정영훈 연구실은 식품 부산물, 농업 부산물, 해조류, 미생물 유래 자원을 활용하여 셀룰로오스 기반의 고기능성 식품소재와 친환경 포장재를 개발하는 연구를 수행하고 있다. 특히 마이크로피브릴화 셀룰로오스(MFC), 셀룰로오스 나노섬유(CNF), 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)와 같은 미세·나노 구조체를 제조하고, 이들의 물리화학적 특성을 정밀하게 제어하여 식품 산업과 포장 산업에 적용하는 데 초점을 둔다. 이러한 접근은 폐기물 저감과 자원순환을 동시에 달성할 수 있다는 점에서 지속가능한 식품공학의 핵심 전략으로 볼 수 있다. 연구실은 식품 껍질, 녹즙 부산물, 적무 색소 추출물, 홍조류 유래 셀룰로오스 등 다양한 원료를 이용해 생분해성 필름, 복합 포장재, 기능성 바이오필러를 설계한다. 특히 pH 변화에 반응해 색이 바뀌는 신선도 표시 포장재는 식품 부패를 실시간으로 모니터링할 수 있는 스마트 패키징 기술로 연결된다. 셀룰로오스와 천연 색소의 복합화를 통해 안전성과 친환경성을 확보하면서도 실제 유통 환경에서 활용 가능한 감응형 포장소재를 구현하는 것이 이 분야 연구의 중요한 특징이다. 이 연구는 단순한 소재 개발을 넘어 식품 저장성 향상, 유통 효율 개선, 플라스틱 대체, 친환경 소비 촉진으로 이어질 수 있는 산업적 파급력을 가진다. 또한 셀룰로오스의 분산성, 기계적 강도, 열안정성, 생분해성, 감응성 등의 특성을 정밀하게 조절함으로써 차세대 푸드테크 소재 플랫폼을 구축하는 기반이 된다. 향후에는 기능성 포장재뿐 아니라 식품 첨가용 구조소재, 하이드로겔, 바이오복합소재 등으로 응용 범위를 넓혀 지속가능한 식품소재 생태계 조성에 기여할 것으로 기대된다.

정영훈 연구실의 또 다른 핵심 축은 정밀발효와 바이오매스 발효를 기반으로 한 미생물 유래 단백질 및 고부가가치 식품소재 생산 기술이다. 연구실은 신규 사상균 발굴, 발효 조건 최적화, 대량배양 공정 개발을 통해 마이코프로틴과 같은 대체 단백질 자원을 안정적으로 생산하는 기술을 고도화하고 있다. 이는 기존 축산 중심 단백질 공급 체계가 가진 환경부담과 공급 불안정 문제를 완화할 수 있는 차세대 식품생물공학 분야로서 의미가 크다. 이 연구는 단백질 생산 자체에 그치지 않고, 발효 미생물의 생장 특성, 대사 조절, 건조 안정성, 기능성 성분 형성, 향미 개선 등 식품화에 필요한 전 과정을 포괄한다. 실제로 연구실의 발표 주제들에서는 프로바이오틱스의 동결건조 내성, 대사체 변화, 프리바이오틱스와의 상호작용, 발효에 의한 이취 저감 등 발효 기반 품질 향상 전략이 폭넓게 나타난다. 즉, 미생물의 생리와 대사를 이해하고 이를 공정 설계에 반영함으로써 산업화 가능한 수준의 정밀한 발효 플랫폼을 만드는 것이 이 연구의 본질이다. 이 분야는 대체식품, 가축용 대체사료, 기능성 발효식품, 지속가능 단백질 산업과 직접 연결되며, 국가 식량안보와 탄소 저감 측면에서도 중요한 의미를 가진다. 앞으로는 파일럿 규모 생산, 식품 적용성 평가, 규제 대응, 소비자 수용성 향상 등과 결합하여 푸드테크 산업의 핵심 원천기술로 발전할 가능성이 높다. 정밀발효 기반 연구는 식품생물공학과 산업미생물학, 공정공학을 융합하는 대표 분야로서 이 연구실의 정체성을 잘 보여준다.

정영훈 연구실은 배양육 생산비용 절감과 조직화 효율 향상을 목표로 근육조직화 기술, 배양 시스템, 바이오소재 개발을 함께 추진하고 있다. 배양육은 세포배양 기술만으로는 완성될 수 없고, 세포가 부착·증식·분화할 수 있는 지지체와 적절한 구조 형성이 필수적이기 때문에 식품공학적 소재 설계가 매우 중요하다. 연구실은 이러한 문제를 해결하기 위해 셀룰로오스 기반 하이드로겔, 바이오잉크, 지방대체 소재 등을 개발하며 배양육의 식감과 구조 재현성을 높이는 방향으로 연구를 전개하고 있다. 특히 마이크로피브릴화 셀룰로오스와 로커스트콩검을 이용한 3D 바이오프린팅용 바이오잉크, 셀룰로오스 기반 하이드로겔, 효소적 표면개질 나노셀룰로오스 유도체 등은 실제 특허와 과제에서 확인되는 주요 연구 성과이다. 이들 소재는 인쇄 적합성, 빠른 가교, 기계적 안정성, 생체적합성, 세포친화성을 동시에 고려해 설계되며, 조직공학용 지지체와 식품 구조체 모두로 활용될 수 있다. 즉, 연구실은 식품용 바이오소재와 조직공학용 바이오소재의 경계를 연결하는 융합 연구를 수행하고 있다. 이 연구는 배양육 산업의 상용화에서 가장 큰 장애물 중 하나인 구조화와 경제성 문제를 해결하는 데 기여할 수 있다. 장기적으로는 근육세포뿐 아니라 지방세포, 결합조직, 복합 식감 구현까지 확장될 수 있으며, 맞춤형 대체육 제조와 미래 단백질 생산 플랫폼의 핵심 기반이 될 수 있다. 또한 식품생물공학, 바이오프린팅, 생체재료, 푸드디자인이 결합된 고도 융합 분야라는 점에서 연구실의 차별성을 잘 보여주는 대표 주제이다.