식품 산업에 도입되고 있는 여러 기술 (Cross-Industry Technology Transfer)
2004-09-03
신정규
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21세기 과학기술의 동향(trend)은 고도의 electronics 기술을 근간으로 하여 micro- 또는 nano-technology(미세 기술), IT(정보 기술), BT(생명공학기술) 위주가 될 것이며, 학문적 측면에서는 여러 학문 분야를 포괄하는 다중 학습적(multi-discipline) 또는 학문간 학습(inter-discipline)의 시대가 될 것으로 예상된다. 이러한 학문적 배경이 빠르게 산업기술에 적용되며 feedback 될 것도 예상된다. 따라서 앞으로 기술 융합 경향(fusion technology trend)이 두드러지고, 일부에서는 상당 부분 이미 기술융합이 이루어지고 있어 이에 적절하게 대응하는 전문가 집단의 기술 경쟁력이 매우 중요해질 전망이다. 식품산업에 있어서도 이러한 기술 동향은 예외일 수 없으며, 최근 들어 식품산업 자체의 기술에 다른 외부 기술들이 접목되면서 식품산업에 적용되는 기술의 영역이 계속적으로 넓어지고 있다. 이를 이용한 제품 개발도 활발히 이루어지고 있다. 현재 식품산업과 접목되고 있는 이종 기술들은 전체적인 산업기술 동향과 크게 다르지 않다. micro- 또는 nano- 기술, 바이오 기술, 정보기술의 접합이 활발하게 진행되고 있으며, 이외에도 전기 기술, 방사선 기술, 자기장 기술, 초고압 기술 등이 공정내지는 제품 생산에 적용되고 있다. 본 글에서는 식품 기술에 도입되고 있는 몇 가지 다른 기술들의 활용과 그 적용에 대해 살펴보도록 하겠다.
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Nanotechnology (나노 기술)
나노 기술은 현재 전 과학 분야에서 가장 주목받고 있는 기술이다. 향후 나노 기술은 거의 모든 산업분야에 영향을 미칠 것으로 보이며, 각 산업에서는 나노기술을 이용한 제품의 개발을 위해 많은 투자를 하고 있다. 식품산업에서의 나노기술 도입은 현재 미미한 수준이지만 그 가능성에 대한 연구와 적용을 위한 준비는 발빠르게 진행되고 있다.
식품에서 가장 빠르게 접근하고 있는 나노기술은 나노 입자화 기술을 이용한 제품 응용이다. 최근 들어 나노 캡슐(nanosphere)을 이용한 요구르트와 일반 식품 소재의 입자를 나노 크기로 분쇄하여 분산성을 높이고 체내 흡수력을 향상시킨 음료 제품 등이 등장하고 있으며, 현재는 기능성 물질을 나노화하여 소재화 하는 분야가 빠르게 전개되고 있다. 최근 개발된 나노 식품 소재나 식품 관련 산업에 적용된 나노 제품의 예를 들면, 다이어트 식품 (녹차잎, 실크펩타이드), 항균냉장고 (은나노입자), 인삼가공식품, PET bottle (나노 촉매용 투명 디라미네이션 PET), 기능성 음료/식품, 면역 증강제/조절제 (게르마늄, 미네랄 나노분체), 천연 향료, 금/은 나노 콜로이드 등이 있다. 나노 기술은 향후 식품 포장 (packaging), 생산 (production), 안전 (safety), 공정 (processing), 저장 (preservation) 등에도 널리 적용이 가능할 것으로 예상되며, 또한 식품의 유통, 추적이나 제조 장치 등에도 적용이 가능할 것으로 예측되고 있다. 그림 1.에는 나노 기술이 적용될 수 있는 식품 예상 분야를 나타냈다.
그림 1. 나노 기술의 식품 응용 예상 분야
Biotechnology (바이오 기술)
최근 일본, 미국, 한국 등에서는 2020년 내지는 2030년의 과학 기술 예측을 통해 예상되는 미래기술이 무엇인지에 대한 조사를 실시, 발표했다. 이중 식품분야를 살펴보면 형질전환 가축, 내병성 작물, 개인 맞춤형 기능 식품, 질병 예방 채소, 캡슐형 식품, 알레르기 비유발 축산 식품, 동물세포 이용 생리활성 물질 생산, 설탕 대체 인공감미료 등이 리스트에 올랐다. 언급된 대부분의 예상기술 내지 제품들은 기존의 식품 (농수축산) 산업에 바이오 기술이 접목됨으로써 실현될 수 있는 것들이다. 실제로 현재 이 예상 기술 중 상당부분은 바이오 기술이 도입되어 기능성 고기능 작물(저탄수화물 감자, 질병내성 옥수수, 당뇨병 예방 쌀 등)이 이미 상품화되었고 시장이 형성되어가고 있다. 또한 앞으로의 식품은 기능성을 갖는 식품들, 예를 들어 항산화식품, 고혈압 예방식품, 노화 억제, 치매 억제 식품, 면역 조절 식품 등이 등장할 것으로 예상하고 있으며, 이를 위한 소재의 발굴이나 효능 검증 등에 다양한 바이오 기술들이 접목되어 진행되고 있다. 그림 2는 바이오 기술이 접목되면서 향후 단계적으로 예상되는 제품군과 필요한 기술을 나타낸 것이다.
1단계 (~2006년) | 2단계 (~2010년) | 3단계 (~2020년) | |
필요기술 | - HTS 수준의 in vitro, in vivo assay - 인체내 활성 발현 기작 규명 - 생물 전환 기술 및 생물 공정 기술 - 화학적, 효소적 수식 기술 및 합성 기술 - High Separation - 유효성/위해성의 전임상, 임상 평가 기술 - 맞춤형 개발 - 활성물질 구조 해석 기술 - 식용생물 자원 라이브러리 구축 | - HTS 수준의 in vitro, in vivo assay - in vivo multi 및 matrix적 검색 - Novel assay system - 인체내 활성 발현 기작 규명 - 초정밀 분리/정제 기술 - 화학적, 효소적 합성 기술, 수식기술 - 고분자 활성영역 규명 및 생산 - Multifunctional 제품 개발 - 소재의 다용도화 - 자원의 분자 육종 기술 - 유용성분 전달 기술 - 활성물질 표적 조절 기술 - 의약품 대체 기능성 식품화 기술 | - Nutrigenomics - High throughput genomics tool - Real-time PCR analysis - High-density microarray analysis - Metabolomics, Proteomics - Transcrpitomics |
안전기술 | 비열 살균 기술 (고압 기술, 고전압 기술, Irradiation), 오염물질 detection, Biosensor, Physical - Tag, Digital Tag | ||
예상 제품군 | - 항산화제품, 변비개선식품 - 비만방지식품, 두뇌영양식품 - 노화억제식품, 면역조절 - 기존식품소재대체물질개발 | - 골관절질환개선식품 - 당뇨예방, 뇌졸중예방개선 - 치매예방, 암예방, 면역조절 - 해양자원신소재물질 개발 | - 질병예방야채, 개인형 맞춤 식품 - 심해미생물 생리활성물질 이용 - 알레르기비유발 축산 식품 - 생리활성물질의 디자인 |