고기 신선도를 즉석에서 알아낸다

생산기술연구원, 신선도 측정 장치 개발

[파이낸셜뉴스] 한국생산기술연구원은 돼지고기나 쇠고기의 신선도를 즉석에서 측정할 수 있는 휴대용 장치를 만들었다고 11일 밝혔다. 이 장치로 단백질 식품을 검사하고 연동된 스마트폰으로 신선도 여부를 바로 확인할 수 있다. 이 장치는 단백질을 함유한 식품의 유통기한 관리 및 신선도 모니터링에 유용하게 사용될 것으로 보인다.

유엔환경계획(UNEP)이 2021년 발간한 보고서에 따르면, 전 세계 식품 생산량의 17%가 유통 과정에서 폐기되고 있다.

생산기술연구원 지역산업혁신부문 최현석 박사팀이 저온에서도 높은 감도로 식품의 황화수소 가스를 감지할 수 있는 '식품 신선도 모니터링 가스센서'기술을 개발했다. 황화수소는 부패한 단백질 식품에서 발생하는 유독성 기체로, 식품 신선도 평가의 핵심 지표로 활용된다.

이 황화수소 가스 센서는 200도의 상대적으로 낮은 온도에서도 높은 감도를 유지하며 황화수소 가스를 감지할 수 있다.

이에 따라 기존 300도의 고온에서 작동하는 기존 센서보다 에너지 소모량이 적고, 각종 부품의 크기를 최소화할 수 있어 식품 신선도를 모니터링 할 수 있는 휴대용 기기로 상용화 가능하다.

연구진은 낮은 온도에서도 효과적으로 작동하는 가스 센서 개발을 위해 전기방사법 및 열처리기술을 활용했다.

금속 전구체와 폴리머 등을 섞은 용액을 고전압 환경에서 분사하면 다공성 섬유구조를 갖는 소재가 만들어지는데, 이 다공성 섬유 소재를 600도에서 1시간 가량 열처리해 '이산화주석-금 나노구조체'를 합성했다.

빨대모양의 중공 나노섬유 구조를 갖는 이산화주석-금 나노구조체는 가스와의 접촉 면적이 극대화되어 저온에서도 황화수소 가스를 정확하게 감지할 수 있다.

연구진은 3D 프린터를 활용해 개발된 센서와 부품을 제작하고, 한 손에 쥘 수 있는 크기의 소형 휴대용 기기에 통합해 실시간으로 황화수소 농도를 체크하며 식품 신선도를 측정할 수 있는 시스템 구현에 성공했다.

최현석 박사는 "이 센서를 스마트폰과 연동해 식품 안전성을 높이는 모니터링 장치로 활용할 수 있다"며, "식품 뿐만아니라 다양한 산업현장의 독성가스를 측정하는 모니터링 장치로 확대해 안전성과 에너지 효율화를 높이는 후속 연구에 힘 쓸 계획"이라고 밝혔다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 식품 신선도 모니터링 가스센서를 재료분야의 세계적 학술지 '재료화학저널C(Journal of Materials Chemistry C)'에 발표했으며, 이 센서개발 논문은 학술지 표지논문에 선정됐다.

[e-mail] 김만기 기자