IT 선진국을 푸드테크 패권국의 기회로 활용!

식품산업의 블랙홀 푸드테크

푸드테크 산업의 방향을 제시하다

세계를 선도할 푸드테크는(K-FT)
선택적 산업이 아니라 필수적 산업

인구가 폭발적으로 증가하면서 식료품 수요도 동시에 급증하고 있다. 이와 함께 1차 산업이나 외식업계에서는 일손부족이 심각해지고, 과거의 상식이 점점 더 통용되지 않는 시대가 되어가고 있다. 이러한 심각한 문제를 해결하기 위해, 세계 각국은 식료품의 모든 면에 최첨단 기술을 활용한 변화와 혁신이‘푸드테크’로 향하고 있다.

21세기 인류는 생존에 있어서 가장 필요한 식품에 관련된 여러 가지 문제에 직면하고 있습니다. 앞으로 엄청난 인구 증가와 함께, 식품 수요도 당연히 커져가고, 육류를 비롯한 식품 공급은 부족해질 것으로 예상하고 있습니다.

그중에서도 문제가 되는 것이 단백질인데, 최대 공급원인 축산은 생산성이 높지 않고, 더구나 그것이 확대되면 그만큼 온실효과 가스 배출도 늘어나게 됩니다. 또 하나의 단백질 자원인 생선은 이미 남획이 시작되고 있어 많은 어종에서 자원 고갈이 우려되고 있습니다.

지금 이대로라면 예상되는 인구폭발에는 도저히 대응할 수 없어, 보다 효율적인 식품을 생산할 필요가 있으며 그 대안으로 기대되는 것이 푸드테크라고 생각합니다. 세계 각국의 식품 관련 분야에 최첨단 기술을 활용하는 엄청난 변화가 푸드테크(FT : Food Technology)로 향하며, 식품의 세계는 푸드테크라는 변혁의 한가운데에 있고 그 장르의 폭은 매우 넓습니다.

푸드테크의 범위는 그중에서도 대체육, 조류식품, 곤충식, 육상양식, 식물공장, 식물육종 등이 특히 주목되고 있습니다. 근육세포를 증식시키는 배양육, 식물성 단백질에 의한 대체육과 대체어, 유전자 정보를 바꾸는 게놈 편집, 요리를 인쇄하는 3D 푸드 프린터, 농업ㆍ어업 현장에서 활약하는 AI, 로봇, 드론, 사람의 손을 거치지 않는 조리 로봇, 요리 기술을 필요로 하지 않는 스마트 조리기기 등 이러한 이노베이션(Innovation)은 급속하게 실현되고 있고, 이미 실현된 것도 많습니다.

4차 산업혁명 시대를 맞이해 지속가능성을 지닌 미래 식품에 대한 관심이 증대한 가운데 혁신 기술이 적용된 푸드테크의 중요성 또한 커지고 있습니다. 미국에서 개최된 CES 2022에서 푸드테크 기술은 그해의 5대 기술 트렌드 중 하나로 소개되었습니다. SKS(Smart Kitchen Summit)에서도 요리 레시피를 프로그램화하여, IoT 기술로 조리 가전을 조작하는 이른바‘키친(주방) OS’에 대한 개념이 실현되는 세상이 펼쳐지고 있습니다. 초보자도 쉽게 요리를 만들 수 있는 스마트 조리기기나, 레시피를 사이에 두고 인터넷 쇼핑이나 조리를 할 수 있는‘키친 OS’등 불과 몇 년 전까지도 생각하지 못했던 기술혁신이 일어나고 있습니다.

세계적인 외식업체들이 주목하는 푸드테크 분야는 로봇입니다. 접객부터 주문·결제, AI 자동 조리 로봇(음식·카페 등), 서빙이나 퇴식, 디시워셔 및 정리, 배달 등 로봇의 활용 범위는 더욱 확대되고 있습니다. 
한국푸드테크협의회에 따르면, 푸드테크 국내시장 규모는 600조원, 세계시장 규모는 반도체 산업보다 약 50여 배 많은 4경원에 달하는 등 미래 성장 잠재력이 매우 큰 산업으로 평가받고 있습니다. 푸드테크가 주목받는 가장 큰 이유는 시장의 성장 잠재력이기도 합니다.

