식품가공학
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1. 개요
식품가공학은 식품의 보존, 가공, 포장, 유통 등 식품 생산 전반에 걸쳐 기술을 연구하는 학문이다. 식품 기술의 발전은 분유, 동결 건조, 고온 단시간 살균 처리, 카페인 제거, 무균 포장, 식품 조사, 에틸렌을 활용한 과일 숙성, 음식 배달 등 다양한 기술 개발로 이어져 식량 공급에 크게 기여했다. 현대에는 디카페인, 공정 최적화, 식품 조사, 에틸렌 활용, 대체 단백질 개발, 지속 가능한 농업 기술 등이 발전하고 있으며, 푸드테크, 농업 기술(애그리테크), 식품 과학, 외식 산업, 소비자 기술, 음식 배달, 공급망 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 소비자들은 식품 기술에 대한 지식과 경험, 가치관을 바탕으로 기술을 수용하며, 혁신적인 기술에 대한 정보 제공이 수용도를 높이는 데 중요하다.
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| 식품가공학 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 학문 분야 | 식품의 준비를 다루는 학문 분야 |
| 관련 분야 | |
| 관련 학문 | 화학 미생물학 공학 영양학 |
2. 역사 및 발전
식품 기술은 인류 역사와 함께 발전해 왔으며, 식량 공급에 크게 기여하고 세상을 변화시켰다. 초기에는 분유, 동결 건조, 고온 단시간 살균 처리 등의 기술이 개발되어 식품 보존 및 가공에 큰 영향을 미쳤다.
현대에 이르러서는 카페인 제거, 공정 최적화, 무균 포장, 식품 조사, 에틸렌을 이용한 과일 숙성, 음식 배달 등 더욱 다양한 분야에서 혁신적인 기술들이 등장하고 있다. 특히 음식 배달은 레스토랑이나 식료품점 웹사이트, 모바일 앱, 또는 음식 주문 회사를 통해 이루어지며, 주문한 음식은 상자나 가방에 담겨 고객에게 배달된다.
농림수산성에 따르면, 세계 푸드테크 시장 규모는 2020년 24조엔에서 2050년에는 279조엔으로 10배 이상 확대될 것으로 전망된다[23]. 2025년에는 700조엔에 달할 것이라는 예측도 있다[24][25].
세계적으로 푸드테크 투자가 활발하며, 연간 2조엔 이상이 투자되고 있다. 그러나 일본의 투자액은 미국, 중국, 인도, 영국 등에 비해 적은 편이다[26]. 2020년 10월, 일본에서는 식량 및 농림수산업 발전과 관련 영역 과제 해결, 신시장 개척 촉진을 위해 산학관 연계 "푸드테크 관민 협의회"가 발족되었다[27].
푸드테크는 국제 연합(UN) 정상회의에서 채택된 지속 가능한 개발 목표(SDGs)와 관련성이 깊으며, 푸드테크 발전은 직간접적으로 많은 목표 달성에 기여할 것으로 예상된다[22].
농업 영역에서 최신 기술을 활용하는 것은 "Agriculture(농업)"과 "Technology"를 조합하여, 애그리테크(AgriTech영어)라고 불린다[28].
2. 1. 초기 기술
분유 제조 기술은 분무 건조된 분유를 부분적으로 재수화하여 분말 제품의 표면적을 증가시키는 방식으로, 다양한 분말 형태의 식품 생산에 기반을 제공했다. 이는 재수화 가능한 다양한 신제품 개발의 기반이 되었다.
동결 건조 기술은 커피 등 식품의 장기 보존 및 유통을 가능하게 했다. 이 기술은 원래 제약 산업에서 먼저 적용되었을 가능성이 크지만, 커피의 연속 동결 건조 개발을 통해 대규모 산업적으로 성공적인 적용이 이루어졌다.[1]
고온 단시간 살균 처리 기술은 신속한 가열 및 냉각, 비교적 높은 온도에서 짧은 시간 유지, 그리고 멸균된 용기에 무균 충전을 특징으로 하며, 식품의 안전성을 높이고 유통 기한을 연장하는 데 기여했다.[2]
2. 2. 현대 기술
- 디카페인 - 커피와 차에서 카페인을 제거하는 기술은 1900년경 유럽에서 상업적으로 처음 개발되었다. 녹색 커피 원두는 물, 열 및 용매로 처리하여 원두에서 카페인을 제거한다. 이 기술은 소비자 선택의 폭을 넓혔다.
