“대체식품 중소기업 전략기술로드맵”

 

금회는 TIPA가 작성한 전략품목 환경분석 중 “대체식품 중소기업 전략기술로드맵”을 전송드립니다.

대체식품은 동물성 단백질을 대체한 식품을 의미합니다. 식약처는 「식품의 기준 및 규격」에서 동물성 원료 대신 식물성 원료, 미생물, 식용곤충, 세포배양물 등을 주원료로 사용해 식용유지류(식물성 유지류 제외), 식육가공품 및 포장육, 알가공품류, 유가공품류, 수산가공식품류, 기타 식육 또는 기타 알제품 등과 유사한 형태, 맛, 조직감 등을 가지도록 제조하였다는 것을 표시해 판매하는 식품으로 정의하고 있습니다.

기술개발 필요성의 핵심은 

◉︎ 지속 가능한 식량 확보를 위한 핵심 기술로서의 중요성

 - 세계인구가 2050년까지 90억 명을 초과할 것으로 예상됨에 따라 전통적인 식량공급 시스템이 한계에 이르고,  축산업은 전 세계 온실가스 배출의 약 14.5%를 차지함. 대체식품은 이를 획기적으로 줄일 수 있는 방안의 하나임

◉︎ 글로벌 시장 성장과 경쟁우위를 위한 기술 확보

 - 2020년 약 200억 달러 규모였던 대체식품 시장이 2030년까지 1,250억 달러 이상으로 성장할 것으로 예상됨. 미국과 유럽의 선도기업들은 식물성 단백질 및 배양육 상용화 기술에서 독보적인 기술력을 갖추고 있으나 국내 대체식품은 

   초기 단계에 머물러 있음

◉︎ 사회적 수요 증가와 소비자 요구에 대응하는 혁신

 - 채식주의자와 플렉시테리언(부분적 채식 소비자) 증가로 인해 식물성 대체식품의 대중화가 빠르게 진행되고 있고, 개인맞춤형 건강식품 수요증가에 따라 영양소 강화, 질감개선, 맛 향상 기술의 중요성이 강조되고 있음

◉︎ 환경적, 규제적 요인에 따른 기술 요구

 - 온실가스 배출 저감을 위한 국제적인 노력 속에서 대체식품은 탄소 중립 달성의 주요한 솔루션으로 부상하고 있음. ESG 경영 강화 추세에 따라 지속 가능한 식품 개발이 기업 평판과 시장 성공에 결정적 영향을 미침

◉︎ 미래 식품산업의 패러다임 전환을 위한 전략적 접근

 - 대체식품 기술은 미래 식량위기 해결과 동시에 고부가가치 산업 창출 및 신성장 동력으로 작용할 가능성이 있으며, 바이오공학, 나노기술, AI 및 데이터 분석 기술을 융합하여 새로운 대체단백질 소재 및 생산공정 개발이 가능함

 

3개 핵심요소 기술별 기술개요, 기술요구사항, 최종목표, 연도별 개발목표는 다음과 같습니다

 

① 조직화 단백질 제조 및 가공기술

 ▶기술개요: 식물성 단백질이 실제육과 같은 조직감을 확보하는 기술

  - 익스트루더를 활용한 조직단백(TVP) 제조 기술을 통해 저수분과 고수분 조직단백을 제조하는 기술

 ▶기술요구사항: 단백질의 구조 재배열을 유도를 통한 TVP 공정 기술

  - 최적 조직감 구현을 위한 공정조건, 압출성형조건, 배합비 확립 

 ▶최종목표: 조직·물리·화학적 특성 분석을 통한 Scale-up 시제품 가공 공정 최적화

 ▶연도별 개발목표

  - 1차년도: 신규 단백 원료의 대체육으로서의 가공 적합성 검증 (TRL 3단계)

    • 식물성 단백 소재의 물리적, 이화학적, 기능적 특성을 다각적으로 분석하여 압출, 성형, 가공 적합성 확인

  - 2차년도: 단백 원료 배합비 최적화를 통한 저수분/고수분 압출성형 최적 공정조건 확립 (TRL 5단계)

    • 식물성 단백질의 품질을 향상시킬 수 있는 기타 부원료 선정 및 배합비 최적화

  - 3차년도: 글로벌 타겟 대체육 완제품 개발 및 이의 조리·저장 조건에 따른 품질특성 변화 분석 (TRL 8~9단계)

    • 식물성 대체육 제품의 선호 제품군(패티, 소세지, 너겟, 슈레드형, 큐브형 등), 선호 관능적 특성(외관, 향미 풍미, 조직감, 다즙성 등)에 대한 조사 진행 및 이를 기반으로 한 글로벌 대체육 선호도 데이터베이스 구축