이제 푸드테크는 과학기술의 발전과 더불어 성장함으로써, 새로운 비즈니스 모델을 제시하고 부분적으로는 활성화되는 단계까지 와 있습니다. 따라서 푸드테크는 새로운 마케팅 전략의 소재로서 현대의 흐름에 부합하여 그에 따른 수익창출을 기대하기에 충분하다고 판단됩니다. 이에, 푸드테크 분야에 관한 종합적인 기술과 시장, 비즈니스 모델과 사례 등을 분석하여, 국내 기업의 기술개발과 새로운 마케팅 전략을 수립하여야 합니다.

과거 우리나라는 스마트폰, 반도체 등에서 일부 패권 형성에 성공한 경험이 있습니다. 이러한 경험과 기술력을 바탕으로 다양한 식품 부문에 첨단기술을 적용해 새로운 기술을 개발함으로써, 국가 경제의 어려움을 극복하고 국제 경쟁력을 갖춘 혁신적인 푸드테크 모델을 만들어 가야 합니다.

최근 육류 소비로 인한 환경, 건강, 윤리 문제 해결 대안으로 떠오른 대체육 시장이 새로운 소비 트렌드로 나타나고 있습니다. 최근에 나타난 대체육 붐은 다양한 수요가 복합적으로 작용하여 탄생한 것입니다. 종교 등의 이유로 육식이 터부시되는 사람, 건강식을 추구하는 건강 지향심이 높은 사람, 지구 온난화 등의 환경문제에 대한 의식이 높은 사람 등을 들 수 있습니다. 이와 함께 경제 수준과 개인의 취향에 따라 식품에 대한 기호가 다양해지고 동물복지가 중시되어 윤리적 소비에 대한 사회적 관심이 대체식품에 대한 요구로 이어지고 있습니다. 외국에서는 신흥 스타트업 기업 뿐만 아니라, 대기업 식품 메이커도 참가하기 시작하고 있습니다.

새로운 단백질 원료로서는 곤충도 들 수 있습니다. 색다른 것으로 취급받을 것 같지만 영양가가 높고, 생산 효율도 매우 높습니다. 또 하나의 변화와 혁신이 요구되고 있는 것은 어업의 세계도 마찬가지입니다. 세계의 바다에서 수산자원이 감소하고 있어, 주변 국가와의 쟁탈전이 격심해지고 있기 때문입니다.

우리나라도 국제적인 위상이 상승하면서 다양한 국제적인 행사와 이에 따른 외국인 방문객이나 관광객에 대한 관심이 집중되는 가운데 국가별 종교나 관습(금지된 음식)에 관한 정보를 미리 파악하여, 적절히 대응할 필요가 있습니다.

우리나라의 IT 기술이 선진국 대열에 있기까지 많은 진화 과정을 거치면서 기술력이 향상된 것과 같이, 푸드테크도 같은 과정을 밟을 수 있습니다. K-POP도 한때는 영세산업이었던 것처럼, 언젠가 세계를 선도할 한국의 푸드테크(K-FT)가 될 수 있을 것이라고 확신하고 있습니다.

향후 다양한 푸드테크 부문에 새로운 기술을 지속적으로 개발함으로써, 국가의 기술력을 높이고 국제 경쟁력을 높여 생산기술과 시스템까지 수출하는 혁신성장의 동력이 되도록 추진되어야 합니다.

이 책에서는, 식품산업 분야에서 4차 산업 핵심기술을 이해하려는 독자를 위하여 관련 기술을 가급적 상세하게 설명하려고 노력하였습니다. 특히 〈See & Think〉란을 두어 본문 내용이나 관련 내용을 이해하는 데 도움이 되도록 하였습니다.

최근에 관심이 집중되고 있는 푸드테크에 대한 자료나 서적은 거의 없는 실정입니다. 따라서 푸드테크에 관심있는 독자들을 위하여 기본적인 지식이나 이해를 넓혀주는 자료가 필요하다는 판단에 따라 책을 집필하게 되었습니다. 이 책에 대한 보완점이나 잘못된 부분의 지적이나 조언을 주시면, 다음 재판 시에 최대한 반영하도록 하겠습니다.

