폐플라스틱 탄소에서 식량으로, 미래 식량의 조건을 살펴보다

폐플라스틱 탄소에서 식량으로, 미래 식량의 조건을 살펴보다

대학생신재생에너지기자단 30기 함명아

플라스틱으로 만든 쿠키, 그 진실은? 

[자료 1. 폐플라스틱에서 탄생한 쿠키]

출처 : ©30기 함명아 Chat GPT 생성

'플라스틱을 먹는 시대'가 다가온다면 어떨까. 최근 폐플라스틱을 활용해 만든 쿠키가 등장하면서 플라스틱을 먹는다는 낯선 상상이 현실의 연구 주제로 떠오르게 됐다. 하지만 여기서 주목해야 할 점은, '플라스틱을 그대로 먹는다는 것'이 아니다. 폐플라스틱에 포함된 탄소를 분해하고 전환해 미생물이 이용할 수 있도록 만든 뒤, 새로운 식품 소재를 생산하는 것이다. 즉, 핵심은 플라스틱이 아니라 '탄소의 전환'에 있다. 

그렇다면 질문도 달라져야 한다. 단순히 '플라스틱을 먹는 시대'에서 나아가, '폐플라스틱의 탄소를 식량으로 전환하는 것이 정말 미래 식량으로 자리 잡을 수 있는가?'라는 질문이다.

폐플라스틱 탄소의 식량 전환 과정

미국 서던일리노이대학교 카본데일(SIU Carbondale) 라히루 자야코디 교수 연구팀은 '마이크로바이츠(μBites)'라는 쿠키를 만들었다. 플라스틱과 식품 모두 탄소가 풍부하다는 아이디어에서 출발해, PET에서 분리한 탄소를 미생물이 이용할 수 있는 형태로 전환하고, 최종적으로 단백질로 변환했다. 해당 연구는 폐기물을 식량으로 바꾸려면 탄소가 어떤 화학적 및 생물학적 변환을 거치는지 보여준다.

PET는 에틸렌글리콜과 테레프탈산으로 이루어진 고분자이기 때문에 그대로 효모가 먹는 것이 아니라 먼저 작은 분자로 분해해야 한다. 일반적인 플라스틱 재활용 시에도 PET를 분해해 단량체로 되돌리는 기술인 해중합이 핵심이다. 효소를 이용한 PET 분해 연구 또한 활발히 진행되고 있으며, 그 예시로 미생물 유래 효소인 큐티나아제와 머신러닝 기반 고성능 FAST-PETase가 있다.

[자료 2. 플라스틱 쿠키 생산 과정]

출처 : ©30기 함명아 자유일보 기사 도식화

연구팀은 산화 수열 용해(Oxidative Hydrothermal Dissolution, OHD) 공정을 거쳐 PET 원료를 분해했다. OHD는 고온·고압 조건에서 물에 산소를 첨가해, 단단한 고체 유기물이나 바이오매스를 미생물이 이용할 수 있는 수용성 탄소 분자로 분해하는 친환경 공정이다.

공정의 생성물은 플라스틱 유래 분자를 '먹도록' CRISPR를 이용해 유전적으로 재설계된 효모에 공급됐다. 이 효모는 플라스틱에서 분해한 탄소를 단백질과 지방 등 새로운 생물학적 물질로 변환했다. 이렇게 생산된 물질은 전분과 식이섬유, 감미료 등과 혼합돼 반죽으로 만들어졌다. 이후 3D 프린팅으로 쿠키 형태로 제조됐다. 즉, 폐 PET는 그 자체로 식품이 된 것이 아니라, 분해와 미생물 대사를 거쳐 새로운 식품 소재의 '탄소원'으로 전환된 것이다.

플라스틱 쿠키로 보는 '식량'이 되기 위한 조건 

마이크로바이츠 쿠키 생산에는 폐 PET뿐만 아니라 옥수수 줄기와 잎을 비롯한 농업 폐기물도 활용됐다. 이런 자원순환 식품은 온실가스 감축 및 식량안보 강화에 기여할 것으로 기대된다. 그러나 폐기물이 실제 '식량'이 되기 위해서는 여러 조건을 동시에 충족해야 한다.

