생기원, 스마트폰 식품신선도 측정 기술개발

[콜드체인뉴스 이지완 기자]   

▲ ‘식품 신선도 모니터링 가스센서’기술을 개발한 최현석 수석연구원, 권진형 선임연구원, 박기륭 박사후연구원(좌부터).

부패한 단백질식품에서 발생하는 가스를 스마트폰으로도 인식해 식품부패를 확인할 수 있는 기술이 개발돼 식품관리 모니터링이 한 단계 발전될 전망이다.  

한국생산기술연구원(이하 생기원)은 2월14일 저온에서도 높은 감도로 식품의 황화수소(H2S)가스를 감지할 수 있는 ‘식품 신선도 모니터링 가스센서’기술을 개발했다고 밝혔다. 황화수소는 부패한 단백질식품에서 발생하는 유독성 기체로 식품신선도평가 핵심지표로 활용된다.

식품폐기물이 환경뿐 아니라 심각한 경제문제가 되고 있다. 유엔환경계획(UNEP)이 2021년 발간한 보고서에 따르면 전 세계 식품 생산량의 17%가 유통과정에서 폐기되는 상황이다. 이에 따른 자원낭비 및 온실가스 배출량이 증가하면서 식품 신선도를 유지하는 기술수요가 증가하고 있으며 특히 단백질을 함유한 식품의 유통기한관리 및 신선도모니터링이 중요해지고 있다.

생기원 지역산업혁신부문 최현석 수석연구원 연구팀이 개발한 H2S 가스센서는 200℃의 상대적으로 낮은 온도에서도 높은감도를 유지하며 황화수소가스를 감지할 수 있다. 이에 따라 기존 300℃의 고온에서 작동하는 기존 센서보다 에너지 소모량이 적으며 각종 부품의 크기를 최소화할 수 있어 식품신선도를 모니터링 할 수 있는 휴대용 기기로 상용화 가능하다. 

연구팀은 낮은 온도에서도 효과적으로 작동하는 가스센서 개발을 위해 전기방사법 및 열처리기술을 활용했다. 금속 전구체와 폴리머 등을 섞은 용액을 고전압환경에서 분사하면 다공성 섬유구조를 갖는 소재가 만들어진다. 

이 다공성 섬유소재를 600℃에서 1시간가량 열처리해 ‘이산화주석-금 나노구조체(SnO2–Au)’를 합성해 냈다. 빨대모양의 중공 나노섬유구조를 갖는 SnO2–Au는 가스와의 접촉면적이 극대화돼 저온에서도 H2S가스를 정확하게 감지할 수 있다.