<특집: 식품산업용 센서의 최신 기술 동향> 미각 센서를 이용한 식품의 안전성 향상 > 전체기사

전체기사
Monthly Magazine of Automatic Control Instrumentation

기획특집 <특집: 식품산업용 센서의 최신 기술 동향> 미각 센서를 이용한 식품의 안전성 향상

페이지 정보

작성자 댓글 0건 조회 391회 작성일 21-07-02 17:20

본문

그림 1. 미각 인식 장치 TS-5000Z 


서론

미각 센서(그림 1)는 규슈 대학 도코 기요시 교수와의 30년 이상 함께 한 공동 연구의 성과이며, 기술적 진보와 함께 2021년 현재 약 600개 이상의 연구 기관과 식품 제조업체, 의약품 제조 및 유통 소매기업 등에 도입되어 식품 산업과 제약 산업의 비즈니스에 활용되고 있다(1)~(4). 측정 대상은 음료, 주류, 육류 및 육류 가공품, 반려동물용 사료, 식품 용기 용출 등, 입에 들어가는 것 모두이다. 의약에서는 소아 제제 및 연하장애가 있는 고령자를 대상으로 하는 제제에서 마시기 쉬운 제제 설계에 활용되고 있다.

 

최근 품질 관리나 품질 보증에서의 활용이나 문의가 늘어나고 있다. 그 이유로 아래를 생각해볼 수 있다.

(1) 인재 부족과 업무 방식의 개혁

관능검사(실제로 마시거나 먹어서 맛을 평가) 인력 양성에는 시간이 든다. 또한 인구 감소와 노동력 인구 감소로 인한 노동력 부족도 속도가 빨라지고 있는 가운데 노동 현장에서는 업무 방식 개혁을 통한 효율화가 요구되고 있다.

(2) 경쟁 심화에 따른 생산 라인의 자동화

최근 몇 년간 식품 업계에서는 새로운 공장에 대한 투자가 연간 1~2조엔 규모로 진행되고 있다. 생산 효율을 높여 비용을 절감하는 것인데, 모든 상품에 대해 관능검사를 하게 되면 비용이 올라가는 문제도 발생한다.

(3) 대량 생산에서 다품종 소량 생산

통계에 따르면 행복을 느낄 때는 「음식이 맛있다고 느낄 때」가 성별・세대에 관계없이 76%로 단연 일등이라고 한다(5). 한편, 고령자용 식품・식사 제공 서비스에서는 맛에 대한 불만이 43%이다(6). 직접 식사를 만드는 경우가 적으며 포장음식이나 가공식품에 대한 기대가 크다.

(4) 해외 전개

다른 언어와 음식 문화를 가진 사람들 사이에서 서로의 맛을 전달하기는 매우 어렵다고 알려져 있다. 이 때문에 해외에 있는 일본을 대상으로 하는 생산 공장에서 맛을 확인할 때는 일본에서 파견한 주재원이 해야 하는 경우가 있지만 인원이 한정적이기 때문에 생산 품목이나 수량이 많은 경우에는 한계가 있다. 또한 해외를 대상으로 하는 제품 개발의 경우, 판매 지역에서 선호하는 식품은 일본과 다르기 때문에 일본 직원이 확인해도 판매 지역에서 좋아하는 맛인지 모르는 경우가 있다.

 

미각 센서의 개요

최근까지 미각 센서가 세상에 없었던 이유로는 아래와 같이 미각의 복잡함을 들 수 있다.

(1) 방대한 맛 물질의 종류

예를 들어 한 잔의 차에도 수백 가지의 맛 물질이 들어있다고 알려져 있다. 맛을 감지하는 역할은 섭취해야하는지 섭취해서는 안 되는지를 결정하는 것이다. 예를 들면 단맛은 에너지, 짠맛은 미네랄, 감칠맛은 아미노산 등이며 쓴맛은 독, 신맛은 부패의 신호이다. 생물로서 체내에 들어오는 물질을 광범위하게 감지할 수 있어야 하기 때문에 맛 물질의 종류는 방대하다.

(2) 맛 물질마다 약 1,000배의 차이가 나는 임계값

설탕은 에너지 신호로 %이지만 쓴맛은 독의 신호이며 ppm으로 그 차이는 1000배나 다르다. 이것도 생물로서 살아가는 데 필요한 것이다.

(3) 서로 간에 영향을 미치는 맛 물질(억제 효과와 시너지 효과)

예를 들면 커피에 설탕을 넣으면 사람은 커피의 쓴맛이 약해진 것 같다고 느낀다. 커피 속의 쓴맛 물질의 농도는 같다. 또한 다시마 국물과 가다랑이 국물을 혼합하면 감칠맛이 상승하여 강해진 것처럼 느껴진다.

이처럼 맛은 매우 복잡하며 화학 분석 결과를 통해 맛을 평가하는 일은 매우 어렵다. 그래서 도코 교수진은 맛은 사람이 느끼기 때문에 사람의 맛 인식 메커니즘을 모방한 미각 센서를 개발하고자 생각하였다. 생체의 경우에는 혀의 맛세포 막 표면에 정미(呈味) 물질이 흡착하면 세포막에 전위 변화가 생긴다. 맛세포 표면은 지질막으로 덮여 있으며 우리는 맛의 수용에는 이 지질막이 중요한 작용을 한다고 생각되어 미각 센서에 지질막을 이용하였다. 인공 지질막의 조성을 최적 설계하여 각 기본 맛(쓴맛, 감칠맛, 단맛, 신맛과 짠맛)과 떫은맛(기본 맛에 속하지 않음)에 특이적으로 반응하는 인공 지질막을 만들었다(7). 또한 뒷맛을 측정하여 맛의 질 차이도 평가할 수 있게 되었다. 지질막에 흡착한 맛 물질이 지질막에서 벗겨지는 정도를 측정하여 깔끔함이나 여운을 평가할 수 있다. 일반론으로서 생물로 싫어하는 쓴맛과 떫은맛은 깔끔한 것이 좋고 감칠맛처럼 좋아하는 맛은 여운이 있는 것이 좋다. 이렇게 사람의 감각에 가까운 지질막 센서를 이용하여 맛의 단위를 정의하였다.(그림 2)


b909760a40399f8d8c16bbe10370b5df_1625213984_2418.PNG
그림 2. 미각 센서로 정량화된 미각 항목 
 




..(후략) 


 

池崎 秀和 / ㈜인텔리전트센서테크놀로지

  본 기사는 2021년 7월호에 게재되었습니다. 

  

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

전체 기사를 보기 원하시는 분께서는 아래 메일 주소로 문의 주시기 바랍니. 

제어계측사     대표자  이윤성     사업자등록번호  107-19-58315     TEL  031-873-5686     FAX  031-873-5685
ADD  경기도 의정부시 신흥로258번길 25 해태프라자 1501호      E-mail  autocontrol5@autocontrol5.co.kr
Copyrights ⓒ 2020 제어계측사 All rights reserved.