첫째, 영양학적 완성도와 안전성이다. 연구팀은 유전자 조작 효모를 활용해 단백질 및 지방과 더불어 바닐라 향을 내는 바닐린, 비타민 A로 전환되는 β-카로틴 등을 만들었다. 2024년 시제품으로 진행한 평가에서는 전체적인 기호도가 9점 만점에 평균 6.5점, 향은 7.33점을 기록했다. 그러나 PET에 포함될 수 있는 첨가제와 오염물질, 분해 부산물 및 최종 생성물의 잔류 여부 등은 인체 섭취 승인을 받기 전 추가적인 안전성 검증이 필요한 부분이다.

둘째, 경제성과 생산 효율이다. 현재 마이크로바이츠 쿠키의 생산 비용은 1kg당 약 60달러에 달한다. 연구팀은 효모의 생산 효율을 높이고 생산 규모를 확대하면 비용을 낮출 수 있을 것으로 보고 있지만, 현재로서는 일반적인 식품으로 상용화하기에 높은 비용이다. 특히 식량난을 겪는 국가들에 낮은 가격으로 공급할 수 없어, 미래 식량으로 인정받기 위해서는 가격을 대폭 낮출 수 있는 추가적인 연구가 요구되는 상황이다. 

셋째, 지속가능성이다. 폐플라스틱을 활용했다는 사실만으로 환경적 효과가 보장되는 것은 아니다. 전 세계 연간 플라스틱 생산량이 2040년 6억 8,000만 톤으로 늘어날 전망인 가운데, 플라스틱의 수집과 분해부터 미생물 배양 및 식품 생산까지 단계별로 투입되는 에너지를 조사하는 전과정평가(LCA)를 통해 실제 '친환경성'을 확인할 필요가 있다.

미래 식량의 가능성과 한계

[자료 3. NASA의 Deep Space Food Challenge]

출처 : NASA

마이크로바이츠 연구는 NASA의 'Deep Space Food Challenge'에서 출발했다. 우주선이나 잠수함, 재난 지역처럼 외부 식량 공급이 제한된 환경에서는 폐기물과 농업 부산물을 식량 생산에 다시 활용하는 것이 최적의 식품 공급 방식이 될 수 있다. 또한, 2050년까지 세계 식량 수요가 최대 56% 늘어날 것으로 예측되는 상황에서, 마이크로바이츠 생산 기술이 증가하는 식량 수요에 발맞춰 발전할 수 있을지 주목된다.

하지만 기술적 가능성이 곧바로 사회적 수용으로 이어지는 것은 아니다. '플라스틱 유래 식품'이라는 표현과 유전자 조작 기술을 활용한다는 점이 소비자에게 거부감을 유발할 수 있기 때문이다. 따라서 기술의 안전성을 입증하는 것뿐만 아니라, 소비자가 이를 식품으로 받아들일 수 있도록 사회적 기준을 마련하는 과정도 필요하다. 

현재 업사이클 식품은 식재료나 부산물을 신규 식품으로 재탄생시키는 개념으로 논의되고 있다. 그렇다면 기존 '업사이클 식품' 범위에 '플라스틱 유래 식품'을 포함할 것인지, 아니면 별도의 정의를 마련할 것인지도 새로운 과제로 떠오른다. 국내에서는 아직 업사이클 식품에 대한 법적 정의와 인증 기준이 충분히 마련되지 않았으며, 소비자 인식 역시 낮은 상황이다. 반면 미국에서는 업사이클 식품 협회(UFA)가 관련 기준과 인증을 운영하고 있으며, 유럽에서도 업사이클 원료의 안전성을 평가하는 체계가 구축돼 있다. 향후 '플라스틱 유래 식품'이 업사이클 식품의 범주에 편입된다면, 국내 상용화를 위한 제도적·사회적 기반을 강화해야 할 것이다.

