전략사업본부 2015/09/16 1. 3D프린터로음식을만들어먹는시대 2. 3D프린터를이용한우주비행사용음식제조기개발착수 3. 미래식품환경변화대응키위한국내의미래식품기술동향 4. 국내미래식품기술트랜드 1. 기능성국내미래식품기술트랜드 2. 안전성국내미래식품기술트랜드 3. 생산성국내미래식품기술트랜드 4. 지속가능성국내미래식품기술트랜드 5. 편리성 5. 3D 푸드프린팅을통한음식형태의변화 6. 3D Food Printing 개념설계도 7. MIT s Digital Food Printer Creates Nutritious 8. Philips Food Creation 9. 3D Systems 와초콜릿으로유명한기업 ' 허쉬 ' 가공동으로개발 10. CCML(Cornel Creative Machins Lab) 11. SMRC ( Systems & Materials Research Corporation) 12. Natural Machines 13. MIT 졸업생들이만든 Digital Chocolatier 14. 3D Food프린터로인한새로운 Maket Value
1. 3D 프린터로음식을만들어먹는시대 음식하면일반적으로각종재료를이용하여여러가공방법과레시피를이용하여만들어먹었다.. 어느순간 3D 프린터가등장하면서음식문화에도변화가되고있다. 3D 프린터로음식을만들어먹는시대가예상보다빨리우리에게다가올것으로보이기때문이다. 일반소비자들도얼마든지구매할수있는 3D 푸드프린터가본격판매에들어갈것으로보인다. 사실 3D 프린터는워낙고가여서그동안제조업체나기업부설연구소에서시제품을만들거나 목업 (Mock-Up) 을제작하는용도로주로활용돼왔다. 하지만 1~2 년전부터일반소비자들도마음만먹으면손쉽게구입할수있는 3D 프린터가공급되기시작했다. 메이커봇 3D 시스템스등업체들이보급형 3D 프린터를출시하고있는것이다. 수천만원을호가하던 3D프린터가최근들어몇백만원대수준으로떨어지면서일반소비자들의마음을들뜨게하고있다. 물론수천만원대 3D프린터와기능면에선차이가있지만 100~200만원을투자해간단한물건을만들어볼수있는 3D프린터가등장해호기심을자극하고있는것이다미래학자들은머지않은장래에 3D프린터로음식을조리해먹는, 이른바 3D푸드프린팅시대 가열릴것으로예상하고있다. 각종음식재료를담은카트리지나캡슐을 3D프린터에넣고재료의성분을레시피또는자신의영양상태에따라입력하면 3D프린터가알아서음식을만들어준다. 전자레인지대신 3D프린터가부엌의한공간을차지할날이머지않았다. 올해 3월클라우드펀딩사이트인 킥스타터 에는 푸디니 (Foodini) 라는이름의 3D푸드프린터가올라왔다. 미국플로리다주마이애미에위치한신생업체 내추럴머신스 (Natural Machines) 가내놓은시제품이다. 아쉽게도펀딩모금액수를채우는데는실패했지만언론과업계로부터집중적인조명을받았다. 내추럴머신스에서 3D 푸드프린터 푸디니 로알바르알토 (Alvar Aalto) 의꽃병에서영감을얻어만든샐러드 1
2. 3D 프린터를이용한우주비행사용음식제조기개발착수 NASA 와 SMRC 미항공우주국 (NASA) 은 3D 프린터를이용한우주비행용음식합성기의프로토타입을 SMRC 업체에 6 개월간 12 만 5,000 달러의보조금을지급하여개발을진행하고있으며많은성과를도출하고있다. 