프린터에서 스테이크가 나온다? 푸드테크와 '3D 푸드 프린터'

3D 프린터는 '3차원 물체를 쌓아가는 방식'으로 단순한 모형에서 복잡한 실물 제품을 찍어내는 프린터입니다. 최근 3D 프린팅 기술은 사람의 의식주 모든 부분에서 적용이 되고 있습니다.

 

얼마 전에는 사람의 뼈를 프린팅하여 환자에게 뼈를 이식하는 사례가 있었는데요. 이제는 집이나 비행기도 짧은 시간에 프린팅해 제공할 수도 있습니다. 3D 프린팅은 인체 물질이나 플라스틱, 음식, 나무, 고무, 왁스, 시멘트 등 30여 가지의 재료를 사용하여 재료 종류에도 제약이 거의 없고, 재료의 강도 또한 조절할 수 있어 미래 첨단기술로 전망이 매우 밝은 분야입니다. 우리나라뿐만 아니라 해외에서도 학교 과학·기술·발명교육에서도 빠지지 않고 있으며, 학생들의 선호도도 매우 높은 3D 프린팅 교육입니다.

 

< 발명 수업에서 보이는 모형 비행기 프린터 (출처 : 특허청 블로그) >

- 3D 푸드 프린터 (feat. 푸드테크)

○ 푸드테크

코로나19로 인해 비대면이 늘어난 시대에서 3D 프린팅이 주요 분야 중의 하나가 될 것으로 예측됩니다. 푸드테크(food tech)는 음식(food)와 기술(technology)을 결합한 용어로 최근에는 식품 생산자와 소비자를 연결해 주는 모바일 서비스에 집중되는 현상을 보이는데요. 이에 식품에도 3D 프린팅 기술이 적용되어 식품의 형태 질감을 디자인하는 것뿐만 아니라 식품의 구성, 성분, 맛과 향미까지도 디자인할 수 있는 기초 기술들이 빠르게 개발되고 있습니다.

○ 팬케이크를 만드는 3D 프린터

< 출처 : ZBOT 홈페이지 >

제트봇(ZBOT) 회사에서 만든 3D프린터는 팬케이크, 케이크 장식, 초콜릿 등 다양한 쿠키 요리를 만들 수 있는데요. 여기에는 3D 프린팅의 대표적인 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이 사용되어 고체 식품원료를 반죽처럼 갈거나 개어서 풀처럼 액체화합니다. 또한 SLS(Selective Laser Sintering)와 PBP(Power Bed and injet head 3D Printing) 방식으로 설탕처럼 가루 식품원료에 레이저나 열을 가해 음식을 만드는데요. 신뢰할 수 있는 품질 보증으로 전문가 디자인, 과학적 생산 공정, 제품 장기 노화 공정을 거친 안정적인 제품입니다.

○ 스테이크를 만드는 3D 프린터

< 출처 : Novameat 홈페이지 >

스테이크를 만드는 3D 프린터가 있다? 2018년 스타트업 노바미트(Novameat)는 야채로 만든 최초의 고기없는 스테이크를 3D 프린팅하는 기술을 개발했습니다. 채식주의자들에게 굉장한 인기가 있을 것 같은데요. 3D 프린터로 세밀하게 식감(texture and taste)을 조절해 실제 소고기 스테이크와 모양과 맛이 비슷하게 만들 수 있습니다. 또한 치아가 약한 노인을 위해 3D 프린터로 개인화된 특수 질감 식품을 프린팅할 수도 있습니다.

○ 미니 식용 텃밭을 만드는 3D 프린터

< 출처 : Chloe Rutzerveld 홈페이지 >

독일 기업 클로에 로저벨트(Chloe Rutzerveld)는 '식용성장(Edible Growth)'이라는 컨셥으로 3D 프린트된 식량을 디자인해 사람들이 자연스러운 음식을 먹을 수 있게 했습니다. 바로 즉석에서 만드는 것이 아니라 스스로 성장한 식물을 먹도록 하는 방식인데요. 프린터의 원리는 탄수화물로 전체 틀 조직을 프린팅하고, 먹을 수 있고 자라날 수 있는 씨앗, 효모, 포자 등을 심어 먹을 수 있는 사육장을 제공합니다. 이후 창가나 온실에 두면 광합성, 발효 등 자연의 섭리대로 싹이 나고 버섯이 자라서 먹을 수 있게 되는 것이죠.

- 3D 푸드 프린터 관련 특허

○ 음파를 이용한 3D 푸드 프린터

< 음파를 이용한 3D 푸드 프린터 (출처 : 농업기술실용화재단[좌], 키프리스[우]) >

이화여자대학교 산학협력단이 개발한 발명품인 '음파 부양을 이용한 프린터 장치(특허 제10-2022020호)'는 말 그대로 음파를 이용하는 3D 프린터입니다. 인쇄 재료를 공중부양시킨 상태에서 특정 패턴으로 형성할 수 있어, 인쇄 재료의 정밀 제어가 가능하며 이를 통해 정교한 프린팅이 가능한데요. 점탄성을 갖는 민감성 인쇄 재료들을 물리적인 접촉 없이도 특정한 패턴으로 형성시킬 수 있어, 다양한 재질을 이용하여 원하는 음식을 프린팅하는 것이 가능합니다.

○ 식품을 성형하는 3D 푸드 프린터

< 출처 : 키프리스 >

음식도 성형한다? '3D 인쇄 기술을 이용한 식품 성형 방법(특허 제10-1940063호)'는 다양한 식재료를 이용해 식품을 간단하게 성형하는 기술입니다. 개인의 필요성과 취향에 따라 식품 성분을 맞춤형으로 배합할 수 있어서 다양한 식품의 영양 섭취가 가능하고 새로운 미각을 창출할 수 있습니다.

○ 오염되지 않는 위생적인 3D 푸드 프린터

< 출처 : 키프리스 >

그래도 기기에서 만드는 것이라 위생이 걱정된다면 '착탈식 노즐 모듈 및 이를 포함하는 식품용 3차원 프린팅 장치(특허 제10-1655091호)'는 먹는 사람의 위생을 생각하는 고마운 발명인데요. 기존의 식재료 카트리지가 매회 사용 후 잔여물이 노즐의 끝단 부분에 남아 위생에 취약한 부분을 해결하기 위해 공기 접촉을 최소화하기 위한 기술이 적용되었습니다. 이로 인해 노즐 교체시 실린더 내부에 있는 원료가 외부 공기와 접촉되지 않아 연료가 오염되지 않아 매우 위생적입니다.

3D 식품 프린팅은 좋은 먹거리 재료를 제공하고 우리 삶에 더 풍요로운 식문화를 제공하는 너무나도 소중한 존재입니다. 마치 인류가 처음 불을 발견했을 때처럼, 앞으로 3D 프린터는 우리들의 많은 일상생활을 바꿀 수 있을 것 같습니다. 미래에는 3D 식품 프린터를 이용해 멀리 있는 가족들에게도 요리의 맛과 향까지 전달해 줄 수 있는 세상을 기대해봅니다. (자료인용 : 특허청)