[논문]나노기술응용식품의 국제 연구 및 산업화 동향

유명애

doi:10.23093/fsi.2014.47.1.21

나노기술응용식품의 국제 연구 및 산업화 동향
Global Trend in Research and Industry Application of Nanotechnology in Food 원문보기

유명애 (한국국제생명과학회)

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문제 정의

또한 나노기술의 이점과 산업화 가능성이 세계적으로 주목 받고 있는 반면, 우리나라 나노기술의 농업생산이나 식품 산업의 응용은 아직 초기 단계로 보여진다. 따라서 본 고에서는 나노식품 분야의 연구, 산업화 및 국제 협력 동향에 대해 살펴보고 우리나라 나노식품의 연구개발과 산업발전 전략에 참고가 되도록 요약 정리하였다.

가설 설정

나노식품의 안전성 이슈는 나노물질이 식품 내에서 분리되어 섭취될 경우와 섭취한 후 소화기관 내에서 분리될 경우 소화기관을 쉽게 투과하여 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있을 수 있다는 가설이 핵심이다. ILSI 연구재단의 NanoRelease 프로젝 트는 제품에 사용된 나노물질의 유출여부에 대한 분석방법 개발을 지원하여 나노물질 위해판단의 근거 도출과 안전한 나노물질의 사용을 활성화하기 위해 추진되고 있다.

제안 방법

2013년에 보고서 작성을 마무리하고 관련 논문을 저널에 출간하기 위한 준비 중이다. 2013년 5월까지 주제별 백서 작성과 표준분석법 작업을 진행하였고 이중 나노식품 규제 TF5는 주요 연구내용은 아래와 같다.

대상 데이터

우리나라 정부는 2001년 ‘제1기 나노기술종합 발전계획’을 수립하면서 본격적으로 나노기술 정책을 추진하였고, 지난 10여 년간 정부의 지속적인 육성정책으로 나노기술 개발이 본격화되고 있다. 2001년부터 2009년까지 7개 부처, 청에서 총 2조 1,278억원을 투자하였다(교육과학기술부 등 2010, 김정욱 2012). 특히 나노기술, 생명공학, IT 기술 등 분야의 융복합이 미래신성장동력으로 지정되었고, 이에 따라 나노소자, 나노바이오, 나노 에너지/환경, 나노소재, 및 나노 공정/측정/장비 등 5대 중점육성분야 30개 미래기술을 선정하여 지원하고 있다.
세계 여러 연구그룹에서 활발하게 연구하고 있는 분야는 나노캡슐을 이용한 영양소, 식이보조제 등 생리활성물질의 체내 타깃 장기에 선택적으로 전달하는 기술분야이다. 서 호주 지역의 제빵업체는 참치생선오일(오메가 3-지방산 함유)을 나노캡슐 기술을 이용해서 인기 빵제품의 원료로 사용하였다. 이스라엘의 Nutralease 회사는 나노크기의 액상제품(Nano-sized self-assembled liquid structures)을 이용하여 영양소를 세포로 전달하는 기술을 제공하고 있다.
이스라엘의 Nutralease 회사는 나노크기의 액상제품(Nano-sized self-assembled liquid structures)을 이용하여 영양소를 세포로 전달하는 기술을 제공하고 있다. 이 기술을 사용하여 연구되는 생리활성 물질로는 라이코펜, 베타 카로틴, 루테인, 피토스테롤, 코엔자임 Q10, DHA/ EPA 등이 있다. Shemen 회사에서는 이 기술을 응용해서 카놀라 기능성오일을 체내에 전달하는 시스템을 시판하고 있는데 이는 체내 섭취율을 약 14% 증가시키고 콜레스테롤을 저하하는 효과가 있다고 강조하고 있다.
이 시스템은 마이크로프로세서, 안테나로 구성되어 식품의 물류 창고에서 소비자 구매까지 식품의 관리에 사용될 수 있다. 현재 대형 할인점(Wal-Mart, Home Depot, Metro Group, Tesco 등)에서 이 기술을 시험적으로 사용하고 있다.

