김영록 연구실은 전분, 아밀로스, 덱스트린과 같은 탄수화물계 바이오소재를 정밀하게 제어하여 식품용 미세·나노입자를 설계하는 연구를 수행한다. 특히 효소적 분해, 자기조립, 분자복합화, 응집 유도 공정 등을 활용해 입자의 크기, 형태, 결정성, 표면 특성, 분산 안정성을 조절하고, 이를 통해 식품 산업에서 활용 가능한 고기능성 소재 플랫폼을 구축하는 데 집중하고 있다. 최근 학술발표와 연구과제를 보면 균일한 전분 나노입자 합성, 꽃 모양 또는 다공성 전분 미세입자 제조, 지방산-아밀로스 복합체 형성 등 구조 제어 기술이 핵심 축을 이루고 있다. 이 연구의 중요한 특징은 단순한 소재 제조를 넘어, 실제 식품 시스템에서 요구되는 물성 구현까지 연결된다는 점이다. 연구실은 단백질 음료용 유변학 조절제, 요거트 구조 강화 소재, 피커링 에멀전 안정화제, 지속가능 포장용 전분 기반 복합 필름 등으로 응용 범위를 확장하고 있다. 또한 리그닌-전분 나노복합체, 산화 전분 복합 필름, 계층적 다공성 미립자와 같은 형태로 소재를 재설계하여 기계적 강도, 자외선 차단성, 방담성, 봉지성(sealing capability) 등의 성능을 향상시키고 있다. 이는 친환경 소재가 기존 석유계 재료를 대체할 수 있도록 성능적 한계를 극복하려는 접근으로 볼 수 있다. 향후 이 연구는 친환경성과 기능성을 동시에 만족하는 차세대 식품소재 개발로 이어질 가능성이 크다. 전분 기반 소재는 생분해성, 식품 적합성, 원료 접근성이 뛰어나 지속가능 식품공학의 핵심 후보군으로 평가된다. 연구실은 이러한 장점을 바탕으로 식품 포장, 질감 제어, 기능성 성분 전달, 미세플라스틱 대체 소재 등 다양한 산업적 응용을 추진하고 있으며, 궁극적으로는 식품소재 화학과 공정공학을 결합한 고부가가치 바이오소재 기술을 확립하는 방향으로 연구를 발전시키고 있다.

연구실의 또 다른 핵심 분야는 식품 중 병원성 미생물을 신속하고 민감하게 검출하기 위한 분석 시스템 개발이다. 다수의 학술대회 발표에서 Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, Staphylococcus aureus 등 주요 식중독 유발 미생물을 대상으로 한 현장형 검출 기술이 지속적으로 확인된다. 연구실은 식품 매트릭스 안에서 표적 미생물을 선택적으로 포획하고 시각적으로 혹은 전기화학적으로 검출할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 기존 배양 기반 분석보다 빠르고 적용성이 높은 식품안전 플랫폼을 제시하고 있다. 기술적으로는 자성분리, 면역분석, 나노자임, 비색 분석, 전기화학 센서, SERS 기반 검출 등 다양한 방법이 융합된다. 전분 기반 자성 미세입자나 탄수화물 코팅 자성입자를 이용해 세균을 농축하고, 산화철 나노입자의 퍼옥시다아제 유사 활성 또는 금 나노입자 기반 표지 시스템을 결합해 신호를 증폭하는 접근이 대표적이다. 또한 하이알루로니다아제 반응성 전분 미세입자 센서처럼 특정 효소 반응을 활용한 선택적 검출 전략도 연구되고 있다. 이러한 접근은 우유, 소시지, 발효음료 등 복잡한 실제 식품 시료에서도 적용 가능하도록 설계된다는 점에서 실용성이 높다. 이 연구는 식품안전의 실시간 모니터링과 현장 대응을 가능하게 하는 핵심 기술로 확장될 수 있다. 간편한 색 변화 판독, 휴대형 진단 모듈, 신속한 전처리와 고특이성 분리기술이 결합되면 식품 제조 현장, 유통망, 검사기관에서 즉시 활용 가능한 진단 체계로 발전할 수 있다. 더 나아가 항생제 비의존적 제어 전략, 바이오필름 억제, 다중 병원체 동시 검출 등으로 연구를 확장할 수 있으며, 이는 식품위생과 공중보건을 동시에 강화하는 데 중요한 의미를 가진다.

김영록 연구실은 식품에 포함된 무기 입자성 첨가물이나 미세입자를 선택적으로 분리하고 특성화하는 기술도 중점적으로 다루고 있다. 특허와 학술발표를 보면 이산화규소, 이산화티타늄, 산화아연, 칼슘계 첨가물 등 다양한 식품첨가물에 대해 리간드 매개 자성분리 기술을 개발해 왔다. 이러한 연구는 가공식품 내 첨가물의 실제 존재 형태, 입도 변화, 표면 특성, 식품 매트릭스와의 상호작용을 정확히 파악하려는 목적을 가진다. 특히 식품 내 나노·미세입자 첨가물에 대한 소비자 안전성 관심이 높아지는 상황에서 매우 중요한 연구영역이다. 연구실은 실리카 결합 펩타이드, 표면 기능화 자성입자, 전분 기반 자성 비드와 같은 선택적 결합 플랫폼을 활용하여 목표 첨가물을 식품 매트릭스로부터 효율적으로 포획하고 회수하는 방법을 제시한다. 이 과정에서 외부 자력을 이용한 분리, 결합 리간드의 특이성 확보, 분리 후 입자의 물리화학적 특성 보존이 핵심 기술 요소로 작동한다. 단순 검출뿐 아니라 고순도 회수와 후속 특성 분석까지 연계할 수 있도록 설계된 점이 특징이며, 이는 식품첨가물의 규제과학과 분석화학적 평가 기반을 강화하는 데 기여한다. 이 연구의 파급효과는 식품첨가물 안전성 평가, 규제 대응, 품질관리 체계 고도화에 있다. 기존에는 복잡한 식품 매트릭스 때문에 첨가물 입자를 손상 없이 분리하기 어려웠지만, 연구실의 접근은 선택성과 회수 효율을 동시에 높여 보다 신뢰성 있는 분석을 가능하게 한다. 앞으로는 다양한 첨가물과 오염입자까지 분석 대상이 확대될 수 있으며, 식품화학과 나노분석을 접목한 정밀 안전관리 기술로서 산업 및 정책 현장 모두에서 활용 가치가 높다.