'어떻게 만들었는가'에 초점을 맞춰야

[자료 4. 폐기된 플라스틱병]

출처 : ©30기 함명아

폐플라스틱의 탄소를 식량으로 전환하는 기술은 폐기물 문제와 식량 자원 부족 문제를 동시에 해결할 가능성을 보유하고 있다. 그러나 원료를 재사용할 수 있다는 점만으로 곧바로 미래 식량이 되는 것은 아니다. 안전성과 충분한 영양학적 가치는 물론, 경제성, 에너지 효율과 환경적 지속가능성, 소비자의 수용성까지 함께 고려해야 한다.

플라스틱 쿠키는 '버려지는 탄소를 어디까지 식량으로 전환할 것인가?'라는 질문을 던진다. 폐기물을 식량 자원으로 바꾸는 기술이 등장한 지금, 미래 식량의 가능성을 판단하기 위해서는 단순히 무엇으로 만들었는지가 아니라 '어떻게' 만들었는지 살펴볼 필요가 있다.

자원순환에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "[Remake] 돌아온 플라스틱 빨대, 진짜 친환경은 무엇인가", 26기 김대건, https://iksung.tistory.com/143

2. "디카페인 커피 한 잔에 담긴 환경", 27기 조재경, https://renewableenergyfollowers.org/journal/?idx=170402022&bmode=view

참고문헌 

[플라스틱으로 만든 쿠키, 그 진실은?] 

1) 양철승, "쓰레기가 식량이 된다?...폐플라스틱으로 만든 단백질 쿠키", 자유일보, 2026.08.25, https://www.jayupress.com/news/articleView.html?idxno=53946

2) Hannah Devlin, "Hard to swallow? The future of snacking may be 3D-printed cookies made from upcycled plastic", The Guardian, 2026.08.24, https://www.theguardian.com/food/2026/aug/24/cookies-plastic-astronauts-space-food?CMP=share_btn_url

[폐플라스틱 탄소의 식량 전환 과정] 

1) Patel, S. K. S. & Lee, J. K., "Plastic Eating Enzymes: A Step Towards Sustainability", Indian Journal of Microbiology, 62, 4, 658–661, 2022.09.

2) Thermaquatica, "What is OHD?", https://thermaquatica.com/what-is-ohd/, (2026.09.13)

[플라스틱 쿠키로 보는 '식량'이 되기 위한 조건] 

1) 금현아, "'친환경' 플라스틱의 재구성: 생분해성 플라스틱을 둘러싼 기술·산업·정책", 환경정책, 33, 4, 1-29, 2025.12.

2) 농림식품기술기획평가원, [심층분석] 정밀발효 활용 미생물 기반 식품 및 바이오소재 산업화 기술, 2025.06.15, https://buly.kr/Nmbb7f

3) 오지선 & 조호성, "식품 업사이클링의 제도화 가능성과 순환경제 전환 전략: 한국과 해외사례 비교를 중심으로", 환경정책, 33, 3, 181-203, 2025.09.

4) "Scientists are turning plastic waste and corn stalks into edible cookies using genetically engineered yeast; the bizarre food experiment could tackle both pollution and food scarcity", The Economic Times, 2026.08.25, https://buly.kr/Edvz3Dj

[미래 식량의 가능성과 한계]

1) Jessica Taveau, "NASA Invites Media, Public to Attend Deep Space Food Challenge Finale", NASA, 2024.08.02, https://www.nasa.gov/news-release/nasa-invites-media-public-to-attend-deep-space-food-challenge-finale/

['어떻게 만들었는가'에 초점을 맞춰야]

1) 김정혜, "미생물 발효로 미래식품 산업화 꾀한다...경북도·안동시·KAIST 업무 협약", 한국일보, 2026.09.10, https://www.hankookilbo.com/news/article/A2026091010400003844