전통 농업을 넘어, 미생물로 단백질을 수확하다: 새로운 식량 시대를 열다

 

독일 연구진이 획기적인 기술을 개발하여 전 세계 식량 문제 해결에 새로운 가능성을 제시했다. 재생 에너지를 활용하여 미생물로부터 단백질과 비타민 B9를 생산하는 이 기술은 농지 없이도 영양가 높은 식량을 생산할 수 있는 길을 열었다.

 

맥주 제조와 유사한 원리, 놀라운 결과

연구진은 맥주를 만드는 발효 과정에서 영감을 얻어 효모에 설탕 대신 가스와 아세트산을 공급했다. 놀랍게도 효모는 아세트산을 이용해 단백질과 비타민 B9를 생산해냈다. 이는 기존의 상식을 뛰어넘는 발견으로, 식량 생산의 새로운 가능성을 열었다.

 

 

지속 가능한 미래 식량 시스템

• 기후 변화 대응: 농지 사용을 줄이고 탄소 배출을 최소화하여 기후 변화에 대응한다.
• 식량 안보 강화: 급증하는 세계 인구를 위한 안정적인 식량 공급을 보장한다.
• 영양 불균형 해소: 단백질과 비타민이 풍부한 식품을 제공하여 영양 불균형 문제를 해결한다.

농부와 소비자 모두에게 이로운 기술

• 농부: 농작물 재배에 집중하여 생산성을 높이고 지속 가능한 농업을 실천할 수 있다.
• 소비자: 채식주의자, 비건 등 다양한 식습관을 가진 소비자에게 새로운 선택지를 제공한다.

상용화를 위한 과제와 기대

• 생산 최적화: 대량 생산을 위한 시스템 구축 및 비용 절감이 필요하다.
• 식품 안전성 확보: 생산된 식품의 안전성 검증 및 규제 준수가 중요하다.
• 소비자 인식 개선: 새로운 식품에 대한 소비자의 인식을 높이고 신뢰를 확보해야 한다.

미래 식량 시대를 향한 첫걸음

이번 연구는 미래 식량 시스템의 새로운 가능성을 보여주는 중요한 이정표이다. 아직 상용화까지는 많은 과제가 남아 있지만, 이 기술은 지속 가능한 미래를 위한 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

 

전통 농업의 대안: 공기와 물에서 단백질을 수확하다

 

독일 연구진이 재생에너지를 활용해 미생물로부터 단백질과 비타민 B9를 생산하는 혁신적인 방법을 개발했다. 이 효모 기반 기술은 농지 없이도 영양가 높은 대체 식품을 제공해 전 세계 식량 문제 해결에 기여할 수 있다.

새로운 단백질 생산 방식

독일 연구팀은 수소, 산소, 이산화탄소만으로 단백질과 비타민 B9를 수확하는 기술을 개발했다. 이 과정은 다음과 같이 진행된다:

1. 박테리아가 수소와 CO2를 아세트산으로 전환
2. 효모가 아세트산과 산소를 섭취해 단백질과 비타민 B9 생성
3. 수소와 산소는 재생에너지로 생산된 전기로 물을 분해해 얻음

책임 연구자인 라르구스 앙게넨트는 "이는 맥주 제조와 유사한 발효 과정이지만, 효모에 설탕 대신 가스와 아세트산을 공급한다"고 설명했다.

영양가와 환경적 이점

이 기술로 생산된 효모는 기존 단백질원에 견줄만한 영양가를 지닌다:

• 85g의 효모가 일일 단백질 필요량의 61% 제공
• 6g의 효모로 일일 비타민 B9 요구량 충족
• 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩보다 높은 단백질 함량

또한 이 시스템은 여러 환경적 이점을 제공한다:

• 깨끗한 에너지와 CO2 사용으로 탄소 배출 감소
• 토지 이용 없이 식량 생산 가능
• 농지 보존에 기여

향후 전망

이 기술은 식량 안보와 영양 결핍 문제 해결에 도움이 될 수 있다. 그러나 상용화를 위해서는 다음 과제들을 해결해야 한다:

• 생산 최적화 및 확장
• 식품 안전성 조사
• 기술 및 경제성 분석
• 시장 수요 측정

앙게넨트는 "토지 사용 없이 비타민과 단백질을 고속으로 생산할 수 있다는 점이 흥미롭다"며, 이 제품이 채식주의자/비건, 비GMO, 지속가능성을 추구하는 소비자들에게 어필할 수 있을 것이라고 전망했다

 

 

 

 

 

 

전통 농업 소멸: 공기와 물에서 단백질을 수확한다.

 

독일 연구자들은 재생 에너지를 사용하여 미생물로부터 단백질과 비타민 B9를 생산하는 지속 가능한 방법을 개발했다. 이 효모 기반 대안은 농지가 필요 없는 영양소가 풍부한 옵션을 제공하여 글로벌 식량 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다.

