신기술이용 식품첨가물 국내 · 외 심사 현황 및 전망

이진규(Jin-Kyu Rhee) 한국식품과학회 2019 식품과학과 산업 Vol.52 No.2

새로운 식품원료 · 첨가물에 대한 산업 활성화를 위한 대표적 사례는 미국의 GRAS 제도이다. GRAS제도의 가장 큰 특징은 FDA의 승인을 반드시 거치지 않더라도 전문 심의위원회(사설)의 검토를 거쳐 안전한 식품으로의 사용이 가능하다고 판단되는 경우 이를 제조 · 판매가 가능한 구조이다. 그러나, 이러한 GRAS 제도는 식품으로의 사용에 따라 발생할 수 있는 모든 책임을 제조사가 가져가는 구조임을 감안할 때, 현실적으로 국내의 식약처 중심의 안전성 심사 및 관리 체계에서는 도입하는데 현실적인 어려움이 있다. 유럽 Novel Food의 경우는 상대적으로 이러한 국내 환경과 유사하므로 유럽 법규 현황에 대한 세부적인 선행 사례 분석이 유의미할 것으로 기대할 수 있다. 전술한 바와 같이 중국의 신식품원료 심사제도는 유럽의 Novel Food 제도와 기본적 철학면에서는 운영에 있어 유사한 부분이 보이나, 자국 내 지정된 시험평가 기관에서 직접 평가한 결과만을 심사 검토의 기준 자료만으로 채택하고 있어 한국 국내 관련 산업의 활성화와 해외로의 진출을 지향하며 작성하게 된 본 지의 취지와 격차가 크다고 분석하였다. 마찬가지로 일본의 사례는 위해성 심사의 주관을 경제산업성이 맡고 있으면서, 경제산업성 산하의 독립행정법인인 제품평가반기술기구(NITE)의 사전심사 기능 부여라는 분권화를 주된 특징으로 채택하고 있어 정부 주도의 한국내 심사제도의 개선을 위해 제도적인 측면에서 참고할 부분의 발굴이 용이치 않다고 사료되었다. 이러한 사유로 유럽과 미국의 현행 법규에 한정하여 비교하면 아래와 같다(표 3). 미국 · 유럽 · 한국의 신규 식품소재의 인허가 심사 체계는 1) 기존 등록된 식품원료 · 첨가물과의 동등 규격 여부에 대한 유권해석, 2) 새로운 식품첨가물인 경우 제품의 안전성심사, 3) 식품 제조 관리 기준에 따른 생산 인허가의 3단계 과정을 거쳐서 진행이 되며, 각국별 기준은 다소 차이가 있어도 기본적인 심사의 절차 및 소요기간은 큰 차이가 없다. 그러나 제조의 과정에 유전자변형미생물 자체 혹은 이를 이용하여 제조된 효소제 등을 사용할 경우, 미국의 GRAS 제도의 경우는 별도의 심사가 아닌 제품의 GRAS 심사의 과정 중에 모두 포함되어 안전성을 심사하는 것과 달리, 유럽 · 한국의 경우는 제품에 대한 안전성 심사 이외에 미생물과 효소제에 대한 별도의 안전성 심사가 선행되어야 한다. 그러나 유럽 Novel Food의 경우는 제조 과정 중 사용되는 유전자변형미생물의 경우 밀폐환경이용(contained use) 여부에 따른 완화된 법규 및 별도의 효소 · 균주의 positive list 제도를 운영하고 있어, 국내와는 실질적으로 새로운 식품첨가물의 산업화를 위한 소요 일정, 비용이 매우 간소화 되어 있음을 확인할 수 있다(Kim, 2014) In the past, food additives were classified and managed as chemical synthetic and natural additives according to the manufacturing process, but it was difficult to confirm the purpose or function of food additives. CODEX, an international standard, classifies food additives according to their practical use, based on scientific evidence on the technical effects of food additives, instead of classifying them as synthetic or natural. Therefore, very recently, the food additive standards in Korea have been completely revised in accordance with these global trends. Currently, the classification system of food additives is divided into 31 uses to specify their functions and purposes instead of manufacturing methods. Newer revision of the legislative framework for defining and expanding the scope of the Act as an enlarged area is required. Competition for preempting new food products based on bio-based technology is very fierce in order to enhance the safety of domestic people and maximize the economic profit of their own countries. In this age of infinite competition, it is very urgent to revise or supplement the current regulations in order to revitalize the domestic food industry and enhance national competitiveness through the development of food additives using new biotechnology. In this report, current laws on domestic food ingredients, food additives and manufacturing methods, and a comparison of domestic and foreign advanced countries’ regulations and countermeasures strategies were reviewed to improve national competitiveness of domestic advanced biotechnology-based food additives industry.

