세포 농업이 농업의 미래가 될 수 있는 이유

가축 사육은 식품 산업의 기후 배출량에 상당한 부분을 차지하지만, 과학자들과 점점 더 많은 회사들은 실험실에서 세포 배양을 통해 쇠고기에서 칠면조, 심지어 생선에 이르기까지 모든 육류를 재배하는 것이 해결책을 제공할 수 있기를 희망하고 있습니다.  Perfect Day라는 신생 기업의 공동 설립자인 Gandhi와 동료 생명공학자인 Ryan Pandya 는 유청 단백질과 같은 특정 우유 단백질 을 생산 하기 위해 소가 사용하는 유전자 서열을 곰팡이에 제공  합니다. 암소의 DNA를 가져오는 대신 우유 단백질에 대해 이미 해독된 유전자를 사용하고 그 유전자를 균류에 삽입합니다. A의  발효 공정 , 곰팡이는 단백질을 생산한다. 결과 제품은 동물성 우유와 유사한 특성을 가진 액체를 만들거나 동물성 없는 아이스크림 또는 크림 치즈를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 

세포 농업으로 알려진 동물을 사용하지 않고 식품을 생산하는 대체 방법을 찾으려는 시도가 점점 늘어나고 있습니다. 이 아이디어는 가축을 사육하거나 도축하거나 도살할 필요 없이 육류, 우유 또는 기타 동물 제품을 생산하는 것입니다. 이런 식으로 음식을 재배하면 지구에도 더 친절할 수 있습니다.

가축만 해도 전 세계 온실 가스 배출량의 약 14.5%를 차지 합니다. 식품 산업은 전체 탄소 배출량 의 3분의 1을 차지합니다 . 매일 수십억 명의 사람들의 입에 음식을 제공하는 것은 기념비적인 작업이며 인구가 증가함에 따라 더욱 커질 것 입니다. 삼림 벌채에서 운송, 폐기물 관리, 식품 저장에 이르기까지 먹이 사슬의 각 단계에는 높은 탄소 발자국이 수반됩니다.

세계가 기후 변화 에 관한 파리 협정에 설명된 대로 세기 중반까지 순 탄소 배출량 0에 도달하려는 야망을 충족시키 려면 식품 산업이 제 역할을 해야 합니다. 2050년이 다가오면 우리가 먹는 음식이 어떻게 바뀔까요?

캘리포니아 버클리에 있는 Gandhi와 Pandya는 그들이 솔루션의 일부가 되기를 바랍니다. 전 세계의 다른 과학자들도 마찬가지로 실험실에서 육류와 유제품을 모방한 식품을 생산하기를 희망하고 있습니다.

생명공학자 Ryan Pandya와 Perumal Gandhi는 유제품에서 발견되는 우유 단백질을 생산하기 위해 유전자 조작 균류를 사용했습니다(Credit: BBC)

예를 들어, 싱가포르의 TurtleTree Labs는 거대한 생물 반응기에서 세포가 우유를 생산하도록 장려함으로써 포유동물의 줄기 세포를 사용하여 우유를 만드는 세계 최초의 회사입니다 . 최대 트랩 강력한 온실 가스 - 젖소의 필요성을 줄임으로써, 이러한 솔루션은 또한 메탄의 양을 줄일 수있는 희망 CO2보다 25 배 더 많은 열을  대기에있는 그것의 처음 100 년 동안 -에 의해 생산 된 소 수백만 음식을 소화하면서 전 세계적 으로. 회사는 또한 생물 반응기가 농장이 아닌 우유가 판매되는 장소에 더 가깝게 배치될 수 있기 때문에 운송 비용과 배출량을 줄일 수 있다고 말합니다.

