식품과학
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1. 개요
식품 과학은 식품의 특성, 가공, 보존, 품질 관리 및 영양에 관한 과학적 연구 분야이다. 식품 과학은 식품 화학, 식품 물리화학, 식품 미생물학, 식품 공학, 식품 기술, 분자 요리, 식품 품질 관리, 관능 검사, 푸도믹스, 식품 포장 등 다양한 세부 분야를 포함하며, 식품 생산과 관련된 기술적 측면을 다룬다. 미국과 한국을 중심으로 발전해 왔으며, 관련 학회 및 연구 기관에서 활발한 연구가 이루어지고 있다.
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| 식품과학 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 식품의 연구에 전념하는 응용 과학 |
| 분야 | 식품화학 식품미생물학 식품공학 영양 관능평가 |
| 세부 분야 | |
| 식품화학 | 식품의 화학적 조성 및 특성을 연구 |
| 식품미생물학 | 식품과 관련된 미생물의 역할 연구 |
| 식품공학 | 식품 가공 및 보존 기술 개발 |
| 영양 | 식품의 영양적 가치 및 인체에 미치는 영향 연구 |
| 관능 평가 | 맛, 향, 질감 등 식품의 감각적 특성 평가 |
| 역사 | |
| 기원 | 19세기 유스투스 폰 리비히의 연구에서 기원 |
| 발전 | 20세기 초반, 식품 가공 및 보존 기술 발전과 함께 발전 |
| 현대 | 식품 안전, 품질, 영양 개선을 위한 연구 활발 |
| 응용 | |
| 식품 가공 | 새로운 식품 개발 및 기존 식품 품질 개선 |
| 식품 안전 | 식품 오염 방지 및 유해 물질 관리 |
| 영양 개선 | 건강 기능성 식품 개발 및 영양 강화 |
| 포장 | 식품의 보존 기간 연장 및 품질 유지 |
| 관련 학문 | |
| 화학 | 식품 성분의 화학적 특성 이해 |
| 생물학 | 식품 미생물의 특성 및 역할 이해 |
| 공학 | 식품 가공 및 생산 기술 개발 |
| 영양학 | 식품의 영양적 가치 및 인체에 미치는 영향 연구 |
| 기관 및 협회 | |
| 관련 기관 | 식품의약품안전처, 농림축산식품부 등 |
| 관련 협회 | 식품기술자협회(IFT) |
| 참고 자료 | |
| 참고 서적 | Principles of Food Science (식품 과학 원리) |
2. 역사
식품 과학의 역사는 인류가 식품을 보존하고 가공하는 방법을 개발하면서 시작되었다. 식품 기술자 협회는 식품 과학을 "공학, 생물학, 물리학을 사용하여 식품 제조의 본질, 식품 부패의 원인, 식품 가공의 원리, 그리고 소비자를 위한 식품 개선을 연구하는 학문"으로 정의한다.[4] 식품 과학은 식품의 물리적, 화학적, 생화학적 특성과 식품 가공 원리를 연구하기 위해 과학과 공학을 적용한다.[5]
식품 과학자들은 새로운 식품 개발, 신제품 생산 공정 계획, 식품 포장 선택, 유통기한 연구, 소비자 관능 검사, 미생물학적 및 화학적 시험 등을 수행한다.[20] 식품 과학은 미생물학, 화학 공학, 생화학 등 다양한 영역의 개념을 포함한다.
2. 1. 초기 역사
고대부터 인류는 식품을 장기간 보존하기 위해 건조, 염장, 발효 등의 방법을 사용해왔다. 이러한 전통적인 식품 가공 기술은 오랜 경험을 통해 축적되었으며, 식품 과학 발전의 토대가 되었다.[20] 초기 식품 기술은 식품 보존에 관심이 집중되었다. 1810년 니콜라 아페르가 개발한 병조림 가공 기술은 획기적인 사건이었다. 아페르는 자신이 개발한 기술의 원리를 실제로 이해하지는 못했지만, 병조림 가공 기술은 식품 보존 기술에 매우 큰 영향을 미쳤다.[20]2. 2. 근대
1810년 니콜라스 아페르는 병조림 공정을 개발하여 식품 보존 기술에 큰 영향을 미쳤다.[20] 아페르는 이 공정의 원리를 정확히 알지 못했지만, 이 기술은 식품 보존에 큰 발전을 가져왔다.미국에서는 랜드그랜트 대학교를 중심으로 식품 과학 연구가 활발하게 진행되었다. 19세기 말과 20세기 초, 랜드그랜트 대학교의 화학 프로그램을 수료한 여성 과학자들은 화학 산업에 만연한 성차별 때문에 가정학 강사로 일하며 현대 식품 과학의 기초를 다졌다.
