개봉 없이 식품 신선도 확인 가능한 센서 플랫폼 개발

고려대 세종캠퍼스 안준성·소순애 교수 공동 연구팀,
육류, 생선, 채소 등 신선도·영양성분·유해물질 여부
즉각, 비파괴적 방식으로 확인… 소비자 안전 향상 등 기

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Small 뒷면 표지.

ⓒ 려대학교 세종캠퍼스

［충북일보］ 고려대학교 세종캠퍼스 제어계측공학과 안준성·소순애 교수 공동 연구팀이 포장재를 개봉하지 않고도 식품의 신선도 및 유해물질을 실시간으로 감지할 수 있는 식품 모니터링 플랫폼을 개발했다.

19일 고려대 세종캠퍼스에 따르면 표면증강 라만 산란(SERS, Surface Enhanced Raman Scattering) 기반의 신축성 센서 플랫폼은 육류, 생선, 채소, 과일 등 다양한 식품의 신선도와 영양성분, 유해물질 존재 여부를 포장을 개봉하지 않고도 비파괴적으로 탐지할 수 있다.

이번 연구는 재료·나노과학 분야의 국제학술지 '스몰(Small, Impact Factor 13, JCR 7%)'에 게재됐으며 뒷면 표지(Back Cover)로 선정됐다.

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나노구조 SERS 센서가 통합된 식품 모니터링 및 보존을 위한 신축성 항균 포장재 공정 전략 및 응용.

ⓒ 고려대학교 세종캠퍼스

연구팀은 세계 최초로 전기방사 미세 섬유 상 나노전사인쇄 공정을 접목한 '섬유 상 미세 구조체 정전기적 직접 전사기술'을 활용해 나노 구조 SERS 기판을 제작했다. 이 기술은 빛의 산란을 이용해 미량 분자 검출을 가능하게 하고, 이를 통해 식품의 영양성분과 부패 정도, 선도를 즉각적이고 비파괴적인 방식으로 확인할 수 있게 한다.

또한 고신축성 기능성 소재를 섬유화해 신축성과 항균 기능을 갖춘 식품 포장재를 개발하고 이를 SERS 기판과 결합함으로써 다양한 식품에 적용 가능한 유연 센서 플랫폼을 개발했다. 이러한 접근법은 기존 SERS 센서가 지니던 낮은 실용성과 제한적 적용 범위의 한계를 극복한 것으로 평가된다.

개발된 센서 포장재는 식품의 유통·보관 과정에서 포장지 자체가 실시간으로 품질을 감지하는 스마트 포장으로 활용될 수 있으며, 식품 신선도 관리와 안전성 검사방법에 혁신적 변화를 가져올 것으로 기대된다.

특히 포장재에 포함된 항균 기능은 식품의 부패를 지연시켜 신선도를 더 오래 유지하는 데에도 기여한다.

연구팀은 해당 기술이 향후 식품 유통 현장의 신선도 모니터링과 안전성 평가에 적극 활용돼 식품 폐기물 감소와 소비자 안전 향상에 기여할 것으로 전망하고 있다.

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고려대학교 세종캠퍼스 제어계측공학과 안준성·소순애 교수 공동 연구팀.(왼쪽부터) 고려대학교 세종캠퍼스 김도담 학생, 소순애 교수, 안준성 교수, 양진혁 학생, 국립한밭대학교 하지환 교수, 한국기계연구원 정준호 박사.

ⓒ 고려대학교 세종캠퍼스

이번 연구에는 국립한밭대학교 기계공학과 하지환 교수(공동 제1저자), 고려대 세종캠퍼스 전자·기계융합공학과 양진혁(공동 제1저자)·김도담(공동 저자) 학생이 참여했으며, 제어계측공학과 소순애·안준성 교수, 한국기계연구원 정준호 박사가 연구 지도 및 참여했다.

하지환 교수는 "전기방사 섬유 위에 세계 최초로 나노전사인쇄 공정을 적용함으로써 유연하면서도 신축성 있는 SERS 센서를 개발할 수 있었다"며 이번 기술의 의의를 설명했다.

연구를 지도한 소순애 교수는 "이번 식품 모니터링 플랫폼은 포장재를 개봉하지 않고도 식품의 신선도 및 유해물질을 실시간으로 감지할 수 있는 새로운 접근을 제시했다"며, "스마트 포장재의 상용화를 향한 중요한 초석이 될 것"이라고 전했다.

한편, 해당 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 문화체육관광부, 중소벤처기업부의 재원으로 한국연구재단의 지원 아래 수행됐다.

