가짜 고기 혹은 대체육은 얼마나 친 환경적이고 지속가능한 식품인가?

■ 역자 주: 기후 변화와 탄소배출 문제가 심각해지고 지속가능한 식생활에 대한 관심이 높아지면서 가짜 고기(fake meat) 혹은 대체육(meat alternative)이 구글과 빌 게이츠 등 주요 기업과 투자자들의 주목을 끌고 있다. 그러나 가짜 고기가 진정 지속가능한 식품일까? 가짜 고기를 제조하는 업체들은 제품과 관련된 온실가스 발자국을 공개하고 있지 않다. 대략의 추정으로 가짜 고기 완제품은 가장 온실가스 발자국이 높은 쇠고기는 물론 돼지와 닭고기에 비해 훨씬 친환경적이다. 하지만 완제품을 위해 단일 품종 경작과 대규모 농경을 필요로 하는 가짜 고기에 대한 비판도 만만치 않게 제기되고 있다. 이 글은 밥 홈즈는 캐나다의 과학 작가 Bob Holmes의 Knowable Magazine의 2022년 7월 20일 자 기고 How sustainable are fake meats?의 번역으로 육류에 비한 식물 기반 고기 대체육의 제조과정과 환경 발자국, 그리고 그 지속 가능성에 대해 분석하고 있다.

가짜 고기(fake meat)는 얼마나 지속 가능한가?

육류 애호가들에게 판매되는 임파서블(Impossible)과 비욘드(Beyond) 같은 식물성 버거들은 실제와 같은 맛과 훨씬 가벼운 환경 발자국을 가지고 있다고 주장한다. 다음은 숫자가 말하고자 하는 바이다.

Bob Holmes

고기의 미래? 일러스트: PETER AND MARIA HOEY

환경을 생각하는 육식주의자라면 아마도 식탁에 최소한의 죄책감을 가지고 있을 것이다. 우리 접시에 담긴 고기는 삼림 벌채, 온실 가스 배출, 대기 및 수질 오염을 통해 상당한 환경 비용을 초래한다. 이는 기후 변화에 대처해야 하는 전 세계의 긴급한 필요성을 감안할 때 불편한 현실이다.

그것이 오늘날 슈퍼마켓 진열대와 햄버거 가게 메뉴의 신제품 메뉴, 즉 진짜 고기처럼 보이지만 완전히 동물성 재료 없이 만든 제품에 대한 소문이 큰 이유이다. 지난 수십 년간 콩이나 곡물로 만든 채소 버거와 달리 임파서블 버거(Impossible Burger)와 비욘드 미트(Beyond Meat)로 가장 잘 알려진 이 "식물성 고기"는 전통적인 육식주의자를 대상으로 크게 판매되고 있다. 그들은 환경 비용의 아주 일부만으로 실제 간 고기의 맛과 질감을 재현한다고 주장한다.

만약 이 새로운 대체육들이 육류에 대한 우리의 수요의 많은 부분을 채울 수 있다면, 그리고 그들이 주장하는 것처럼 친환경적이라면(이것은 독립적으로 검증하기가 쉽지 않다), 그들은 육식자들에게 좋아하는 요리법을 포기하지 않으면서도 식사 선택이 환경에 미치는 영향을 줄이는 방법을 제공할 수 있다.

그것이 게임 체인저가 될 수 있다고 생각하는 사람도 있다. “사람들은 동물 농업의 해악에 대해 오랫동안 교육을 받았지만 채식주의자와 채식주의자의 비율은 일반적으로 여전히 낮습니다.”라고 대체육 개발을 지원하는 국제 비영리 단체인 국제 비영리 단체인 굿 푸드 연구소(Good Food Institute)의 과학자인 엘리엇 스와츠(Elliot Swartz)는 말한다. "사람들에게 행동을 바꾸도록 강요하는 것보다 행동을 바꿀 필요가 없는 식단에 제품을 대체하는 것이 더 효과적일 것이라고 생각합니다."