2. 3. 현대
현대 식품 과학은 미생물학, 화학 공학, 생화학 등 다양한 영역의 개념을 포함하며 발전해왔다.[20] 식품 과학자는 새로운 식품 개발, 신제품 생산 공정 계획, 식품 포장 선택, 유통기한 연구, 소비자 관능 검사, 미생물학적 및 화학적 시험 등을 수행한다.[20]1960년대 이후 대한민국의 경제 성장과 함께 식품 산업이 발전하면서 식품 과학 연구가 본격화되었다. 특히, 한국식품과학회(KoSFoST)는 대한민국 최초의 식품 과학 관련 학회로서 식품 과학 발전에 중요한 역할을 수행해 왔다.[16][27]
3. 세부 분야
식품과학의 세부 분야는 다음과 같다.
- 식품 화학: 식품의 생물학적, 비생물학적 성분에 대한 화학적 과정과 반응을 연구한다.
- 식품 물리화학: 식품의 물리적 특성(점도, 탄성, 유동성 등)과 물리화학적 변화(상변화, 유화, 겔 형성 등)를 연구한다.
- 식품 미생물학: 프로바이오틱스와 같은 유익균과 발효 식품 관련 연구도 포함한다.
- 식품공학
- 식품 기술: 니콜라 아페르의 병조림 공정 개발과 같은 식품 보존 기술 연구를 포함한다.
- 분자 요리
- 식품 품질 관리: 식중독 예방 및 관리를 포함한다.
- 관능 검사: 소비자가 식품으로부터 받는 인상을 연구한다.
- 푸도믹스 (Foodomics)
- 식품 포장
3. 1. 식품 화학
식품 화학은 식품의 생물학적, 비생물학적 성분을 포함한 모든 성분에 대한 화학적 과정과 반응을 연구하는 학문이다.[6][7] 연구 대상이 되는 생물학적 성분에는 육류, 가금류, 상추, 맥주, 우유 등이 있다.탄수화물이나 지질, 단백질 등을 주요 연구 대상으로 한다는 점에서 식품 화학은 생화학과 유사하지만, 식품 화학은 생화학에서는 대상이 되지 않는 물, 비타민, 미네랄, 효소, 식품 첨가물, 향료, 착색료 등도 연구 대상으로 한다. 식품 화학은 식품 가공영어 기술을 사용하여 제품을 변화시킬 때 지침이 되며, 어떤 성분을 증강하거나 발생을 억제하기 위해서도 사용된다.
3. 2. 식품 물리화학
식품 물리화학은 식품 시스템에 적용되는 물리적 및 화학적 원리의 측면에서 식품 내 물리적 및 화학적 상호 작용을 연구하는 것이며, 식품의 연구 및 분석을 위한 물리화학적 기술 및 장비의 응용을 포함한다.[1] 물리학, 화학, 물리 화학을 사용하여 식품에 관한 법칙을 연구하는 학문이다.[1] 식품의 물리적 특성(점도, 탄성, 유동성 등)과 물리화학적 변화(상변화, 유화, 겔 형성 등)를 연구하며, 식품의 조직감, 식감, 안정성 등을 이해하고 조절하는 데 중요한 역할을 한다.[1]3. 3. 식품 미생물학
식품 미생물학은 식품에 서식하고, 생성되며, 오염시키는 미생물에 대한 연구로, 식품 부패를 일으키는 미생물에 대한 연구를 포함한다.[9] 그러나 프로바이오틱스와 같은 "좋은" 박테리아(유익균)는 식품 과학에서 점점 더 중요해지고 있다.[10][11][12] 또한, 미생물은 치즈, 요구르트, 빵, 맥주, 와인 및 기타 발효 식품과 같은 식품 생산에 필수적이다.
3. 4. 식품 공학
식품공학은 식품을 제조하는 데 사용되는 산업 공정이다. 이는 원료를 건강에 좋은 식품으로 변환하기 위한 제조, 포장, 배송, 품질 보증, 안전 보장 및 기술 개발에 대한 새로운 접근 방식을 제시한다.[8]
식품공학은 주로 식품을 생산할 때 사용된다.
3. 5. 식품 기술
식품 기술은 기술적인 측면을 다룬다. 초기 식품 기술에 대한 과학 연구는 식품 보존에 집중되었다. 1810년 니콜라 아페르의 병조림 공정 개발은 결정적인 사건이었다. 당시에는 그 과정을 병조림이라고 부르지 않았고, 아페르는 자신의 공정이 어떤 원리로 작동하는지 정확히 알지 못했지만, 병조림은 식품 보존 기술에 큰 영향을 미쳤다.[4]식품 과학자의 연구 활동 대상에는 새로운 식품 개발, 신제품을 생산하는 공정 계획, 식품 포장 선택, 유통기한 연구, 패널 조사나 예상 소비자층을 이용한 제품에 대한 관능 검사, 미생물학적, 화학적 시험 등이 포함된다.[20]
3. 6. 분자 요리
분자 요리는 요리 과정에서 발생하는 재료의 물리적 및 화학적 변화를 연구하는 식품과학의 하위 분야이다. 분자 요리 프로그램은 요리가 사회적, 예술적, 기술적인 세 가지 구성 요소를 갖는 것으로 인식되었기 때문에 세 가지 축을 포함한다.[1] 분자 요리는 요리 과정, 사회적, 예술적 미식학 현상에 대해 과학적으로 고찰하는 학문이다.[1]3. 7. 식품 품질 관리
품질 관리는 식품 매개 질병과 관련된 원인, 예방 및 소통을 포함한다. 또한 제품이 사양을 충족하여 고객이 포장부터 제품 자체의 물리적 특성에 이르기까지 기대하는 것을 받도록 보장한다.[20]
품질 관리에는 식중독의 원인과 방지책이 포함된다.
