전 세계 육류 소비는 인구 및 1인당 소득 증가로 인해 향후 10년 동안 14%(44 백만톤) 증가하며, 이러한 소비 증가의 대부분은 중간 소득 국가에서 발생할 것으로 전망된다. 예를 들면, 동남아시아와 중국에서의 육류 소비는 높은 소득 증가로 인해 2030년까지 각각 20%
와 17% 증가할 것으로 예상된다.
고소득 국가에서는 낮은 인구 증가율, 육류 소비의 포화, 건강, 환경 및 동물 복지 문제로 향후 10년간 5% 수준으로 천천히 증가하고, 1인당 기준으로는 정체되거나 감소할 것으로 전망된다.
2.1.2. 육류 생산 및 소비의 외부효과
육류 생산 및 소비는 공중 보건, 동물 복지 및 환경에 대한 여러 외부효과와 연관되어 있다. 전 세계 육류 수요가 증가하고 이러한 외부효과를 내부화하는 정책이 지연됨에 따라 이러한 외부효과 비용이 향후 증가할 것이라는 우려가 존재한다.
육류는 9가지 필수 아미노산을 모두 함유하고 있기 때문에 에너지원이자 단백질의 완전 한 공급원이다. 또한 비타민 B12, 기타 B-복합 비타민, 미네랄(철, 아연, 구리) 등 다양한 미세영양소를 공급한다. 하지만, 가공육 및 붉은 고기의 과다한 소비가 식단 관련 사망 위 험을 증가시킨다는 증거가 있다. 또한, 가공육이 많은 식단은 심혈관 질환 및 제2형 당뇨병 과도 관련되어 있다. 이러한 증거는 개인이 1인당 일주일에 100g 이상의 붉은 고기와 200g 이상의 가금류를 섭취해서는 안된다고 권고하고 있다. 그러나 고소득 국가와 일부 중간 소 득 국가에서는 이 권장량보다 더 많이 소비하고 있으며, 과다한 육류 소비(특히 가공육)는 높은 의료 비용과 연관되어 있다.
여러 질병은 동물성 식품이나 농장의 동물에서 사람에게 전염될 수 있다. 살모넬라 (salmonella), 캄필로박터(campylobacter), 대장균(Escherichia coli) 등과 같은 식인성 병원 균의 상당 부분은 동물을 재료로 한 음식에서부터 유래한다. 또한, 농업 확장을 통해 인간 및 가축이 야생 동물과 접촉 기회가 증가하면서 가축을 통한 전염병의 확산 위험이 커지고 있다. 세계동물보건기구(OIE)는 인간의 모든 전염병의 60%가 인수공통전염병이라 추정하 고 있으며, 축산업에서 항생제의 과도하거나 부적절한 사용은 항생제 내성을 증가시켜 공 중 보건 문제를 야기한다.
일반적으로 외부효과로 간주되지 않지만, 육류 생산은 농장 동물의 사육 및 도축 상태로 인해 일부 소비자에게 윤리적 문제를 제기한다. 고소득 국가에서는 가축의 대부분이 우리 나 외부 접근이 불가능한 밀집 사육 환경에서 사육된다. 또한, 육류 생산 업계는 몇 가지 고통스러운 관행(마취 없는 거세, 뿔 제거, 치아 깎기, 기절 시키지 않는 도살)을 사용하고 있다. 매년 약 500억 마리의 닭, 15억 마리의 돼지, 6억 마리의 양, 5억 마리의 염소와 3억 마리의 소가 식용으로 사육되고 도살된다. 특히, 닭은 6주에서 8주, 돼지는 약 6개월 후 등 가축들은 보통 새끼인 상태에서 도살된다.
가축 생산은 환경에 큰 영향을 미친다. 축산업은 전 세계 토지의 3분의 1을 사용하고, 이용 가능한 모든 담수의 4분의 1을 소비하며 수명 주기 분석에 따르면 전 세계 온실 가스 (GHG) 배출량의 15%를 차지한다(FAO 2006). 목초지와 사료 생산을 위한 토지 전환은 삼림 벌채의 주요 요인이며 생물다양성 손실과 CO2 배출을 가져온다. 또한, 동물 사육은 대기 및 수질 오염의 중요한 원인이다. 다만, 축산이 환경에 미치는 영향은 축종과 생산 시스템 에 따라 크게 다르며 반추 동물 사육이 이러한 환경 문제에 가장 큰 영향을 미친다. 잘 관리된 축산 시스템은 토양 탄소 함량과 토양 비옥도를 유지함으로써 환경을 개선할 수 있다. 또한, 여러 국가 및 업계는 연구 개발(R&D) 및 지도 사업에 대한 투자와 산업 이니셔 티브(지속 가능성 평가, 온실가스 감소 목표 등)를 통해 가축 생산의 환경 영향을 줄이기 위한 조치를 채택했거나 고려하고 있다.