보조금을지급받은기업은 Systems & Materials Research Corporation(SMRC) 이며, 이기업의핵심개발인력은기계공학엔지니어인 Anjan Contractor 로 3D 프린팅기술에정통한것으로알려져있다. NASA 는매우오랜동안우주에서미션을수행해야하는우주비행사가먹을수있도록음식을프린팅할수있는시스템을개발하기위한것으로장거리 우주여행에필요한음식은 15 년이상의유통기한을전제로하며이를위해 SMRC 는현재모든당질, 단백질, 미량요소와대량영양등이모두파우더 형태가되게하는개발작업을수행중에있다. 이는식재료에서습기를제거하고, 파우더형태로만들면대략 30 년정도상온에서부패없이보존이 가능하기때문이다. 식재료를파우더형태로만들수있다면, 이를 3D 프린터의재료로이용하여음식을찍어낼수있다는것이푸드프린터 (Food Printer) 의컨셉 장거리우주비행사용푸드프린터개발을우선하지만, Contractor 는이기술을훨씬더실제적이고궁극적으로보다중요한지구의지속가능성 을위해사용하기를원함 - 그는모든주방이 3D 프린터를보유하게되고, 향후지구최대인구로추정되는 120 억인구가식료품점에서구매한파우더와오일카트리지를이용해서합성한음식, 맞춤화되고영양학적으로적절한음식을먹고살게될때를그리고있음 Contractor 의비전은음식낭비가사라지게됨을의미하며, 푸드프린터에서사용하게될파우더는최대 30 년동안상온에서보관이가능하 기때문에각각의카트리지는그것이어떤영양원인지여부에상관없이상점에재충전하러가기전까지완전히소진하는음식합성기, 즉푸 드 3D 프린터가보편화되면현재지구인구모두가의존하고있는기초칼로리생산방식을새롭게변모시킬수있음 - 파우더는그원물질의형태를알수없도록하기때문에, 파우더의원재료는적절한생체분자들을포함하는것이라면어떤것이든가능 - 이것이중요한이유는, 가령우리는모두육류섭취가환경적으로지속가능하지않다는것을알고있기때문에벌레로부터단백질을섭취하는 등대안을고민해야하며, 파우더형태가되면단백질원이벌레인지소, 돼지인지알수없어지기때문 - 벌레를먹는다고하면우선거부감부터갖는사람이많을수있지만, 벌레로부터나온단백질원을파우더로만들어푸드프린터를이용해서원하는모 양 ( 식욕을당기는모양 ) 으로만들어섭취하면육류소비를줄일수있는효과적대안이될수있음
3. 미래식품환경변화대응키위한국내의미래식품기술동향 단순한 3D 프린팅을이용한음식문화의변화를하나의기술로만이해해서는안되며재료의분말화를통한맞춤형먹거리의시장은국제적으로많은연구를통해향후미래새로운먹거리시장임을인식하고우리또한면밀한연구및대응을해야핡것으로생각된다. 현제우리나라는한국과학기술기획평가원이발표한 미래변화이슈심층분석및대응방안연구 논문을통해미래환경변화에따른식품관련수요및기술트랜드를발표한바있다. 이를살펴보기로하자. 미래환경변화에따른식품관련수요및기술트렌드분석 우리에게다가올환경변화를인간, 자연및사회관점으로분석 저출산, 고령화추세이나인구수관점으로는전세계적으로인구가증가하고있으며우리나라도 2030 년까지는인구가증가할것으로전망 ( 우리나라인구는 2030 년 52,216 천명을정점으로감소하여 2040 년에는 51,090 천명이될것으로예상 ) 미래환경변화에따른식품관련수요및기술트랜드분석 기후변화나환경오염은식품관점에서도주요한환경변화중의하나 소득이증가하고도시인구가증가하는것도중요 ( 2012 년기준, 우리나라도시인구는 91% 수준. 1970 년에는도시지역인구비율이 50.1%) 이런환경변화로부터다양한수요가나옴 웰빙 ( 참살이 ) : 노령인구가증가하고소득이증가함에따라육체적 정신적건강의조화를통해행복하고아름다운삶을추구하는삶을말하는웰빙이중요해짐 로하스 : 기후변화와환경오염은웰빙에서더나아가환경보존을동시에추구하는로하스라는수요가나오게함 소득이증가하는것도로하스와관련 고령인구증가, 환경오염, 도시인구증가, 소득증가등은편리와안전에대한수요를창출 3
