미세조류 단백질의 무한한 가능성: 지속 가능성의 해답

 

1. 미세조류 단백질의 정의와 특징: 차세대 슈퍼푸드로 떠오른 이유

미세조류는 광합성을 하는 단세포 또는 군체 형태의 원핵생물과 진핵생물을 통칭하는 개념으로, 지구상에서 가장 오래되고 풍부한 생물자원 중 하나다. 그중에서도 식용으로 활용되는 클로렐라, 스피룰리나 등은 단백질 함량이 무려 50~70%에 달해 '식물성 단백질의 왕'으로 불린다. 아미노산 스코어(PDCAAS)도 0.9 이상으로 달걀, 우유에 버금가는 양질의 단백질을 함유하고 있다. 

특히 메티오닌, 시스테인 등 황 함유 아미노산이 풍부한 것이 장점이다. 이는 식물성 단백질 소재의 영양학적 한계를 극복할 수 있는 돌파구로 기대를 모으고 있다. 뿐만 아니라 미세조류는 식이섬유, 비타민, 미네랄, 항산화 물질 등 다양한 영양소의 보고여서 최근 슈퍼푸드로 각광받고 있다. 오메가-3 지방산인 DHA, EPA도 풍부해 두뇌 건강에도 좋다.

게다가 미세조류는 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출하는 대기정화 능력까지 갖추고 있다. 바이오 디젤, 바이오 에탄올 등의 원료로도 주목받고 있어 에너지 자립의 열쇠로도 꼽힌다. 무엇보다 미세조류 배양에 소요되는 자원은 일반 경작 작물에 비해 현저히 적다. 전 세계적인 기후 위기와 식량 부족 문제를 동시에 해결할 수 있는 지속 가능한 단백질로서 무한한 잠재력을 갖고 있다.  

2. 미세조류 단백질 생산의 장점과 기술 혁신: 지속 가능성과 생산성의 조화

미세조류 단백질은 축산이나 다른 작물에 비해 자원 효율성이 획기적으로 높다. 소고기 1kg을 얻는 데 필요한 땅과 물의 양으로 스피룰리나는 각각 25kg, 50kg을 생산할 수 있다. 증식 속도 또한 매우 빨라 축산의 경우 일 평균 약 0.1g의 단백질 생산이 가능한 반면, 미세조류는 무려 25g의 단백질을 생산할 수 있다. 배양 기간도 1~2주면 충분해 연간 50회 이상의 수확이 가능하다. 

특히 광생물반응기를 활용한 인공 배양 기술의 발달로 기후의 영향을 받지 않고 연중 생산이 가능해졌다. 배양 과정에서 이산화탄소를 대량 흡수하기 때문에 탄소 저감 효과도 기대할 수 있다. 나아가 광합성 효율을 높이기 위한 유전공학 기술, 인공광 적용을 통한 스마트팜 기술 등 다양한 기술 혁신이 이뤄지고 있다. 

최근에는 배양액 내 영양분 조성을 조절해 미세조류의 단백질과 지방 함량을 높이는 연구도 활발하다. 유전자 가위 기술을 활용해 고부가 물질을 생산하는 신품종 개발도 한창이다. 이러한 연구 성과는 미세조류 단백질의 생산성과 기능성을 한 차원 높일 것으로 기대된다. 생산 효율성 제고와 지속 가능성 구현을 동시에 만족시킬 수 있는 혁신 단백질로서 미세조류의 무한한 가능성이 주목되는 이유다.

 

3. 미세조류 단백질 시장의 전망과 과제: 식량 위기 대응을 위한 전략적 육성

미세조류는 수천 종에 이르는 방대한 생물자원으로 아직 상용화 단계에 이른 것은 극히 일부에 불과하다. 현재 식품 시장에서 판매되고 있는 클로렐라, 스피룰리나의 경우에도 주로 건강보조식품 형태로 유통되고 있다. 그러나 대체 단백질에 대한 수요 증가와 ESG 트렌드 확산으로 미세조류 시장은 가파른 성장세를 보일 것으로 전망된다. 

실제로 네슬레, 벤앤제리스 등 글로벌 식품 기업들은 스피룰리나를 활용한 대체유, 아이스크림 등을 속속 출시하고 있다. 미세조류 기반의 대체육 개발도 활발해질 전망이다. 특히 배양육, 곤충 단백질이 동물 유래 단백질이라는 한계가 있지만, 미세조류는 100% 식물성 단백질이라는 점이 ESG 투자 관점에서도 매력적이다. 

시장조사기관 그랜드뷰리서치에 따르면 미세조류 단백질 시장 규모는 2021년 약 7천만 달러에서 2028년 1억 3천만 달러 규모로 성장할 전망이다. 시장 확대에 대응해 대량 배양 시스템 구축, 신품종 개발 등 원천기술 확보 경쟁도 치열해질 것으로 보인다. 특히 정밀 발효 기술을 활용해 초고순도 미세조류 단백질을 대량생산하는 기술개발이 핵심 과제로 꼽힌다.

다만 대규모 상용화를 위해서는 아직 가격 경쟁력 측면에서 개선이 필요한 것도 사실이다. 건강식품으로서의 부가가치를 인정받고 있음에도 여전히 일반 소비자가 접근하기에는 가격 장벽이 높다. 이를 위해서는 배양 효율성과 수율을 획기적으로 높일 수 있는 공정 혁신이 시급하다. 정밀발효, 유전공학 등 첨단 기술의 도입이 적극 요구되는 대목이다.  

나아가 식품 형태의 다각화와 소비자 인지도 제고를 위한 노력도 필요하다. 미세조류 음료, RTD 제품, 펫푸드 등으로의 적용 확대가 한 방안이 될 수 있다. B2C 대상의 적극적 마케팅 활동도 병행되어야 할 것이다. 정부 차원의 제도적, 정책적 지원 역시 요구되는 상황이다. 식량 위기 대응과 탄소중립 실현을 위한 전략 산업으로서 미세조류 단백질에 대한 정부 차원의 투자와 세제 지원이 필수적이기 때문이다.

지속 가능한 슈퍼푸드, 식량 위기 대응을 위한 돌파구. 그린 바이오 혁명의 핵심 열쇠. 미세조류 단백질의 잠재력은 무궁무진하다. 아직은 걸음마 단계지만 기술 혁신과 시장 저변 확대를 통해 머지않아 대체 단백질 시장의 판도를 뒤바꿀 것으로 기대된다. 식량, 환경, 에너지를 아우르는 미래 신산업으로 성장할 미세조류 단백질. 그 가능성에 주목해 볼 때다.