국내외 시판 농산물 중간소재의 총페놀, 총플라보노이드, 총안토시아닌 함량 및 항산화 활성

윤소정 ( So Jung Youn ),이진규 ( Jin Kyu Rhee ),유상호 ( Sang Ho Yoo ),정명수 ( Myong Soo Chung ),이형재 ( Hyungjae Lee ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2016 한국미생물·생명공학회지 Vol.44 No.3

기능성으로 각광 받는 블루베리, 아로니아, 귀리, 단호박, 생강의 국내외 중간소재를 구입하여 기능성 성분을 비교, 분석하였다. 시판 중간소재 80% 메탄올 추출물의 Total phenolics contents (TPC), total anthocyanins contents (TAC), total flavonoids contents (TFC)를 측정하였고, ABTS radical 소거능, DPPH radical 소거능을 통해 항산화능을 측정 후, 통계적 유의성을 분석하였다. TPC (mg gallic acid equivalent/100 g dried sample)와 TFC (mg catechin equivalent/ 100 g dried sample)의 경우, 모두 국내산 블루베리(TPC, 2,917 ± 200; TFC, 1,327 ± 31)와 단호박(TPC, 476 ± 20, TFC, 23 ± 2)이 국외산 보다 높았고, 국외산은 아로니아, 귀리, 생강의 중간소재가 더 높았다. TAC (mg cyaniding-3-glucoside/100 g dried sample)는 국내산 블루베리(949 ± 57), 국외산 아로니아(2,032 ± 153)가 각각 높았다. 항산화능(mg vitamin C equivalent/100 g dried sample) 은 ABTS radical 소거능의 경우, 국내산 블루베리(7,050 ± 321), 단호박(311 ± 8), 생강(3,322 ± 109)이 국외산보다 높았고, DPPH radical 소거능의 경우, 국외산 아로니아 (12,667 ± 437), 생강(2,067 ± 99) 중간소재가 국내산보다 높게 나왔다. 이와 같이 국외산 중간소재와의 비교를 통해 국내산 농산물을 이용한 중간소재의 기능성 성분에 관한 기초자료를 제공하고, 새로운 기능성 중간소재 개발에 활용할 수있을 것이다. Commercial Korean domestic and foreign intermediate food materials (IFMs) of blueberry, Aronia, oat, sweet pumpkin, and ginger were purchased to compare their functional properties, including total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), total anthocyanin content (TAC), and antioxidant capacity. Each IFM was extracted using 80% (v/v) methanol for the analyses. The TPC (mg gallic acid equivalent/100 g dried sample) and TFC (mg catechin equivalent/100 g dried sample) levels in domestic blueberry (TPC, 2,916 ± 200; TFC, 1,327 ± 31) and sweet pumpkin (TPC, 476 ± 20; TFC, 23 ± 32) IFMs were significantly higher than those in the foreign IFMs. In the case of TAC (mg cyanidin-3-glucoside/100 g dried sample), the level in domestic blueberry IFM (949 ± 57) was significantly higher than that in the foreign product. Among the domestic IFMs, the antioxidant capacities (mg vitamin C equivalent/100 g dried sample) of blueberry, sweet pumpkin, and ginger were 7,057 ± 321, 311 ± 8, and 3,321 ± 109, respectively, being significantly higher than those of their foreign counterparts, based on the ABTS radical scavenging assay. In the DPPH radical scavenging assay, foreign Aronia (12,667 ± 437) and ginger (2,067 ± 99) IFMs showed significantly higher levels of free radical scavenging activity than did the domestic IFMs. These results provide basic information regarding the functional properties of Korean domestic IFMs, compared with their foreign counterparts.

