인류는 빠르게 변화하는 식량 환경 속에서 새로운 단백질원을 찾고 있습니다. 기후변화, 인구 증가, 자원 고갈 문제로 인해 기존 축산업 중심의 단백질 공급 구조가 한계에 부딪히면서, 대체 단백질 산업이 급성장하고 있습니다. 이 중에서도 두 가지 주요 흐름이 주목받고 있습니다. 하나는 ‘곰팡이 기반 단백질(Mycoprotein)’이며, 다른 하나는 ‘합성단백질(Synthetic Protein)’입니다. 곰팡이는 자연에서 얻을 수 있는 생물 자원이자 발효 기술로 생산되는 고단백 식품소재이며, 합성단백질은 인공적으로 유전자 재조합이나 세포배양 기술을 이용해 만든 인공 단백질입니다. 두 산업은 모두 미래 식량문제를 해결할 중요한 대안으로 평가받지만, 접근 방식과 가치, 그리고 경제성이 다릅니다. 이 글에서는 ‘지속가능성’, ‘시장성’, ‘생산비용’ 세 가지 관점에서 곰팡이 기반 단백질과 합성단백질을 비교 분석하여, 창업자와 연구자가 어떤 방향성을 가져야 하는지 살펴봅니다.
지속가능성: 자연 기반 vs 인공 시스템
지속가능성은 오늘날 식품산업의 핵심 키워드입니다. 곰팡이 기반 단백질은 발효공정을 통해 얻는 천연 단백질로, 생태계 친화적이며 탄소 배출량이 낮습니다. 대표적인 사례는 영국의 ‘퀀(Quorn)’입니다. 이 회사는 곰팡이 Fusarium venenatum을 배양해 고단백 식품을 생산하며, 전 세계적으로 200만 명 이상의 소비자에게 공급하고 있습니다. 퀀의 생산 시스템은 가축 사육에 비해 온실가스 배출량이 약 90% 적고, 물 사용량은 15분의 1 수준입니다. 또한 발효조 내부에서 성장하기 때문에 토지 점유율이 적고, 계절적 영향을 받지 않아 안정적인 생산이 가능합니다. 곰팡이는 생분해성이 뛰어나고, 부산물도 친환경적으로 처리할 수 있다는 장점이 있습니다. 예를 들어, 곰팡이 배양 후 남은 균사체는 퇴비나 사료로 재활용할 수 있어 순환경제를 구현할 수 있습니다. 반면 합성단백질은 인공 시스템에 의존하는 만큼 에너지와 원료의 투입이 큽니다. 합성단백질은 세포배양육(cell-cultured meat) 또는 인공 효소 생산 과정에서 전기, 영양배지, 유전자 조작 기술이 필요합니다. 이는 생물공정의 정밀도 측면에서는 뛰어나지만, 에너지 사용량이 많고 이산화탄소 배출량이 예상보다 높다는 연구결과도 있습니다. 또한 합성단백질의 경우 일부 배양 과정에서 동물 유래 배양액(FBS, Fetal Bovine Serum)을 사용하기 때문에 완전한 비건 제품으로 보기 어렵다는 한계가 존재합니다. 결론적으로 지속가능성 측면에서 보면, 곰팡이 단백질은 ‘자연 순환형 시스템’으로서 환경 부담이 적고, 생태적 가치를 높이는 방향으로 발전하고 있습니다. 반면 합성단백질은 기술적 진보는 빠르지만, 아직까지 에너지 효율성과 자원순환 측면에서 개선이 필요합니다.
