사람이 재배하고 키운 식재료를 활용해 먹을 수 있도록 만든 것이 ‘음식’이다. 하지만, 세상이 발전하면서 우리는 듣도 보도 못했던 기상천외한 식재료가 등장하고 있다. 헤모글로빈 성분을 활용해 만든 ‘식물성 고기’부터 우리가 마시는 술도 기존의 숙성과정을 크게 단축한 ‘위스키’가 등장하기도 한다.

이러한 음식들은 우리가 쉽게 눈으로 볼 수 없는 것들을 활용한 것이 특징인데, 여기서 더 한 단계 발전해 우리가 눈으로 볼 수 없는 것으로 만드는 식재료가 있다면 어떨까? 이것은 바로 ‘공기’로 단백질을 만드는 ‘에어프로틴(Air Protein)’의 이야기다.

미국 캘리포니아에 위치한 스타트업 기업 ‘에어프로틴’은 말 그대로 우리가 숨 쉬고 있는 공기를 통해 단백질을 만드는 곳이다. 여기서 드는 생각은 “굳이 왜 공기로 음식을 만들어야 하는가?”일 것이다.

에어프로틴의 설명에 따르면 2050년까지 세계 인구는 100억에 이를 것으로 예상되며, 그 결과 식량 생산에 대한 수요가 70% 증가할 것으로 예상된다. 현재 식량 생산은 온실가스의 20%를 차지하고 있는데, 이는 세계 교통량을 합친 것보다 많고, 지구 대륙 질량의 37% 이상을 사용하고 있는 것이다. 이는 아프리카와 남아메리카의 크기와 맞먹는 양이다.

이에 에어프로틴은 전 세계의 사람들이 즐기는 ‘고기’를 새롭게 만드는 방법을 고민하여 더 많은 사람들을 먹이기 위한 신개념 경작지를 개발했는데, 그것이 바로 ‘공기’이다.

사실 공기로 얻는 단백질에 대한 아이디어는 2020년대에 들어서야 생각한 것은 아니다. 1960년대 NASA(미항공우주국) 과학자들은 우주탐험에 필요한 다양한 연구들을 진행했는데, TV로 전 세계에 중계된 아폴로 2호의 1969년 달 착륙 기술 외에도, 우주비행사들에게 식량을 공급하기 위해 이산화탄소가 없는 곳에서 식품을 만드는 방법 등이 연구되었다.

시간이 지나, 물리학박사인 키버디(Kiverdi)사의 리사 다이슨(Lisa Dyson)은 환경에 이로운 단백질원을 만들어내는 방법을 연구하던 중, 오래전 과거 나사에서 진행했던 우주과학자들의 연구를 찾아냈는데, 그녀의 창업기업인 키버디사를 통해 이 콘셉트를 연구하여 공기 단백질을 만드는 기술을 개발했다.

당시 나사는 ‘폐쇄 육류 시스템(Closed-meat system)’이라는 아이디어를 제시했는데, 미생물을 사용하여 배출된 이산화탄소를 음식으로 전환시키는 것이었다. 이러한 아이디어를 우주비행사들에게 신선한 공기 공급을 제공하는 ‘CO2 세정 시스템’에 통합시켜 폐기물을 가져다가 우주비행사들을 위한 식품으로 전환했다. 6개월 이상이 걸리는 화성 여행을 위한 우주에서의 제한된 음식 섭취는 굉장히 중요했기 때문에 이러한 기술이 필요했던 것이다.

다시 에어프로틴으로 넘어가 보자. 우주에서는 제한된 상황의 ‘생존’을 위한 공기 단백질이 중점이었지만, 현재 지구에서는 아직까진 음식이 부족하다고 할 순 없다. 즉 사람들이 이러한 공기 단백질을 찾아야 할 차별점이 있어야 했는데, 에어프로틴은 우리가 먹는 고기의 ‘동물 단백질’과 동일한 공기 단백질 생성에 초점을 맞췄다.

도대체 공기가 동물에게서 얻는 ‘단백질’을 얻을 수 있다는 말일까? 답은 ‘미생물’에 있다. 바로 ‘하이드로제노트로픽(Hydrogenotropic)’이라고 불리는 미생물로 ‘수소(Hydrogen)’와 ‘자가영양생물(Autotroph)’의 화합물이다. 간단하게 말하면 ‘수소 박테리아’와 비슷하다.