4. 국내미래식품기술트랜드 1. 기능성 전세계 - 수명연장, 출산율저하, 낮은영아사망률, 전후베이비붐세대 고령인구증가 - 60 세이상인구 : 세계인구의 8%(2 억명, 1950 년 ) 11%(7.6 억명, 2011 년 ) 2%(20 억명, 2050 년 ) ( 출처 : WEF, 2012) 영국시사주간지이코노미스트 : 2018 년경에세계인구중에 65 세이상비율이 4 세이하아이들비율보다높을것이라고전망 우리나라 -2050 년에 60 세이상이전체인구의 39% 로전망 ( 출처 : WEF, 2012) 일본 (42%), 포르투갈 (40%) 등에이어세계에서 4 번째, 2011 년대비증가율도 23% 로세계에서 5 번째 건강에대한관심증가 - 기본적인영양을넘어서식품이건강이익을제공한다는것을인지 - 비전염성질환의증가 - 소득증가에따른식이습관변화 다양한기능성식품 - 동물, 식물, 미생물에서기능성분을탐색하여기능성식품개발 4
4. 국내미래식품기술트랜드 2. 안전성 믿고먹을수있는안전한식품에대한소비자의요구증가 - 과학기술의발전에따라새로운식품원료와가공기술이등장하고있으며이들의안전성에대한과학적평가를실시 - 건강과장수를위협하는새로운위험인자에대한매스컴보도 식사는일상적으로이루어지는것이므로식품안전과관련한위험성에항상노출되어있음 기후변화는식품수급의불균형뿐만아니라수인성전염병과식품매개체관련질환등의발생률증가를초래 - 대부분의경우식품의위해요인을소비자가스스로구별하기어려움 일본 식품안전관리에대한소비자의불신과막연한불안감존재 - 다음이포함된식품재료의잠재적인부정적영향에우려 : 농약 ( 살충제 ), 수은, 트랜스지방, 성장호르몬, GMOs, 항생제등 - 때로는과학적평가에의한안전성과소비자수용도사이에괴리존재 식품품질센서, 식품위해인자검지 / 검출및저감등에대한관심증가 - 우리나라제 4 회과학기술예측조사관련기술 5
4. 국내미래식품기술트랜드 3. 생산성 변화하는환경에맞춰열악한환경에견딜수있는농수축산물필요 - 강수량감소, 한파, 폭염등의기후변화 - 기생충에의한질병, 해충, 잡초등 - 물과토양의변화및새로운해충이나질병에대처필요 소득증가에따른식이형태의변화 - 육류섭취증가 인구증가에식량소비의증가 생산성향상 일본 - 육종또는유전자변형 - 고효율화된양식기법 - 수확후관리를통한신선식품장기보관 유전자변형 (GMO) - 더풍부하고경제적인식품공급이목적 - 찬성 : 특정영양소개선, 저장성증가등 - 반대 : 안전성, 환경적위험성등 육종, 유전자변형, 극한환경생육, 수확후관리등에대한관심증가 - 우리나라제 4 회과학기술예측조사관련기술 - 일본 6
4. 국내미래식품기술트랜드 4. 지속가능성 로하스 (LOHAS, Lifestyles Of Health And Sustainability) ( 출처 : 매일경제 ) - 건강한삶과환경보전을동시에추구 : 개인의정신적, 육체적건강뿐아니라후대에게물려줄미래소비기반으로서지구의자연환경을보호 - 식품의생산과가공, 유통, 소비과정에서친환경성을강조 식품에서의 지속가능성 - 환경을영구적으로훼손하지않고농수축산물을수확하거나가공 - 폐기물방지 재활용, 재생가능한원료활용, 에너지효율증대, 가공공정에서나오는오염물질에대한모니터링등 일본 로하스식품의요건 ( 출처 : 박성훈, 2008) - 물, 대기, 토양을오염시키지않는식품 - 기후변화에미치는영향력이작은식품 -Non-GMO, 동물후생, 공정거래원칙에입각한식품 유기식품 - 유기농법으로생산된식품 : 합성살충제나화학비료및화학적식품첨가물을사용하지않은식품 부산물활용 - 식품의생산에서소비에이르는전과정에서식품폐기물이주요이슈 자원순환형식품산업, 폐기물활용에너지 소재생산등에대한관심증가 7
