이 연구 주제는 식품 단백질(대두·완두·유청·근원섬유단백 등)의 구조를 물리적·화학적으로 조절하여 유화능과 가공적성을 향상시키는 데 초점을 둡니다. 연구실의 다수 논문에서 고강도 초음파(HIU)나 고압균질(HPH)과 같은 공정이 단백질 입자 크기 감소, 제타전위 변화, 표면 소수성 증가, 2차 구조(α-helix/β-sheet) 재배열을 유도하여 계면 흡착과 막 형성을 개선함을 보여줍니다. 이러한 변화는 단백질을 단순 유화제로 쓰는 수준을 넘어, 고체 입자 기반의 피커링(Pickering) 안정화제로 활용할 수 있게 하여 열·pH·염·동결-해동 등 다양한 가공 스트레스에 강한 분산 시스템을 구현하는 기반이 됩니다. 방법론 측면에서는 DLS(입도), 제타전위, FT-IR/원형이색성(CD) 기반 구조 분석, 자유 SH기·표면 소수성 평가, 유변학(점도·G′/G″), Turbiscan 기반 탁도/크리밍 분석 등을 결합하여 ‘구조–물성–기능’의 인과관계를 정량적으로 규명합니다. 예를 들어 초음파 처리로 단백질 나노입자가 형성되면 계면에서 더 치밀한 흡착층을 만들어 크리밍과 응집을 억제하고, 고압균질은 근원섬유단백의 미세화·균질화를 통해 유화활성 및 안정성 지표(EA/ESI) 개선으로 연결됩니다. 또한 마이야르 공액체(단백질–다당류 결합)나 단백질-복합체(PPI-이눌린, PPI-덱스트란 등) 설계를 통해, 단일 단백질이 갖는 등전점 민감성이나 열 안정성 한계를 보완하는 전략을 강조합니다. 응용 측면에서는 대체 단백질(식물성·곤충 단백) 기반 제품의 품질 향상, 인공 지방 대체물(에멀젼 젤) 제조, 고단백 식품 잉크의 출력성(3D 프린팅) 개선 등으로 확장됩니다. 특히 다양한 식품 매트릭스에서 안정성을 유지하는 유화 시스템은 향후 기능성 지용성 성분의 전달(비타민, 커큐민 등)과 결합될 때 산업적 파급력이 커집니다. 궁극적으로는 친환경 단백질 소재의 활용도를 높이면서도 소비자 수용성을 좌우하는 질감·안정성·가공적합성 문제를 공정 기반으로 해결하는 방향을 지향합니다.

연구실은 비타민 D·K, α-토코페롤, 향미/생리활성 지용성 물질(예: β-caryophyllene, 커큐민 등)의 안정화와 생체이용성 향상을 위해 나노에멀젼, 지질 나노캐리어(SLN/리피드 나노캐리어), 코팅 에멀젼(키토산 코팅 등)과 같은 전달 시스템을 설계합니다. 지용성 성분은 열처리, 산소·광 노출, pH 변화, 염 존재 등 식품 공정에서 쉽게 분해되거나 상분리로 품질이 저하될 수 있기 때문에, 계면층 강화(단백질-레시틴 공안정화, 다층 코팅) 및 캐리어 오일 조성 최적화(MCT, 코코넛, 올리브, 대두유 등)를 통해 보존성과 가공적성을 동시에 확보하는 것이 핵심입니다. 또한 ‘안정한 전달체를 만들었다’에서 멈추지 않고, 정량 분석과 품질관리(QC) 방법을 함께 고도화한다는 점이 특징입니다. QuEChERS 전처리와 UHPLC–MS/MS(또는 UPLC-APCI-MS/MS)를 결합한 동시 정량법을 개발·최적화하여, 복잡한 유제품/에멀젼 매트릭스에서도 비타민 D·K, D와 E(α-토코페롤) 등을 고감도·고재현성으로 분석합니다. Box–Behnken 설계 등 통계적 최적화 기법을 적용해 회수율, 직선성, 검출/정량한계, 매트릭스 효과, 정밀도(RSD) 등 분석 성능을 체계적으로 검증하며, 열처리(LTLT, HTST, 오토클레이브) 조건에서의 분해 거동까지 연계 평가합니다. 응용 확장은 강화 식품(요거트, 영양 강화 3D 프린팅 식품), 고령친화 영양 전달, 공정 적합 기능성 원료 개발로 이어집니다. 특히 소이 레시틴 함량 조절에 따른 비타민 보존성 향상, 캐리어 오일 선택에 따른 동결-해동 안정성 및 소화 속도 차이 규명, 코팅 기술을 통한 열 스트레스 내성 향상 등은 산업 현장에서 바로 적용 가능한 설계 변수로 기능합니다. 궁극적으로는 ‘제형 설계–공정 안정성–정량 분석–소화/흡수(체외 모델) 평가’로 이어지는 전주기 연구를 통해 기능성 성분의 실용화를 촉진하는 것을 목표로 합니다.

이 연구 주제는 고령자 섭취 안전성과 개인 맞춤 영양을 동시에 고려한 식품 물성(경도·점도·응집성 등) 설계에 초점을 둡니다. 연구실은 일본 UDF 등급 제품을 대상으로 한국 KS 기준에 따라 경도·점도를 측정하여, 동일 제품이라도 측정 프로브/고형물 존재에 따라 등급 판정이 달라질 수 있음을 보여주었습니다. 이는 저작·연하 장애를 가진 고령자가 수입 고령친화식품을 섭취할 때 위험이 발생할 수 있음을 시사하며, 표준화된 물성 평가와 국내 기준에 부합하는 제품 개발의 필요성을 강조합니다. 물성 설계는 단순히 ‘부드럽게’ 만드는 것이 아니라, 균질성(반복 측정 RSD), 고형물의 국소 경도, 점탄성(유변학적 특성), 가공 중 안정성까지 포함하는 다변수 문제로 접근합니다. 이를 위해 단백질(완두/대두/근원섬유)과 다당류(이눌린, 키토산 등)의 복합화, 에멀젼 젤 기반 구조화, 단백질 가수분해물 도입을 통한 네트워크 약화/유동성 조절 등의 전략을 사용합니다. 특히 단백질 고형분이 높아질수록 출력성이 저하되는 3D 프린팅에서, 가수분해물(짧은 펩타이드)로 매트릭스 형성을 조절해 점탄성을 적정 범위로 맞추고 적층 안정성과 해상도를 개선하는 접근이 중요한 기여로 제시됩니다. 응용적으로는 영양 강화(비타민 로딩 에멀젼의 3D 프린팅 적용), 지방 대체물(에멀젼 젤 기반 fat analogue) 제조, 개인 맞춤형 식단(연하 단계별 물성 조절 및 영양 밀도 조절)로 확장됩니다. 또한 연구 과제에서 제시된 bi-/tri-gel 기반 다중 기능성분 전달시스템 개발은, 서로 다른 방출 거동을 갖는 성분(지용성·수용성, 빠른 방출·지속 방출)을 한 제품 안에서 구현하려는 방향과 맞닿아 있습니다. 결과적으로 연구실은 고령사회에서 요구되는 ‘안전한 섭취 물성’과 ‘충분한 영양 공급’을 공정·구조·분석 기술로 통합하는 연구 축을 구축하고 있습니다.