실험실에서 동물 세포에서 고기를 성장시켜 고기를 만드는 데에도 유사한 기술이 사용되고 있습니다. 2013년 과학자 Mark Post는 소에서 채취한 세포를 배양하여 만든 작은 근육 섬유 다발로 만든 세계 최초의 실험실에서 재배한 쇠고기 버거를 공개했습니다. 그는 그의 창조물을 "아주 좋은 시작"이라고 불렀고 그의 말대로 그의 회사인 Mosa Meat는 이제 참깨 크기의 세포 샘플에서 80,000개의 버거를 만들 수 있습니다. 편지가 있습니다 다른 동물에서 세포 고기를 성장하는 시도의 증가 를 포함하여, 양고기 , 돼지 고기 , 물고기 - 그리고 닭 싱가포르에서 판매 승인을 지난해 .

 

그러나 세포 기반 우유와 육류를 시장에 출시하는 데에는 상당한 장벽이 있습니다. 새로운 식품을 취급할 때 식품 표준을 충족하는 것은 쉽지 않으며 실험실에서 필요한 복잡한 생산을 슈퍼마켓과 상점에 신뢰할 수 있는 식품 공급원을 제공하는 데 필요한 수준으로 확장하는 것도 쉽지 않습니다. 또한 현재 그렇게 작은 규모로 무언가를 생산하는 데 관련된 기술과 관련된 비용의 균형을 맞추는 문제도 있을 것입니다. 그러나 전문가들은 세포 기반 고기 가 규모가 커지면 기존 고기와 같은 비용으로 생산할 수 있다고 말합니다 .

이러한 기술적 어려움을 극복할 수만 있다면 사람들은 실험실에서 재배한 음식을 기꺼이 먹는 것 같습니다. 영국 소비자를 대상으로 한 최근 연구에 따르면 배양육 은 영국의 연간 육류 섭취량의 최대 40%를 차지할 수 있으며, 이는 실험실에서 재배한 제품을 시도하려는 대중의 의지를 기반으로 합니다.

그러나 우리가 먹는 음식에서 배출되는 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있는 연구자들이 개발 중인 다른 혁신도 있습니다.

예를 들어, 뉴질랜드의 과학자들은 양과 소 가 생산하는 메탄 가스의 양을 줄이기 위해 양과 소에게 접종할 수 있는 백신을 연구하고 있습니다. 재생 농업은 토양을 덜 방해하고 토양의 유기물이 재생되도록 하고 토양이 다양한 영양소를 유지하도록 작물을 회전시켜 토양의 건강을 개선하는 것을 목표로 합니다. 토양은 식물 물질이 분해되어 지구에 갇힐 때 탄소 흡수원 역할을 할 수 있습니다. 그러나 예를 들어 과도한 경작으로 토양이 교란되면 해당 탄소가 대기 중으로 다시 방출될 수 있습니다.

배양육 판매를 허용한 최초의 국가가 된 싱가포르에서 실험실 배양 닭고기로 만든 너겟 판매 가능 (Credit: Nicholas Yeo/AFP/Getty Images)

영국에 기반을 둔 프로젝트인 AgriCaptureCO2 는 위성 이미지, 농부 데이터 및 토양 샘플을 사용하여 토양에 포집된 탄소를 측정하는 방법도 개발하고 있습니다. 목표는 농부들이 더 많은 탄소를 땅에 버리기 위한 노력을 추적할 수 있도록 하는 것입니다.

최근 몇 년간 농업의 또 다른 주요 혁신은 수직 농업입니다. 실내 농장의 식물은 햇빛 대신 LED에서 특정 파장의 빛을 공급받으며 물과 영양분의 필요성은 기술로 모니터링됩니다. 스코틀랜드 농촌 대학의 응용 식물 병리학 교수인 Fiona Burnett은 수직 농장은 밭보다 훨씬 빠르게 작물을 재배할 수 있지만 조명과 난방에도 많은 에너지를 사용한다고 말합니다.

