대체 단백질로 식품의 미래를 그리다

주요 핵심 포인트

대체 단백질의 글로벌 시장은 2029년까지 366억 1천만 달러에 이를 것으로 예상되며, 2022~2029년의 예측 기간 동안 다양한 요인에 따라 10~25% 사이의CAGR(연평균복합성장률)이 예상됨
카길(Cargill)의 글로벌 FATitudesTM 설문조사에 따르면 소비자의 55%가 지속 가능한 식품을 구매하려는 경향을 보임
해당 시장이 발전함에 따라, 더 안전하고 건강하며 지속 가능한 옵션을 만들기 위해서는 앞으로 대체 식품 및 대체 단백질에 대한 엄격한 테스트가 필수적임

대체 단백질이란?

대체 단백질은 단백질의 전부 또는 상당한 양을 비동물성 공급원으로부터 제공하는 식품, 성분 또는 음료입니다. 이것은 종종 식물 기반 단백질, 세포 배양 기반 또는 발효 기반 단백질이거나 식물과 세포 배양 공급원이 혼합된 경우일 수도 있습니다.

2020년, 대체 단백질의 글로벌 시장은 28억 달러로 추정되었습니다.¹ 가장 최근의 수치에 따르면 2029년까지 366억 달러에 이를 것으로 예상되며, 2022~29년 기간 동안CARG(연평균복합성장률)는 12.4%에 이를 것으로 예상됩니다.²

소비자 행동이 시장에 미치는 영향

최근 카길(Cargill)의 글로벌 FATitudesTM 설문 조사 결과에서는 소비자의 55%가 지속 가능한 식품을 구매하려는 경향을 보이는 것으로 나타났습니다.³ 보도에 따르면, 참여한 대부분의 국가에서 "지속가능한 조달" 및 "천연 자원의 보존"과 같은 요소가 '공정 무역' 및 '포장재 감축'과 같은 다른 고려 사항보다 더 우선시되었습니다.³

대체 단백질 식품 및 음료 제품은 흔히 구매 선택에 있어 기후 변화, 동물권 및 휴먼 웰빙과 같은 요소를 우선시하는 소비자에게 보다 지속 가능한 옵션으로서 판매되곤 합니다.

식품 시장에 영향을 미치는 것으로 알려진 잠재적 소비자 행동은 다음과 같습니다.

환경 지속 가능성

기후 변화에 영향을 주는 육류와 유제품 생산에 필요한 &가축 사육 및 농업 분야&의 온실 가스 배출(GHG)을 제한합니다. UN은 전 세계 가축 사육이 GHG 배출량의 14.5%를 차지하고 있으며,⁴ 이는 운송으로 인한 배출량을 능가하는 것이라고 강조합니다.⁵ 또한, 2021년의 한 연구에서는 동물을 식품 공급원(소 및 돼지 포함)과 가축 사료에 사용하는 것이 전체 식품 생산 배출량의 57%를 차지한다는 것을 발견했습니다. 반면에 식물성 식품 관련 재배가 차지하는 비율은 29%에 불과함을 밝혔습니다.⁶ 반대로 삼림 벌채의 원인 중 일부만을 조사하는 경우, 콩 농사와 같은 비육류 제품의 농업 또한 소비 시장에서 식음료 제조업체의 더 높은 수요로 인해 어느 정도 기후 변화에 기여하고 있다는 보고 또한 있습니다.⁷

건강 및 웰빙

많은 소비자들은 육류 기반 제품에 포함된 동물용 의약품, 호르몬 및 기타 오염물질에 대해 우려하고 있기 때문에 대체 단백질 기반 제품을 대신 더 구입하려고 하며, 이것이 보다 건강한 선택이라고 느낄 수 있습니다. 또한, 일부 소비자들은 특정 질병의 위험 증가와 육류 제품의 과도하고 정기적인 소비를 연결짓는 과학적 연구를 근거로 육류 소비(특히 가공육 및 붉은 고기)를 줄이기 위해 의식적인 노력을 기울이고 있습니다.^8,9

식품 안전 보호 및 사기 방지

기회주의적인 식음료 사기범 때문에, 정직한 제조업자들이 제품의 정확한 내용을 보장하는 것은 때때로 어려울 수 있습니다. 이러한 문제는 식음료 산업 전반에 걸쳐 있으며 가공육 제품에 대해서도 예외 없이 소비자는 정확한 제품 라벨링에 좌우됩니다. 2013년 말고기 스캔들과 같은 사례는 일반 육류 섭취자들의 식사 시간을 대체 단백질 제품으로 전환하도록 장려할 수 있었습니다.