- 프로세스 최적화 - 식품 생산 공정의 효율성을 높여 생산 비용을 절감하고 자원 낭비를 줄였다. 식품 기술은 식품 생산을 더욱 효율적으로 만들고, 다양한 형태의 오일 절약 기술을 사용할 수 있게 한다. 생산 방법과 방법론 또한 점점 더 정교해졌다.
- 무균 포장 - 상업적으로 멸균된 제품을 멸균 용기에 충전하고 용기를 밀봉하여 재감염을 방지하는 공정이다. 따라서 실온에서 보관 가능한 제품이 생산된다. 이는 식품 유통 혁신을 가져왔다.
- 식품 조사 - 식품 및 식품 포장을 이온화 방사선에 노출시키는 공정은 부패 및 식중독의 원인이 되는 유기체를 효과적으로 파괴하고 발아를 억제하여 유통 기한을 연장할 수 있다. 이 기술은 식품 및 포장재의 안전성을 높이고 유통 기한을 연장했다.
- 에틸렌 (식물 호르몬) 식물 호르몬 활용 - 과일 숙성 기술은 상품성을 높이고 손실을 줄였다.
3. 분야 및 활용 사례
푸드테크는 농업, 식품 제조, 유통, 외식 등 식품 산업 전반에 걸쳐 활용되고 있다. 기술은 식품 과학 분야에서 새로운 기능성 재료 및 대체 단백질 개발에 중점을 두고 있으며, 소비자 가전을 통해 요리 과정을 용이하게 하는 것도 포함한다.[2]
공급망 활동은 디지털화에서 자동화로 크게 변화하고 있다. 농림수산성에 따르면, 세계 푸드테크 시장 규모는 2020년 24조엔에서 2050년에는 279조엔으로 10배 이상 확대될 것으로 전망된다.[23] 2025년에는 700조엔에 달할 것이라는 예측도 있다.[24][25]
세계적으로 푸드테크 투자가 활발하며, 최근 연간 2조엔 이상이 투자되고 있다. 그러나 일본의 투자액은 미국, 중국, 인도, 영국 등에 비해 적다.[26] 2020년 10월, 일본에서는 산학관 연계로 "푸드테크 관민 협의회"가 발족되어 식량 및 농림수산업 발전과 관련 영역의 과제 해결, 신시장 개척을 추진하고 있다.[27]
푸드테크는 국제 연합(UN) 정상회의에서 채택된 지속 가능한 개발 목표(SDGs)와 관련성이 깊으며, 푸드테크의 발전은 직간접적으로 많은 목표 달성에 기여할 것으로 예상된다.[22] 농업 분야에서 최신 기술을 활용하는 것은 애그리테크(AgriTech영어)라고 부른다.[28] 푸드테크는 대체 식품 개발, 조리, 생산, 유통・운송, 외식 산업・중식, 건강 식품 등 다양한 비즈니스에 활용될 것으로 기대된다.[29][30]
3. 1. [[농업 기술]] (애그리테크)
농업 기술 (애그리테크)은 농업, 원예, 양식업에서 수확량, 효율성, 수익성을 개선하기 위해 기술을 사용하는 것을 말한다. 이는 농업에서 파생된 제품, 서비스 또는 응용 프로그램일 수 있다.[2] 품종 개량 로봇으로는 구글이 개발한 농업 AI 로봇 "Don Roverto"가 있다. 이 로봇은 기계 학습을 통해 농작물을 하나씩 고속 스캔하여 개체를 식별하고 성장을 기록한다. 이를 통해 홍수나 가뭄 등 기후 변화를 재현한 혹독한 환경에서 견딜 수 있는 묘목을 빠르게 찾아내 품종 개량을 가속화한다.[32]3. 2. 식품 제조 및 가공
식품 산업 분야의 기술 혁신 중 하나는 식품 폐기물 감소 기술이다.[2] 전 세계에서 생산되는 모든 식량의 약 3분의 1이 폐기되고 있다.[12] 이 문제를 해결하기 위해 혁신적인 식품 기술 솔루션이 개발되고 있는데, 그 예로 Apeel Sciences는 과일과 채소의 유통 기한을 연장하여 부패와 폐기물을 줄이는 식용 코팅을 개발했다.[13]3. 3. [[외식 산업]] 및 [[음식 배달]]
기술은 외식 산업에서 음식을 준비하고 제공하는 방식을 혁신하고 있다.[3] 로봇 공학과 클라우드 키친은 미래의 레스토랑 환경을 조성하는 주요 트렌드이다.조리 로봇은 주방 작업을 자동화하여 인력 부족 문제를 해결하고 효율성을 높인다. 예를 들어, 커넥티드 로보틱스는 "담기 로봇"과 "검품 로봇"을 개발하여 음식점의 자동화 및 효율화를 지원한다.[22] 이러한 로봇은 AI 이미지 인식 등의 최신 기술을 활용한다.