분말가공법에 따른 국내산 사과껍질분말의 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 비교

윤소정 ( So Jung Youn ),이진규 ( Jin-kyu Rhee ),이형재 ( Hyungjae Lee ) 한국산업식품공학회 2017 산업 식품공학 Vol.21 No.4

과일에는 플라보노이드, 탄닌, 카테킨 등의 폴리페놀 뿐만 아니라 여러 항산화능과 관련된 성분을 많이 함유하고 있으며, 과일의 껍질에는 과육부분보다 2-9배 이상 높은 각종 기능성 성분이 많은 것으로 보고되고 있다. 국내에서 사과는 가장 많이 생산되는 과일 중에 하나이며, 사과껍질에는 quercetin의 함량이 높은 것으로 알려져 있다. 하지만 국내에서 사과껍질의 항산화능을 분석하거나 이를 이용하여 식품에 적용한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 국내산 사과껍질 원물 균질액, 동결건조분말, 열풍건조분말 및 초미세분말의 총페놀함량(TPC), 총플라보노이드함량(TFC), ABTS radical 소거능(ABTS), DPPH radical 소거능(DPPH)을 비교하고, 이를 통해 사과껍질을 식품 소재로 활용 시최적 분말화 및 추출조건을 알아보고자 했다. TPC는 동결 건조분말, 열풍건조분말의 추출물에서 가장 높게 나타났고, TFC는 초미세분말 추출물에서 가장 높게 나타났다. ABTS 라디컬 소거능은 초미세분말에서, DPPH 라디컬 소거능은 동결건조분말에서 가장 높게 측정되었다. 이상의 결과를 통해, 동일 품종의 사과껍질을 사용한 경우 원물의 가공방법 및 추출조건에 따라 각 기능성의 차이가 나타났다. 이중, 초미세분말에서 TFC와 ABTS 라디컬 소거능이 가장 높은 결과를 나타낸 것을 볼 때, 분말화 방법 등 가공조건의 차이에 의해 개발된 중간소재의 여러 기능성에서 차이가 날 수 있다는 결과를 얻었다. 따라서 본 연구를 통해 기능성이 향상된 분말화된 식품중간소재 개발 시 여러 가공조건에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 이를 고려하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다. A cultivar (Malus domestica cv. Fuji) of apple was selected to make apple peel (AP) powder by three different powdering methods. Frozen AP was thawed and subsequently was dried or ground without drying. After AP was dried by hot-air drying at 60℃ or freeze-drying, the dried AP was ground using a conventional blender. Separately, the thawed AP was powered by using a cryogenic micro grinding technology (CMGT). The ground AP and three types of AP powder were extracted using deionized water, 20, 40, 60, 80, or 100% methanol, followed by vacuum evaporation. The total phenolics contents (TPC), total flavonoids contents (TFC), DPPH, and ABTS radical scavenging capacities of each extract were compared to determine an efficient powdering method. Lyophilized AP powder extract using 60% methanol showed the highest TPC and DPPH radical scavenging capacity. In contrast, 60% methanol extract of the powder by CMGT, resulting in the smallest particle, exhibited the highest TFC and ABTS radical scavenging capacity. This study suggests that the extraction yield of bioactive compounds from AP may be varied according to different powdering methods and that a new powdering process such as CMGT may be applicable to develop functional foods efficiently.

