Biological Systems Engineer
식품공학과 민세철
생물시스템공학 연구실은 식품공학 분야에서 혁신적인 비열처리 기술과 첨단 포장 솔루션을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 저온 플라즈마, 초음파, 펄스전기장 등 다양한 비열처리 공정을 활용하여 식품의 미생물 안전성 확보와 저장성 연장, 품질 유지에 관한 연구를 선도하고 있습니다. 이러한 기술들은 기존의 열처리 방식과 달리 식품의 영양성분과 감각적 특성을 보존하면서도, 식중독균 및 다양한 병원성 미생물을 효과적으로 제어할 수 있어 산업적 적용성이 매우 높습니다.
연구실은 스마트 포장 및 능동 포장 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 항균 및 항산화 기능성 필름, 신선도 지시계, 에틸렌 및 이산화탄소 흡착제 등 다양한 첨단 포장재를 개발하여 식품의 신선도와 안전성을 실시간으로 모니터링하고 연장할 수 있는 시스템을 구축하고 있습니다. 특히, 컬러리메트릭 기반 신선도 지시계와 인공지능·딥러닝을 접목한 모바일 소프트웨어를 통해 소비자와 유통업체가 식품의 품질을 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 기술을 연구하고 있습니다.
또한, 식품 3D 프린팅 및 바이오폴리머 가공 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 맞춤형 식품 제조, 기능성 식품 개발, 고령자 및 환자 맞춤식 등 다양한 응용 분야를 위한 3D 프린팅 소재 및 공정 개발에 주력하고 있으며, 농산물 부산물 및 해조류 등 친환경 소재를 활용한 식용 필름 및 코팅제 개발을 통해 지속가능한 식품 포장 솔루션을 제시하고 있습니다.
이외에도, 연구실은 HACCP(위해요소중점관리기준) 시스템의 공학적 적용, 위험분석 및 미생물 모델링, 식품 안전성 평가 등 식품산업 전반의 품질 및 안전성 향상을 위한 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 실제 산업 현장에 적용 가능한 대규모 공정 시스템 개발, 시뮬레이션 및 딥러닝 기반 예측 모델 구축 등 실용적 연구도 활발히 진행 중입니다.
이러한 연구 성과는 국내외 특허, 논문, 산업체 협력, 정부 과제 등 다양한 형태로 실용화되고 있으며, 미래 식품산업의 혁신과 지속가능성 확보에 크게 기여하고 있습니다. 연구실은 앞으로도 첨단 식품공학 기술의 개발과 상용화를 통해 건강하고 안전한 식품 공급, 환경 친화적 포장, 맞춤형 식품 생산 등 사회적 요구에 적극적으로 대응해 나갈 것입니다.
Food Preservation
Cold Plasma Treatment
Nanomaterials in Food
저온 플라즈마 및 비열처리 기반 식품 살균 기술
저온 플라즈마 처리는 식품의 미생물 오염을 효과적으로 제어할 수 있는 첨단 비열처리 기술로, 최근 식품공학 분야에서 각광받고 있습니다. 본 연구실은 저온 플라즈마를 이용하여 식품 표면 및 포장 내 미생물의 비열적 살균을 실현함으로써, 식품의 안전성과 신선도를 동시에 향상시키는 데 주력하고 있습니다. 저온 플라즈마는 전기적 에너지를 가스에 가하여 생성된 활성 분자와 라디칼을 활용하여 식중독균, 곰팡이, 바이러스 등 다양한 병원성 미생물을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
이 기술은 기존의 열처리 방식과 달리 식품의 영양성분과 감각적 품질을 보존하면서도 미생물 안전성을 확보할 수 있다는 장점을 지니고 있습니다. 연구실에서는 플라즈마 활성수, 초음파와의 복합처리, 과산화수소와의 병합처리 등 다양한 하이브리드 살균 시스템을 개발하여 신선 채소, 과일, 육류, 수산물 등 다양한 식품에 적용하고 있습니다. 또한, 실제 산업 현장에 적용 가능한 대규모 플라즈마 장비 및 공정 시스템의 개발에도 집중하고 있습니다.
이러한 연구는 식품의 저장성 연장, 식중독 예방, 품질 유지 등 실질적인 산업적 가치를 창출하고 있습니다. 더불어, 저온 플라즈마 기술의 안전성 평가, 미생물 저해 메커니즘 규명, 공정 최적화 및 시뮬레이션 연구도 병행하여, 미래 식품산업의 혁신적 살균 솔루션을 제시하고 있습니다.