VR 배달 로봇은 원격 조작을 통해 음식 배달 서비스를 제공한다. Carbon Origins의 "Skippy"는 VR을 통해 원격 조작이 가능한 배달 로봇으로, 계단 오르내리기와 커브에도 대응할 수 있다.[32] 이 로봇은 냉온 기능 및 잠금 기능을 갖추고 있어 음식의 신선도와 안전을 보장한다.
3. 4. 유통
이스라엘의 기업 Wasteless는 유통 기한별로 가격을 변동시키는 시스템을 개발했다.[33] 유통 기한이 다가오면 상품 가격이 내려가며, 고객은 가격표에 표시된 가격과 유통 기한을 비교하여 상품을 선택한다. 이 시스템은 "할인 상품", "마감 상품" 등의 스티커를 사용하지 않아 고객이 불편함 없이 상품을 구매할 수 있다.[33] 또한, 점포는 스티커 부착 작업이 줄고, 식품 폐기물 감소와 판매 이익 확보에 기여한다.[33]4. [[대한민국]]의 푸드테크 현황
대한민국은 푸드테크 산업 육성을 위해 정부, 기업, 연구기관 등이 협력하고 있다. 2020년 10월, 산학관 연계 "푸드테크 관민 협의회"가 발족되어 푸드테크 산업 발전과 관련 영역 과제 해결, 신시장 개척을 추진하고 있다.[27] 대한민국은 전통 음식 문화와 발달된 IT 기술을 바탕으로 푸드테크 분야에서 높은 성장 잠재력을 가지고 있다. 특히, 배달의 민족, 마켓컬리 등 음식 배달 플랫폼의 성공적인 사례는 대한민국의 푸드테크 경쟁력을 보여준다.
5. 미래 전망 및 과제
세계 푸드테크 시장 규모는 2020년 24조 엔에서 2050년에는 279조 엔으로 10배 이상 확대될 것으로 전망된다[23]. 2025년에는 700조 엔에 달할 것이라는 예측도 있다[24][25].
세계적으로 푸드테크 투자가 활발하며, 연간 2조 엔 이상이 투자되고 있다. 그러나 일본의 투자액은 미국, 중국, 인도, 영국 등에 비해 적다[26]. 2020년 10월, 일본에서는 산학관 연계 "푸드테크 관민 협의회"가 발족되어 식량 및 농림수산업 발전과 관련 영역의 과제 해결, 신시장 개척을 추진하고 있다[27].
푸드테크는 국제 연합(UN)의 지속 가능한 개발 목표(SDGs)와 관련이 깊으며, 푸드테크 발전은 여러 목표 달성에 직간접적으로 기여할 것으로 예상된다[22]. 농업 분야에서 최신 기술을 활용하는 것은 "애그리테크(AgriTech영어)"라고 불린다[28].