그녀는 이것은 기후가 너무 극단적이어서 전통적인 농업 방법으로 작물을 재배하기 어렵거나 너무 멀리 떨어져 사람들에게 음식을 제공하기 어려운 세계의 지역에서만 비용 효율적이라는 것을 의미한다고 그녀는 말합니다. 현재 수직 농장은 CO2 생산량이 높지만 지상에서 에너지를 끌어오고 배터리를 사용하여 재생 가능한 에너지원에서 에너지를 저장하며 성장을 가속화하기 위해 백색광 대신 특정 파장을 사용하는 등 새로운 기술은 CO2 배출량을 낮추는 것을 목표로 합니다.

버넷은 수직 농업도 성장이 필요한 올바른 종류의 식품을 공급하기 위해 글로벌 공급망에서 자리를 찾아야 한다고 말합니다.

"이 분야에서 경쟁하고 있는 많은 혁신 기업이 있습니다. 현재 그들은 전통적인 농부들과 분리되어 있지만, 합류하여 식품 공급에 더 잘 연결될 수 있는 많은 잠재력이 있습니다. 이것은 일어나야 할 것입니다. "

그러나 이와 같은 첨단 솔루션은 농업의 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 소비자 행동에 약간의 변화가 필요할 수도 있습니다.

2019년에 전 세계적으로 재배된 식품의 약 17%가 먹이 사슬의 여러 지점에서 낭비되어 9억 3,100만 톤에 달합니다.

Chatham House의 환경 및 사회 프로그램 책임자인 Tim Benton은 "세기의 전환기에 우리는 100억에서 120억 명의 사람들을 먹일 수 있을 만큼의 칼로리를 키우고 있었지만 지구상의 인구는 70억 명에 불과했습니다. "더 많이 생산하고, 더 많이 먹고, 더 많이 버리고, 더 싸게 만드는 것이었습니다."

이제 우리는 식량 체계를 바꾸기 위해 먹는 것을 바꿔야 한다고 그는 말합니다.

2019년에 전 세계적으로 재배된 식품 의 약 17%가 먹이 사슬의 다양한 지점에서 낭비 되어 9억 3,100만 톤에 달합니다. 식량 농업 기구에 따르면 최소 61%는 가정에서 왔으며 나머지는 수확, 운송, 가공 및 소매 과정에서 발생했습니다. 이것은 식품을 생산하는 동안 방출되는 탄소도 본질적으로 낭비된다는 것을 의미할 뿐만 아니라 식품이 썩으면서 대기 중으로 더 많은 온실 가스를 방출합니다. 에서 혼자 영국, 2018 년 음식물 쓰레기는 책임 온실 가스의 만 36 주변 톤합니다.

더 나은 저장, 냉장 및 운송 방법으로 음식물 쓰레기를 줄이려는 노력이 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 가능한 한 많은 식용 농산물이 사용되도록 하려면 다른 변화가 필요합니다. 이는 특히 식품 은행 및 기타 사회 및 자선 활동에 기부되는 경우 식품을 다른 곳에서 더 쉽게 접근할 수 있도록 하는 데 도움이 될 수 있습니다.

동물의 유방이 아닌 실험실의 세포에서 생산된 우유가 아이스크림과 같은 제품으로 변하고 있다 (Credit: BBC)

그러나 그것은 음식과의 관계에도 근본적인 변화를 의미할 수 있다고 Benton은 말합니다.

"수요를 충분히 줄이면 집약적인 농업을 하지 않아도 되고, 화학 물질을 많이 사용하지 않아도 되며, 생물다양성을 파괴할 필요도 없습니다."라고 그는 말합니다.

궁극적으로 Benton은 우리가 식품에 대해 생각하고 포장하고 운송하는 방법, 식품을 규제하고 거래하는 방법을 포함하여 전체 식품 시스템이 변화해야 한다고 말합니다.

"그것은 만병통치약이 아닙니다. 전체 혁신 아키텍처와 거버넌스 시스템의 혁신은 전체 식품 시스템을 저탄소 배출 시스템으로 전환하는 데 정말 중요합니다."라고 그는 말합니다.