한국식품연구원 본원.[헤럴드DB]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국식품연구원은 식품 내 특정 성분을 손쉽게 고감도로 검출하여 식품의 품질변화를 바로 확인할 수 있는 얇고 유연한 식품센서를 프린터 인쇄를 통해 간단히 제작하여 개발했다고 밝혔다.

현재 식품의 품질 정보는 주로 온·습도 센서로 측정한 온·습도 변화 데이터와 동일 환경조건에서 수행된 품질변화 실험 데이터를 기반으로 한 품질 예측 모델로 제공되고 있다. 반면 이번에 개발된 센서는 식품 내에서 실제 품질변화를 일으키는 주요 성분을 직접 검출하여 제공함으로써, 보다 많고 정확한 품질 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

이 센서는 일반적인 스크린 인쇄 공정을 통해 기존 방식보다 간단하게 제작됐다. 과채류, 잎, 씨앗, 곡물, 포도주 등에 많이 함유하고 있는 폴리페놀의 주성분인 퀘르세틴을 대상으로 검출 성능 평가를 실시한 결과, 현재 세계 최고 수준인 18 nM을 크게 뛰어넘는 0.3 nM 수준까지 민감하게 검출할 수 있음을 확인했다. 특히, 적포도주, 커피, 양파 등의 실제 식품 시료로부터 퀘르세틴을 2초 이내로 매우 빠르게 검출 가능하다.

센서 제작을 위한 스크린 인쇄 모식도 및 인쇄 공정으로 개발된 얇고, 유연한 식품센서.[한국식품연구원 제공]

개발 센서는 해당 성분을 특이적으로 검출하기 위해 필요한 특정 수용체 부분 없이 검출 소재를 설계하여 소재 개발 비용을 낮추고, 프린터로 인쇄하여 센서를 제작함으로써 기존 대비 1/10 수준의 비용으로 간편하게 제작이 가능하다. 이러한 고성능·저비용의 장점은 현장 적용 가능성을 매우 높임으로써, 앞으로 다양한 식품의 품질 및 안전 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 수단으로 활용될 것으로 전망된다.

이번 연구 결과는 식품분야에서 국제학술지 ‘푸드 케미스트리(Food Chemistry)’에 게재됐으며 핵심 기술은 특허 출원을 완료했다.

조영진 박사는 “앞으로도 인쇄형 식품센서 분야의 지속적인 연구개발과 더불어 해당 산업이 성장하는데 크게 기여할 것”이라며 “국민의 건강을 지키기 위해 다양한 식품의 품질과 안전을 확보하고, 실시간 관리하기 위한 관련 연구와 기술 개발에 전념하겠다”고 밝혔다.