지난 수십 년 동안 건강, 환경 지속 가능성 및 동물 복지 문제에 대한 사람들의 인식이 고소득 국가와 젊은 세대 사이에서 특히 증가하였다. 이러한 우려는 육류의 생산 및 소비와 관련된 부정적인 외부 효과 및 윤리적 우려를 완화하면서 영양학적으로 건전한 가능성을 가지고 있는 대체 단백질 공급에 대한 관심을 불러일으키고 있다.
2.2. 대체육 세 가지 유형
두부, 템페(tehphe), 세이탄(seitan) 등과 같은 육류 대체품은 수 세기 동안 존재해 왔다. 그러나 식품 과학 및 제조 기술의 발전에 따라 최근 몇 년 동안 맛, 질감, 외관 및 영양 특성 측면에서 고기를 더 가깝게 모방한 차세대 대체육이 시장에 등장하였다.
일부 소비자는 여러 이유로 육류 소비를 줄이려고 하지만, 여전히 많은 소비자가 고기와 관련된 특정 풍미, 식감 및 입맛을 선호한다. 이것은 고기의 맛과 소비자의 경험을 모방하 기 위해 만들어진 식물성 단백질, 동물성 소스 및 생명공학 혁신을 사용한 새로운 제품 개발을 뒷받침하였다.
이 보고서는 감각(맛, 외관, 식감) 및 영양 특성 측면에서 육류를 모방하는 것을 목표로 하는 세 가지 유형의 대체육에 초점을 두고 있다.1)
• 식물성 대체육(Plant-based alternatives): 식물성 단백질을 이용한 버거 패티, 미트볼, 너겟, 소세지 등의 제품으로 고기와 거의 동등한 것으로 마케팅되고 있는 것
• 곤충 기반 대체육(Insect-based alternatives): 식용 곤충 및 대체육 제조에 단백질 공급 원으로 사용되는 곤충 기반 재료(곤충 분말 및 밀가루)
• 배양육(Cultured meat): 실험실에서 만들어진 고기 또는 체외 고기로 도축된 동물이
아닌 동물 세포에서 생산된 것. 이 획기적인 기술은 개발 초기 단계에 있으며, 아직 까지 싱가포르의 한 레스토랑에서만 상용화됨.
2.2.1. 식물성 대체육(Plant-based alternatives)
식물로 만든 가공 대체육(야채 버거)은 1970년대 후반부터 시장에 출시되었으며, 지난 10년 동안 감각(맛, 외관, 식감) 및 영양 특성 측면에서 육류와 거의 유사한 제품이 개발되 었다. ‘Beyond Meat’ 및 ‘Impossible Foods’ 등의 기업에서 상용화한 제품들은 판매대에서 육류와 거의 동등하게 취급되고 있다.2)
식물성 대체육의 주요 투입물은 콩·완두콩과 같은 단백질 함량이 높은 작물이며, 제조법 은 일반적으로 시리얼(밀, 쌀), 감자전분, 식물성 기름(코코넛, 카놀라, 해바라기 기름) 등을 포함한다. 식물성 대체육의 주요 장점으로는 사료에서 음식으로의 전환 손실을 감소시킨다 는 점이다. 1kg의 식물성 대체육을 생산하는 데 1.3kg의 경작 작물이 필요한 것으로 추정 (전환율 약 75%)되는 데 반해 쇠고기의 경우 1 kg당 사료가 7-10kg, 돼지고기는 4-5kg, 가금류는 2-2.5kg가 필요하다.
1) 하이브리드 제품(육류와 대체육의 혼합식품)과 유제품, 계란 및 해산물 대체물은 본 보고서의 연구 대상이 아님.
2) Beyond Meat의 첫 제품은 2012년 미국에서 출시됨.
식물성 대체육 생산공정은 1단계에서 단백질 함량이 높은 작물에서 식물 단백질을 추출 하고, 2단계에서 추출된 식물성 단백질에 첨가제를 혼합하여 실제 고기의 맛과 냄새를 재현 한다. 3단계에서 실제 고기의 질감을 형성하기 위해 전단 세포 기술, 균사체 배양 또는 3D 프린팅과 같은 기술로 재성형 과정을 진행한다. 다만, 제품 제조과정에서 일부 영양소 손실 이 발생할 수 있고, 현재의 기술은 진짜 고기와 같은 형태를 그대로 재현하는데 한계가 있어 다진 고기 형태의 제품만이 시중에 판매되고 있다.