지속 가능하고 다양한 식품 공급원

식품 공급망의 세계화는 많은 국가들이 대규모로 지역 주민들에게 영양을 공급하기 위해 수입 식품에 의존하기 때문에 이 시스템에 취약성을 야기합니다. 지난 2년 반 동안 코로나19 팬데믹과 우크라이나에서의 최근 전쟁과 같은 특정한 세계적 사건들이 글로벌 식량 공급망 내의 여러 대륙에 걸쳐 혼란을 촉발했고, 이는 결국 거래 가격과 식량 가용성에 영향을 미쳤습니다.

이러한 요인들은 다른 국가들로 하여금 국내 공급을 확보하기 위해 특정 수출 식품을 제한하도록 하고 있으며, 이는 최종적인 수입국, 특히 경제적으로 덜 발전된 나라들에 해로운 영향을 미칠 가능성이 있습니다.

식품 수입국은 가능한 경우 현지 식품 보안을 강화하는 데 투자하고 있습니다. 예를 들어, 싱가포르는 현재 식품의 90%를 수입하고 있어, 2030년까지 자국 영양 수요의 30%에 대한 현지 생산을 겨냥한 이른바 "30 by 30" 목표를 향해 현지 식품 생산을 늘리고 있습니다. ¹⁰ A*STAR 싱가포르식품생명공학혁신연구소SIFBI)와 같은 지자체 지원 R&D 프로그램은 국가의 목표를 달성하기 위해 대체 단백질 공급원으로서 세포를 성장시키기 위한 애니멀 프리(animal-free) 기술을 개발하고 있습니다.¹⁰

지속 가능하고 다양한 식품 공급원을 창출하기 위해 대체 단백질 시장에 대한 가장 큰 투자 중 일부는 현재 북미에서 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 발효 기반 대체 단백질 제조 회사의 40% 이상이 미국에 본사를 두고 있으며, 그 다음으로 유럽이 28%, 이스라엘이 17% 순입니다.¹¹

대체 단백질 시장의 글로벌 투자 하이라이트

2010~2021년 사이에 미국에 본사를 둔 회사들은 자본 투자 측면에서 대체 단백질 시장을 전반적으로 지배했습니다. 한 예로 Beyond Meat, Nature’s Fynd 및 Perfect Day와 같은 회사는 식물 기반 발효 기반 대체 단백질에 수억 달러를 투자했습니다.¹²

2021년 1H부터 2022년 2H까지 이스라엘의 대체 단백질 산업은 160% 증가했습니다.¹³ 올해 이스라엘의 가장 큰 투자 중 하나는 3D 프린팅 식물 기반 제품 제조업체인 Redefined Meat 라는 현지 스타트업에서 이루어졌습니다. 이 회사는 이스라엘뿐만 아니라 네덜란드 내 생산에 자금을 지원하기 위해1억 3500만 달러를 투자하여 더 많은 글로벌 레스토랑과의 파트너십 기회를 모색하고 있습니다.¹⁴

유럽에서 가장 선도적인 네덜란드 정부는 최근 배양육을 생산하는 현지 세포 농업(cellular agriculture)에 6천만 유로를 투자한다고 발표했습니다.¹⁵ 해당 기관에서는 또한 학계, NPO 및 민간 기업의 12개 조직으로 구성된 Cellular Agriculture Netherlands라는 새로운 컨소시엄이 확보한 자금으로 향후 몇 년 동안 대체 단백질 부문에 2억 5200만~3억 8200만 유로를 투자할 추가 계획이 있음을 강조했습니다.¹⁵

