국내 곡물 자급률이 30% 미만으로 떨어지고 중국, 인도 등 신진 산업화 국가들의 경제 성장으로 육류소비가 증가하면서 식량위기가 우려되는 가운데 이온화 조사기술 등 신기술을 적극 도입해 다가올 식량위기를 대비해야 한다는 주장이 제기됐다. 17일 양재동 서울교육문화회관에서 열린 한국식품저장유통학회(회장 김현구) 제32차 학술대회 및 정기총회에서 이철호 한국식량안보연구재단 이사장은 이 같이 밝혔다. 이날 학술대회에서는 웰빙 트렌드로 인해 소비가 급증하고 있는 신선편이 농산물의 안전성 확보 기술에 대한 다양한 주제발표가 진행됐다. 기존에 사용하고 있는 효소법, 화학법, 열처리 외에도 경제적이고 살균력이 좋아 최근 주목을 끌고 있는 방사선 조사기술이 소개돼 관심을 끌었다.

[기조연설]글로벌 식량위기와 식품과학의 역할 2050년 세계 인구 90억 명 불구 지구 온난화로 곡물 생산량은 감소 ‘글로벌 식량위기와 식품과학기술의 역할’이라는 주제의 기조강연을 통해 이철호 이사장은 “2050년에는 세계의 인구가 90억 명에 달할 것으로 예상돼 이를 먹여 살리기 위해서는 지금보다 70% 이상 식량을 더 생산해야 하지만 지구온난화 등으로 식량생산량은 갈수록 감소하고 있다”며 “이러한 상황에서 식량의 대부분을 수입에 의존하고 있는 우리나라는 이온화 조사기술, GM작물 등 신기술에 대한 소비자 수용도를 높이는 일이 시급하다”고 강조했다. 이온화 조사기술을 활용해 수확 후 관리 손실을 줄이고 식중독 예방 등 식품위생 수준을 향상시켜야 하며 생명공학기술의 올바른 이해로 GM식품의 수용도를 높여 외국에서 들여오는 값싼 식량을 이용해야 한다는 것이다. 이 이사장은 또 “식량안보와 식품안전은 동전의 양면과 같이 서로 보완하고 상충하는 관계로 식품안전 의식이 높아지면 먹을 수 있는 식량이 줄어들고 식품가격이 올라간다”며 “안전수준을 어디에 맞출 것인지에 대한 사회적 합의가 필요하다”고 주장했다.

◇과일 및 채소의 소비증대와 신선편이 식품 가공기술(문광덕 경북대 교수)

국내 농식품 유통의 트렌드로 온라인 판매 비중의 증가, 유통업체 자체브랜드 농식품의 확대, 친환경 농산물 시장의 지속적 확대 외에도 로하스 마케팅이 인기를 모으며 신선농산물 시장이 급속히 팽창되고 있다.

국내 신선편이 농산물의 시장규모는 지난해 약 6000억 원 규모로 100여개 이상의 업체에서 생산하고 있으며 매출액은 국내 전체 과일 및 채소 시장의 약 0.3%를 차지한다.

일본의 시장규모는 전체 과일 및 채소시장의 약 1%인 4000억 엔, 미국은 10%에 해당하는 12조 원의 시장규모를 유지하고 있다.

일본과 미국의 시장에 비춰 볼 때 우리나라의 신선편이 농산물 시장규모는 향후 더욱 증대돼 2015년에는 약 1조5000억 원의 매출을 올릴 것으로 예상된다.

신선편이 농식품의 고품질을 유지하기 위해서는 mild technology에 의한 품질유지 기술이 필요하다. 식품의 품질을 유지하기 위해 가장 중요한 기술은 냉장유지기술이지만 식품의 생산, 유통 및 저장하는 동안 특정 온도의 저온을 유지하는 것은 매우 어렵다.

따라서 신선식품 가공 중 발생하는 갈변, 연화 및 부패나 미생물의 증식을 조절하기 위한 부가적인 제어기술이 필요한데 이런 제어 요소들을 병용해 신선편이 식품의 품질을 연장하고자 하는 기술이 hurdle technology 개념으로 발전했다.

대표적인 고품질 신선편이 식품을 위한 가공기술로는 갈변 저해 및 조직의 연화 억제, 미생물 제어가 있다.

●Browning

Fresh-cut 과채류에서 발생하는 변색은 요인이 매우 다양하다. 효소적 갈변은 신선편이 농식품의 shelf-life를 제한하는 요소 중 하나로 전처리 과정에서 발생하는 조직의 손상에 의해 효소 반응이 촉진된다. 특히 polyphenol oxidase라 불리는 효소 반응은 갈변 밑 변색의 주요 요인이다. 갈변 저해를 위한 최소가공으로는 물리적, 화학적 방법이나 이들의 병용방법이 사용된다.

