[논문]식품 3D 프린팅 기술과 3D 프린팅 식품 소재

김민정; 김미경; 유영선

doi:10.7464/ksct.2020.26.2.109

식품 3D 프린팅 기술과 3D 프린팅 식품 소재
Food 3D Printing Technology and Food Materials of 3D Printing 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.26 no.2, 2020년, pp.109 - 115

김민정 (가톨릭대학교 생명공학전공) , 김미경 (바이오소재티지알) , 유영선 (가톨릭대학교 생명공학전공)

초록
AI-Helper

최근 3년간 세계 식품 3D프린팅 시장은 연 평균 31.5%의 높은 성장률과 약 94억 6000만 달러에 이르는 산업규모를 보이고 있다. 식품 3D 프린팅 기술은 기존 식품을 자유롭게 디자인함으로써 개인의 취향과 목적에 따라 식품을 제작할 수 있어 다양한 범위로 활용이 가능하다는 장점을 지니고 있다. 세계 여러 국가에서는 식품 3D프린터를 제작하여 식품 3D 프린팅의 장점들을 활용한 음식과 같은 시제품들을 내놓고 있으며 전투식량, 우주식량, 음식점, 유동식, 노인식, 환자식, 유아식 등의 여러 분야에서까지 활용하고자 시도 중에 있다. 성장가능성이 높고 산업 규모가 지속적으로 확대될 전망인 3D 프린팅 시장은 블루오션이 될 가능성이 다분한 반면 우리나라는 식품 3D 프린팅 기술뿐만 아니라 전반적인 3D프린팅 활용률이나 산업 규모 자체가 작다. 이는 선진국에 비해 미흡한 제도화와 표준화된 국산 소재 개발이 지연 등의 문제가 존재하기 때문으로 따라서 본고에서는 식품 3D프린팅의 필요성에 대해 알리고 우리나라의 식품 3D 프린팅 시장 활성화라는 부가 효과를 얻고자 식품 3D프린팅 기술과 식품소재에 관해 기술하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Over the last 3 years, the global food 3D printing market has grown at an average annual rate of 31.5% and has shown an industry size that reached about U$ 9.46 billion. Food 3D printing technology has the advantage of being utilizable in diverse ranges because it enables free design of existing foods so that foods can be produced according to individuals' tastes and purposes. Many countries around the world are producing food 3D printers to release trial products such as foods employing the advantages of food 3D printing. They are also attempting to apply food 3D printing in various fields such as combat rations, space rations, restaurants, liquid foods, foods for the elderly, diets for patients, and baby foods. Whereas the 3D printing market, which has a high growth potential and is expected to continue to expand in size, is highly likely to become a blue ocean, not only is food 3D printing technology small in South Korea, but also the overall ratio of 3D printing utilization and the scale of the relevant industry are small. This is attributable to the fact that South Korea has problems such as insufficient institutionalization compared to developed countries and delays in the development of standardized domestic materials. Therefore, this paper is intended to inform the necessity of food 3D printing and describe food 3D printing technology and food 3D materials in order to obtain the additional effect of vitalizing the South Korean food 3D printing market.

주제어

표/그림 (17)

그림 Figure 1. Operating method of FDM printer [5].
그림 Figure 2. Printer with FDM method [6].
그림 Figure 3. Operating method of SLS printer [7].
그림 Figure 4. Printer with SLS method [8].
그림 Figure 5. Operating method of CJP printer [11].
그림 Figure 6. Printer with CJP method [12].
표 Table 1. Types and characteristics of Carbohydrate
표 Table 2. Types and characteristics of Protein
표 Table 3. Types and characteristics of Fat
표 Table 4. Types and characteristics of Adhesive agent
그림 Figure 7. Foodini of Natural machines [19].
그림 Figure 8. Food made from Foodini [20].
그림 Figure 9. Chefjet Pro of 3D systems [21].
그림 Figure 10. Food made from Chefjet Pro [22].
그림 Figure 11. Food with a 3D printer in Food ink & la Enoteca [25,26].
그림 Figure 12. Country-specific 3D printing market share.
그림 Figure 13. 3D printing world market forecast.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

현재 다수의 국가가 3D 프린팅 기술 연구에 뛰어들고 있으며, 우리나라도 예외는 아니다. 이러한 연구 동향에 맞춰 본고에서는 3D 프린팅 기술 중 식품과 관련된 식품 3D 프린팅 기술과 소재, 현재의 동향, 미래의 전망에 대해 다루고자 한다.