4. 국내미래식품기술트랜드 5. 편이성 일본 산업화와도시인구증가에따른식이형태변화 - 칼로리및영양위주의식품소비건강, 안전성및편이성을중시하는식품소비 식품섭취의편리함뿐만아니라식품의안전성을편리하게확인하고자하는요구증가 식품정보 상태 안전실시간 즉각확인, 간편섭취등에대한관심증가 8
5. 3D 푸드프린팅을통한음식형태의변화 1. 새로운맛과질감일반적으로우리가맛있어하는음식들중에는영양가가없거나몸에이롭지못한음식들이많다. 몸에해롭다는걸알고, 다이어트를해야하는걸알면서도우리는그러한것을계속먹게된다. 왜냐하면, 맛있으니까..!! 예를들어, 대한민국의제 2 의쌀이라는라면은몇일에한번은꼭먹는중요한식품중에하나이다. 그러나모두가알다시피인스턴트라면은몸에해롭다. 그렇다면 3D food printer 를이용하면라면과국물의맛에영양가는높은식품이탄생할지도모른다. 2. 새로운음식디자인똑같은모양, 색깔, 개성이추구되는시대에음식도개성이있을수없을까? 음식의모양과색깔만큼은그재료특성의본질때문에변하기가어려웠다. 하지만이런천편일률적이였던음식들도 3D food printer 로새롭게탄생할수있다. 예를들어, 봉지라면의모양이일반적으로직사각형이나동그라미모양이었다면 food printer 를이용하면별모양, 꼬끼리모양또는파리에펠탑모양의라면도탄생할수있다. 9
5. 3D 푸드프린팅을통한음식형태의변화 3. 레시피의공유및거래 푸드프린터를개별맞춤형으로보다창의적으로사용할수있는가능성이높아지게됨 - 레시피가오픈되면, 만일푸드프린터가특정기술에종속적이된다고 하더라도사람들이레시피를사고파는것이가능해지는데, 마치현재 의스마트폰앱스토어와같은구조를띠게될수있음 - 이런궁극적인목표때문에 Contractor 는푸드 3D 프린팅시스템의 사업화를원하는사람은누구나라이선스를얻을수있도록기술디자 인을변경하려하는데, SMRC 는과거에이와유사한작업을매우성 공적으로이끌어낸경험이있음 3D 푸드프린터는아직프로토타입도개발되기전이기때문에성공가능성을예단하기는이르나, 지구의지속가능성을위한연구의일환으로주목해야할필요가있음 - 푸드프린터는앞으로생산비용이나출력된음식의건강성에대한의문해소등실용화단계까지거쳐야할많은난관들이있음 - 지금단계에서는푸드프린터로만든해조류피자나귀뚜라미피자가그저이름을들었을때의느낌보다는더맛있기를바라는순진한마음으로관심을갖는것이필요 10
6. 3D Food 프린터개념도 SMRC 의 3D Food 프린터의기본구조를통해분말형태의재료를기반으로요리할수있도록설계되어있다.. 이런기본구조를기반으로 3D 프린터를설계하여초콜릿프린터를개발한바있다. 11
7. MIT s Digital Food Printer Creates Nutritious MIT 에서 3D 프린터의방식을활용하여디지털푸드프린터를구상중입니다. Marcelo Coelho 와 Amit Zoran 으로이루어진이팀은 'The Cornucopia' 라명명지어진이푸드프린터의개념도와함께디자인을공개하였습니다. 명칭을직역하면풍요의뿔이라고하는데요. 고대그리스풍의영화에서볼수있는뿔에과일등이가득찬장식품의일종입니다. 인쇄과정은음식으로가득찬상단의음식용기의배열로시작됩니다. 각색깔별음식이들어차있는칵테일쉐이커처럼생긴용기를설치하고장치의멀티스크린으로식사, 칼로리, 탄수화물수치등을실시간으로조작하여식사가완성되어지는것을볼수있습니다. 