3. 8. 관능 검사
관능 검사는 소비자가 식품으로부터 받는 인상을 연구한다.[20] 훈련된 패널이나 일반 소비자를 대상으로 식품의 맛, 향, 조직감, 외관 등을 평가하고, 이를 통해 제품 개발, 품질 개선, 소비자 기호도 조사 등에 활용한다.3. 9. 푸도믹스 (Foodomics)
2009년 푸도믹스는 "소비자의 웰빙, 건강, 지식을 향상시키기 위해 첨단 -오믹스 기술을 적용하고 통합하여 식품 및 영양 분야를 연구하는 학문"으로 정의되었다.[13] 푸도믹스는 식품 화학, 생명 과학 및 데이터 분석의 조합을 필요로 한다.푸도믹스는 식품 과학 및 영양 분야의 과학자들이 데이터에 더 잘 접근할 수 있도록 크게 돕고 있으며, 이는 식품이 인간의 건강 등에 미치는 영향을 분석하는 데 사용된다. 이는 기술과 식품의 개발 및 응용에 대한 더 나은 이해를 위한 또 다른 단계라고 여겨진다. 또한, 푸도믹스 연구는 영양, 유전자 및 오믹스 연구의 통합인 영양유전체학을 포함한 다른 오믹스 하위 분야로 이어진다.
3. 10. 식품 포장
식품 포장은 식품을 제조, 판매할 때 품질을 유지하고 보존하기 위해 포장하는 기술이다. 식품 포장의 주된 목적은 물리적인 보호이다. 대부분의 경우, 식품 포장에는 특정 식품의 영양가를 포함한 정보가 기재되어 있다.[20] 식품 포장은 대부분 포장용 기계를 사용하여 이루어진다.
4. 관련 기관 및 단체
식품 과학 관련 연구 기관 및 단체는 다음과 같다.
- 미국의 Institute of Food Technologists영어 (IFT)
- 인도 식품 과학·영양학 협회
- 남아프리카 공화국의 남아프리카 식품 과학 기술 협회 (SAAFoST)[20]
4. 1. 대한민국
대한민국 최초의 식품과학 관련 학회는 한국식품과학회(KoSFoST)이다.[16] 한국식품연구원(KFRI)은 식품 분야의 연구 개발을 수행하는 정부 출연 연구 기관이다. 각 대학교에는 식품영양학과, 식품공학과, 식품생명공학과 등이 설치되어 식품 과학 분야의 교육 및 연구를 수행하고 있다.4. 2. 국제
국제 식품 과학 기술 연맹(IUFoST)은 전 세계 식품 과학 기술 관련 학회 및 기관들의 연합체이다. 식품 기술자 협회(IFT)는 미국의 식품 과학 기술 전문가 단체로, 시카고에 본부를 두고 있으며, 국제식품과학기술연맹(IUFoST)의 미국 회원 조직이다.[20]4. 3. 오스트레일리아
연방 과학 산업 연구 기구(CSIRO)는 오스트레일리아의 과학 연구를 담당하는 연방 정부 기관이다. CSIRO는 오스트레일리아 전역에 50개 이상의 시설과 프랑스와 멕시코에 생물학적 방제 연구소를 운영하고 있다. 직원 수는 약 6,500명이다.5. 관련 학술지
- 응용 식품 생명공학(Applied Food Biotechnology)
- 화학적 감각(Chemical Senses)
- 식품 및 바이오 공정 기술(Food and Bioprocess Technology)
- 식품 화학(Food Chemistry)
- 국제 식품 연구(Food Research International)
- 식품 품질 및 선호도(Food Quality and Preference)
- 유제품 과학 저널(Journal of Dairy Science)
- 식품 과학 저널(Journal of Food Science)
- 감각 연구 저널(Journal of Sensory Studies)
- 조직 연구 저널(Journal of Texture Studies)
- LWT – 식품 과학 및 기술(LWT – Food Science and Technology)
- 식품 과학 및 기술 동향(Trends in Food Science & Technology)
- Journal of Food Science|식품 과학 저널영어
- Food Quality and Preference|식품 품질 및 선호도영어
- Food Chemistry|식품 화학 (잡지)영어
- 유제품 과학 저널(Journal of Dairy Science)
참조
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What is Bromatology: Definition & Facts
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2024-10-03
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[5]
서적
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서적
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Food Engineering (Goals, Processes, Practices, and Technologies)
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[12]
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