식품 폐기물에서 페코리노 스타일 치즈로: 고대의 지혜가 최첨단 바이오로 부활

버려질 예정이었던 식재료가 다음의 "감칠맛"으로

식품 폐기물이라고 하면 많은 사람들이 떠올리는 것은 가정의 음식물 쓰레기, 슈퍼마켓에서 팔리지 않은 채소, 레스토랑의 남은 음식일 것이다. 그러나 식품 손실의 큰 무대는 사실 우리가 식탁에 도달하기 전의 공장에도 있다. 두유를 짜고 남은 오카라, 식물성 우유를 만들고 남은 곡물 찌꺼기, 카카오 콩을 가공하고 남은 껍질, 설탕 산업에서 나오는 당밀, 완두콩 단백질을 추출하고 남은 전분과 섬유 등이 있다. 이들은 지금까지 가축 사료로 사용되거나 퇴비화되거나 저렴하게 처리되어 왔다.

하지만 식품 기술 현장에서는 그것들을 "폐기물"이라고 부르지 않고 "기질"이라고 부른다. 미생물이 자라기 위한 토대이며, 발효를 통해 맛, 향, 영양, 식감을 끌어낼 수 있는 원료라는 발상이다.

BBC가 보도한 최신 동향에서 주목받고 있는 것은 미국 스탠포드 대학의 Vayu Hill-Maini 씨 연구실에서 개발된 식품 폐기물 유래 치즈 풍 식품이다. 전통적인 우유로 만든 치즈가 아니다. 균류에 의한 발효를 사용하여 버려질 예정이었던 식품 부산물을 갈아서 파스타에 뿌릴 수 있는 소금 맛과 단단함을 갖춘 "페코리노 풍" 또는 "파르미자노 풍"의 식품으로 변환하려는 시도이다.

Hill-Maini 씨는 발효를 단순한 보존 기술이 아니라 식재료의 재설계 기술로 보고 있다. 미생물은 당이나 전분을 분해하여 알코올이나 산을 만들 뿐만 아니라 인간의 소화가 어려운 셀룰로오스와 같은 섬유를 분해하여 더 소화하기 쉬운 물질이나 단백질로 변환한다. 즉, 우리에게 "먹기 어렵다"거나 "가치가 낮다"고 여겨졌던 부분을 미생물이 다른 식재료로 변환하는 것이다.

이것은 전혀 새로운 생각이 아니다. 된장, 간장, 낫토, 치즈, 요구르트, 맥주, 와인, 빵. 발효는 인류가 오랫동안 사용해 온 "고대의 식품 공학"이다. 새로운 것은 여기에 게놈 분석, AI, 정밀 발효, 바이오리액터, 셰프의 관능 평가가 결합되어 산업 부산물을 고부가가치 식품으로 되돌리려는 점이다.

곰팡이는 "부패"인가, 아니면 "요리사"인가

이 기술의 열쇠가 되는 것은 Neurospora라고 불리는 균류이다. 인도네시아에는 두부 제조에서 나오는 오카라 등을 발효시켜 만드는 "온콤"이라는 전통 식품이 있다. 그곳에서는 버려지기 쉬운 대두 부산물에 균이 자라 먹을 수 있는 발효 식품이 된다. Hill-Maini 씨 등의 연구는 이 전통 지식을 과학적으로 분석하고 다른 식품 부산물에도 응용할 수 있는지를 탐구하는 흐름에 있다.

여기서 중요한 것은 "곰팡이라면 무엇이든 먹을 수 있다"는 이야기가 아니라는 점이다. 식품을 부패시키는 곰팡이 중에는 위험한 것도 있다. 가정에서 우연히 자란 곰팡이를 먹는 것은 위험하며, 연구실이나 식품 공장에서 관리된 균주, 온도, 습도, 시간, 위생 환경에서 이루어지는 발효와는 전혀 다르다. 발효 식품이란 미생물에게 맡기기만 하는 것이 아니라, 어떤 미생물을 어떤 조건에서 작동시킬지를 인간이 제어하는 기술이다.

SNS에서도 이 점에 대한 반응은 분명히 나뉘어 있다. 발효에 정통한 사람들로부터는 "헤드라인만큼 기발하지 않고 인도네시아의 전통 발효에 뿌리를 둔 재미있는 이야기다"라는 긍정적인 반응이 보인다. 한편, 일반적인 반응으로는 "식품 폐기물", "곰팡이", "치즈 풍"이라는 단어의 조합에 저항을 보이는 목소리도 있다. 발효 커뮤니티에서는 스타터, 즉 안전하게 발효를 시작하기 위한 종균을 어디서 구할 수 있는지에 대한 실천적인 관심도 보이지만, 더 넓은 SNS 공간에서는 "그것은 정말로 먹어도 괜찮은가"라는 직관적인 불안도 여전하다.