성능/효과

미래 대체식량으로 기대되는 거저리, 귀뚜라미, 누에 등의 곤충을 가루로 만들거나 새로운 형태로 가공하여 거부감은 줄이고 단백질 보충을 가능하게 만들 수 있다. 또한 식재료 고유의 특성 때문에 접하기 어려웠던 식품의 형태, 경도, 질감 등의 조절이 섭취자의 선택에 따라 자유로워 질 것으로 예상된다. 그 예로 소화나 저작운동이 활발하지 못한 유아, 고령층들을 위해 질긴 고기를 연하게 제작하는 등의 연구가 진행되고 있다.
식품 3D 프린팅 기술의 발전이 가져오는 가장 큰 장점은 기존 식품의 형태와 질감 등을 자유롭게 디자인함으로써 개인의 취향과 목적에 따라 자유롭게 식품을 제작할 수 있다는 것이 다. 기능성 성분 혼합과 특정 물질 제거가 가능함에 따라 특정 성분에 취약한 사람들에게 맞춤형 식품 제공이 가능하다.
그 외에도 자유자재로 영양성분을 조합하고 응축시킴으로써 바쁜 현대인들을 위한 균형 잡힌 대체식품이 될 수 있고 다이어트가 필요한 사람들에게는 다이어트 보조식품으로 적용될 수 있다. 해외 난민들에겐 영양소가 풍부한 영양공급식품으로도 활용될 수 있기 때문에 식품 3D 프린팅 기술을 이용한다면 최소한의 음식 섭취로 영양 요구조건을 충분히 만족시킬 수 있을 것으로 생각된다.

후속연구

이처럼 다양한 범위로 활용 가능한 식품 3D 프린터는 시간이 지날수록 더 다양하고 정교한 형태의 사출이 가능하도록 발전할 것이며, 이에 사용될 수 있는 다양한 소재를 탐색할 필요 가 있다. 특히 각 재료마다 물리적 성질과 영양 함유량이 다르기 때문에 다양한 재료를 적용할수록 제작 가능한 음식 또한 다양해질 것이므로 각 재료의 특성과 배합 방법에 대하여 연구 함으로써 이를 활용하는 여러 방안을 모색하는 것이 더욱 중요해질 것으로 보인다.
이처럼 다양한 범위로 활용 가능한 식품 3D 프린터는 시간이 지날수록 더 다양하고 정교한 형태의 사출이 가능하도록 발전할 것이며, 이에 사용될 수 있는 다양한 소재를 탐색할 필요 가 있다. 특히 각 재료마다 물리적 성질과 영양 함유량이 다르기 때문에 다양한 재료를 적용할수록 제작 가능한 음식 또한 다양해질 것이므로 각 재료의 특성과 배합 방법에 대하여 연구 함으로써 이를 활용하는 여러 방안을 모색하는 것이 더욱 중요해질 것으로 보인다.

참고문헌 (30)

Kim, C. T., Meang, J. S., Shin, W. S., Shim, I. C., Oh, S. I., Jo, Y. H., Kim, J. H., and Kim, C. J., "Food 3D-Printing Technology and It Application in the Food Industry," Food Eng. Prog, 21(1), 12-21 (2017).

