인공 배양육 상용화가 어려운 진짜 이유는?

인공 배양육이 식품 시장의 중심으로 떠오르고 있다. 이미 싱가포르·미국·이스라엘 등에서는 상용화가 시작되었고, 전 세계 곳곳에서 생산 설비와 제품 출시가 속도를 내고 있다. 그러나 이 기술이 진정한 대안이 되기 위해서는 두 가지 큰 장애물을 극복해야만 한다. 바로 비용과 대량생산의 문제다.
 
현재 배양육의 생산 비용은 여전히 전통 축산육 대비 수십 배에서 수백 배 높은 수준이다. 세포 배양액과 지지체 비용이 전체 원가의 핵심을 차지하는 구조이며, 초기 실험실 환경을 뛰어넘는 규모에서 비용 효율을 확보하기 어렵다. 동시에, 소량 생산에 최적화된 바이오 리액터와 자동화 공정은 있지만, 시장 수요에 대응할 수 있는 대량 인프라와 안정적 품질 유지 시스템은 아직 초기 단계다.
 
이 글에서는 이 두 가지 장벽을 정면으로 다룬다. 첫째로 높은 생산비의 구조적 이유와 기술적 해결 노력을 분석한다. 배양액, 배양기, 자동화 및 지지체 설계 등 핵심 공정 기술의 비용 비중과 현황을 살펴본다. 둘째로, 배양막 규모 확대 과정에서 발생하는 물리·공정적 제한과 이를 해결하기 위한 혁신적 장치 및 자동화 시스템, 그리고 글로벌 생산 확장 전략을 조명한다. 이러한 분석을 통해, 인공 배양육이 상업화로 가기 위해 반드시 해결해야 할 핵심 과제가 무엇인지 명확히 드러내고자 한다.
 

고비용 구조의 문제, 무엇이 원가를 잡고 있는가

인공 배양육이 ‘혁신’이라 불리기까지는 충분한 과학적 이유가 있지만, 상업적 성공과는 아직 거리가 있다. 그 핵심은 단연코 생산 비용이다. 2013년 최초의 배양육 버거가 약 33만 달러에 제작된 이래, 기술은 비약적으로 발전했지만 여전히 1kg당 수십 달러 이상의 비용이 소요된다. 무엇이 이토록 높은 가격의 원인이 될까?
 
가장 큰 원인은 세포 배양액이다. 기존 연구들은 이 배양액이 전체 생산비의 55~80%를 차지한다고 분석한다. 특히 성장 인자나 호르몬 등의 고가 성분은 대부분 동물 유래 성분이나 생명공학적 정제를 거친 고순도 소재로 구성되어 있다. 이들의 대체재로 식물성 혹은 합성 성장 인자를 개발하려는 시도가 지속되고 있으나, 아직은 실험실 수준의 효율을 벗어나지 못하고 있다.
 
둘째는 배양기와 공정 장비의 한계이다. 전통적인 바이오 리액터는 세포 배양에 적합하도록 설계되어 있지만, 육류 조직의 구조를 만들기에는 기능적 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 스케폴드(지지체)를 활용한 3D 조직 형성 기술이 도입되었지만, 여전히 대량화를 위해서는 정밀한 온도·산소·pH 조절이 가능한 장비가 필요하다. 이런 장비는 고가이며 유지비도 상당하다.
 
셋째는 공정 통합의 비효율이다. 실험실 환경에서는 모든 단계를 수작업 혹은 개별 모듈로 처리할 수 있지만, 생산 규모가 커질수록 각 공정이 정밀하게 연결되고 자동화되어야만 원가를 낮출 수 있다. 현재 다수의 스타트업은 이를 위한 ‘모듈형 통합 생산 라인’을 구축 중이지만, 아직 검증된 사례는 드물다.
 
마지막으로는 규모의 경제 부족이다. 배양육 생산 시설이 극소수에 불과하고, 원료 조달과 공급망이 불안정하다는 점은 제조 단가를 높이는 또 다른 요인이다. 글로벌 식품 기업들이 연구개발에 뛰어들고는 있지만, 아직 상업 생산 라인의 표준화된 공정이 존재하지 않아 기술 간 비교와 확산이 더디게 진행되고 있다.
 
결국 비용 문제는 단일 원인이 아닌, 기술·장비·재료·인프라의 복합적 결과다. 이를 해결하기 위한 가장 현실적인 방향은 배양액의 저가화, 성장 인자의 대체, 지지체 기술의 단순화, 자동화된 바이오 리액터 개발이라는 네 축을 동시에 전개하는 것이다.
 

대량생산의 한계, 기술은 준비되었는가

인공 배양육이 진짜 ‘고기’가 되기 위해 넘어서야 할 또 하나의 벽은 대량생산 기술이다. 실험실에서 성공한 한 조각의 고기와, 매일 수백 톤이 소비되는 시장에서의 지속 가능한 공급은 전혀 다른 문제다. 실제로 많은 스타트업들이 첫 시제품을 내놓는 데는 성공했지만, 공장을 지어 본격적으로 생산하는 데에는 막대한 시간과 비용이 소요되고 있다.
 
가장 핵심적인 과제는 세포 배양을 대규모로 수행할 수 있는 시스템의 확보다. 기존 바이오 리액터는 보통 수십 리터 수준에서 설계되어 있지만, 상업적 생산에는 수천 리터 단위가 필요하다. 이 과정에서 균일한 환경 유지가 관건이 된다. 세포는 산소나 영양소가 부족한 구간에서 쉽게 죽거나 분화가 비정상적으로 일어나기 때문이다. 이를 막기 위해서는 고효율 교반 시스템, 정밀 제어 가능한 센서군, 무균 환경 유지 기술이 필수적이다.
 