오늘날의 육류 산업이 지구에 나쁘다는 것은 의심의 여지가 없다. 가축은 직접적으로(소 및 기타 방목은 동물의 트림과 사육장과 돼지 및 닭 헛간에서 나오는 분뇨에서 배출) 그리고  간접적으로(주로 사료 작물을 재배하는 데 사용되는 화석 연료에서 발생) 전 세계 온실 가스 배출량의 약 15%를 차지한다. 실제로 세계의 소가 국가라면 온실 가스 배출량만 해도 중국에 이어 세계 2위가 될 것이다.

설상가상으로 유엔은 점점 더 부유해지고 있는 세계 인구가 자신의 접시에 더 많은 고기를 찾음에 따라 2031년까지 전 세계 육류 수요가 15% 증가할 것으로 예상한다. 그것은 더 많은 메탄 배출과 목초지와 농경지가 아마존과 같은 이전에 숲이 우거졌던 지역으로 확장되는 것을 의미한다. 삼림 벌채는 생물 다양성을 위협하고 배출에 더 많은 기여를 한다.

그러나 모든 종류의 육식 동물이 문제에 동등하게 기여하는 것은 아니다. 소, 양, 염소와 같은 방목 동물은 돼지나 닭과 같이 방목하지 않는 동물보다 훨씬 더 큰 온실 가스 발자국을 가지고 있다. 그것은 대부분의 경우 장내 미생물이 풀과 기타 마초의 셀룰로오스를 소화하면서 발생하는 이전 트림 메탄 때문이다.

돼지와 닭은 또한 사료를 식용 고기로 전환하는 데 훨씬 더 효율적이다. 닭은 2파운드 미만의 사료가 필요하고 돼지는 체중 1파운드를 유지하기 위해 약 3-5파운드가 필요한다. (나머지는 혈액 순환, 이동, 보온, 세균 퇴치 등 일상생활의 에너지 비용으로 사용된다.) 이를 소 1파운드당 6~10파운드의 사료와 비교해보라.

그 결과 쇠고기 1파운드당 온실가스 배출량은 돼지의 6배, 닭고기의 9배에 달한다. (역설적이게도 목초를 먹인 소(종종 사육장 쇠고기의 더 친환경적인 대안으로 생각됨)는 실제로 더 큰 기후 죄인입니다. 목초를 먹인 동물은 더 천천히 성숙하여 메탄을 트림하는 데 더 많은 달을 보내기 때문입니다.)

가짜 고기 만들기

식물성 고기는 그 암울한 환경적 성과를 개선하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 스탠퍼드 대학의 생화학자 팻 브라운(Pat Brown)은 환경적으로 가장 큰 변화를 만들기 위해 취할 수 있는 단일 조치가 무엇인지 자문한 후 임파서블 푸드(Impossible Foods)를 설립했다. 그의 대답은 고기를 대체하자였다.

이를 위해 임파서블과 경쟁업체들은 기본적으로 고기를 구성 요소로 분해한 다음 식물성 재료로 동등한 제품을 만든다. 제조업체들은 식물성 단백질(대부분 임파서블의 경우 대두, 비욘드의 경우 완두콩, 기타의 경우 감자, 귀리 또는 이에 상응하는 단백질)로 시작하고 고기와 같은 품질을 시뮬레이션하기 위해 신중하게 선택한 재료를 추가한다. 대부분은 동물성 지방의 식감과 유사한 코코넛 오일과 고기 맛을 더하기 위해 효모 추출물 또는 기타 향료를 포함한다. 임파서블은 심지어 동물 혈액에서 발견되는 단백질인 헴(heme)의 식물 추출 버전을 추가하여 훨씬 더 고기 같은 모양과 맛을 낸다.

2022년 식품 과학 기술 연례 리뷰(Annual Review of Food Science and Technology)에서 식물성 단백질에 대해 쓴 노스캐롤라이나 주립 대학의 식품 단백질 화학자인 윌리엄 아이무티스(William Aimutis)는 이 모든 것이 상당한 가공을 필요로 한다고 말한다. 예를 들어, 대두는 일반적으로 먼저 가루로 제분한 다음 기름을 제거한다. 단백질을 분리하고 농축한 다음 저온 살균하고 분무 건조하여 최종 제형을 위한 비교적 순수한 단백질을 생성한다. 모든 단계는 에너지를 소비하므로 다음과 같은 질문이 제기된다. 이 모든 가공 과정으로, 이 대체육들이 그들이 대체하고자 하는 것보다 정말로 더 친환경적인가?