각각의재료는파이프를통해각노즐에위치한믹서에서정밀하게압출되어정확하고정교한음식형태를만들어진다고 MIT 에서전했습니다. Digital Fabricator? Digital Fabricator 는우리가요리하는방법을완전히바꿔놓을수있는혁명적인 3D 푸드프린터콘셉트이다. 이것의작동방법은사용자의가장좋아하는재료를저장하는독특한모양의음식보관통에서시작된다. 이재료들은믹서로보내지고푸드의조합을정교하게만들수있는압출기로보내진다. 그리고그렇게나오는동안음식은프린팅되어나오는 heating tube 나 cooling tube 에뜨거워지거나식혀진다.? 12
8. Philips Food Creation Philips Design 이내놓은미래의푸드프린터컨셉트버전이다. 아마 10~20 년후에실현될지도모르겠다. Food Creation 이라는프로젝트로 molecular gastronomists( 분자요리 ) 에서영감을받은이프린터는음식을해체하고다시새로운모양으로만들어낸다. 이것은음식재료들과함께진행되고만들고자하는모양으로계속프린터해낸다. 예를들어아이들이몸에좋은음식들을안먹는다면, 캔디나아이스크림모양으로바꿀수도있을것이다. 그리고더놀라운것은개인이영양성분들을기호에따라조절할수있다 13
9. 3D Systems 와초콜릿으로유명한기업 ' 허쉬 ' 가공동으로개발 14
10. CCML(Cornel Creative Machins Lab) 코넬대학교 3D 프린팅연구센터의연구진들이창업한 'CCML(Cornell Creative Machines Lab)' 라는회사다. CCML 은이미국제요리센터 (International Culinary Center) 와긴밀한제휴를맺고협업사업을시작하고있다. 이회사가개발한 3D 푸드프린터는우리가즐겨먹는누들또눈국수와햄버거패티그리고케익위에정교한메시지를그려넣을수있다. 일반적으로 3D 프린터가반액체상태의플라스틱을부려서 3D 물체를만들어내는것처럼, 이푸드프린터도반액체상태의초콜릿이나밀가루반죽과같은재료를섬세하게적층해서음식을만들어낸다 15
11. SMRC ( Systems & Materials Research Corporation) 아직他산업분야에비해미진한편이지만식품산업에서도 3D 기술적용과관련한연구가활발하게진행중에있다. 대표적으로美항공우주국 (NASA) 에서는 SMRC 社에게 $125,000 의연구개발비를지원하여개발된 3D 피자프린터를 2013 텍사스친환경컨퍼런스에서공개하여눈길을끌었다. 16
12. Natural Machines 바르셀로나에있는 'Natural Machines' 라는스타트업회사다. 이회사의 3D 프린터의특징은케이터링서비스가가능한머신이라는점이다. 아래사진과같이초콜렛에사람손글씨와같은정교한글씨를프린트할수있고, 밋밋한음식에그림을그려넣어하나의예술작품으로만들어낸다. 3D 프린터에서메시지내용을넣고, 재료의종류, 레시피, 디자인등을선택하고실행하면이렇게멋진음식들이탄생하게된다. https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=xqni3wb0tym 17
13. MIT 졸업생들이만든 Digital Chocolatier MIT 졸업생들이만든 Digital Chocolatier 는디자인, 제조그리고다양한초콜릿을맛보게할수있는기계이다. 이기계는 3 가지의중요한요소로구성되어있다. 재료들의회전통, 열전기디포지션그리고유저인터페이스. 이유저인터페이스를통하여, 사용자들은다른컨테이너통에있는재료들을자기입맛따라선택하고조합할수있다. 회전통들은급속히열을식히고초콜릿을딱딱하게하는열전기컵에다가이러한재료들을뽑아내기위해회전한다. 그인터페이스는나중을위해저장가능하고인기있는레시피로점수를매길수도있다. 18