이러한 단일 세포의 미생물은 공기 중의 이산화탄소를 단백질로 변환할 수 있는데 여기서 식물의 ‘광합성’ 과정을 대입시킨다. 식물은 광합성을 통해 햇빛, 이산화탄소, 수소를 모으며 ‘포도당’이라는 에너지원을 생성하는데, 이러한 과정을 모방해 미생물을 활용한 광합성을 통해 단백질을 만드는 것이다. 미생물은 이산화탄소를 음식으로 전환시키기 때문에 식물과 같은 역할을 한다. 또한, 기존 식물 기반의 농업보다 공간, 햇빛, 자원 절약을 할 수 있다는 장점도 있다.

이제 본격적으로 기술은 준비되었으니, 본격적으로 단백질을 만드는 과정에 초점을 맞추면, 공기의 요소(이산화탄소, 산소 및 질소)를 결합한 뒤, 영양소가 풍부한 단백질을 만들기 위해 물과 미네랄 영양소를 추가한다. 리사 다이슨(Lisa Dyson)은 샌프란시스코크로니클을 통해 “이는 요거트와 맥주의 제조 과정과 매우 흡사하다”라고 말했는데, 제조 과정은 비슷하지만 ‘발효 과정’이 없이 만드는 것이라고 한다. 

우리가 과학자도 아니기 때문에 이러한 과정을 100% 이해하기란 힘들 것이다. 우리가 확실하게 알 수 있는 것은 공기를 포착해 영양소를 추가해 단백질을 만든다는 것이고, 이는 현재 음식 트렌드이자 우리가 해결해야 할 문제로 손꼽히는 ‘지속가능성’에 완벽하게 부합하는 기술이라는 것이다.

최종적으로, 생산 과정을 거치면 ‘공기 단백질 분말’이 완성되는데, 이 분말은 맛이 없다. 먹기 싫은 맛이라는 뜻이 아닌 정말 맛이 ‘無’ 상태라는 것이다. 하지만 ‘맛 자체가 없는’ 상태라는 것은 마치 흰 도화지 같다는 것이기 때문에 부족한 부분을 원하는 대로 채우기에 용이하다. 공기 단백질은 동물성 단백질과 유사한 아미노산을 가지고 있는데, 놀랍게도 동물성 단백질과 유사한 9가지 유형의 필수 아미노산을 함유하고 있다고 한다. 

호르몬, 항생제, 살충제, 제초제, 글루텐, 유제품 등이 안 들어가며, 정기적인 채식 식단으로 섭취하기 어려운 비타민 B, 비타민 B12, 니아신, 티아민 등이 포함되어 있다. 보통 우리는 이러한 영양소를 알약과 정제를 통한 영양제로 얻는 경우가 많기 때문에 현재 공기 단백질은 많은 관심을 받고 있다.

현재 에어 프로틴은 ADM 벤처스(ADM Ventures), 바클레이스(Barclays), GV(구글 벤처스) 등에 총 3,200만 달러(한화 약 348억 8,000만 원)의 자금을 얻었다.

2004년, 미래학자 레이 커즈와일(Ray Kurzweil)은 자신의 저서 ‘Fantastic Voyage: Live Long Enough to Live Forever’를 통해 미래의 음식이 “나노 로봇을 통해 혈관과 소화관에 머물며 음식을 통해 인간이 필요로 하는 정확한 영양분을 나를 것”이라고 예측했다. 우리가 평소에 먹는 음식 섭취 행위가 사라질 수 있다는 뜻이다. 아직 많은 발전이 필요하지만, 에어프로틴의 사례를 보면 그의 예측에 한 발짝 다가가고 있는 것으로 보인다.

맛이 존재하지 않는 분말을 통해 우리의 영양소를 채울 수 있다는 것은 어쩌면 슬픈 사실일 수도 있지만, 확실한 것은 우리의 지구를 지키기 위해 ‘지속가능성’이 정말로 중요하며, 미래의 식량 자원에 대한 연구가 필요하다는 점이다. 

현재는 식물성 소고기, 닭고기, 우유를 만들고 컴퓨터가 만들어주는 위스키를 마실 수 있는 시대다. 당신이 만약 미래 음식에 대해 많은 관심이 있다면 에어프로틴의 행보에 주목해보는 것은 어떨까?

소믈리에타임즈 유성호 기자 ujlle0201@sommeliertimes.com