현황: 플라스틱이 우주 식량으로 변신하다
미국 서던 일리노이대학(SIU) 연구진이 PET 플라스틱 폐기물을 식품 원료로 전환해 쿠키를 제조하는 연구를 완성했다. 지난 8월 25일 미국화학회(ACS)가 주최한 심포지엄에서 발표된 이 기술은 국제학술지 '트렌즈 인 바이오테크놀로지(Trends in Biotechnology)'에도 게재됐다. 제품명은 마이크로바이트(µBites)로, NASA의 심우주 식량 개발 프로젝트의 일환으로 개발된 상태다.
기존 우주 탐사에서는 지구에서 식량을 모두 운반해야 하므로 무게 제약이 심각한 문제였다. 장거리 탐사의 경우 적재 무게가 비용에 직결되므로, 현지에서 식량을 생산할 수 있는 기술의 필요성이 대두돼왔다. 플라스틱 폐기물의 식량화는 이 난제에 대한 실질적 해법을 제시한다.
기술의 배경: 플라스틱 폐기물의 새로운 가치 전환
현대 사회에서 플라스틱은 유연성과 내구성으로 인해 가장 널리 사용되는 소재 중 하나다. 그러나 재활용이 가능한 제품이라도 상당수 플라스틱 폐기물은 최종적으로 매립지로 향하는 실정이다. 최근 플라스틱 폐기물을 연료·의약품·각종 소재로 전환하는 연구가 활발해지면서, 식품 영역까지 확대되는 추세다.
SIU의 라히루 자야코디 미생물학자는 "생분해성 식품 등급 플라스틱을 음식으로 전환하는 것은 가능하다"고 언급했다. 이는 단순한 기초 연구를 넘어 실제 적용이 가능한 수준에 도달했음을 의미한다.
제조 원리: 다단계 생화학 공정
플라스틱이 먹을 수 있는 쿠키로 변환되는 과정은 여러 단계로 이뤄진다.
1단계: 플라스틱 분해
산화 수열 용해(oxidative hydrothermal dissolution) 공정을 통해 고온·고압 환경에서 산소와 물을 이용해 PET 플라스틱을 탄소 성분으로 분해한다.
2단계: 액상 원료화
분해된 플라스틱과 옥수수 줄기·잎 같은 농업 폐기물에 위 공정을 적용해 액상 원료를 제작한다.
3단계: 영양화 및 풍미 강화
액상 물질을 배양 효모에 공급해 단백질과 비타민을 함유한 죽 형태로 전환한다. 다양한 효모 균주를 유전공학적으로 변형해 단백질·지질·비타민·향료·색소·조미료 등 다양한 식품 성분을 생성하도록 설정한다.
4단계: 최종 가공
혼합된 반죽을 3D 식품 프린터로 층층이 압출해 쿠키를 제조한다. 이 방식은 영양 구성과 형태를 정밀하게 제어할 수 있다.
향후 전망: 극한 환경 식량 공급의 가능성
연구진은 마이크로바이트 시스템을 "필요한 모든 구성 요소를 통합한 변형 가능한 휴대용 장치"로 설명했다. 이는 잠수함이나 재난 구호 차량에 배치해 현장에서 즉석으로 식품을 생산할 수 있다는 의미다.
특히 사막·북극·남극 같은 극한 환경에서 탄소 폐기물을 활용해 식량을 생산하는 데 적합하다고 평가된다. 자야코디 교수는 "언젠가는 화성이나 달 표면에서도 활용될 가능성이 있다"고 언급했으며, 이는 향후 장거리 우주 탐사의 실행 가능성을 크게 높일 것으로 보인다.
결론
플라스틱 쿠키 마이크로바이트의 개발 완료는 세 가지 의미를 지닌다. 첫째, 폐기물 재활용의 경계를 식품까지 확장한 순환 경제의 실례다. 둘째, 우주 탐사 시 식량 공급이라는 오랜 난제에 기술적 해법을 제시한다. 셋째, 극한 환경에서의 식량 위기 대응 수단을 마련한 것이다.
다음 단계:
- 마이크로바이트의 실제 우주 탐사 탑재 일정 주시
- 플라스틱 재활용 식품화의 안전성·규제 동향 모니터링
- 지구 기반 극한 환경(남극 기지, 재난 지역)에서의 시험 운영 소식 추적
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