세종 / 김금란기자

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개봉 없이 식품 신선도 확인 가능한 센서 플랫폼 개발

고려대 세종캠퍼스 안준성·소순애 교수 공동 연구팀,

육류, 생선, 채소 등 신선도·영양성분·유해물질 여부

즉각, 비파괴적 방식으로 확인… 소비자 안전 향상 등 기대

고려대학교 세종캠퍼스 제어계측공학과 안준성·소순애 교수 공동 연구팀이 포장재를 개봉하지 않고도 식품의 신선도 및 유해물질을 실시간으로 감지할 수 있는 식품 모니터링 플랫폼을 개발했다.

19일 고려대 세종캠퍼스에 따르면 표면증강 라만 산란(SERS, Surface Enhanced Raman Scattering) 기반의 신축성 센서 플랫폼은 육류, 생선, 채소, 과일 등 다양한 식품의 신선도와 영양성분, 유해물질 존재 여부를 포장을 개봉하지 않고도 비파괴적으로 탐지할 수 있다.

이번 연구는 재료·나노과학 분야의 국제학술지 '스몰(Small, Impact Factor 13, JCR 7%)'에 게재됐으며 뒷면 표지(Back Cover)로 선정됐다.

연구팀은 세계 최초로 전기방사 미세 섬유 상 나노전사인쇄 공정을 접목한 '섬유 상 미세 구조체 정전기적 직접 전사기술'을 활용해 나노 구조 SERS 기판을 제작했다. 이 기술은 빛의 산란을 이용해 미량 분자 검출을 가능하게 하고, 이를 통해 식품의 영양성분과 부패 정도, 선도를 즉각적이고 비파괴적인 방식으로 확인할 수 있게 한다.

또한 고신축성 기능성 소재를 섬유화해 신축성과 항균 기능을 갖춘 식품 포장재를 개발하고 이를 SERS 기판과 결합함으로써 다양한 식품에 적용 가능한 유연 센서 플랫폼을 개발했다. 이러한 접근법은 기존 SERS 센서가 지니던 낮은 실용성과 제한적 적용 범위의 한계를 극복한 것으로 평가된다.

개발된 센서 포장재는 식품의 유통·보관 과정에서 포장지 자체가 실시간으로 품질을 감지하는 스마트 포장으로 활용될 수 있으며, 식품 신선도 관리와 안전성 검사방법에 혁신적 변화를 가져올 것으로 기대된다.

특히 포장재에 포함된 항균 기능은 식품의 부패를 지연시켜 신선도를 더 오래 유지하는 데에도 기여한다.

연구팀은 해당 기술이 향후 식품 유통 현장의 신선도 모니터링과 안전성 평가에 적극 활용돼 식품 폐기물 감소와 소비자 안전 향상에 기여할 것으로 전망하고 있다.

이번 연구에는 국립한밭대학교 기계공학과 하지환 교수(공동 제1저자), 고려대 세종캠퍼스 전자·기계융합공학과 양진혁(공동 제1저자)·김도담(공동 저자) 학생이 참여했으며, 제어계측공학과 소순애·안준성 교수, 한국기계연구원 정준호 박사가 연구 지도 및 참여했다.

하지환 교수는 "전기방사 섬유 위에 세계 최초로 나노전사인쇄 공정을 적용함으로써 유연하면서도 신축성 있는 SERS 센서를 개발할 수 있었다"며 이번 기술의 의의를 설명했다.

연구를 지도한 소순애 교수는 "이번 식품 모니터링 플랫폼은 포장재를 개봉하지 않고도 식품의 신선도 및 유해물질을 실시간으로 감지할 수 있는 새로운 접근을 제시했다"며, "스마트 포장재의 상용화를 향한 중요한 초석이 될 것"이라고 전했다.

한편, 해당 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 문화체육관광부, 중소벤처기업부의 재원으로 한국연구재단의 지원 아래 수행됐다. 세종 / 김금란기자



사진설명 : 나노구조 SERS 센서가 통합된 식품 모니터링 및 보존을 위한 신축성 항균 포장재 공정 전략 및 응용.(사진제공=고려대학교 세종캠퍼스)

사진설명 : Small 뒷면 표지.(사진제공=고려대학교 세종캠퍼스)

사진설명 : 고려대학교 세종캠퍼스 제어계측공학과 안준성·소순애 교수 공동 연구팀.(왼쪽부터) 고려대학교 세종캠퍼스 김도담 학생, 소순애 교수, 안준성 교수, 양진혁 학생, 국립한밭대학교 하지환 교수, 한국기계연구원 정준호 박사.(사진제공=고려대학교 세종캠퍼스)