 

독일의 연구자들은 미생물에게 수소, 산소, 이산화탄소 외에는 거의 아무것도 제공하지 않고 단백질과 비타민 B9를 수확하는 방법을 개발했다. Cell Press 저널 Trends in Biotechnology에 최근 게재된 이 기술은 재생 에너지를 사용하여 지속 가능하고 미량 영양소가 풍부한 단백질 대체물을 생산하며, 언젠가는 우리 접시에 오를 수도 있다.

 

"이것은 맥주를 만드는 것과 비슷한 발효 과정이지만, 미생물에 설탕을 주는 대신 가스와 아세트산을 주었다." 독일 튀빙겐 대학의 책임 저자인 라르구스 앙게넨트가 말했다. "효모가 설탕으로 비타민 B9를 스스로 생산할 수 있다는 것은 알고 있었지만, 아세트산으로도 같은 일을 할 수 있는지는 몰랐다."

 

식량 재배 과제에 대한 해결책

"세계 인구는 100억 명에 가까워지고 있으며, 기후 변화와 제한된 토지 자원으로 인해 충분한 식량을 생산하는 것이 점점 더 어려워질 것이다."라고 앙게넨트가 말했다. "한 가지 대안은 동물에게 먹이를 줄 작물을 재배하는 대신 생물공학을 통해 생물 반응기에서 단백질을 재배하는 것이다. 농업을 훨씬 더 효율적으로 만든다."

 

이 팀은 단백질과 비타민 B9가 풍부한 효모를 생산하는 2단계 생물 반응기 시스템을 설계했다. 이 비타민은 엽산으로도 알려져 있으며 세포 성장 및 신진 대사와 같은 신체 기능에 필수적이다. 첫 번째 단계에서 박테리아 써모아나에로박터 키부이(Thermoanaerobacter kivui)는 수소와 CO2를 식초에서 발견되는 아세트산으로 전환한다. 두 번째 단계에서는, 일반적으로 제빵 효모로 알려진 사카로미세스 세레비시아에가 아세트산과 산소를 ​​섭취하여 단백질과 비타민 B9를 만든다. 수소와 산소는 예를 들어 풍차와 같은 깨끗한 에너지원에서 생산된 전기로 물을 재핑하여 생산할 수 있다.

 

기존 식품과 비슷한 영양가

아세트산을 섭취한 효모는 설탕을 섭취한 효모와 거의 같은 양의 비타민 B9를 생산하는 것으로 나타났다. 수확한 건조 효모 6g 또는 0.4큰술만으로도 일일 비타민 B9 요구량을 충족한다. 비타민 수치는 독일 뮌헨 공과대학의 공동 저자인 미하엘 리클리크가 이끄는 팀에서 측정했다.

 

연구자들은 단백질의 경우 효모의 수준이 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩보다 높다는 것을 발견했다. 85g 또는 6큰술의 효모는 일일 단백질 필요량의 61%를 제공하는 반면 소고기, 돼지고기, 생선, 렌즈콩은 각각 필요량의 34%, 25%, 38%, 38%를 충족한다. 그러나 효모는 과도하게 섭취할 경우 통풍 위험을 증가시킬 수 있는 화합물을 제거하기 위해 처리해야 한다. 그럼에도 불구하고 처리된 효모는 여전히 일일 단백질 필요량의 41%를 충족하며, 이는 기존 단백질 공급원과 유사하다.

 

환경 및 식량 안보 과제 해결

이 기술은 환경 보호, 식량 안보, 공중 보건과 같은 여러 가지 글로벌 과제를 해결하는 것을 목표로 한다. 깨끗한 에너지와 CO2를 사용하는 이 시스템은 식량 생산에서 탄소 배출을 줄이다. 토지 이용과 농업을 분리하여 보존을 위한 공간을 확보한다. 앙게넨트는 또한 농부를 능가하지 못할 것이라고 강조한다. 대신 이 기술은 농부가 야채와 작물을 지속 가능하게 생산하도록 집중시키는 데 도움이 될 것이다. 팀의 효모는 또한 단백질과 비타민 B9를 공급함으로써 개발도상국이 식량 부족과 영양 결핍을 극복하는 데 도움이 될 수 있다.

 

하지만 앙게넨트는 식료품점에서 단백질 대체품으로 연구팀의 효모를 구매하기 전에 해야 할 일이 훨씬 더 많다고 말한다. 그들은 생산을 최적화하고 확장하고, 식품 안전을 조사하고, 기술 및 경제 분석을 수행하고, 시장 관심을 측정할 계획이다.

 

앙게넨트는 "토지를 사용하지 않고도 비타민과 단백질을 동시에 매우 높은 생산 속도로 만들 수 있다는 사실이 흥미롭다."라고 말한다. "최종 제품은 채식주의/비건, 비GMO, 지속 가능하여 소비자에게 어필할 수 있다."