●Texture loss

식품의 외형은 소비자의 평가에 중요한 영향을 미치는 요소 중 하나다. 따라서 식품의 조직은 색과 더불어 외관의 품질을 좌우하는 중요 요소다. 식품의 조직은 품종, 숙성 정도, 수확 시기, 저장 온도 등의 조건에 따라 다르게 나타난다. 일반적으로 호흡률이 높은 과채류는 더 빨리 부패한다고 알려져 있다. 즉, 최소가공에 의해 조직이 손상된 신선편이 과채류는 연화 및 부패가 수반되기 때문에 손상 정도에 따라 식품의 품질 및 shelf-life가 결정된다. 연화를 억제하는 방법으로는 칼슘과 열처리, MAP 그리고 코팅 등에 의한 수분감소 억제 등이 알려져 있다.

●Microbiological control

신선 과채류와 최소가공 식품은 재배환경, 수확 후 관리, 가공 등에서 쉽게 미생물오염이 이뤄진다. 특히 이들 제품은 최소가공 동안 일어난 조직의 변화로 인해 미생물 오염이 더 용이하다. 신선편이 식품의 미생물 안전성과 품질에 영향을 주는 환경요인은 pH, 세척, 온도 등이 있다. 즉 신선편이 식품의 미생물 제어는 온도 및 pH 조절, 포장, 세척 등의 최소가공에 의해 이뤄지며 세척제로는 chlorine, Cl2, chlorine dioxidde Ozone 등이 사용된다. 또한 미생물 제어를 통해 식품의 품질 유지를 위해 화학보존제가 사용된다.

방사선 조사 신선편이식품 위해성 제거 효과
새싹채소 대장균 줄이고 저장기간 10일 연장

◇방사선 조사가 신선편이식품의 위해성 제거 효과(조철훈 충남대 교수)

지금까지 FAO, IAEA, WHO, Codex에서 식품 및 의료제품의 조사에 안전하게 이용될 수 있다고 밝힌 방사선의 종류는 감마선, 전자선 그리고 X선이다. 이들 방사선 가운데 식품 및 의료산업에서 활용되고 있는 비율은 감마선이 80% 이상, 전자선이 20% 미만을 차지하고 있다.

지금까지 학계에 보고된 연구에 따르면 감마선을 이용해 새싹채소들에 오염된 살모넬라와 E. coli O157:H7 cocktail의 저감 효과를 본 결과 0.5kGy로 처리한 알팔파 새싹에서 병원미생물을 완전히 제거할 수 있었다.

또한 총 호기성 세균수는 2kGy로 방사선 조사 시 2~3log 정도 그리고 대장균군의 경우 5log 정도의 감군효과를 볼 수 있었으며 새싹채소의 저장기간을 약 10일 정도 연장할 수 있다고 보고했다.

무와 녹두 새싹을 이용한 실험에서는 방사선을 1.5 및 2.0kGy로 처리했을 때 E. coli O157:H7과 살모넬라가 검출 한계 이하로 나타났으며 리스테리아 모노사이토제니스를 알팔파에 접종해 전자선을 이용해 살균한 경우 3.3 또는 5.3kGy의 선량에서 완전히 제거할 수 있었다.

다양한 연구 결과를 종합해보면 오염을 완전히 제어하기 위해서는 2kGy 이상의 방사선 조사선량이 필요하고 이는 현재 미국 FDA에서 허용하고 있는 수준인 1kGY는 부족함을 알 수 있다.

방사선 조사에 의한 신선편이식품의 위해성 제거는 다른 어떤 방법보다 효용성이 높다. 다만 미생물과 식품의 종류에 따라 처리해야 할 방사선 조사선량이 달라지므로 이에 대한 정확한 정보가 필요하다.

새싹채소 관련 연구 결과를 보면 방사선 선종에 따른 차이는 그리 크지 않으나 조사선량이 2kGy 이상이 됐을 때 씨의 발아율이나 수율 등이 영향을 받는 것으로 나타났고 새싹채소 자체를 방사선 조사 시에는 1kGy 수준에서는 충분한 살균효과가 일어나지 않는 것을 알 수 있다.

이에 따라 다른 살균기술과의 병용을 통한 hudle technology의 이용이 필요하다. 이러한 기술의 적용으로 발아율과 같은 씨의 안정성과 새싹의 관능적 특성, 영양학적 품질이 유지되면서 씨나 새싹에 오염된 병원성 미생물을 제어, 소비자에게 생물학적 위해에 대한 안전성이 확보된 신선편이식품을 제공할 수 있다.