야에서의 탄소 감축 계획을 실현하지 못했다. 이에 대해 COP 의장단은 식량 대체를 우선순위로 두고 당사국들의 약속을 받아낼 계획이라고 밝히기도 했다.
혁신 기업들은 당사국 정부보다 한발 먼저 식량 시스템 전환에 달려들었다. 탄소배출이 높은 동물성 단백질의 환경 영향을 줄이기 위해 적색육과 수산물을 식물성 단백질로 대체하려는 것이다. 미국의 블룸버그 산하 연구기관인 블룸버그 인텔리전스는 2030년 기준 글로벌 식물성 식품 시장이 1620억 달러(약 210조원) 규모로 늘어날 것이라 봤다. 2020년 294억 달러(약 38조원) 수준이었던 시장이 5배 이상 커진다고 본 것이다.
현재 식물성 단백질 시장은 종자 개량부터 시작해 원하는 식물성 단백질의 질과 양을 높이고, 식물을 가공해 프리미엄 단백질 제품인 노블 푸드(novel food)를 공급하는 기업들이 주도권을 잡고 있다. 시행착오를 줄이기 위해 데이터와 인공지능(AI)을 접목해 대체 식품의 아이디어를 찾는 사례도 있다.
◇우수한 식물성 대체식품 개발 위해 합종연횡
동물성 단백질을 대체할 식품으로는 고영양의 식물성 단백질인 ‘콩’이 대안으로 떠오르고 있다. 전 세계적으로 옥수수 다음으로 두 번째로 많이 생산하는 핵심 식량 작물로 주로 단백질로 구성되어 있기 때문이다. 크로아티아의 뉴트리스(NUTRIS)는 글루텐과 알레르기 유발 물질이 없고 맛이 중립적인 누에콩(잠두)에 중점을 뒀다.
뉴트리스는 유럽 최초로 누에콩에서 단백질을 분리하는 공장을 만들었다. 이를 기반으로 누에콩과 감자에서 분리한 식물성 단백질과 전분, 섬유질 등으로 ‘뉴트리스마트(NutriSmart)’라는 제품을 만들어 공급하고 있다. 최근에는 식물성 단백질 가공 분야의 기업인 덴마크의 시카대니아(SiccaDania)와 함께 3천만 유로(약 425억원) 규모의 생산 공장을 구축했다. 뉴트리스는 2025년까지 시설을 확장해 생산량을 7만톤까지 늘일 계획이다.
뉴트리스는 생산 과정에서도 탄소 배출량을 낮추기 위한 순환 방식을 추구한다. 식품 폐기물을 줄이고 필요 전력의 100%를 재생 에너지원으로 사용한다. 사용한 물은 여과해 재사용하고, 누에콩에서 단백질을 추출하고 남은 부산물은 천연 비료로 사용하는 방식이다.
◇콩취·알레르기 물질 잡은 콩 종자 개발… 엑스프라이즈에 나선 국내 기업
콩은 특유의 비릿한 콩취와 알레르기 유발 물질, 유전자 변형 작물(GMO)에 대한 불편한 인식 등으로 식품화에 제약이 있다. 국내 스타트업인 더플랜잇은 콩취와 알레르기 물질을 모두 잡은 새로운 콩 종자를 개발한다. AI 알고리즘으로 400만 건에 달하는 식품 데이터에서 핵심 데이터를 추려내고, 이를 조합해 연구개발에 들어가는 시간과 비용을 대폭 낮췄다.
더플랜잇은 2019년 농림식품기술기획평가원의 연구 과제를 거쳐 생콩의 비린 맛과 알레르기, 소화불량 물질을 제거한 국내산 신품종 ‘하영콩’의 수율을 높이고 제품화까지 성공했다. 2019년 이전 버전의 하영콩은 100립당 무게가 총 21g이었으나 더플랜잇을 거쳐 32.3g으로 크게 늘었다. 현재 한국을 포함해 라오스와 베트남, 러시아 등 대규모 농업 지역에서 확대재배하고, 페레로와 카길, CJ 등 국내외 식품 기업에 공급하고 있다.
양재식 더플랜잇 대표는 “제품화가 가능한 고품질의 식물성 소재를 확보하는 것이 앞으로 대체식품 시장에서 중요한 경쟁력이 될 것”이라며 “대체 가능한 소재와 성분의 조합, 식감을 구현하는 특질 등을 빠르게 파악해 고부가가치 제품을 만드는 것이 유리할 것”이라고 설명했다.
더플랜잇은 일론 머스크 테슬라 CEO가 지원하는 세계 최대 기술 경연 ‘엑스프라이즈(XPRIZE)’에도 참가하고 있다. 2020년부터 4년 동안 ‘미래의 단백질’ 분야에 참가하며, 유일한 한국팀으로 결승에 진출했다. 더플랜잇은 이 경연에서 순 식물성 원료로만 만든 생선살을 상업화할 수 있을 정도로 구현할 계획이다.
◇AI로 최적의 콩 조합 찾았다… 바스프 등 260억원 투자 유치
이스라엘의 스타트업 에퀴놈(Equinom)은 AI 알고리즘을 활용해 더 나은 콩 종자를 개발하고 있다. 단백질량이나 영양 특성, 질병 저항성, 수확량 등과 관련된 유전자를 분석하고, 원하는 콩 종자를 만들어 내기 위해 이상적인 육종 조합을 찾는 방식이다. 에퀴놈은 잘 맞는 종자끼리 교배하는 방식으로 원하는 품종을 빠르게 만들어 낼 수 있다고 밝혔다.
지금까지 에퀴놈은 단백질을 높인 노란 완두콩과 일반 콩, 참깨 등을 개발했다. 모두 GMO 프리 제품으로 노란 완두콩은 단백질 함량이 70%로 매우 높다. 종자 데이터베이스를 기반으로 계속해서 단백질과 추가 영양 성분이 들어간 병아리콩과 녹두, 퀴노아, 동부콩, 누에콩 등에 대한 육종 프로그램을 진행하고 있다.
길 샬레브 에퀴놈 공동 창립자 겸 최고경영자(CEO)는 “대체 단백질 분야에서는 결국 원물에 집중해야 한다”고 원칙을 밝힌 바 있다. 생산이나 가공 단계도 중요하지만, 결국 원재료의 비용을 줄이는 것이 중요하다는 의미다.
이 원칙을 바탕으로 에퀴놈은 지난해 말 화학 분야의 글로벌 대기업인 바스프의 벤처캐피탈 투자를 포함해 총 2000만 달러(약 260억원) 규모의 시리즈C 투자를 유치했다. 앞으로 상업화에 속도를 내 새로 제품을 계속 개발하고 해외 시장을 넓혀갈 계획이다.