식음료 산업 보호

식량 안보, 식량 가용성 및 기후 변화에 대한 우려의 증가는 전세계 많은 지역에서 대체 단백질의 점진적인 수용과 채택으로 이어졌습니다. 그러나, 새로운 제품들은 식품 안전 문제를 포함한 잠재적인 난제에 직면할 수 있습니다. 일부 시장에서는 대체 단백질의 수요가 엄청나게 증가하는 반면 공급이 부족하여 식품 사기로 이어졌는데, 이 경우 식품 알레르겐이라 인식되어 온 밀이나 콩 등의 일부 상품이 이보다 더 비싼 식물 기반 단백질을 대체하는 데 사용될 수 있습니다. 일반적인 식품 사기의 다른 유형으로는 은닉, 위조, 잘못된 라벨링이 있습니다.

식품 중 대체 단백질 검사

식음료 업계를 위해 설계된 애질런트의 워크플로 솔루션은 대체 단백질 제품 테스트를 통해 진위 판별, 영양 정보 및 안전성을 검증하여 소비 시장을 지원하는 원스톱 숍입니다.

한 연구에서, 애질런트의 LC-Q-TOF-MS/MS 기술(1290 Infinity 시리즈 액체 크로마토그래프 결합 6550 iFunnel Q–TOF LC/MS 장치)을 사용하여 즉석(RTC) 소고기 버거 생산에서 육류의 대체로 사용된 특정 비육류 단백질 및 펩타이드 마커를 조사한 바 있습니다. ¹⁶

과학자 팀에서 수행한 연구는 Agilent 7890 가스 크로마토그래프(GC)- Agilent 5977 GC/MSD 시스템을 사용하여 인기 있는 식물 기반 육류 대체품과 비슷한 영양 프로필을 가진 목초 사육 소고기 분쇄육의 화학적 프로파일 간의 차이를 알아내고자 한 GC/MS 기반의 비표적 대사체학 접근 방식을 보여줍니다.

또한 식물성 단백질뿐만 아니라 새로운 배양육 제품에 대한 원소 분석이 원자 분광기를 통해 수행될 수 있다는 것을 보여준 연구도 있습니다. 소비 시장을 위한 식물 기반 및 세포 기반 대체 단백질 제품의 가공 제조로 인해 일부 금속 원소가 슈퍼마켓 선반으로 향하는 최종 제품을 교차 오염시킬 가능성이 있습니다. 7850 유도 결합 플라즈마 질량 분석기(ICP-MS)와 같은 애질런트의 원자 분광학 장비를 사용하면 최종 사용자가 대체 단백질 제품 시료에서 관심 금속 원소를 식별하고 정량할 수 있습니다.

세포 기반 식품을 개발하고자 하는 회사의 경우, 바이오리액터에서 단백질과 아미노산 필드를 최적화하는 것이 매우 중요하지만, 언제 그리고 어느 단계에서 반응을 중단해야 하는지 아는 것도 중요합니다. 이 응용 자료에서, Agilent Infinity II Prime 온라인 LC는 바이오리액터에서의 자동화된 온라인 샘플링을 가능하게 함으로써 아미노산 및 유기산을 포함한 성장 파라미터를 분석하여 반응기 내 단백질 수율을 최적화하기 위한 반응 속도를 연구할 수 있습니다.

실험실을 지원하는 강력한 테스트 도구

식음료 산업용 대체 단백질에 대한 연구를 발전시키는 것은 의심할 여지 없이 글로벌 식품 공급망에 영향을 미치고 식품의 미래를 그려나갈 것입니다. 전문가들은 실험실에서 세포 기반 육류를 테스트 하든 식물 기반 육류를 테스트 하든, 견고한 테스트의 목적을 위해서는 ICP-MS, triple quadrupole(QQQ) 액체 또는 가스 크로마토그래피 질량 분석(LC/GC/MS) 또는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)와 같은 기술을 사용할 것을 권장합니다.

자세한 정보

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