이 반응의 차이는 발효 식품이 안고 있는 본질적인 과제를 반영하고 있다. 과학적으로 안전하고 영양가가 높더라도 사람은 "기분 나쁘다"고 느낀 것을 지속적으로 먹지 않는다. 반대로 낫토나 블루 치즈, 김치처럼 익숙한 문화 속에서는 강한 냄새나 균의 존재가 매력이 된다. 식품 폐기물 유래 발효 식품이 보급될 수 있을지는 안전성뿐만 아니라 이름, 외관, 향, 먹는 방법, 가격, 그리고 "이것은 쓰레기가 아니라 식재료다"라고 느낄 수 있는 이야기 만들기에 달려 있다.

카카오 껍질, 완두콩, 당밀, 오카라――"남은 것"의 역습

이번 BBC 기사가 흥미로운 점은 스탠포드의 연구뿐만 아니라 세계 각지의 기업들이 같은 방향으로 움직이고 있다는 점이다.

영국의 Fermtech는 보통 버려지기 쉬운 카카오 껍질을 발효시켜 코코아 파우더의 대체품으로 바꾸려 하고 있다. 카카오 껍질에는 초콜릿 같은 향이 남아 있지만, 그대로는 단단한 섬유가 많아 인간이 식품으로 이용하기 어렵다. 미생물의 힘으로 식물 조직을 분해하면 향을 살리면서 먹기 쉬운 소재로 바꿀 수 있는 가능성이 있다. 동사의 CEO는 자신들을 "향미 채굴자"라고 표현하고 있다. 지하에서 광물을 캐는 것이 아니라 버려져 온 부산물에서 향과 감칠맛을 캐낸다는 것이다.

스페인의 MOA Foodtech는 AI와 발효를 결합한다. 예를 들어 완두콩에서 식물성 단백질을 추출하면 나머지 대부분은 전분이나 섬유가 된다. 지금까지는 저렴한 사료나 폐기물이 되기 쉬웠지만, 동사는 어떤 부산물에 어떤 미생물을 조합하면 가장 효율적으로 고영양의 소재를 만들 수 있는지를 AI로 탐색한다. BBC 기사에서는 과거 2주에 1개였던 바이오 프로세스 개발이 현재는 1시간에 300가지 설계에 도달하고 있다는 설명이 소개되어 있다. 식품 개발이 직감과 시제품의 세계에서 데이터와 시뮬레이션의 세계로 옮겨가고 있음을 보여주는 상징적인 숫자다.

독일의 MicroHarvest는 당밀 등 설탕 산업의 부산물을 사용하여 미생물 발효로 단백질을 생산한다. 동사는 24시간 만에 고품질의 단백질을 만드는 것을 전면에 내세우고 있으며, 반려동물 사료 시장에도 진출하고 있다. 반려동물 사료는 인간용 식품보다 심리적 장벽이 낮고, 동시에 환경 부담 감소 효과도 기대할 수 있어 새로운 단백질 소재의 도입처로서 현실적이다. BBC 기사에서는 당밀을 프리미엄 반려동물 사료로 바꾸는 시도와 식물성 단백질에 흔히 있는 쓴맛을 억제한 감칠맛 있는 스낵이 소개되어 있다.

싱가포르의 Mottainai Food Tech는 그 이름 그대로 일본어의 "모타이나이"에서 영감을 얻고 있다. 대표적인 제품은 두부나 두유를 만들 때 나오는 오카라를 발효시킨 대체육 "Jiro Meat"이다. 오카라는 영양을 포함하는 한편, 수분이 많아 상하기 쉬워 대량 이용이 어려운 부산물이기도 하다. 거기에 고체 발효를 사용하여 식감이나 감칠맛을 갖춘 식물성 단백질 소재로 변환한다. 더 나아가 동사는 식물성 참치 개발에도 착수하여 미생물의 조합에 따라 콩 냄새를 억제하거나 감칠맛과 단맛을 높이고 있다.

여기서 보이는 것은 식품 손실 대책의 새로운 단계다. 기존의 식품 손실 대책은 남은 식재료를 기부하거나, 팔리지 않은 것을 할인하거나, 가정에서 다 먹거나, 퇴비로 만드는 등 "폐기를 줄이는" 발상이 중심이었다. 발효 푸드 테크는 그 한 발 앞에 있다. "폐기를 줄이는" 것뿐만 아니라 "부산물을 처음부터 식품 원료로 재설계하는" 발상이다.

AI가 발효를 가속화하다

발효는 오래된 기술이지만, 현대의 발효 비즈니스는 더 이상 "내버려 두는" 것이 아니다. 미생물의 게놈, 발효 온도, 수분, pH, 산소량, 영양원, 발효 시간, 최종적인 향과 식감. 이들의 조합은 방대하여 인간이 하나씩 시도하기에는 시간이 부족하다.

여기서 AI가 등장한다. MOA Foodtech와 같은 기업은 부산물과 미생물의 데이터를 결합하여 어떤 조건에서 높은 수율이나 바람직한 영양가를 얻을 수 있는지를 예측한다. 이는 요리사가 레시피를 생각하는 작업과 화학 공장이 생산 조건을 최적화하는 작업의 중간에 있다. 최종적으로 요구되는 것은 단순히 "만들 수 있다"는 것이 아니다. 저렴하게, 대량으로, 안전하게, 매번 같은 품질로, 맛있게 만들 수 있는 것이다.