푸드테크에 관련된 자료가 많지 않은 상황에서 지금까지 저자의 경험을 바탕으로 푸드테크의 범위를 설정하고, 주관적 관점에서 집필하였기에 관점에 따라 다를 수도 있다는 점을 밝혀둡니다.

이 책이 완성되기까지 푸드테크에 대한 국내외의 참고 자료를 인용하거나 유효적절하게 활용하였다는 점을 밝혀 둡니다. 논문이나 전공 서적과는 달리 기본적인 이해에 초점을 두게 됨에 따라, 참고 문헌이나 인용 문헌을 일일이 열거하는 것은 오히려 일반 독자에게 혼란을 야기할 수 있다고 생각하여 생략하였습니다.

프롤로그 - 4
미리 알아보는 푸드테크 범위 - 9

PART 01. 각광받는 차세대 기술 푸드테크 - 11
1.1 식품 산업의 혁신 푸드테크 - 12
1.2 4차 산업에 기반한 식품 산업의 동향 - 14
1.3 푸드테크란 무엇인가 - 16
1.4 푸드테크의 분류 - 19
1.5 왜 푸드테크가 주목받고 있는가 - 22
1.6 급변하는 미래 식품의 세계 - 24

PART 02. 푸드테크 혁명과 스마트 키친 - 29
2.1 스마트 키친이란 무엇인가 - 30
2.2 스마트 조리기기와 주방의 변화 - 32
2.3 창조성에 기반한 주방 디자인 - 37
2.4 식품 진화를 전망한 핵심 트렌드 - 39
2.5 식품과 과학기술에서 탄생된 인간의 시각화 - 41
2.6 요리 레시피 진화의 3단계 신기술 - 43
2.7 가속화하는 외식 산업의 대변혁 - 46
2.8 식품 가치의 재조명 - 49

PART 03. 차세대 단백질 자원 대체육 - 55
3.1 대체육의 현재 상황과 전망 - 56
3.2 대체육의 분류 및 개요 - 58
3.3 대체육 진화의 5단계 분류 - 61
3.4 식육과 대체육의 상호보완 관계 - 64
3.5 대체육에 의한 효율적인 식료품 공급 - 68
3.6 대체육의 원료와 제조방법 - 70
3.7 환경 문제를 고려한 대체육 - 73
3.8 건강에 좋은 대체육을 추구하는 스타트업 기업 - 75

PART 04. 차세대 단백질 자원 식물육 - 79
4.1 식물육의 특징 - 80
4.2 식물육 제조기술의 발전전략 - 82
4.3 평가가 높아지는 식물육 상품 - 84
4.4 식물육에 대한 소비자 수요 - 86
4.5 육식의 국가별 정보 파악과 그 대응 - 88
4.6 외식에서 일어나는 식물육 메뉴의 채용 - 91


PART 05. 새로운 식재료 조류식품 - 97
5.1 조류(藻類)식품의 개요 - 98
5.2 왜 조류식품이 다시 주목을 받는가 - 101
5.3 조류식품의 배양기술 - 103
5.4 조류식품의 가공기술 - 106
5.5 조류식품의 시장 - 108
5.6 다양한 용도를 가진 조류 - 110
5.7 조류식품의 보급을 향한 과제 - 112

PART 06. 차세대 대체 단백질 식용곤충 - 117
6.1 새로운 단백질 식용곤충 - 118
6.2 현대 식용곤충의 재조명 배경 - 120
6.3 식용곤충 종류와 가치 - 122
6.4 곤충의 조달 방법(수단) - 124
6.5 펫푸드용 식용곤충 - 125
6.6 유엔식량농업기구(FAO)의 권장인 식용곤충 - 128
6.7 식용곤충 산업의 전망 - 129

PART 07. 새로운 식재료 배양육 - 133
7.1 배양육의 급부상 - 134
7.2 배양육의 특징 - 136
7.3 배양육의 제조기술 - 138
7.4 배양육의 상품화 - 141
7.5 배양육은 인구증가의 해결방안 - 143
7.6 생선의 고기 배양과 3D 푸드 프린터 - 144
7.7 세계 최초로 배양육이 판매된 것은 싱가포르 - 146

