달걀 유사 두류 단백질 품질 향상 '추출·건조 기술개발'

다음은 대한민국 정부 부처에서 발표한 보도자료에 대한 상세하고 포괄적인 요약입니다.

달걀 유사 두류 단백질 품질 향상 '추출‧건조 기술개발' 보도자료 요약

1. 핵심 요약

농촌진흥청은 2025년 10월 19일(보도 시점) 달걀 대체 식물성 단백질 시장의 성장에 발맞춰 콩, 녹두, 팥 등 두류 단백질의 기능적 특성을 획기적으로 개선하는 새로운 추출 및 건조 기술을 개발했다고 발표했습니다. 이 기술은 약알칼리 조건(pH 9)에서 단백질을 추출하고 동결 또는 분무건조 방식을 적용하여, 기존 방식 대비 용해도를 최대 180%, 거품 형성 능력을 최대 43%, 유화 활성을 최대 57%까지 향상시키는 성과를 거두었습니다. 또한, 단백질의 색도를 20% 개선하여 밝은색을 구현할 수 있게 되었습니다. 이번 연구는 대체식품 산업의 기초자료로 활용되어 식물성 단백질 공급원 확보에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

2. 주요 내용

• 두류 단백질의 기능적 특성 개선 기술 개발: 농촌진흥청 품질관리평가과 연구진은 콩, 녹두, 팥 등 두류 단백질을 달걀 대체 소재로 활용하기 위해 약알칼리 추출(pH 9) 및 동결/분무건조 기술을 개발했습니다. 이 기술은 두류 단백질이 제과·제빵, 소스 제조 등 식품 가공에 필수적인 용해도, 거품 형성 능력, 유화력 등의 기능적 특성을 달걀과 유사하게 발휘하도록 개선하는 데 초점을 맞췄습니다.

• 획기적인 용해도 및 색도 향상: 약알칼리 조건(pH 9)에서 두류 단백질을 추출한 결과, 강알칼리 조건 대비 용해도가 팥은 180.0%, 녹두는 77.9% 증가하는 것을 확인했습니다. 용해도(물이나 액체에 얼마나 잘 녹는지)는 식품 가공에서 매우 중요한 특성입니다. 또한, 가공식품의 색상에 영향을 미치는 색도(밝기)는 20% 향상되어 최종 제품의 색깔이 탁해지거나 변색될 우려를 줄이고 밝은색을 구현할 수 있게 되었습니다.

• 거품 형성 능력 및 유화 활성 대폭 증진: 건조 방식을 기존 열풍건조 대신 동결건조 또는 분무건조로 변경한 결과, 두류 단백질의 기능적 특성이 크게 개선되었습니다. 거품 형성 능력(거품을 얼마나 잘 만들고 유지하는지)은 팥에서 최대 43.0%까지 증가했으며, 유화 활성(물과 기름처럼 서로 섞이지 않는 물질을 고르게 섞어 안정화하는 능력)은 콩에서 19.1~30.6%, 팥에서 27.9~56.9%, 녹두에서 25.8~53.8% 증가하는 결과를 보였습니다.

• 팥 단백질 연구의 새로운 지평 개척: 지금까지 대체식품 분야에서 콩과 녹두 단백질을 활용한 연구는 꾸준히 진행되었으나, 팥 단백질을 이용한 연구는 상대적으로 드물었습니다. 이번 연구는 팥 단백질의 잠재력을 확인하고 그 활용 가능성을 제시함으로써, 대체식품 소재의 다양성을 확장하는 데 기여했습니다.

• 학술적 성과 및 정보 공유: 이번 연구 결과는 지난 6월 국내 학술지인 '한국식품영양과학회지'에 게재되어 학계의 인정을 받았습니다. 또한, 올해 안으로 국제 학술지인 'Food science&nutrition'에도 게재될 예정이어서, 국내외 연구자들과 관련 산업계에 중요한 기초 자료를 제공할 것으로 예상됩니다.

• 실제 적용 가능성 검증 계획: 농촌진흥청은 개발된 기술을 통해 얻은 두류 단백질을 활용하여 만든 가공식품이 실제 달걀 가공식품과 비교했을 때 어떤 성능을 보이는지 평가하는 추가 실험을 추진할 예정입니다. 이는 개발된 기술의 상업적 활용 가능성을 높이고 시장 진입을 위한 중요한 단계가 될 것입니다.

• 대체식품 산업의 핵심 기반 마련: 농촌진흥청 품질관리평가과 하태정 과장은 "콩 단백질은 소화율이 높아 영양 공급원으로 우수하고, 녹두와 팥 단백질은 달걀과 유사한 거품과 유화 특성을 가졌다"고 강조하며, 이번 기술이 대체식품 산업 전반에 걸쳐 기초자료로 활용되고 식물성 단백질 공급원 확보에 기여할 것이라고 밝혔습니다.

3. 배경 및 목적

최근 전 세계적으로 기후변화로 인한 가축 질병 발생 및 사육 환경 불안정성이 심화되면서 달걀을 비롯한 축산물의 공급 불안정이 가중되고 있습니다. 달걀은 제과·제빵, 소스, 면류 등 다양한 가공식품 산업에서 필수적인 원재료로 사용되기에, 이러한 공급 불안정은 식품 산업 전반에 큰 영향을 미칩니다. 동시에 건강, 환경, 동물 복지 등의 가치를 추구하는 비건(Vegan) 식단에 대한 관심이 전 세계적으로 증가하면서 식물성 대체 식품 시장이 급격히 성장하고 있습니다. 실제로 식물성 달걀 판매량은 2019년 1천만 달러에서 2023년 4천3백만 달러로 4배 이상 증가하는 등 시장의 잠재력이 매우 큽니다.

