식품산업 신기술 개발 동향

Trends in the Development of New Technologies in the Food Industry


                                                                                                                                                                                                  by,  Gyeong Seon Joo, trimaran, 2024.11.21



 기후 위기와 전쟁 등 급격한 환경 변화로 인해 세계 식량 수급은 갈수록 불안정해지고 있으며, 전 세계 온실  

 가스 배출량 중 식품산업이 차지하는 온실가스 배출 비중은 약 31%에 달합니다. 또한, 전 세계 식품폐기물

 은 2022년 기준 양 10.5억 톤으로 손실‧폐기 금액은 약 1조 달러 규모로 추정됩니다.



   이러한 배경 속에 지속가능한 식품 산업을 뒷받침할 식품 신기술의 중요성은 갈수록 커지고 있으며, 주요 선진 기업들은 이를 위한 식품 

   신기술 개발을 추진하고 있습니다. 

   식품 신기술은 크게 대체식품과 스마트 제조, 저탄소 식품 처리 기술로 분류할 수 있습니다.

대체식품은 ‘동물성 원료 대신 식물성원료, 미생물, 식용곤충, 세포배양물 등을 주원료로 사용하여 기존 

식품과 유사한 형태, 맛, 조직감 등을 가지도록 제조하였다는 것을 표시하여 판매하는 식품’을 말합니다. 


 


by Jihyun Heo, trimaran, 2024.01.29


위성정보는 인공위성에서 획득한 영상, 음성, 음향, 데이터 또는 이들의 조합으로 처리된 정보를 의미한다. (우주개발진흥법) 이러한 정보는 지도제작, 환경, 농업, 기상 등의 다양한 분야에서 활용된다. 


위성은 활용 목적에 따라 지구관측위성, 통신

위성, 항법위성, 기상위성, 군사위성, 과학위성 등으로 구분할 수 있다. 우리나라는 정부 주도의 위성개발을 통해 자체적으로 구축한 위성을 운영하고 있으며, 2030년까지 총 130기의 위성을 발사할 예정이다. 이러한 위성의 증가로 획득할 수 있는 위성정보의 양 또한 증가하고 있는데, 

국내 다목적실용위성의 영상 획득량은 누적 기준, 2013년 243만장에서, 2017년 443만장, 2022년 773만장으로 크게 증가하였다(위성정보활용종합계획 시행계획)


위성에서 획득한 데이터는 가치사슬(Value chain)의 여러 단계를 거쳐 사용자가 활용할 수 있는 특정 정보·제품이 된다. 예를 들어, 원격탐사위성은 위성의 운영, 위성영상의 수신 및 처리의 운영 단계, 위성정보의 저장과 배포의 공급 단계, 공급된 위성영상 기반의 1차 서비스를 제공하는 사용 단계, 위성영상 기반 부가가치서비스를 제공하는 활용단계로 구분된다.


위성의 특성에 따라 환경, 에너지, 식량안보, 재난대응, 해양,임업, 농업, 기상 및 기후 변화 등 다양한 사회문제 분야 해결을 위한 서비스에 활용되고 있다.

  원료에 따라 식물성 원료와 세포 배양육, 미생물, 식용곤충, 블루푸드 원료로 분류합니다.



  식물성 원료로 가장 많이 사용되는 것은 대두이며, 그 밖에도 완두콩단백, 아마씨, 쌀, 밀, 귀리, 퀴노아 등 다양한 곡물이 식물성 단백질 

  원료로  개발되고 있습니다. 식물성 대체식품 기업인 비욘드미트(Beyond Meat)는 2009년 미국에서 창립하여 분리대두, 완두콩단백, 

  아마란스 등 원료에 가열, 냉각, 가압 공정을 거쳐 동물성 단백질과 유사한 섬유 구조로 배열한 버거 패티를 출시하였고, 이후 2011년 미국에     서  창립한 임파서블푸드(Impossible Foods)도 대두 뿌리의 헴 단백질 복합체를 사용하여 맥주와 유사한 발효 공정을 채택한 다짐육을 

  개발 했습니다.



 세포 배양육은 동물의 근육세포를 채취하여 실험실에서 배양한 후 육류의 형태로 제조한 것을 말하는데, 현재는 주로 미국, 이스라엘, 일부 

 유럽 국가의 기업들이 기술 개발을 주도하고 있습니다. 2015년 미국에서 설립된 업사이드푸드(Upside Foods)는 세계 최초의 배양육 

 스타트업으로, 혈소판유래성장인자가 없는 배지에서 자라는 세포주를 개발하였습니다. 또한, 2017년 설립된 이스라엘의 알레프팜스(Aleph 

 Farms)는 세계 최초로 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 만든 세포배양육 립아이 스테이크를 공개하기도 했습니다.



미생물원료는 균류에서 추출한 마이코프로틴(Micoprotein)과 공기 중에서 포집한 이산화탄소와 수소(가수분해), 비타민, 영양소를 결합하여 만든 단세포단백질 솔레인(Solein) 등을 들 수 있습니다. 솔레인은 2017년 설립된 핀란드의 솔라푸드(Solar Foods)가 개발하여 분말 형태로 

생산하고 있으며, 영국 기업 퀀(Quorn)은 마이코프로틴을 대체식품 원료로 개발하고 감자단백질을 결합제로 사용하여 균류 배양물의 질감을 조절하는 기술을 선보였습니다.