기계적 밀링 공정에 의해 제조된 Al-B₄C 복합분말의 밀링 거동 연구

홍성모,박진주,박은광,이민구,이창규,김주명,이진규,Hong, Sung-Mo,Park, Jin-Ju,Park, Eun-Kwang,Lee, Min-Ku,Rhee, Chang-Kyu,Kim, Ju-Myoung,Lee, Jin-Kyu 한국분말야금학회 2012 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.19 No.4

In the present work, Al-$B_4C$ composite powders were fabricated using a mechanical milling process and its milling behaviors and mechanical properties as functions of $B_4C$ sizes ( $100{\mu}m$, 500 nm and 50 nm) and concentrations (1, 3 and 10 wt.%) were investigated. For achieving it, composite powders and their compacts were fabricated using a planetary ball mill machine and magnetic pulse compaction technology. Al-$B_4C$ composite powders represent the most uniform dispersion at a milling speed of 200 rpm and a milling time of 240 minutes. Also, the smaller $B_4C$ particles were presented, the more excellent compositing characteristics are exhibited. In particular, in the case of the 50 nm $B_4C$ added compact, it showed the highest values of compaction density and hardness compared with the conditions of $100{\mu}m$ and 500 nm additions, leading to the enhancement its mechanical properties.

밀링 에너지 변화에 따른 TiC 분말의 미세화 거동에 관한 정량적 연구

홍성모,박은광,김경열,박진주,이민구,이창규,이진규,권영순,Hong, Sung-Mo,Park, Eun-Kwang,Kim, Kyeong-Yeol,Park, Jin-Ju,Lee, Min-Ku,Rhee, Chang-Kyu,Lee, Jin-Kyu,Kwon, Young-Soon 한국분말야금학회 2012 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.19 No.1

This study investigated refinement behaviors of TiC powders produced under different impact energy conditions using a mechanical milling process. The initial coarse TiC powders with an average diameter of 9.3 ${\mu}m$ were milled for 5, 20, 60 and 120 mins through the conventional low energy mechanical milling (LEMM, 22G) and specially designed high energy mechanical milling (HEMM, 65G). TiC powders with angular shape became spherical one and their sizes decreased as the milling time increased, irrespective of milling energy. Based upon the FE-SEM and BET results of milled powders, it was found initial coarse TiC powders readily became much finer near 100 nm within 60 min under HEMM, while their sizes were over 200 nm under LEMM, despite the long milling time of up to 120 min. Particularly, ultra-fine TiC powders with an average diameter of 77 nm were fabricated within 60 min in the presence of toluene under HEMM.

GMR-SV 소자를 이용한 미크론 자성비드와 결합된 적혈구 검출 특성 연구

이재연(Jae-Yeon Lee),김문종(Moon-Jong Kim),이상석(Sang-Suk Lee),이진규(Jin-Kyu Rhee) 한국자기학회 2014 韓國磁氣學會誌 Vol.24 No.4

The glass/Ta(5.8 nm)/NiFe(5 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(3 nm)/IrMn(12 nm)/Ta(5.8 nm) GMR-SV (giantmagneto- resistance-spin valve) multilayer structure films with a magnetoresistance ratio (MR) of 5.0 % and a magnetic sensitivity (MS) of 1.5%/Oe was deposited by dc magnetron sputtering method. Also, GMR-SV device having a width of 7 μm~8 μm similar to the diameter of RBC (red blood cell) was fabricated by the light lithography process. When RBCs coupled with several magnetic beads with a diameter of 1 μm dropped upon the GMR-SV device having MR = 1.06% and MS = 0.3 %/Oe, there is observed the variation of about included of a resistance value of ΔR = 0.4 Ω and ΔMR = 0.15% around a external magnetic field of ?0.6 Oe. From these results, the GMR-SV device having the width magnitude of a few micron size can be applied as the biosensor for the analysis of a new magnetic property of hemoglobin inside of RBC combined to magnetic beads.

3D 프린팅 기술과 미래식품산업의 응용

윤형선(Hyung-Sun Yoon),이미현(Mihyun Lee),김현연(Xuanyan Jin),김수진,이소윤(Soyeon Lee),김연비,유영선(Young-Sun You),이진규(Jin-Kyu Rhee) 한국식품과학회 2016 식품과학과 산업 Vol.49 No.4

The potentialities of 3D printing technology are discussed from technical and research-oriented perspectives for industrial manufacturing of a variety of food products. Currently, 3D printing technology has advanced to enable us to process or cook innovative foods. However, food-based materials for 3D printing are still limited in terms of eating qualities, nutritional values and functionality as well as industrial production. Therefore, this uprising issue on alternative food processing techniques especially focused on the exploration of new food materials combined with these 3D printing technologies needs to be re-spotlighted, and then solved to pave the way to this innovative and sensational area of investigation with more accessibility. In this review, previous research work and industrial applications conducted by frontier research groups in this field are covered, then to open discussion for future research on the 3D printing of food.