PART 08. 시니어 푸드테크 산업(고령친화 식품) - 149
8.1 시니어를 지향한 푸드테크 산업 - 150
8.2 시니어 푸드 산업의 전망 - 152
8.3 식품 산업의 블루오션, 시니어 푸드 시장 - 154
8.4 고령자의 단백질 섭취 중요성 - 155
8.5 3D 푸드 프린터는 개호식의 핵심 콘텐츠 - 157
8.6 고령자 소프트 식품의 새로운 트렌드 - 159
8.7 확대되는 시니어용 간호식 시장 - 16

PART 09. 인공적 농산물 재배 식물공장 - 167
9.1 식물공장의 분류와 개요 - 168
9.2 식물공장에서의 생육 모니터링 - 170
9.3 식물공장의 강점 - 171
9.4 식물공장 야채의 마케팅 전략 - 174
9.5 가속하는 식물공장의 오토메이션화 - 176
9.6 식물공장에 도입되는 인공지능(AI) - 179
9.7 인공지능(AI)에 기반한 식물공장 - 180
9.8 미래 농업과 식물공장의 과제 - 183
9.9 식물공장의 기후변화 극복과 대안 농업 - 184

PART 10. 식량 문제 해결의 새 돌파구 육상양식 - 187
10.1 수산업의 현실과 육상양식의 기대 - 188
10.2 관심이 집중되는 육상양식 - 190
10.3 기술혁신이 이루어지는 육상양식 - 191
10.4 양식기술을 활용한 소비자 수요의 상품설계 - 193
10.5 IoT/AI를 활용한 스마트 수산업 - 195
10.6 IoT/AI 기술을 활용한 육상양식 - 197
10.7 육상양식의 장점과 단점 - 199
10.8 농업과 양식을 결합한 아쿠아포닉스 - 201

PART 11. 푸드테크와 관련된 환경문제 - 207
11.1 푸드 비즈니스에 관련된 환경문제 - 208
11.2 식품 손실과 식품 폐기물 - 209
11.3 플라스틱 제품의 용기 포장의 문제 - 213
11.4 환경문제와 푸드 비즈니스 - 214
11.5 농·축산 부문 탄소중립 - 215
11.6 디지털 기술에 의한 탄소중립 - 220
11.7 농업의 온실효과 가스 절감 대책 - 221

PART 12. 유통과 가공에 관한 푸드테크 - 225
12.1 기대되는 푸드체인의 스마트화 - 226
12.2 스마트 푸드체인의 정의 - 228
12.3 수급 매칭을 최적화한 스마트 푸드체인 - 229
12.4 농산물 신선도의 시각화 - 231
12.5 농산물 품질·신선도의 보존 기술 - 234
12.6 진화를 거듭하는 품질보존 기술 - 235
12.7 농업·농촌의 디지털 전환(DX) 혁명 - 237
12.8 농촌 디지털 전환(DX) ‘CASE’ 활성화 - 240
12.9 도매시장의 역할과 생산ㆍ유통 스마트화 - 242
PART 13. 푸드테크와 메타버스 - 247
13.1 메타버스의 정의와 특징 - 248
13.2 VR/AR/MR이란? - 255
13.3 메타버스 플랫폼과 활용 사례 - 258
13.4 메타버스로 영역을 확대하는 식품업계 - 262
13.5 메타버스 단계 및 과제들 - 264

PART 14. 푸드테크를 견인하는 차세대 기술 - 269
14.1 푸드테크를 견인하는 4차 산업 관련 기술 - 270
14.2 인공지능 및 응용 분야 - 275
14.3 로봇의 기술혁명 - 296
14.4 4차 산업혁명과 사물 인터넷 - 309
14.5 빅데이터의 정의 및 동향 - 314

PART 15. 4차 산업 기술에 기반한 스마트 축산 - 327
15.1 축산의 스마트화 - 328
15.2 인공지능(AI)에 기반한 축산업 - 332
15.3 축산업에 관한 정보화 - 335
15.4 낙농에서 사용되는 로봇 - 337
15.5 조사료 생산에서 급이(給餌)까지의 스마트화 - 341
15.6 ICT를 활용한 효율적인 급이 기술 - 343
15.7 클라우드 소 집단관리 시스템 - 344
15.8 ICT 기술을 활용한 축산업 - 347