푸드테크 발전을 통해 식량 부족 및 기아, 푸드 로스, 식품 안전성 문제, 채식주의 인구 증가에 대한 대응, 노동력 부족, 지구 온난화와 같은 식량 관련 문제 해결이 기대된다[29][30]
5. 1. [[대체 단백질]]
21세기에는 세포 농업, 특히 배양육, 3D 식품 프린팅, 곤충 단백질 사용, 식물성 대체 식품, 수직 농업, 음식 배달 및 블록체인 기술과 같은 새로운 기술이 지속 가능한 식품 시스템으로의 전환을 가속화하기 위해 개발되고 있다.[6][7]2050년까지 세계 인구가 97억 명에 이를 것으로 예상됨에 따라,[8] 지속 가능하고, 영양가 있으며, 환경 친화적인 대체 단백질원에 대한 시급한 필요성이 대두되고 있다. 식물성 단백질은 동물성 단백질에 비해 자원 소비가 적고 온실 가스 배출량이 적어 인기를 얻고 있다.[9] 비욘드 미트(Beyond Meat)와 임파서블 푸드(Impossible Foods)와 같은 기업들은 전통적인 육류 제품의 맛과 질감을 모방한 식물성 육류 대체 식품을 개발했다.[10][11]
5. 2. [[지속 가능한 농업]]
수직 농업은 공간 효율성을 높이고 물 소비량을 줄이는 등 지속 가능한 농업 방식으로, 도시 농업의 새로운 형태이다.5. 3. 기타
3D 식품 프린팅, 블록체인 기술 등은 식품 생산 및 유통 과정을 혁신하고 식품 안전성을 높이는 데 기여할 수 있다.[6][7] 21세기에는 세포 농업, 특히 배양육, 3D 식품 프린팅, 곤충 단백질 사용, 식물성 대체 식품, 수직 농업, 음식 배달 및 블록체인 기술과 같은 새로운 기술이 지속 가능한 식품 시스템으로의 전환을 가속화하기 위해 개발되고 있다.[6][7]6. 소비자 수용
소비자들은 역사적으로 식품 기술에 거의 주의를 기울이지 않았다. 오늘날, 식품 생산 과정은 길고 복잡하며 식품 기술은 다양하다. 결과적으로 소비자들은 식품 품질의 결정 요인에 대해 확신하지 못하며 이를 이해하는 데 어려움을 겪는다. 이제 식품의 수용도는 식품과 관련된 인식된 편익과 위험에 매우 자주 달려 있다. 식품 가공 기술에 대한 일반적인 견해가 중요하다. 특히 혁신적인 식품 가공 기술은 소비자에게 위험하다고 인식되는 경우가 많다.[14]
다양한 식품 기술에 대한 수용도는 다르다. 살균법이 잘 알려지고 널리 받아들여지는 반면, 고압 처리나 심지어 전자레인지조차 종종 위험하다고 인식된다. HighTech Europe 프로젝트의 연구에 따르면 혁신적인 기술과는 대조적으로 전통적인 기술은 널리 받아들여졌다.[15]
소비자들은 세 가지 주요 메커니즘을 통해 혁신적인 식품 기술에 대한 태도를 형성한다. 첫째, 기술과 관련된 위험과 편익에 대한 지식이나 믿음을 통해, 둘째, 자신의 경험을 바탕으로 한 태도를 통해, 셋째, 고차원적인 가치와 믿음을 적용하는 것을 통해 형성된다.[16] 많은 학자들은 위험-편익 상쇄를 소비자 수용의 주요 결정 요인 중 하나로 간주하지만,[17] 일부 연구자들은 소비자 수용에서 위험보다는 편익 인식의 역할을 더 강조한다.[18]
로저스(2010)는 소비자가 새로운 기술을 수용하는 데 차이를 설명하는 다섯 가지 주요 기준을 정의한다: 복잡성, 적합성, 상대적 이점, 시험 가능성 및 관찰 가능성.[19]
혁신적인 기술에 대한 수용은 이러한 새로운 기술적 공정 방법에 대한 비감정적이고 간결한 정보를 제공함으로써 향상될 수 있다. HighTech 프로젝트는 또한 서면 정보가 시청각 정보보다 소비자에게 더 큰 영향을 미친다고 제안한다.[20]
참조
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