이러한 배경 속에서 농촌진흥청은 달걀을 대체할 수 있는 식물성 소재의 필요성을 인식하고, 단백질 함량이 풍부한 콩, 녹두, 팥 등 두류에 주목했습니다. 두류는 영양학적으로 우수하지만, 제과·제빵이나 소스 제조에 필요한 달걀의 핵심 기능인 높은 용해도, 거품 형성 능력, 유화력 등이 부족하여 활용에 한계가 있었습니다. 따라서 본 연구의 궁극적인 목적은 두류 단백질의 이러한 기능적 특성을 달걀 수준으로 향상시킬 수 있는 고도화된 추출 및 건조 기술을 개발하여, 안정적인 식물성 단백질 공급원을 확보하고 급성장하는 대체식품 산업의 발전을 위한 핵심 기초자료를 제공하는 데 있습니다.

4. 세부 추진 내용

이번 기술 개발은 농촌진흥청 국립식량과학원 품질관리평가과 연구진의 주도로 진행되었습니다. 연구팀은 두류 단백질의 기능적 특성을 극대화하기 위한 두 가지 핵심 공정, 즉 추출 조건과 건조 방식에 집중했습니다.

첫째, 단백질 추출 과정에서는 약알칼리 조건(pH 9)을 적용하여 콩, 녹두, 팥 단백질을 분리했습니다. 이는 강알칼리 조건과 비교했을 때 단백질의 용해도를 팥에서 180.0%, 녹두에서 77.9%까지 향상시키는 효과를 가져왔습니다. 또한, 약알칼리 추출은 단백질의 색도를 20% 개선하여 더욱 밝은 색상의 분말을 얻을 수 있게 했습니다. 둘째, 추출된 단백질의 건조 방식으로는 동결건조(식품을 얼린 후 진공 상태에서 수분을 승화시켜 건조하는 방식)와 분무건조(액체 상태의 원료를 미세하게 분사하여 뜨거운 공기로 순간적으로 건조시키는 방식)를 도입했습니다. 이 두 가지 건조 방식은 기존의 열풍건조(뜨거운 바람을 이용해 수분을 증발시키는 일반적인 건조 방식)와 비교했을 때, 팥 단백질의 거품 형성 능력을 최대 43.0%까지, 콩, 팥, 녹두 단백질의 유화 활성을 각각 최대 30.6%, 56.9%, 53.8%까지 향상시키는 결과를 도출했습니다. 이러한 세부적인 공정 개선을 통해 두류 단백질이 달걀과 유사한 기능성을 발휘할 수 있도록 품질을 높였습니다.

5. 기대 효과

이번에 개발된 두류 단백질 추출 및 건조 기술은 국내외 대체식품 산업에 다각적인 긍정적 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 첫째, 대체식품 산업 전반에 걸쳐 핵심적인 기초자료와 고품질의 식물성 단백질 소재를 제공함으로써, 관련 제품 개발 및 상용화를 가속화할 것입니다. 이는 국내 대체식품 시장의 경쟁력을 강화하고 새로운 부가가치를 창출하는 데 기여할 것입니다. 둘째, 기후변화와 질병 등으로 인한 달걀 공급 불안정성에 대응하여 안정적인 식물성 단백질 공급원을 확보할 수 있게 됩니다. 이는 식품 안보 측면에서도 중요한 의미를 가집니다. 셋째, 비건, 채식주의자, 달걀 알레르기가 있는 소비자들에게 달걀을 대체할 수 있는 영양학적으로 우수하고 기능성이 뛰어난 다양한 식품 선택지를 제공할 수 있게 됩니다. 특히 콩 단백질의 높은 소화율과 녹두, 팥 단백질의 달걀 유사 거품 및 유화 특성은 소비자들의 만족도를 높일 것입니다. 궁극적으로 이 기술은 지속 가능한 식량 시스템 구축에 기여하고, 국민 건강 증진 및 식품 산업 발전에 이바지할 것으로 전망됩니다.

6. 향후 계획

농촌진흥청은 이번에 개발된 기술의 실용화 및 산업 적용 확대를 위해 구체적인 후속 계획을 추진할 예정입니다. 가장 먼저, 두류 단백질을 활용하여 만든 가공식품을 실제 달걀을 사용하여 만든 가공식품과 비교·평가하는 실험을 진행할 것입니다. 이 비교 평가는 개발된 기술의 상업적 가치를 검증하고, 실제 식품 생산 현장에서의 적용 가능성을 확인하는 중요한 단계가 될 것입니다. 또한, 연구 결과를 국내외 학술지에 지속적으로 게재하고 관련 산업체와의 협력을 강화하여 기술 이전 및 상용화를 적극적으로 지원할 계획입니다. 장기적으로는 이 기술이 대체식품 산업의 표준 기술로 자리매김하고, 콩, 녹두, 팥 등 국내산 두류의 소비를 촉진하며, 나아가 식물성 단백질 기반의 다양한 신소재 개발로 이어져 지속 가능한 미래 식품 산업을 선도하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.