그 질문에 답하기 위해 환경 과학자들은 수명 주기 분석(life cycle analysis)으로 알려진 것을 수행한다. 이것은 콩 단백질, 코코넛 오일, 헴 등 최종 제품에 포함된 각 성분을 추출하여 원점으로 되돌리고 관련된 모든 환경 비용을 기록하는 것을 포함한다. 예를 들어 콩 단백질의 경우, 수명 주기 분석에는 비료, 살충제 및 가공 공장으로의 운송에서 화석 연료 방출을 포함하여 콩을 재배하는 데 필요한 화석 연료, 물 및 땅이 포함된다. 그런 다음 제분, 지방 제거, 단백질 추출 및 건조에 소비되는 에너지와 물을 추가한다.

유사한 계산은 다른 모든 재료와 조립과 포장의 최종 과정에 적용될 것이다. 이 모든 것을 종합하면, 제품의 총 환경 풋프린트에 대한 추정치가 나온다.

불행히도 이러한 모든 숫자를 쉽게 구할 수 있는 것은 아니다. 많은 제품, 특히 차세대 식물성 고기와 같은 고유한 제품의 경우 제품 세부사항들은 관련된 회사들에 의해 비밀에 부쳐진다. 버클리 캘리포니아 대학의 대체 육류 연구소를 공동 지휘하는 화학 엔지니어인 리카르도 산 마틴(Ricardo San Martin)은 "그들은 자신이 사용하는 에너지의 양과 지방과 단백질을 어디에서 얻는지 알지만 일반 대중에게 공개하지 않을 것"이라고 말했다. 결과적으로, 식물성 육류 제품의 대부분의 수명 주기 분석은 비욘드와 임파서블을 포함한 회사 자체에 의해 위임된 것이다. 외부인은 이를 독립적으로 확인할 수 있는 방법이 거의 없다.

그럼에도 불구하고, 이러한 분석은 식물성 고기가 동물성 고기에 비해 분명한 환경적 이점을 제공함을 시사한다. 예를 들어, 지속 가능성 컨설팅 회사인 퀀티스(Quantis)가 의뢰한 연구에 따르면 임파서블의 버거는 동일한 양의 쇠고기 버거에서 나오는 온실 가스 배출량의 11%만 발생한다. 미시간 대학의 연구원들이 수행한 비욘드의 수명 주기 분석에 따르면 햄버거의 온실 가스 배출량은 실제 쇠고기의 온실 가스 배출량의 10%였다.

실제로, 존스 홉킨스 대학의 독립 연구원들이 출판된 문헌을 뒤져서 그들이 할 수 있는 최선의 추정치를 얻기로 결정했을 때, 그들은 그들이 발견한 11개의 수명 주기 분석에서 식물성 육류의 평균 온실 가스 발자국은 동등한 양의 쇠고기 단백질에 대해 7%에 불과하다는 것을 발견했다. 식물성 제품은 또한 돼지고기나 닭고기보다 더 기후 친화적이었다. 비록 덜 두드러지긴 하지만 온실 가스 배출량은 실제 육류보다 각각 37%와 57%에 불과했다.

유사하게, 홉킨스 팀은 식물성 고기를 생산할 때 물을 덜 사용한다는 것을 발견했다. 같은 양의 단백질에 대해 쇠고기의 23%, 돼지고기의 11%, 닭고기의 24%이다. 토지에 대해서도 상당한 절약이 있었다. 식물성 제품은 일정량의 단백질에 대해 쇠고기의 2%, 돼지고기의 18%, 닭고기의 23%를 사용했다. 토지를 절약하는 것은 중요하다. 식물성 고기가 결국 상당한 시장 점유율을 차지하게 된다면 잉여 토지를 삼림이나 기타 자연 식생으로 되돌릴 수 있기 때문이다. 이들은 대기로부터 이산화탄소를 저장하고 생물다양성 보전에 기여한다. 다른 연구에서는 식물성 우유가 우유에 비해 유사한 환경적 이점을 제공한다는 것을 보여준다(박스 참조).