후속연구

그러나 우리나라 식품산업의 나노식품분야 연구와 지원은 상대적으로 미미한 실정이며 이는 우리나라 사회의 식품분야 신기술의 안전성에 대한 요구가 높은 반면 소비자인식과 이해가 낮은 상황에서 GM 사례와 같은 경로를 답습할 것에 대한 우려에 기인한 것으로 보인다. 그러나 나노기술은 물질의 크기를 제어하는 기술적인 혁신성 뿐만 아니라 새로운 경제환경 변화에 맞추어 새로운 성장 엔진을 발굴하고 산업구조를 재편하는데 있어 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되며 우리나라 식품산업의 미래성장과 국제경쟁력 제고를 위한 측면에서 활발한 연구와 개발이 중요하다고 생각된다. 이를 위해서는 국내외 나노식품과 관련 분야의 연구 및 산업동향 정보를 지속적으로 업데이트하고 국내외 정부, 학계, 산업계 및 소비자단체 전문가들의 협력과 투명하고 지속적인 소통 노력이 필요하다.
전문가들은 나노기술이 혁신적이며 농업, 물처리, 식품 생산부터 포장까지 전분야에서 적용 가능한 기술로 농부, 식품 산업과 소비자 모두에게 잠재적 이익을 제공할 수 있는 점에 공감하고 이러한 제품들이 세계적으로 널리 이용될 것으로 전망하였다. 동시에 명확하고 국제적으로 합의된 나노식품 정의의 필요성이 커짐에 따라 코덱스 차원에서 정의와 기준을 다룰 것을 제언하였다. 후속 작업으로 FAO/WHO에서 농식품 분야에서 사용되는 나노물질의 위해분석, 특히 위해평가와 위해관리에 대한제 외국과 국제연구단체들의 활동을 리뷰하여 보고하고 있다(FAO 2013).
이를 위해 식품이나 농업용 제품의 제조, 유통, 사용 등 과정 중 나노 물질의 추적과 각 단계에서 나노물질의 위해평가의 투명성을 위한 체계 구축노력이 필요하다. 또한 위해평가를 위한 나노물질의 정의와 범위를 명확하게 정해야 하며, 유용한 사례연구 추진이 필요하다.
실험실 검증그룹의 연구는 현재 실험실 연구과제에 참여할 전문가그룹이 구성되었고, 분석방법의 표준화 연구 및 검증을 목표로 실험용으로 개발된 소화기 관모델에서 나노물질 흡수여부 및 과정에 대한 테스트를 추진하고 있다. 이를 토대로 소화기관에서의 나노첨가물 흡수 가능성 평가를 위한 실용적 방법의 표준화 또는 과학적 합의를 촉진할 예정이다.
그러나 나노이멀전 기술을 이용한 식품의 상용화를 위해서는 선결해야 할 여러 과제가 있다. 첫째로 나노식품이멀전 제조를 위한 적합한 식용 소재 선별이 필요하고, 대량생산을 위한 기술적, 경제성 검토가 선행돼야 한다. 아울러 나노이멀전 식품의 체내 이용률, 안전성 평가가 필요하나 현재 이에 대한 연구는 아직 제한 적이다(McClements & Jiajia, 2011).

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

나노기술을 이용한 소비자제품이 출시됨에 따라 인체 안전성, 환경 영향 등에 대한 우려 목소리가 커지고 있는 것이 나노 정책과 지원, 연구의 방향을 어떻게 바꾸었는가?

나노기술과 다분야 융복합연구가 활발하게 진행 되고 일부 나노기술을 이용한 소비자제품이 시장에 출시됨에 따라 나노제품의 인체 안전성, 환경에 미치는 영향 등에 대한 우려의 목소리도 커지고 있으며, 이는 나노기술의 산업화에 결정적인 영향을 미치고 있는 실정이다. 이에 초기의 나노정책과 지원이 학술적 연구와 기술개발에 집중되었던 반면 최근 국제적인 연구는 부족한 데이터 창출과 안전성 평가 방법, 그리고 현시점에서 적합한 위해관리 방안 모색이 주요 주제로 부상하고 있다. 또한 나노기술의 이점과 산업화 가능성이 세계적으로 주목 받고 있는 반면, 우리나라 나노기술의 농업생산이나 식품 산업의 응용은 아직 초기 단계로 보여진다.

1 나노미터는 어느 정도의 크기인가?

2012; Filipic, 2013). 1 나노미터는 10억분의 1미터로 머리카락 굵기의 약 10만분의 1 크기이며, 나노물질은 그 크기로 인해 마이크로 이상의 물질과는 다른 물리적 강도, 화학적 반응성, 전기전도율, 자기성 및 광학적 특징을 보이게 된다.

FAO와 WHO가 정의하는 나노식품은 무엇인가?

나노식품은 나노기술을 활용하여 식품시스템을 구축하고 고안하여 유용물질을 생산하거나 건강증진에 도움이 되는 신소재를 이용한 기능성 식품으로, 유엔 산하의 식량농업기구(FAO)와 세계 보건기구(WHO)는 나노식품을 전체 식품공급사슬(Food Supply chain), 즉 생산, 제조가공, 포장 및 유통 과정 중 나노기술을 적용하여 생산한 식품이나 유관 제품으로 정의하고 있다(FAO 2010).

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