모유 단백질 기술
호주 바이오테크 기업 올지(All G)가 정밀 발효(precision fermentation) 기술을 활용해 인간 모유의 핵심 단백질을 재현하는 데 성공했다고 밝히며, 900억달러 규모의 글로벌 조제분유 시장에 혁신을 가져올 수 있는 기반을 마련했다고 발표했다.
매드포즈(Mad Paws)와 플레어(Flare) 등을 창업했던 연쇄 창업가 얀 파카스(Jan Pacas)는 이번 기술적 진전이 모유 수유가 어려운 가정의 영양 격차를 획기적으로 줄일 수 있다고 설명했다.
올지는 시드니 기반 기업으로, 투자자에는 울워스(Woolworths)가 지원하는 벤처펀드 W23도 참여하고 있으며, 이번 전환사채(전환노트) 방식으로 조달된 1,000만달러를 포함해 지금까지 총 5,000만달러의 자본을 확보했다. 올지는 동시에 프랑스 유제품 기업 아머 프로테인(Armor Protéines)과의 합작 법인도 설립해 글로벌 확장 기반을 마련했다.
대체 단백질 정의
대체 단백질은 급증하는 세계 인구에 대응할 잠재적 해결책으로 홍보되고 있다. 제품에는 육류·해산물 대체품, 대두·완두콩·햄프씨드·퀴노아(quinoa) 같은 곡물에서 만든 특수 식재료가 포함된다. 최근에는 곤충 기반 식재료, 동물 세포에서 배양한 육류, 발효를 통한 육류 제품 등도 등장하고 있다.
호주·뉴질랜드 독립 싱크탱크 푸드 프론티어(Food Frontier)의 식물성 단백질 산업 보고서에 따르면, 2024년 글로벌 식물성 단백질 원료 시장 규모는 240억달러를 넘어섰으며, 2032년까지 3배 성장이 예상된다.
그레인 & 레그룸 뉴트리션 카운슬(Grains & Legumes Nutrition Council)이 호주 슈퍼마켓 2,900개 제품을 조사한 결과, 2022-2024년 기준 12% 제품에 식물성 단백질이 포함돼 있었으며, 특히 식물성 식품·음료에서 많이 사용됐다.
스타트업 투자 인프라 부족 심각
이렇게 세계 인구 증가에 따라 ‘대체 단백질(alternative proteins)’로 불리는 신세대 식품 수요가 3배로 늘어날 것으로 전망되지만, 호주 내 스타트업들은 산업을 국내에서 구축할 자금을 확보하지 못하고 있는 것으로 나타났다.
CSIRO(호주연방과학산업연구기구) 식품혁신센터(Food Innovation Centre)의 잉그리드 애플크비스트(Ingrid Appleqvist)는 벤처캐피털 부족과 숙련 인력, 산업 확대에 필요한 인프라 부족이 많은 스타트업에게 문제라고 말했다.
분절된 산업 구조
애플크비스트는 대체 단백질 산업이 매우 분절돼 있다고 지적했다. 전체 기업의 99%가 소규모 기업이어서 산업 통합이 어렵다는 것이다. 그는 “식품 제조는 호주에서 가장 큰 제조 산업이지만, 수만 개의 중소기업으로 구성돼 있다” 며 “스타트업들은 자본을 유치하기 위해 ‘off-take’ 계약이 필요하지만, 제조 시설이 파일럿 단계일 때 구매자를 찾는 데 어려움을 겪는다”고 설명했다.
호주 시장 한계
호주에는 현재 6개의 식물성 단백질 원료 제조업체가 있지만, 대부분 규모와 생산 능력이 제한적이다.
NSW 나우라(Nowra) 소재 매닐드라(Manildra) 공장은 연간 100만 톤의 밀을 가공해 농축물, 분리물, 가루, 전분으로 만들어 식물성 제품에 활용한다.
최근 6년간 새로 설립된 공장은 빅토리아(Essantis), 웨스턴오스트레일리아(Wide Open Agriculture), 빅토리아(Australian Plant Proteins), 태즈매니아(Hemp Harvests), 남호주(Integra Foods)에 있다.
기존 제분소나 압착 공장과 달리, 이들 공장은 fractionation(분획화) 공정을 통해 곡물, 콩류, 유지종자 원료에서 단백질을 농축·추출한다. 그레인 & 레그룸 뉴트리션 카운슬은 특히 헬스케어 분야에서 고섬유·단백질 풍부 식품을 찾는 외식업체 수요 때문에 식물성 단백질 원료 필요가 증가할 것으로 분석했다.
소비자 인식 부족
그러나 시드니(Sydney) 대학의 브렌트 카이저(Brent Kaiser) 교수는 호주 시장 규모가 벤처캐피털을 유치하기에는 너무 작다고 말했다. 그는 “대체 단백질이 평균 소비자에게 우선순위가 되지 않는 한, 소비자가 식품 안보와 지속 가능성 측면에서 대체 단백질을 선택할 때까지 시장은 작게 유지될 것”이라고 지적했다.
올지 해외 진출
그럼에도 불구하고 시드니(Sydney) 소재 기업 올지(All G)는 대체 단백질을 생산하는 첨단 시설 확보를 위해 해외로 나가고 있다.
올지의 수석 과학자 재러드 레인스(Jared Raynes)는 “호주에서 사업을 확장하고 싶지만 인프라가 부족하다”며 “규모를 키우는 것은 매우 어렵다. 호주에는 필요한 시설이 존재하지 않는다”고 밝혔다.
올지는 조제분유의 핵심 성분인 락토페린(lactoferrin)을 생산한다. 일반적으로 소 우유에서 얻지만, 올지는 락토페린 유전자를 특수 효모에 삽입해 훨씬 효율적으로 생산할 수 있다고 주장한다.