재배 방법에 대한 주의

물론 녹색 식물성 고기가 실제로 얼마나 좋은지는 그 기초가 되는 농업 관행에 달려 있다. (고기 자체도 마찬가지이다. 쇠고기 1파운드에서 발생하는 온실 가스 배출량은 가장 효율적인 생산자부터 가장 낮은 생산자까지 10배 이상 다를 수 있다.) 열대 우림이었던 농장에서 자란 팜유와 같은 식물성 재료 , 또는 건조한 지역에서 재배되는 관개 작물은 지속 가능하게 재배되는 작물보다 훨씬 더 많은 피해를 준다. 그리고 일부 식물성 고기의 중요한 성분인 대두 재배는 아마존 삼림 벌채의 주요 원인이다.

그러나 대부분의 재료의 경우 제대로 생산되지 않은 식물성 고기라도 잘 키운 가축의 고기보다 환경적으로 더 나은 것 같다. 2022년 자원 경제 연례 리뷰(Annual Review of Resource Economics)에서 육류와 지속 가능성에 대해 쓴 독일 본 대학의 농업 경제학자 마틴 카임(Matin Qaim)은 식물성 고기는 실제 가축에게 먹이는 것보다 훨씬 적은 콩을 필요로 한다고 말한다. “아마존에서 삼림 벌채가 일어나고 있는 이유는 식량과 사료에 대한 수요가 증가하고 있기 때문입니다. 육류에서 벗어나 식물성 식단으로 옮겨갈 때 필요한 면적이 줄어들고 대두가 반드시 아마존에서 자랄 필요는 없습니다.”

그러나 녹색 그대로의 식물성 고기는 고기를 대체할 수 있기 전에 해결해야 할 몇 가지 장애물이 있다. 한 가지 예로, 굿 푸드 연구소(Good Food Institute)에 따르면 식물성 고기는 현재 대체하고자 하는 제품보다 평균 43% 더 비싸다. 이는 식물성 고기가 미국 육류 판매의 1% 미만을 차지하는 이유를 설명하는 데 도움이 된다. 옹호자들은 시장이 발전함에 따라 가격이 내려갈 것이라고 낙관하고 있지만 그런 일은 아직 일어나지 않았다. 그리고 이러한 규모의 경제를 달성하려면 많은 노력이 필요하다. 시장의 6%로 성장하는 것조차 새로운 시설에 270억 달러의 투자가 필요하다고 스와츠는 말한다.

아직 덜 익은 스테이크

또한 오늘날의 모든 식물성 고기는 버거와 치킨 너겟과 같은 간 고기 제품을 대체하려고 한다. 스테이크나 닭 가슴살과 같은 전체 근육 고기는 대체육 회사가 아직 실험실 외부에서 모방하지 못한 더 복잡하고 섬유질적 구조를 가지고 있다.

문제의 일부는 대부분의 식물 단백질은 모양이 구형이지만 실제 근육 단백질은 긴 섬유를 형성하는 경향이 있다는 것이다. 질감이 있는 고기와 같은 제품을 만들기 위해 과학자들은 본질적으로 골프공을 끈으로 바꿔야 한다고 매사추세츠 대학의 식품 과학자이자 식품 과학 및 기술의 연례 리뷰(Annual Review of Food Science and Technology)의 편집자인 데이비드 줄리안 맥클레멘츠(David Julian McClements)는 말한다. 종종 고압 압출 또는 기타 복잡한 기술을 사용하여 그렇게 하는 방법이 있지만 아직까지 아무도 시장에 출시할 준비가 된 전체 근육 제품을 가지고 있지 않다. (일부 국가에서 퀀[Quorn]이라는 이름으로 수십 년 동안 판매된 버섯 제품은 자연적으로 섬유질이지만 미국에서는 판매가 급증한 적이 없다. 다른 회사에서도 버섯 단백질을 기반으로 한 육류 대체품을 연구하고 있다.)

맥클레멘츠는 식물성 베이컨을 만들기 위한 또 다른 접근 방식을 실험하고 있다. 근육과 지방의 식물성 유사체를 분리한 다음 베이컨의 독특한 마블링을 3D 프린팅 하는 것이다. "나는 우리가 그것을 하나로 묶을 모든 요소를 ​​가지고 있다고 생각합니다."라고 그는 말한다.