또한 지지체와 조직화 기술의 한계도 문제다. 배양육은 단순한 세포 뭉치가 아니라 근섬유 구조를 구현해야만 식감과 외형에서 ‘진짜 고기’와 유사해질 수 있다. 이를 위해 3D 프린팅 기술, 나노섬유 지지체, 세포 배열 기술 등이 활용되고 있지만, 이들 기술은 아직 생산 속도가 느리고 장비 단가가 높아 대량생산에 부적합한 경우가 많다.
 
여기에 더해 품질의 일관성과 안전성 확보라는 과제도 있다. 식품으로 유통되기 위해서는 생산된 배양육이 항상 동일한 품질을 유지해야 하며, 위생성과 미생물 안전성에 있어서도 소비자의 신뢰를 얻어야 한다. 하지만 현재 대부분의 생산시설은 GMP 수준에 미치지 못하고 있으며, 위생 모니터링과 정기 테스트를 자동화하는 시스템도 부족한 상황이다.
 
다행히 최근에는 이 한계를 돌파하기 위한 노력도 가속화되고 있다. 미국 UPSIDE Foods는 수백 리터 규모의 상용 바이오 리액터를 가동 중이며, 이스라엘의 Believer Meats는 2024년 상반기부터 20,000제곱미터 규모의 배양육 공장을 완공해 본격 가동에 들어갈 예정이다. 국내에서도 CJ제일제당과 롯데푸드, 한국생명공학연구원 등이 대량생산 기반 기술 확보에 힘을 쏟고 있으며, ‘식물 기반 지지체’ 등 기술적 단가 절감 해법도 병행 중이다.
 
대량생산은 단순한 ‘생산량 확대’의 문제가 아니다. 기술적 완성도, 공정의 표준화, 장비의 자동화, 품질 보증 체계까지 모두 포함된 종합적인 산업 생태계의 문제다. 아직까지 인공 배양육은 이 단계로 진입하는 입구에 서 있을 뿐이다.
 

인공 배양육 상용화, 이제는 실행의 단계로

인공 배양육은 단지 고기를 대체하는 식품이 아니라, 우리가 식량을 생산하고 소비하는 방식을 근본적으로 바꾸려는 시도다. 하지만 지금은 이상과 현실 사이의 간극이 여전히 큰 단계에 놓여 있다. 고비용 구조는 배양액과 성장 인자, 고성능 장비, 자동화 부족 등 다층적인 원인으로 인해 복합적으로 얽혀 있으며, 대량생산의 기술 역시 실험실 수준을 넘어 상업적 규모로 확장되기까지 해결해야 할 수많은 기술적 장벽을 안고 있다.
 
그럼에도 불구하고 주요 국가와 기업, 연구기관들은 이 벽을 허물기 위해 빠르게 움직이고 있다. 비용 절감을 위한 저가 배지 개발, 지지체의 식물성 전환, 자동화 바이오리액터 설계와 같은 기술적 돌파구가 실제 상용화에 기여하고 있으며, 이를 기반으로 첫 공장들이 하나둘 가동을 시작하고 있다. 이는 단순히 미래에 대한 이야기로만 머무르던 배양육이 본격적인 산업 단계로 진입하고 있음을 의미한다.
 
더불어 소비자의 인식 변화와 정책적 지원도 이 움직임을 가속화하고 있다. 유럽과 북미는 물론, 중동과 아시아에서도 배양육 규제 프레임워크가 마련되고 있으며, 환경 보호와 윤리적 소비를 중시하는 세대의 등장은 배양육이 갖는 상징성과 시장 가치를 더욱 높여주고 있다. 이런 흐름 속에서 기술과 제도, 소비자 인식이 동시에 발전해나갈 때 비로소 배양육은 진정한 상용화의 문턱을 넘게 될 것이다.
 
결국 배양육의 미래는 더 이상 연구실 안에 머무르지 않는다. 지금 우리가 마주한 도전들은 단지 극복해야 할 장애물이 아니라, 이 산업이 완성되어가는 자연스러운 성장통이다. 기술이 현실을 이길 수 있다는 믿음이 구체적 결과로 이어지는 그날까지, 우리는 이 전환의 순간을 주목해야 한다.
 
더 나아가 주목해야 할 부분은 소비자들의 인식 변화이다. 초기에는 '실험실 고기'라는 인식 탓에 거부감을 보였던 대중도, 점차 배양육의 원리와 목적을 이해하고 있다. 특히 환경 위기에 대한 경각심과 동물복지에 대한 관심이 높아지면서, ‘기술로 지속가능성을 구현한다’는 배양육의 정체성은 설득력 있는 미래 대안으로 받아들여지고 있다.
 
글로벌 컨설팅 기업의 조사에 따르면 2030년까지 MZ세대를 중심으로 식물성 대체육보다 배양육에 더 높은 선호도를 보일 것이라는 분석도 나왔다. 이는 더 이상 단순한 ‘대체식품’의 문제가 아니라, 미래 식량 안보와 식품산업 전체의 구조 전환을 예고하는 지표다. 이러한 흐름 속에서 기술 개발자, 정책 입안자, 소비자 모두가 함께 고민하고 협력할 때, 인공 배양육은 단순한 기술적 성취를 넘어 인류의 식문화 전환을 이끄는 열쇠가 될 수 있다.