동물 아닌 미생물로 젤라틴 만든다

합성생물학 기술 활용…천연 단백질 기술 잇달아 개발

젤라틴(gelatin)은 콜라겐(collagen)이 변형된 형태를 뜻한다. 콜라겐은 동물의 가죽이나 힘줄, 또는 연골 등을 구성하는 천연 단백질로서, 뜨거운 물에 담그면 구조가 파괴되면서 다른 형태의 단백질로 변한다. 이처럼 물성이 변한 콜라겐을 젤라틴이라 부른다.

젤라틴은 반투명하며 무색무취한 소재다. 음식에 넣으면 쫄깃한 식감을 제공하기 때문에 국수나 디저트의 재료로 많이 사용한다. 약을 먹을 때 보는 캡슐 껍질도 젤라틴을 이용해서 만든다. 식재료 외에도 헤어스프레이나 영양크림 같은 생활용품에도 사용되기 때문에 사용범위는 무궁무진하다.

젤라틴은 다양한 식품의 첨가물로 활용되고 있다 ⓒ livekindly.com

이처럼 쓰임새가 많은 소재이다 보니 젤라틴의 시장 규모는 해마다 큰 폭으로 증가하고 있다. 소재 업계는 세계 젤라틴의 시장 규모를 오는 2024년까지 약 4조 5000억원을 넘어설 것으로 예측하고 있다.

시장규모는 커지고 있지만, 그에 따른 문제도 함께 나타나고 있다. 반드시 동물을 죽여야만 확보할 수 있는 소재인 만큼, 동물보호 단체들로부터 지속적으로 항의를 받고 있다. 또한 젤라틴을 얻기 위해 가축을 사육하면서 환경 오염도 한층 더 심각해지고 있는 상황이다.

그런데 최근 들어 미국의 한 생명공학 전문 스타트업이 미생물 발효 기술만을 사용하여 젤라틴을 만드는 기술에 성공하여 화제가 되고 있다. 해당 기술이 상용화된다면 더 이상 젤라틴 공급을 위해 동물이 희생당하는 문제는 사라질 것으로 업계는 전망하고 있다.

천연 단백질인 콜라겐으로 젤라틴 제조

동물을 죽이지 않고도 천연의 젤라틴을 만들고 있는 회사는 ‘젤터(Geltor)’라는 스타트업이다. 이 회사는 발효 과정에 관여하는 미생물을 활용하여 천연 단백질인 콜라겐을 생성한 다음, 이를 바탕으로 젤라틴을 제조한다.

젤터가 이처럼 미생물을 이용하여 젤라틴을 제조할 수 있는 이유는 이 회사가 합성생물학(synthetic biology)을 전문적으로 연구하는 기업이기 때문이다. 합성생물학이란 자연적으로 나타난 생명체의 구성요소 및 시스템을 모방하여 변형하거나, 기존에 존재하지 않았던 생물체를 인위적으로 설계하여 존재하도록 만드는 학문이다.

젤터를 공동 설립한 알렉산더 로레스타니(Alexander Lorestani) 박사와 닉 오조노프(Nick Ouzounov) 박사는 약물을 만드는 일에만 적용하던 합성생물학의 연구 범위를 넓힐 필요가 있다고 생각했다.

로레스타니 박사는 “우리는 제약 분야를 제외한 소비재 산업인 식품이나 화장품 같은 분야에 어째서 합성생물학 기술을 활용할 생각을 하지 않는지 의문이 들었다”라고 회사 설립의 배경을 설명하며 “특히 젤라틴을 얻기 위해 동물을 죽이는 끔찍한 짓을, 기술로 멈추게 만들자는 취지에 우리는 의기투합했다”라고 밝혔다.

동물이 아닌 미생물을 통해 만든 천연 젤라틴 ⓒ eater.com

두 과학자는 젤터를 설립하자마자 즉시 개발에 착수했다. 이들은 탄소와 질소, 그리고 산소가 적절하게 균형을 이루는 환경에서 식물을 발효시켰다. 발효과정에는 콜라겐을 생성할 수 있도록 유전자재조합 된 미생물을 활용했다.

그 결과 미생물이 만든 콜라겐이 생성됐다. 동물성 콜라겐이 아닌 미생물이 만든 천연의 콜라겐이었다. 놀라운 점은 미생물이 만든 콜라겐을 사용하여 젤라틴을 만들었음에도 불구하고 동물성 젤라틴과 물성에 있어 별다른 차이가 나지 않았다는 점이다. 특히 경제적이면서도 친환경적이라는 점은 미생물이 만든 젤라틴의 상용화 가능성을 높여주고 있다.

미생물로 식품첨가물용 단백질 제조

젤터처럼 미생물로 천연 단백질을 개발하고 있는 또 다른 기업도 있다. 시루(Shiru)라는 스타트업의 설립자인 재스민 흄(Jasmin Hume) 대표는 원래 인조 달걀로 만드는 순식물성 마요네즈로 유명한 기업인 햄턴크릭(Hampton Creek)에서 식품화학 분야를 담당했다.

그녀는 햄턴크릭에 재직할 당시 수많은 식물성 성분을 조사하면서 여기에 포함된 단백질같은 생화학 물질을 구별하고 분류하는 작업을 수행했다. 그러다가 미래의 식품산업이 요구하는 제품은 식물성 성분을 기반으로 다양한 맛을 창조하는 데 있다고 생각하고 과감하게 시루를 창업했다. 시루라는 명칭은 중국말로 육류를 의미한다.

흄 대표는 “시루의 사업 분야는 식품첨가물의 특성이나 기능을 가장 잘 충족시켜 주는 단백질을 찾아주는 것”이라고 밝히며 “개발 방향은 단백질이 함유된 첨가물을 투입했을 때 점성을 생성시키거나 거품이 일어나지 않도록 안정적으로 만드는 것”이라고 소개했다.

미생물로 만든 천연 단백질을 홍보하는 시루 스타트업 ⓒ shiru.com

그녀의 설명에 따르는 시루는 아직 출시 제품을 선보이지는 않았다. 하지만 유전자를 조작한 미생물을 이용하여 다양한 식품첨가물을 개발하고 있는 것으로 알려졌다. 이용하는 미생물에는 효모와 박테리아, 곰팡이 등이 포함되어 있다.

이에 대해 흄 대표는 “분자설계 기법과 인공지능 시스템을 통해 다양한 기능성을 가진 단백질을 찾아낼 예정”이라고 밝히며 “계획대로라면 올해 안으로 미생물이 만드는 단백질을 생산할 수 있을 것”이라고 전망했다.

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