‘초임계 유체’이용 친환경 식품공정 개발

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신애자 박사 / 2004.06.22 00:00:00

최근 환경 오염, 식중독, 유해물질 등 인류의 건강을 심각하게 위협하는 요소들이 증가하면서 건강에 대한 관심 또한 고조되고 있다. 이에 따라 친환경 식품 등에 대한 요구도 급증, 관련 기술에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.

새로운 첨단기술 중의 하나인 ‘초임계 유체 공정기술’은 녹색화학(green chemistry)을 통한 친환경적인 식품의 생산이 가능하고 인체의 위험성을 경감해줄 수 있다는 점에서 관심을 모으고 있다.

초임계유체(Supercritical fluid)란 ‘임계온도와 압력에 있는 유체’로 액체와 같이 행동해 용해력이 크고 점도는 낮으며 확산속도는 커서 물질전달속도가 빠르다. 또한 표면장력이 낮아 기체와 같이 높은 침투력을 갖는다.

식품산업에서 사용되는 대표적인 초임계 유체는 이산화탄소(CO2)다. 임계점(31.06)이 상온에 가깝고 무독성·불연성이면서 가격이 저렴한 이산화탄소를 사용하면 환경친화성 및 에너지 절약형 공정개발이 가능하다. 특히 잔존하는 용매가 없기 때문에 천연물에서 유효성분을 추출하는 의약품, 향료, 식품공업에로의 응용연구가 국내·외적으로 활발하게 진행되고 있다.

초임계 유체 추출기술은 증류와 용매추출의 원리가 함께 적용되는 복합기술의 성격을 가지고 있으므로 여러 면에서 공정상 많은 장점이 있고 응용 범위 또한 넓다. 반면에 고압운전에 의한 초기 투자비가 높고 상평형이나 물질전달 특성 등의 기초 연구자료부족 등의 단점을 갖고 있다.

현재 초임계 유체 추출기술은 커피·차 카페인 제거, 향신료 추출, 알코올 음료의 연질화, 동물유지 추출, 식품유지추출, 식품의 탈지방, 동·식물에서의 약효성분 추출, 지방 혼합물의 분리정제 등 식품산업에서 다양하게 응용되고 있다.

이 공정이 상용화된 세계 최초의 예는 1978년 독일의 탈카페인화 공정(decaffeinatio
process)으로 현재 초임계 CO2를 이용한 카페인 제거 커피는 세계적으로 연간 약 1백만톤 정도 생산되고 있다.

국내에서는 초임계 유체 추출기술이 도입된 1980년 중반부터 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
현재 비교적 규모가 적은 경우에는 국내 자체적 기술로 설계, 제작 그리고 운전을 구축하고 있으나 대규모 장비는 선진국으로부터 도입, 운영하고 있는 실정이다.

기초자료를 확보하는 분야(상평형을 비롯한 열역학분야)는 선진국과 어깨를 겨룰 정도지만 생산되는 정보의 범위가 제한적이어서 데이터베이스 구축을 위한 조직적인 연구체계가 요구된다.

건강한 육체와 정신을 중시하는 웰빙시대에 환경친화적인 제품의 생산, 인체 유해성을 갖는 유해성분의 경감 및 유용한 생리활성 물질의 제조 기술로 주목받고 있는 초임계 유체 추출기술의 노하우 축적으로 향후 식품 산업으로의 적용이 확대돼 인류 건강에 크게 기여할 수 있는 기술로 조속히 정착됐으면 한다.

신애자 (보건산업진흥원 전문위원)

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