 

② 식물성 단백질 기반 실제육 모사 기술

 ▶기술개요: 식물성 단백질의 실제육 유사 맛, 향, 색을 재현하는 기술

 ▶기술요구사항: 실제육 모사 첨가물 소재 개발 기술

  - 식육이 갖는 피맛의 구현과 적색육의 헴(heme)을 대체하는 식물성 소재 및 갈변반응 구현 기술

  - 원료 특유의 이취 제거를 위한 첨가물 소재 기술

  - 식물성 대체지방, 접착제. 결착제, 향료 등 첨가물 소재 개발

 ▶최종목표: 식물성 첨가물(지방, 접합제, 결착제 등), 향신료(햄 등) 발굴 및 완제품 적용

 ▶연도별 개발목표

  - 1차년도: 실제육 모사 첨가물의 소재 개발 (TRL 3단계)

    • 동물성 지방 모사 대체지방 소재 개발

    • 적색육 헴 대체 식물성 소재 개발

  - 2차년도: 실제육 모사 대체단백질의 품질향상 기술 개발 (TRL 4~7단계)

    • 대체지방 소재 물성 감각 특성 분석

    • 신규 단백질 소재원의 가공적성, 향 기술 개발

  - 3차년도: 실제육 모사 품질향상 기술 적용 시제품화(TRL 8~9단계)

    • 육가공 모사 시제품 개발

    • 신규 원료의 제품 적용 검증

③ 이미·이취 제거 품종 개량 기술

 ▶기술개요: 유전자 편집, 분자육종, 생리활성물질 분석 등의 생명공학 기술을 활용하여 원재료 식물에서 이취의 주요 원인 물질을 규명하고 이를 억제하거나 제거하는 방식으로 품종을 개량

 ▶기술요구사항

  - 이취 성분 규명 및 제거

    • 대체식품 원료에서 이취를 유발하는 주요 성분(예: 리폭시게나아제, 알코올계, 알데하이드계 화합물 등)의 합성경로와 발생메커니즘을 명확히 파악하여 제거 전략을 수립

  - 가공 안정성 확보

    • 열처리, 가수분해 등 가공 과정에서도 원료 특성 및 이취 제거 기능이 유지될 수 있도록 안정성을 확보

  - 풍미 개선

    • 마이야르 반응 등 자연스러운 향미 형성 기작을 연구하여 소비자가 선호하는 육류 풍미를 구현

  - 규제 및 안전성 기준 준수

   • GMO 여부, 유해성 검증, 지역별 식품안전 기준 등 다양한 규제 조건에 부합하도록 개발

 ▶최종목표: 이취 제거가 완료된 개량 품종을 상용화하여 대체식품 원료로서의 기호성을 극대화

  - 대체육, 대체유, 대체해산물 등 다양한 대체식품 분야에 적용할 수 있도록 기술 확장성을 확보

 ▶연도별 개발목표

  - 1차년도: 이취 원인 화합물 분석 및 주요 향취 발생 메커니즘 규명 (TRL 5단계)

    • 기존 문헌 및 실험을 통해 주요 이취 원인 화합물(예: 알코올계, 알데하이드계, 케톤계 등) 분석

    • 유전자 발현 프로파일링을 통해 이취 발생과 관련된 주요 대사 경로 추적

    • 시험 작물 대상의 유전적 다양성 조사 및 개량 가능성 평가

  - 2차년도: 이취 억제 품종의 개량 및 시제품 단계 개발 (TRL 6-7단계)

    • 유전자 편집, 교배 육종 등 생명공학적 기법을 통해 이취 억제 품종 개발

    • 다양한 환경 조건에서 이취 억제 효과와 생육 안정성을 평가하기 위한 현장 시험 수행

    • 개발 품종을 이용한 시제품 제조 및 감각 평가 실시

  - 3차년도: 상업화 가능성 검증 및 대규모 파일럿 테스트 (TRL 8단계)

    • 대규모 재배 조건에서 품종의 안정성 및 이취 억제 효과 검증

    • 소비자 대상의 기호성 평가 및 시장 반응 조사

    • 상용화 기준에 맞는 품질 및 안정성 검증 완료

 

업무에 도움이 되시기 바랍니다.

 

 

게시자 :  원문전체(5.6MB)를 파일에 싣지 못했습니다. 필요하신 분은 kimpj1@naver.com 김필주 기술사 에게 연락 주시면 보내드립니다.