레인스 과학자는 “바이오리액터(fermenter)라는 정교한 장치에서 발효 과정을 거치며, 과정은 맥주 양조와 크게 다르지 않다”고 설명했다. 설탕을 원료로 사용하고 감자를 단백질 공급원으로 활용하며, 동물성 제품은 전혀 사용하지 않는다. 그는 이어 “락토페린 1kg을 생산하려면 일반적으로 1만 리터의 우유가 필요하지만, 우리는 발효 방식으로 1,000리터도 안 되는 양으로 1kg을 생산할 수 있다”고 말했다.
정밀발효 기술
정밀 발효(precision fermentation)는 효모, 박테리아, 곰팡이 등 미생물과 원료를 결합해 계란 단백질, 효소, 향료, 색소, 지방, 오일 등을 생산하는 기술이다.
타즈매니아(Tasmania)에는 정밀 발효 공장이 이미 건설되었으며, 내년에는 빅토리아(Victoria) 웨리비(Werribee)와 퀸즐랜드(Queensland) 매케이(Mackay)에도 두 개의 파일럿 공장이 문을 열 예정이다. 그러나 레인스 과학자는 이 시설들이 자사 요구를 충족하지 못한다고 밝혔다. 결국 올지는 독일(Germany)의 식품 기업과 공장 사용 파트너십을 체결했다.
산업 로비 단체 셀룰러 애그리컬처 오스트레일리아(Cellular Agriculture Australia)는 이 방식으로 식품을 생산하면 물과 토지 사용량이 적고, 배출이 감소하며, 삼림 파괴와 생물 다양성 손실이 발생하지 않는다고 주장한다. 하지만 과학자들은 대체 단백질 제품 전체 공급망의 전 주기 평가(life cycle assessment)가 매우 제한적이며, 미생물 유래 단백질과 배양육(cultured meat)의 영향이 완전히 평가되지 않았다고 경고한다.
정밀발효 적용
올지는 소를 거치지 않고 산업용 바이오리액터에서 정밀 발효 기술을 활용해 ‘생물학적 동일성(bio-identical)’을 갖춘 모유 단백질을 생산하는 기술을 상용화하는 데 이번 자금을 투입할 계획이다. 다만 얀 파카스 대표는 세계 조제분유 시장의 규제가 매우 엄격해 전체 상용화까지는 복잡한 절차가 필요하다고 말했다.
파카스 대표는 “모유의 100%를 완전히 동일하게 재현하는 것은 불가능하다. 다양한 당류 등 ‘롱테일’ 구성 요소가 많기 때문”이라면서도 “단순하게 말해, 모유가 영양학적 기준 100%라고 했을 때, 다논(Danone)의 최고급 조제분유도 기껏해야 10% 수준이지만 우리의 기술은 80~90%에 도달할 수 있어 변혁적 차이가 있다”고 설명했다.
유전자 기반 생산
올지의 기술은 유전자공학을 활용해 미생물을 ‘미니 세포 공장(mini cell factory)’으로 전환하는 방식에 기반한다. 이 미생물은 물과 탄소원을 공급받아 목표 단백질을 생산한다. 이는 기존의 유제품에서 단백질을 추출하는 방식에 비해 물류·경제적 효율성이 크게 개선된다는 평가다.
파카스 대표는 “컴퓨터 코드가 있듯이 생물학에도 코드가 있다. 네 가지 아미노산으로 이루어진 이 코드를 미생물에 삽입해 작동하도록 만드는 것”이라며 “이렇게 유전적으로 조작된 미생물이 세포 공장처럼 기능하며 원하는 단백질을 생산한다”고 설명했다.
올지는 인간 모유의 핵심 기능성 단백질인 재조합 인간 락토페린(recombinant human lactoferrin)과 그 외 주요 모유 단백질을 개발 중이다.
‘화이트골드’ 락토페린
락토페린은 희소성과 높은 가치로 인해 흔히 ‘화이트 골드(white gold)’로 불리며, 현재는 주로 소 우유에서 추출한다. 그러나 단 1kg의 락토페린을 얻기 위해 약 1만 리터의 우유가 필요하며, 이러한 높은 비용 때문에 주로 프리미엄 조제분유와 건강기능식품에서만 사용되어 왔다.
파카스 대표는 “전 세계적으로 수십억 리터의 우유가 필요할 정도로 공급 부족이 심각하다”며, 올지의 방식이 높은 순도, 일관된 품질, 대량생산 가능성, 더 나은 가격 접근성을 제공해 글로벌 공급 문제를 해소할 수 있다고 강조했다.
상용화 단계
이번 1,000만달러 조달은 앞서 진행된 4,000만달러 규모의 시리즈 A 라운드에 이어 제품 양산 준비에 사용될 예정이다. 올지가 내놓을 첫 제품은 재조합 우유 락토페린(recombinant bovine lactoferrin)으로, 오는 2026년 초 출시를 목표로 한다. 이 제품은 이미 미국에서 GRAS(Generally Recognised as Safe) 인증을 받아 성인 영양 제품으로 판매가 가능하며, 추가 국가의 인증도 추진 중이다.
보다 높은 목표인 조제분유용 인간 모유 단백질 상용화는 규제 절차가 비교적 길다. 파카스 대표는 “인간 모유 단백질이 실제 조제분유에 들어가는 것은 첫 시장 기준 약 3년 후가 될 것”이라며, 이는 신규 단백질을 영유아 식품에 도입할 때 요구되는 복잡한 규제 절차 때문이라고 설명했다.
한국신문 편집부 herald@koreanherald.com.au