시장성: 기술혁신 vs 대중친화성
두 산업의 시장성은 접근 전략에서 크게 다릅니다. 곰팡이 기반 식품은 이미 상용화 단계에 있으며, 전 세계 소비자 시장에서 빠르게 확산되고 있습니다. 영국의 퀀(Quorn), 미국의 네이처스 파인드(Nature’s Fynd), 싱가포르의 Mycovation 등 다양한 기업이 제품을 출시하며 식품 대체 단백질 시장을 주도하고 있습니다. 이러한 곰팡이 식품은 ‘비건’, ‘클린라벨’, ‘지속가능한 식품’이라는 키워드와 맞물려 소비자들의 긍정적인 반응을 이끌어내고 있습니다. 곰팡이 단백질은 식감이 좋고, 발효과정을 통해 고유한 풍미를 가지므로 소비자 수용성이 높습니다. 실제로 유럽과 북미 시장에서는 곰팡이 단백질 기반의 대체육, 소시지, 패티, 스낵류 등이 슈퍼마켓 주류 카테고리에 포함되어 있습니다. 반면 합성단백질은 기술적으로 진보했지만, 시장 보급 속도는 다소 더딥니다. 합성단백질 기반 제품은 현재 주로 연구실이나 파일럿 생산 단계에 있으며, 규제 문제와 소비자 인식이 상용화를 늦추는 요인으로 작용하고 있습니다. 특히 ‘세포배양육’은 윤리적 대안으로 주목받지만, 일부 소비자는 ‘인공적’ 혹은 ‘비자연적’이라는 거부감을 가지고 있습니다. 시장성 측면에서 곰팡이 기반 식품은 ‘전통 발효문화’와 ‘미래기술’의 융합이라는 장점을 지니고 있습니다. 즉, 익숙하면서도 새로운 맛과 식감을 제공하기 때문에 소비자 접근성이 높습니다. 반대로 합성단백질은 아직 고가의 기술 상품으로, 식품보다는 제약·의료용 단백질 생산 등 특수 시장에서의 경쟁력이 더 높습니다. 예를 들어, 미국의 ‘퍼펙트 데이(Perfect Day)’는 합성 효모를 이용해 유제품 단백질을 생산하지만, 그 생산비용과 인증 절차 때문에 소비자 제품화는 제한적입니다. 결국 시장 진입 장벽이 낮고 소비자 신뢰를 얻기 쉬운 쪽은 곰팡이 기반 식품입니다. 그러나 장기적으로는 합성단백질 기술이 발전하면서 양자 간의 경계가 흐려질 가능성도 있습니다. 일부 기업은 곰팡이 발효와 합성단백질 생산을 결합한 ‘하이브리드 단백질’ 모델을 실험하고 있습니다.
생산비용: 효율성의 차이
생산비용은 두 산업의 현실적인 경쟁력을 결정짓는 요소입니다. 곰팡이 단백질은 생산공정이 단순하고, 기존 발효기술 인프라를 그대로 활용할 수 있기 때문에 초기 투자비용이 낮습니다. 예를 들어, 퀀이나 Nature’s Fynd는 발효탱크에서 곰팡이를 5~7일 정도 배양한 뒤, 단백질 덩어리를 추출하여 제품화합니다. 곰팡이는 산소와 당류만 있으면 자라기 때문에 생산단가가 낮고, 원료로 농업 부산물(옥수수 전분, 밀 부산물 등)을 사용할 수 있어 원가 절감 효과가 큽니다. 반면 합성단백질은 고도의 생명공학 기술과 정제 설비가 필요합니다. 세포배양에는 무균 환경 유지, 영양배지 공급, 대사 조절, 배양액 정제 등의 과정이 포함되어, 생산비용이 매우 높습니다. 2020년 기준, 세포배양육 1kg 생산 비용은 약 5만 원~10만 원 수준으로 추정되며, 이는 일반 육류의 10배 이상입니다. 합성단백질은 기술적 효율성이 개선되면 장기적으로 생산단가를 낮출 수 있지만, 현재 단계에서는 상업적 대량생산이 어려운 수준입니다. 반면 곰팡이 단백질은 이미 산업용 설비를 이용한 대량생산이 가능하며, 생산비용 대비 수익률이 높습니다. 또한 곰팡이 단백질의 부산물은 사료, 비료, 기능성소재 등으로 활용할 수 있어 부가가치 창출이 가능합니다. 반면 합성단백질은 생산 부산물의 재활용이 어렵고, 정제 과정에서 생기는 폐수나 배양액 처리 비용이 추가로 발생합니다. 요약하면, 단기적으로는 곰팡이 단백질이 경제성이 높고, 합성단백질은 기술 중심의 장기 투자형 산업이라고 할 수 있습니다. 창업가나 투자자 입장에서는 ‘시장 진입이 빠르고 비용 회수가 빠른 모델’을 원한다면 곰팡이 산업이 유리합니다. 반면, 미래의 고부가가치 기술 시장을 선점하려면 합성단백질에 대한 연구개발 투자가 필수적입니다.
결론적으로 곰팡이 기반 식품과 합성단백질은 서로 다른 방향에서 같은 목표를 향하고 있습니다 — ‘지속가능한 단백질 생산’. 곰팡이는 친환경성과 접근성이 뛰어나 대중 시장 중심으로 확장되고 있고, 합성단백질은 기술혁신과 맞춤형 단백질 개발에 집중하고 있습니다. 지속가능성 측면에서는 곰팡이가, 기술적 혁신성 측면에서는 합성단백질이 우위를 점하고 있습니다. 그러나 두 산업이 경쟁하기보다는 상호보완적 관계로 발전할 가능성이 높습니다. 실제로 최근 스타트업들은 곰팡이 발효 기술에 합성생물학을 접목해 새로운 하이브리드 단백질 생산 방식을 개발하고 있습니다. 향후 식품산업의 패러다임은 ‘자연과 기술의 융합’으로 나아갈 것입니다. 그리고 그 중심에는, 생태적 가치와 경제성을 동시에 갖춘 곰팡이 기반 바이오 산업이 자리하게 될 것입니다.