상세보기
Kim, S. H., "Technology Opportunities in 3D Printing," Korean Ind. Chem. News, 18(1), 11-26 (2015).
Park, H. J., and Kim, H. W., "Global Food 3D Printing Technology and Industry Trends and Future Prospect," World Agr., 202, 147-168 (2017).
Lee, H. G., "3D Printing Technology and The Industry of Future Food," Food Preservation and Processing Industry, 16(2), 24-28 (2017).
https://reprap.org/wiki/Fused_filament_fabrication (accessed Jan. 2020).
http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno8696 (accessed Jan. 2020).
https://www.mdpi.com/1996-1944/10/11/1313 (accessed Jan. 2020).
https://www.konicaminolta.com.au/products/3d-printers/selective-laser-sintering-printers/prox-sls-6100 (accessed Jan. 2020).
Yoon, H. S., Lee, M. H., Jin, X. Y., Kim, S. J., Lee, S. Y., Kim, Y. B., You, Y. S., and Rhee, J. K., "3D Printing Technology and Its Applications in the Future Food Industry: a Review," Food Science and Industry, 49(4), 64-69 (2016).
Liu, Z., Zhang, M., Bhandari, B., and Wang, Y., "3D Printing: Printing Precision and Application in Food Sector," Trends Food Sci. Tech., 69(A), 83-94 (2017).

상세보기
https://xyzist.com/advanced-pages/digging-into-3d-print-basic/3d-printing-technologies/3dp-powder-bed-and-inkjet-head-3d-printing/ (accessed Jan. 2020).
https://ko.3dsystems.com/3d-printers/projet-cjp-660pro (accessed Jan. 2020).
Bhandari, B. R., and Howes, T., "Implication of Glass Transition for the Drying and Stability of Dried Foods.," J. Food Engineering, 40, 71-79 (1999).

상세보기
Bhandari, B. R., and Roos, Y. H., "Dissolution of Sucrose Crystals in the Anhydrous Sorbitol Melt," Carbohyd. Res., 338(4), 361-367 (2003).

상세보기
Haque, M. K., and Roos, Y. H., "Differences in the Physical State and Thermal Behavior of Spray-Dried and Freeze-Dried Lactose and Lactose/Protein Mixtures," Innovative Food Sci. Emerging Technol., 7(1-2), 63-73 (2006).
Roos, Y. H., "Glass Transition Temperature and Its Relevance in Food Processing," Annu. Rev. Food Sci. Technol., 1, 469-496 (2010).

상세보기
Slade, L., and Levine, H., "Water and Glass Transition-Dependence of the Glass Transition on Composition and Chemical Structure: Special Implication for Flour Functionality in Cookie Baking," Water in Foods, 22, 143-188 (1994).
Severini, C., Derossi, A., Ricci, I., Caporizzi, R., and Fiore, A., "Printing a Blend of Fruit and Vegetables. New Advances on Critical Variables and Shelf Life of 3D Edible Objects," J. Food Eng., 22(2), 89-100 (2018).
https://www.naturalmachines.com/store (accessed Jan. 2020).
https://www.pinterest.co.kr/pin/544372673701607597/?nic1 (accessed Jan. 2020).
https://3dprinting.com/food/3d-systems-partners-csm-bakery-solutions-food-printing/ (accessed Jan. 2020).
https://3dprintingindustry.com/news/3d-systems-makes-sweet-3d-printer-deal-csm-bakery-solutions-120283/ (accessed Jan. 2020).
Lee, D. H., "A Study on Revitalization for Developing Cuisine Products of 3D Food Printing: Focused on Chocolate Product", J. of the Table & Food Coordinate, 12(1), 111-126 (2017).
https://www.sedaily.com/NewsVIew/1KUX4HRN77 (accessed Jan. 2020).
http://foodink.io/london/ (accessed Jan. 2020).
https://www.bbc.com/news/business-35631265 (accessed Jan. 2020).
https://www.eater.com/2016/2/2/10894458/us-army-3d-printers-food-nutrition (accessed Jan. 2020).
http://www.viva100.com/main/view.php?key20160726010007426 (accessed Jan. 2020).
http://www.foodbank.co.kr/news/articleView.html?idxno55690 (accessed Jan. 2020).
http://www.hellot.net/new_hellot/magazine/magazine_read.html?code201&idx41097&public_date2018-06 (accessed Jan. 2020).

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증