서울 건국대학교 도정태 교수 연구팀(융합과학기술원 첨단바이오공학부)이 한국식품연구원 박진룡 박사 연구팀과 함께 근육조직 성분이 100%에 가까운 배양육을 저비용으로 생산할 수 있는 핵심 배양 기술을 개발했다. 이번 연구 성과는 배양육 생산 비용과 구조적 한계를 동시에 해결한 기술로, 국제 학술지 ‘Biomaterials Research’(IF-9.6, 5yr IF=12.5)에 2월 3일 온라인 게재됐다.

근육조직 시트 형성 기술로 만든 햄버거 패티. 시트형 배양육 햄버거 패티는 경도(Hardness)와 씹힘성(Chewiness)이 목심과 안심과 유사한 수준을 보였으며, 가공육인 햄과는 명확히 구별되는 특성을 나타냈다

연구팀은 기존 배양육 생산 과정에서 전체 비용의 최대 60%를 차지하는 고비용 배양액 성분인 소 태아 혈청(fetal bovine serum, FBS)을 대체하기 위해 닭 배아 추출물(chicken embryo extract, CEE)을 활용한 새로운 배양 조건을 확립했다. 이를 통해 돼지 근육줄기세포(porcine muscle satellite cells, PMSCs)의 증식과 분화를 동시에 조절하는 데 성공했다.

이번에 개발된 배양 조건은 세포외기질 조직화를 촉진해, 별도의 지지체(scaffold) 없이도 안정적인 시트 형태의 근육조직(cell sheet)을 형성할 수 있다는 점이 특징이다. 연구팀은 이렇게 제작된 근육조직 시트를 여러 겹으로 적층해 실제 돼지고기와 유사한 질감과 구조를 가진 두꺼운 배양육 조직을 구현했다.

특히 해당 기술을 활용해 미니 햄버거 패티 제작에도 성공하며, 배양육의 실질적인 식품 응용 가능성을 입증했다.

도정태 교수는 “이번 연구는 배양육 생산의 핵심 난제인 FBS 대체 배양법을 제시함과 동시에 실제 근육조직 비율이 100%에 가까운 배양육 생산 플랫폼을 확립했다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다. 이어 “기존 배양육은 지지체에 근육세포가 일부 부착된 형태로, 전체 구성 성분 중 실제 근육세포 비율이 10% 미만에 불과해 사실상 지지체를 섭취하는 것과 다름없었다”며 “이번 기술은 이러한 한계를 근본적으로 해결할 수 있는 접근”이라고 강조했다.

이번 연구 성과는 향후 배양육의 대량 생산과 비용 절감, 실제 고기와 유사한 식감 구현을 위한 핵심 기반 기술로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구에는 건국대 첨단바이오공학부의 이정은 학술연구교수와 한국식품연구원 박진룡 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, 도정태 교수가 교신저자로 참여했다. 이번 연구는 농림식품기술기획평가원 고부가가치식품기술개발사업과 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

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