식용곤충 원료는 높은 영양소 함량과 저렴한 가격 때문에 아시아의 서남부 지역에서는 과거부터 인기 있는 단백질 공급원으로 여겨졌습니다. 국내에서는 메뚜기, 백강잠, 식용누에번데기, 갈색거저리 유충(밀웜) 등 총 10종을 식용곤충으로 지정하고 있습니다. 주로 단백질 및 오일을 

추출하는 기술과 탈지 기술, 알레르기 유발물질 처리기술 등이 개발되고 있습니다.



블루푸드원료인 해조류와 미세조류는 기존 농작물에 비해 토지, 물 등 자원 사용량이 현저히 적고 미네랄이 풍부해 식량 자원으로 각광받고

있습니다. 아직까지는 대체식품보다는 건강기능식품 원료로 사용되고 있으며, 분말 형태의 제품이 가장 많고, 캡슐, 액상 등의 형태로 가공

되기도 합니다.





3D 식품 프린팅 기술은 기존 식품 제조 방식으로는 달성하기 어려운 복잡한 구조와 형태를 구현할 수 있어 개인 맞춤형 조리가 가능한 점이 최대 장점입니다.



스마트 제조 기술은 Pickering Emulsion 등 식품 소재를 잉크화하는 기술과 적층 기술, 식품질감 구현 기술 등의 식품 3D 프린팅 기술로 나눌 수 있습니다. 오스트리아 식품 기업인 레보푸드(Revo Foods)는 2023년 세계 최초로 FDM(Fused Deposition Modeling, 재료를 녹는점 이상의 온도로 녹인 후 연속적인 재료 층을 쌓아 물체를 만드는 공정)을 이용한 식물성 연어 제품을 출시하였습니다.



저탄소 식품 처리 기술에는 진공동결, 초음파 건조 등 친환경 방식으로 식품을 저장·유통하는 기술과 생리

활성 화합물 추출, 발효, 재생산 등의 방식을 활용해 폐기물을 줄이는 식품업사이클링 기술이 있습니다.



친환경 저장·유통 기술은 첨단 기기 제조업체에서 개발하거나 식품 기업에서 친환경 가공 공정을 개발하여 발전시키기도 합니다. 독일의 초음파 기기 제조업체인 힐셔울트라소닉스(Hielscher Ultrasonics)가 식품 가공 분야에 생리활성 화합물 추출, 균질화와 유화작용, 저온 살균으로 유통기한을 연장하는 초음파 기술을 도입하였습니다. 또한 미국의 스낵 제조업체인 브랜치아웃 푸드(BranchOut Food)는 진공 챔버와 복사

에너지를 결합하여 산화를 방지하고 건조시간을 단축하는 공법을 개발하였습니다.



식품업사이클링 기술은 버려지는 식품 폐기물을 자원화하여 식품으로 재탄생시키는 데 활용됩니다. 맥주 양조 과정에서 발생하는 부산물과 

커피 열매, 과일 껍질, 빵 등 다양한 식품 폐기물을 원료로 재활용합니다. 국내에서도 아쿠아파바 제조 후 남는 병아리콩 펄프를 건조 분쇄하여 만든 널담 병아리콩스낵과 식혜, 맥주, 밀가루 등의 부산물을 살균, 건조, 분쇄 가공하여 분말로 제조한 리하베스트의 리너지밀기울분이 출시

되었습니다.



기후 위기 시대와 맞물려 건강하고 지속가능한 식품을 찾는 소비자들이 점차 증가하고 국가 차원의 R&D 지원이 확대되면서 앞으로도 위 기술들을 포함하여 다양한 식품 신기술이 개발, 발전될 것으로 보입니다.

최근 (초)소형 군집위성 (Constellation)의 

등장, 위성정보와 AI, 빅데이터 등의 첨단기술 융합을 통한 새로운 서비스가 등장하고 있다. 


위성정보는 전지구를 대상으로 장기간에 걸친 시공간 및 물리적 특성에 대한 자료를 주기적으로 수집하는 특성이 있다. 지구 표면, 기상 및 기후, 기타 이벤트에 대한 정보의 획득 측면에서 위성 정보는 주요한 가치를 가지고 있으며, 특히 군집위성은 특정 지역의 준실시간 정보 획득이 가능한 장점을 보유하고 있다.


고해상도 위성개발은 육안으로도 대상을 식별가능한 수준에 와있으며, 첨단기술과의 융합으로 위성정보 기반의 새로운 서비스의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 해외는 이미 AI 및 빅데이터 등의 첨단기술을 활용하여 수요자 맞춤형의 정보를 생산하고 있으며, 국내는 첨단기술 기반 위성영상 분석기술 개발을 위한 위성영상 AI 학습데이터를 구축하고 있다.

우리나라는 다중위성 시대를 맞이하여 위성활용의 범위 확대 및 관련 기술이 활발히 개발될 전망이다.


지난 2023년 5월, 실위성 8기가 실린 한국형 발사체 ‘누리호’의 발사 성공은 국내 우주산업이 본격적인 우주개발 시대를 맞이했음을 의미한다. 해외에서는 위성을 보유하고 있지 않으나, 위성영상을 전문적으로 분석하여 솔루션을 제공하는 기업이 등장하여 서비스 중이다. 


국내 또한 운용 위성이 증가될 예정으로, 향후 위성정보를 활용한 분석서비스 전문 기업이 등장할 것으로 보인다.