스마트·능동 포장 및 식품 신선도 지시 기술
스마트 포장과 능동 포장은 식품의 신선도, 안전성, 품질을 실시간으로 모니터링하고 연장할 수 있는 차세대 식품포장 기술입니다. 본 연구실은 항균 및 항산화 기능성 필름, 에틸렌 및 이산화탄소 흡착제, pH 및 황화수소 기반 신선도 지시계 등 다양한 스마트 포장 소재와 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 포장재는 식품의 부패 및 품질 저하를 감지하여 소비자와 유통업체에 신속하게 정보를 제공함으로써, 식품 폐기물 감소와 식품 안전성 확보에 기여합니다.
특히, 연구실에서는 천연 유래 항균제 및 항산화제를 식용 필름에 도입하거나, 금속-유기 골격체(MOF), 제올라이트, 산화아연 등 나노소재를 활용한 기능성 포장재를 개발하여, 미생물 성장 억제 및 산화 방지 효과를 극대화하고 있습니다. 또한, 식품의 신선도 변화를 시각적으로 확인할 수 있는 컬러리메트릭(pH, 황화수소, 에틸렌 등) 지시계와 이를 인공지능 기반 모바일 소프트웨어와 연동하는 기술도 연구 중입니다.
이러한 스마트 포장 기술은 유통·배달 과정에서의 식품 품질 관리, 신선식품의 유통기한 연장, 소비자 신뢰도 제고 등 다양한 사회적·경제적 효과를 창출하고 있습니다. 연구실은 산업체와의 협력을 통해 실제 상용화 및 현장 적용을 확대하고 있으며, 미래 식품 유통 및 관리 패러다임의 변화를 선도하고 있습니다.
식품 3D 프린팅 및 바이오폴리머 가공
식품 3D 프린팅은 맞춤형 식품 제조, 기능성 식품 개발, 노인·환자 맞춤식 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌고 있는 미래 식품공학 기술입니다. 본 연구실은 젤리, 쿠키, 젤라틴 기반 식품 등 다양한 소재의 3D 프린팅을 위한 레올로지(유변학)적 특성 분석, 소재 최적화, 프린팅 공정 개발에 집중하고 있습니다. 젤라틴, 펙틴, 잔탄검, 로커스트빈검, 소르비톨 등 다양한 첨가제를 활용하여 프린팅 적합성을 높이고, 초음파, 콜드 플라즈마 등 비열처리 공정을 접목하여 소재의 물성을 조절하고 있습니다.
또한, 바이오폴리머 가공 분야에서는 농산물 부산물(탈지 대두박, 감자껍질, 해조류 등)을 활용한 친환경 식용 필름 및 코팅 소재를 개발하고 있습니다. 이러한 바이오폴리머는 식품 포장재, 기능성 필름, 코팅제로 활용되어 식품의 저장성 향상과 환경 친화적 포장 솔루션 제공에 기여합니다. 연구실은 고압균질화, 초음파, 방사선, 플라즈마 등 다양한 가공기술을 적용하여 바이오폴리머의 기계적·물리적 특성을 개선하고, 실제 식품 적용성을 검증하고 있습니다.
이러한 연구는 맞춤형 식품 생산, 고령화 사회 대응, 지속가능한 식품 포장 및 환경 문제 해결 등 다양한 사회적 요구에 부응하며, 식품공학의 미래를 선도하는 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.
1
Development of a dual-system freshness indicator and mobile application for determining beef freshness using a colorimetric system.
Kwak, M., Moh, C. M., Min, S. C.
Food Science and Biotechnology, 2025
2
Microbial decontamination of fresh-cut celery using simultaneous ultrasound and plasma-activated water treatment.
Yoon, S., Lee, H. W., Bak, J. J., Min, S. C.
International Journal of Food Microbiology, 2025
3
Effects of Ag ion substitution in zeolite and use of citric acid on the efficacy of antimicrobial properties of EVA-PE composite films.
Im, S., Lee J. -Y., Seo J., Bai, J., Jeon M.-S., Min, S. C.
Journal of Vinyl & Additive Technology, 2024
1
소스류 살균(Direct steam 원리) 자동화 공정 시스템 개발
2
소스류 살균(Direct steam 원리) 자동화 공정 시스템 개발[1단계: 1/2연차]
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신선 채소 살균을 위한 ‘Ultrasound Plasma 활성수’ 신규 세척 기술 개발(3/4)
