미래 우주인의 식량은 효모에서 나온다?

 

(Bioengineered yeast as a complete food-production system. Multiple genetic pathways could be consolidated into synthetic chromosomes (a) to reprogram yeast metabolism and bestow it with new engineered traits (e.g., C1-utilization and sensory and nutritional food attributes) (b). Through the use of intelligent bioreactors capable of controlling the expression of specified engineered genetic pathways, yeast cellular physiology could be shaped to tune yeast biomass food properties (c). Microbial 3D-printed food technologies would allow manufacturing food personalized to individual preferences with minimal waste (d). Credit: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33974-7)

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음식 손맛은 3D 프린터로 재현하기 어려울 뿐 아니라 사실 출력하는데 걸리는 시간이 손으로 하는 것보다 느립니다. 따라서 식품 3D 프린팅 기술은 현재 널리 사용되는 기술은 아니지만, 적어도 한 분야에서는 상당한 주목을 받고 있습니다. 바로 장거리 유인 우주 탐사입니다.

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인류가 지구를 넘어 달이나 화성 같은 다른 천체에 정착할 경우 해결해야 할 가장 중요한 문제 중 하나가 바로 먹는 문제입니다. 처음에는 지구에서 가져온 식량에 의존해야 하겠지만, 본격적인 우주 정착지 개발을 위해서는 결국 식량을 저체 조달해야 합니다.

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이를 위한 우주 식물 재배 연구도 활발하지만, 기본적으로 필요한 모든 식량을 우주에서 재배하려면 상당히 큰 시스템이 필요합니다. 따라서 일부 과학자들은 미생물에 주목하고 있습니다.

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맥쿼리 대학의 브라아르도 로렌테 (Briardo Llorente from the School of Natural Sciences at Macquarie University)가 이끄는 연구팀은 오랜 시간 인간이 먹어온 미생물인 효모인 Saccharomyces cerevisiae를 우주 식량으로 만드는 연구를 진행했습니다.

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효모는 주로 빵과 술을 만드는 데 중요한데, 사실 그 기능은 빵을 부풀게 하고 알콜만 만드는 데 그치지 않습니다. 효모는 여러 가지 유기물을 분해해 인간에게 필요한 대부분의 영양분을 만들 수 있습니다. 그러나 그 자체로는 음식이 될 수 없어 대부분 발효된 식품이나 술과 함께 섭취합니다.

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연구팀은 효모의 유전자를 변형해 식품의 맛과 식감, 영양분을 실제 식재료와 비슷하게 만든 후 이를 3D 프린터로 출력할 수 있게 만들었습니다. 연구팀에 따르면 효모 배양액 3000리터만 있으면 하루 50-100명이 먹을 수 있는 영양분을 만들 수 있습니다. 실제 식물을 재배하거나 이 식물을 먹는 가축을 키우는 것보다 훨씬 작은 자원과 공간만 있으면 됩니다. 우주 기지에 이상적인 방법인 이유입니다.

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연구팀은 우주에서 처치 곤란한 막대한 양의 농업 폐기물과 음식물 쓰레기를 만드는 식물 재배보다 효모가 우주에서 훨씬 합리적이라고 보고 있습니다. 하지만 이 기술을 지구에서도 대체육이나 기타 다른 음식을 만드는데 사용할 수 있습니다. 앞으로 대체 식품 기술로 상용화 될 수 있을지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2022-11-future-space-food-bioengineered-yeast.html

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Briardo Llorente et al, Harnessing bioengineered microbes as a versatile platform for space nutrition, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33974-7