[천지일보=김민아 기자] 원하는 성분의 가루를 넣고 버튼을 누르면 개인별로 필요한 영양분을 갖춘 맛있는 음식이 내 눈 앞에 나타난다. 상상만 해도 멋진 이같은 일들이 언제쯤 현실화될까? 이화여자대학교(총장 김혜숙) 이진규 교수 연구팀이 3D 프린터를 활용해 맞춤형 식품을 생산하는 기술을 연구 중이어서 전세계의 주목을 받고 있다.
이화여대 식품공학전공 이진규 교수 연구팀은 3D 프린터를 활용해 개인의 취향에 맞는 식감과 체내 흡수를 조절할 수 있는 음식의 미세구조 생성 플랫폼 개발에 성공했다. 이를 바탕으로 고기의 근육과 같은 섬유상 식품소재를 제조하는 장치, 식품소재의 식감과 용매에서 퍼지고 섞이는 성질을 디자인하는 장치, 일반적인 3D 프린터에 식품재료를 이송하고 인쇄할 수 있는 장치, 그리고 음파를 이용한 부양기술로 식품소재를 비접촉으로 배열하는 장치 등을 고안해 식품 3D 프린팅용 기반기술을 개발해 왔다.
관련 연구는 총 4건의 국내 특허 출원 및 등록 진행 중이며, 특히 섬유제조장치 발명에 관한 건은 미국 출원도 진행 중이다. 농림축산식품부 산하 농림수산식품기술기획평가원, 한국연구재단 등의 연구비 지원으로 진행됐으며, 특히 본교 내 ‘맞춤형 기술사업화 지원 사업’인 2017년도 ET-I2M(EWHA TLO-Idea to Market)의 지원으로 시제품을 제작해 기술의 완성도를 더욱 높이는 노력을 진행했다. 연구 결과는 미국을 비롯한 국내외 유수 학술대회에서 발표되고, 독일, 스페인, 프랑스 등 유럽 및 일본, 중국 등 여러 언론에 소개되고 있으며, 글로벌 기업들의 공동 연구개발 관련 문의가 쇄도하는 중이다.
이 교수팀은 357개의 양방향 프린팅 노즐로 구성된 3D 프린터를 사용해 연구를 수행했다. 프린터 각각의 노즐은 5피코리터(1pL=1조분의 1L) 정도의 액상 재료를 정교하게 분사해 구조체를 가진 식품블록을 출력한다. 이 프로토타입 3D 프린터는 실제 음식 샘플에서 관찰된 물리적 특성과 나노 규모의 질감을 모방한 미세구조를 가진 음식을 제조할 수 있다. 탄수화물과 단백질 가루를 가지고 식감을 조절하고 체내에 흡수되는 방식을 조절할 수 있는 미세구조를 가진 음식으로 전환시킬 수 있음을 입증한 것이다.
설계도와 재료만 있으면 제품을 만들 수 있는 3D 프린터는 이미 수년 전부터 식품 제조 연구에 활용되었고, 이렇게 제조된 식품은 미래 먹거리로 주목을 받고 있다. 체질이나 연령, 알러지, 영양조절, 기호성 등을 고려한 소비자 맞춤형 식품 제조가 가능하며 가공 방법이 단순하고 기능성 재료와 대체 재료 등을 사용하면 친환경적인 식품을 제조할 수 있기 때문이다. 연구팀은 급증하는 세계 인구의 식량 수요를 충족시키는 데도 도움이 될 수 있기를 기대하고 있다. 바다에 많이 서식하는 해조류나 대량 번식시킨 곤충의 단백질 등을 활용해 환경에 해를 끼치지 않고 영양 성분을 확보해 음식으로 전환시킬 수 있는 것. 식자재를 가루 형태 등으로 장기간 보관할 수 있다면 기후 변화에 따른 흉작으로 굶주리는 인구를 줄일 수 있을 것으로 보인다.
이 교수는 “3D 프린팅 기술을 활용하면 식품의 미세구조를 식품 소재에 더욱 가까운 조직으로 디자인해 구현할 수 있고, 개인의 건강 데이터에 따른 다양한 식감이나, 맛, 다른 영양분도 첨가할 수 있다”며 “연구가 아직은 초기단계에 머무르고 있으나, 3D 식품 프린팅 기술로 장기 보관할 수 있고, 기능성을 높인 식재료와 식품을 만들어 내기 위해 연구역량을 집중하겠다”고 밝혔다.