이 점에서 발효 푸드 테크는 연구실의 이야기에 그치지 않는다. 상업화의 벽은 높다. 균주의 안전성, 규제, 소비자 수용, 알레르겐 표시, 보존성, 맛의 안정성, 제조 비용, 기존 식품 제조업체와의 협력, 국가별 식품 인가. 어느 하나라도 부족하면 실험실에서 성공한 "미래의 식품"은 시장에 도달하지 않는다.

그래서 Hill-Maini 씨의 연구실이 셰프 인 레지던스나 R&D 키친을 중시하는 점은 중요하다. 과학자가 "영양가가 높다"고 말하는 것만으로는 소비자는 움직이지 않는다. 깎을 수 있는가, 녹는가, 향은 어떤가, 파스타에 어울리는가, 요리사가 사용하고 싶어지는가. 식품으로서의 최종 평가는 분석 기기뿐만 아니라 혀와 코와 문화에 의해 결정된다.

SNS가 보여주는, 보급을 위한 두 가지 장벽

SNS의 반응을 보면 발효 푸드 테크에는 두 가지 장벽이 있다는 것을 알 수 있다.

첫 번째는 안전성에 대한 불안이다. Reddit 등의 발효 관련 커뮤니티에서는 Neurospora를 사용한 식품 폐기물 업사이클에 대해 전통적인 온콤과의 관련성을 평가하는 목소리나 스타터 입수에 관심을 보이는 목소리가 있다. 한편, 더 일반적인 식품·곰팡이 관련 게시물에서는 "발효"와 "부패"의 차이를 둘러싼 혼란이 자주 보인다. 발효를 좋아하는 사람들에게는 매력적인 미생물이라도 일반 소비자에게는 "곰팡이가 핀 식품"으로 보일 수 있다.

두 번째는 언어의 장벽이다. "식품 폐기물로 만든 치즈"라고 하면 어쩔 수 없이 "쓰레기를 먹는다"는 인상이 먼저 든다. 그러나 "오카라를 발효시킨 식물성 프로테인", "카카오 껍질의 향을 살린 지속 가능한 코코아", "당밀 유래의 미생물 단백질"이라고 바꾸어 말하면 인상은 크게 달라진다. 실제로 우리가 일상적으로 먹고 있는 많은 식품도 원래는 가공의 부산물이나 보존의 노력에서 태어났다. 유청, 술지게미, 쌀겨, 어장, 치즈의 청곰팡이. 문화에 정착하면 그것은 폐기물이 아니라 "소재"가 된다.

SNS 상의 회의는 기술에 반드시 나쁜 것이 아니다. 오히려 어디를 설명해야 하는지를 알려준다. 가정에서 우연히 자란 곰팡이와 식품 제조용으로 관리된 균주는 다르다는 것. 폐기물이라고 해도 썩은 남은 음식이 아니라 식품 공장에서 나오는 관리된 부산물이 중심이라는 것. 최종 제품은 안전성 시험과 규제를 통과할 필요가 있다는 것. 이러한 설명이 없으면 발효 푸드 테크는 "재미있지만 무서운 것"으로 멈춰버린다.

"모타이나이"는 다음 산업 키워드가 될 것이다

이 흐름은 일본에게도 남의 일이 아니다. 일본에는 된장, 간장, 술, 식초, 낫토, 절임, 누룩과 같은 발효 문화가 있다. 동시에 오카라, 쌀겨, 술지게미, 규격 외 채소, 수산 가공 잔재 등 많은 부산물도 있다. 이들을 단순히 "옛날 지혜"로서 지키는 것뿐만 아니라 현대의 식품 공학, AI, 바이오테크놀로지와 결합하면 세계 시장을 향한 새로운 식품 소재 산업이 될 가능성이 있다.

특히 주목해야 할 것은 Mottainai Food Tech가 일본어의 "모타이나이"를 사명에 도입하고 있는 점이다. 이 단어는 단순한 절약이 아니다. 물건의 배후에 있는 노력, 자연, 시간, 생명을 낭비하지 않는다는 감각을 포함하고 있다. 식품 폐기물의 발효 업사이클은 이 감각을 산업 기술로 번역하려는 시도라고도 할 수 있다.

다만 과도한 기대도 금물이다. 식품 폐기물을 모두 발효로 해결할 수 있는 것은 아니다. 발효에 적합한 부산물과 적합하지 않은 부산물이 있다. 수집·보관·위생 관리에는 비용이 든다. 소비자가 받아들이지 않으면 시장은 확장되지 않는다. 환경 부담이 정말로 작은지는 발효에 필요한 에너지, 운송, 냉장, 포장까지 포함한 평가가 필요하다.

그럼에도 불구하고 이 기술이 보여주는 방향성은 크다. 미래의 식품 손실 대책은 "버리지 않도록 참는" 것만이 아니라 "버려졌던 것을 먹고 싶어지는 것으로 바꾸는" 단계로 나아가려 하고 있다. 환경에 좋기 때문에 먹는 것이 아니라 맛있기 때문에 먹는다. 그 결과로 폐기물이 줄어든다. 거기까지 도달할