일부 비평가들은 식물성 육류로의 전환이 바람직하지 않은 방식으로 글로벌 식품 시스템의 산업화를 강화할 수 있다고 지적한다. 대부분의 대체육 제품은 공장에서 제조되며, 식물성 단백질 및 기타 성분에 대한 수요는 대규모 농업에 유리하며, 단일 재배, 살충제 사용, 토양 침식 및 비료 유출로 인한 수질 오염 문제데 대한 관련 증거가 많다. 식물성 고기는 이러한 지속 불가능한 농업 관행의 영향을 줄일 것이지만 현재의 농업 관행이 크게 바뀌지 않는 한 이를 제거하지는 못할 것이다.

물론 모든 대체육에 관한 논쟁은 다른 식이요법 옵션을 간과하고 있는데, 그것은 모든 것 중에서 가장 낮은 환경 발자국을 가진 것이다. 즉 그냥 육류는 줄이고 콩, 곡물 및 야채를 많이 섭취하는 것이다. 홉킨스 연구원에 따르면 식물성 고기에 포함된 추가 가공은 단백질 단위당 콩보다 4.6배, 완두콩보다 7배 더 많은 온실 가스를 생성한다는 것을 의미한다. 두부와 같은 전통적인 최소 가공 식물 단백질도 온실가스에 있어서는 식물성 고기를 능가한다. 게다가, 부유한 나라의 대부분의 사람들은 그들이 필요로 하는 것보다 훨씬 더 많은 단백질을 먹기 때문에, 그들은 대체품을 찾지 않고도 간단히 그들의 단백질 소비를 줄일 수 있다.

그러나 그 옵션은 오늘날 육식을 하는 대다수의 사람들에게 어필하지 못할 수 있으며, 이는 대체육을 유용한 임시방편으로 만든다. “사람들이 콩과 곡물, 두부, 과일과 채소를 많이 먹는 것이 좋습니까? 그렇습니다.”라고 라고 건강한 식사를 지지하는 옹호 단체인 공익 과학 센터(Center for Science in the Public Interest)의 영양 책임자인 보니 리브먼(Bonnie Liebman)은 말한다.

"하지만 고기 맛을 좋아해서 두부로 설득하지 못하는 사람들이 많습니다. 비욘드 미트(Beyond Meat)로 그들을 사로잡을 수 있고 그것이 기후 변화를 줄이는 데 도움이 된다면 저는 전적으로 찬성합니다.”

식물성 우유 고기는 환경 비용이 많이 드는 동물성 단백질의 유일한 공급원이 아니다. 유제품 역시 되새김질을 하는 소와 양, 그리고 사료를 키우는 과정에서 온실 가스를 많이 배출한다. 여기서도 이미 식료품점에서 주류인 식물 기반 대안은 적어도 어떤 면에서는 환경 친화적인 대안일 수 있다. 그러나 얼마나 친화적인지는 그들의 발자국을 측정하는 방법에 달려 있다. 한 가지 방법은 우유 1쿼트당 환경비용을 표현하는 것이다. 그러한 측정에 기반해 보면 모든 식물성 우유는 빼어나다. 예를 들어, 두유는 실제 우유보다 7%의 땅과 4%의 물을 필요로 하는 반면, 온실가스는 31%만 배출한다. 귀리 우유는 토지의 8%와 물의 8%를 필요로 하는 반면, 온실가스의 29%만 배출한다. 심지어 너무 많은 신선한 물을 삼키기 때문에 종종 좋지 않은 선택으로 여겨지는 아몬드 과수의 아몬드 우유도 실제 우유의 59%의 물을 사용한다. 그러나 모든 식물성 우유가 동일한 영양소를 제공하는 것은 아니다. 두유는 우유와 거의 같은 양의 단백질을 제공하지만 아몬드 우유는 약 20%만 제공한다. 이는 일부 사람들에게 중요한 고려 사항이다. 따라서 단위 단백질 기준으로 아몬드 우유는 실제로 우유보다 더 많은 온실 가스를 생성하고 더 많은 물을 사용한다. - Bob Holmes