14. 3D Food 프린터로인한새로운 Maket Value 앞에제시한사례들대부분이아직은콘셉트버전이지만이미미국에서는 3D 푸드프린터가이미레스토랑에서쓰이고있고 BBC 나 CNN 에서도소개된바있다. 이러한푸드프린터는몇만년동안혁명적인변화가없었던음식산업에새로운바람을가져올가능성이크다. 요리사들이손으로만들수없었던것을프린터가대신해줄수있고요리를싫어하는사람도레시피만다운받아서프린터에전송하면요리사가만든것과똑같은맛을만들수있다. 그리고새로운맛과그전에는보지못했던파격적인디자인이나올것이다. 이렇게어마어마한파급력을가진 food printer 가가격이낮아지고개인들에게쉽게이용가능하다면어떠한비지니스가치가있을까? 프린터에전송한파일들관리할소프트웨어필요 일반프린터와같이 3D food printer 도역시컴퓨터나다른장치와의연결이필요하다. 만들고싶어하는모양이나맛을미리컴퓨터로디자인해야하거나전송받은파일들을관리할소프트웨어가필요하다. 분명 food printer 덕분에지금까지와는다른여러가지가조합된새로운류의음식들이탄생할수도있다. 늘어난수만큼이나이러한음식들을효율적으로관리할소프트웨어프로그램의수요도증가할것이라는걸상상해볼수있다. 특히요리사들에게더욱더이것이필요할수있다. 새로운음식을창조하고픈요리사들에겐 food printer 가요리실험의기구이다. 그리고수천가지의조합중탄생할맛있는음식과실패조합들을관리하고서버에저장해두는것또한필요하다. 먹을수있는잉크와푸드레시피설계도이것은일반프린터에서볼수있는경우이다.? 프린터기기는가격이싼데잉크값이오히려비싸다? 배보다배꼽이큰경우이다. 이경우가아마도 food printer 에서도생길수도있다. Edible ink 란먹을수있는잉크로잉크자체가음식인것이다. 액체형태의치즈와초콜렛잉크들이생길수있다. 그리고고기나야채같은쉽게액체가되기힘든것들은갈아지고? 순수한푸드잉크를탄생하기위해다른액체와혼합되어진다. 또다른비지니스가치로는 3D printer 레시피설계도가될수도있다. 독창적이고더맛있는걸시도하기위해인기푸드레시피 ( 설계도 ) 를다운받을려는사람이늘어날지도모른다. 네이버인기블로그카테고리중에추천음식레시피들이있듯이새로운레시피를가르쳐주고자하는사람과다운받고자하는사람들이있게된다. 그리고이들을하나로묶을거대푸드설계도플랫폼이탄생할수도있다. 옛부터, 먹는것가지고장난하면안된다고어른들을말했다. 하지만사람들은본능적으로음식으로자신들을표현하려고한다. 이 3D food printer 는새로운맛을창조할수있을뿐만아니라그모양도각자의개성에맞게창조될것이다. 우리는몸에좋은음식을더욱더재미있게만들수있다. 시금치또는콩으로만들어진뽀로로모양의음식을우리아이들에게먹여보는것은어떨까? 19
1. 3D Food 프린터가다른산업에가져올영향 장점 이제는 3D 프린터를이용해서집에서직접애플파이를만들수있다. 그리고이것은결국사과를재배하는비용, 거름주기, 운송, 냉동, 포장, 제조, 요리, 서빙하기까지의모든공급체인망을줄인다는의미가될수있다. 소비자입장에서는프린터비용과재료만있으면쉽게끝나는요리일수도있다. 불필요한비용을제거하고그저재배하고요리하고마지막에데코레이션까지할수있다. 진정한의미의 local food 가탄생하는것이다. 그리고 food 마일리지에대한관점에서환경에끼치는부정적인영향도줄일수있다. 단점 하지만공급체인망이감소하거나아예사라짐에따라다른운송산업이나제조산업에서부터패키징또는서빙분야까지직간접적인영향을끼칠수있다. 그들의일자리가줄어들을수도있음을뜻한다.? 20