2.2.2. 곤충 기반 대체육(Insect-based alternatives)
최근 추정에 따르면, 약 140개국에서 약 211종의 곤충이 소비되고 있다. 곤충은 수 세기 동안 세계 여러 지역에서 식단의 일부였지만, 대부분의 고소득 국가에서는 일반적이지 않 다. 그러나 곤충을 영양 공급원으로 사용하고자 하는 관심이 증가하고 있으며, 최근 몇 가 지 곤충 기반 제품이 시장에 등장하고 있다.
식용 곤충은 주로 야생에서 채집되지만 식용 및 사료용으로 사육되는 곤충이 증가하고 있다. 알려진 식용 곤충 종의 92%는 야생수확, 6%는 반가축, 2%는 사육인 것으로 추정된다. 곤충은 동물성 단백질 중에서 사료 전환율이 가장 높은 수준으로 약 1.7-2.3kg의 사료가 1kg의 곤충을 생산하는 데 필요한 것으로 추정되는데, 이는 쇠고기와 돼지고기 1kg을 생산 하는 데 필요한 것보다 상당히 적고, 가금류 1kg을 생산하는 데 필요한 것과 비슷한 수준이 다. 곤충은 또한 기존 가축보다 번식률이 높고 수일 내에 성숙기에 도달할 수 있어 농가들 이 1년에 몇 번씩 출하할 수 있다.
곤충은 여러 가지 방법으로 가공될 수 있다. 전통적으로 곤충은 국, 찜, 구이, 훈제, 튀김 등 풍미 및 영양을 개선하기 위해 조리된다. 고소득 국가에서는 소비자의 수용도를 높이기 위해 분말이나 밀가루와 같이 인식할 수 없는 형태로 만드는 건조, 초음파 보조 추출, 저온 대기압 플라즈마, 건조 분획 등 다양한 기술이 개발되고 있다. 다만, 곤충 분말/가루는 독특 한 질감, 외관 및 향을 가지고 있어 제품 제조에 어려움이 있다.
2.2.3. 배양육(Cultured meat)
배양육은 동물 체외에서 육류를 생산하는 것을 의미한다. 배양육은 도축된 동물이 아닌 동물 세포에서 생산되며, 이 기술은 원래 줄기세포 생물학의 발전과 의학적 응용을 목적으 로 한 조직 공학에 기반을 두고 있다.
과학자들은 1990년대부터 배양육 연구를 해왔다. 네덜란드 과학자 Wilem van Eeln은 1994년에 배양육 생산 방법에 대한 최초의 특허를 출원했고, 배양육은 2013년 의학 연구원 인 Mark Post와 두 명의 언론인이 TV 프로그램에서 Post의 배양육 버거를 맛보고 “고기에 가까웠다”고 선언하면서 대중의 주목을 받았다.
현재 배양육 및 관련 기술(발판(scaffolding), 성장 배지(growth medium)을 연구하는 약 100개의 신생 기업이 있으며, 이들 회사 중 12개 회사는 향후 몇 년 내에 제품을 개발하고 시장에 출시하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 현재까지 미국 스타트업인 ‘잇저스트(Eat Just)’만이 배양육 제품을 2020년 12월부터 싱가포르의 한 레스토랑에 판매하고 있다. 배양 육 생산은 아직 산업 수준으로 규모화되지 않았다.
배양육 생산을 위한 투입물은 주로 영양분과 성장 배지 형성에 필요한 다른 성분, 즉 세포가 성장하는데 필요한 에너지 요구량을 제공하는 솔류션을 포함한다. 또한, 성장 배지 의 업스트림 생산과 생산 과정에서 에너지와 물도 필요하다. 현재 배양육 1kg을 생산하는 데 약 1.5kg의 작물이 필요한 것으로 추정된다(약 70%의 전환율). 따라서 배양육은 모든 육류보다 사료 전환율이 더 높은 수준이다(Suhlmann et al. 2019).
배양육 생산은 크게 네 가지 단계로 이루어진다. 1단계에서 생체검사를 통해 살아있는 동물로부터 몇 개의 줄기세포를 채취하고, 2단계에서 온도와 산소 제어 및 성장 배지를 공급하는 생물 반응기에서 줄기세포를 증식·성장시킨다. 3단계에서는 줄기세포가 적정 세 포 수에 도달하면 성장 배지 구성 변화를 통해 줄기세포를 골격근, 지방 및 결합 조직으로 분화되도록 유도하고, 4단계에서는 분화된 세포를 수확하고 처리하여 최종 제품으로 완성 한다. 전체 생산 과정은 배양되는 육류의 종류에 따라 2주에서 8주 사이가 소요된다. 따라 서 생후 7~112주에 이르는 모든 육류의 생산 시간보다 짧은 기간이다.
배양육은 분자적으로 육류에 매우 가깝기 때문에 맛, 질감 및 모양 면에서 거의 완벽한 대체품이 될 수 있다. 그러나 배양육 공정을 통해 육류의 모든 특징을 복제하는 것은 어렵