영구자석과 홀소자가 구비된 맥진기를 이용한 경동맥과 요골동맥의 맥진파형과 맥파전달속도 분석

김동영(Dong-Young Kim),이상석(Sang-Suk Lee),현석산(Seog-San Hyeon),이진규(Jin-Kyu Rhee) 한국자기학회 2014 韓國磁氣學會誌 Vol.24 No.5

The pulse waveforms of a carotid artery in the neck and a radial artery in the hand wrist were individually measured by using cliptype pulsimeter equipped with a permanent and Hall device. The pulse transit time and the pulse wave velocity obtained through comparison of two pulse waveforms were analyzed each other. A value of the pulse wave velocity was about 8.5 m/s similar to one measured by a conservative method. This result suggests that the clip-type pulsimeter as the reproducible and reliable one oriental diagnostic medical device can be predicted to any atherosclerosis state in the cardiac circulatory system.

동결분쇄를 이용한 보리싹, 울금, 황칠, 상황버섯의 영양성분 증진 및 투과 효과

이일남 ( Il-nam Lee ),한예은 ( Ye-eun Han ),정호준 ( Ho-jun Jeong ),박하은 ( Haeun Park ),정주영 ( Juyeong Jung ),이진규 ( Jin-kyu Rhee ) 한국산업식품공학회 2017 산업 식품공학 Vol.21 No.4

본 연구에서는 건조조건과 분쇄조건을 달리하거나 추출한 식물류의 영양성분 함량과 영양성분의 보존율을 비교 분석하였다. 동결분쇄한 식물류는 일반분쇄 하거나 추출한 식물류에 비하여 영양성분의 보존율이 높은 것으로 나타났다. 인공생체막에서 영양성분의 투과도를 분석한 결과 동결분쇄한 식물류의 영양성분이 잘 투과하였다. 분쇄과정에서 열발생을 최소화하고 입도를 작게 하는 동결분쇄 기술이 식물류 원료를 우수한 식물소재로 가공할 수 있는 기술임을 확인하였다. The purpose of this study was to improve the nutrition and the permeability of functional plants by using cryogenic grinding technology. Barley sprouts, Curcuma longa L., Dendropanax morbifera LEV., Phellinus linteus were dried, ground and extracted in different temperature conditions. Powder size of barley sprouts and Curcuma longa L. were about 50 μm and Dendropanax morbifera LEV. and Phellinus linteus were about 20 μm. Cryogenic ground of Barley sprouts preserved 18.27-124.65% of nutrients such as protein, ash, carbohydrate, beta carotene, minerals, vitamins. Cryogenic grinding powder of Curcuma longa L. show high nutrients retention rate of lipid and carbohydrate. Permeability was measured by Parallel Artificial Membrane Permeability Assay (PAMPA) to predict passive gastrointestinal absorption. Permeability of saponarin, which is marker compound of Barley sprouts, is 9.88 times higher in cryogenic grinding powder than ambient grinding powder. Curcumin permability is 3.1 times higher than ambient grinded powder. As a result, particle size, nutrition, protein digestion degree and permeability demonstrated a positive relationship with the decreasing grinding temperature for the powders. These results confirm that the cryogenic grinding method had good suitability to increase functionality of plants, since it could minimize the heat generated while processing and effectively reduce the particle size.

알코올 내성 젖산균 P. acidilactici K3와 혼합 발효한 막걸리의 품질 연구

장단비 ( Danbie Jang ),이현주 ( Hyunjoo Lee ),표상은 ( Sangeun Pyo ),노성운 ( Seong Woon Roh ),이진규 ( Jin Kyu Rhee ),이한승 ( Han Seung Lee ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2014 한국미생물·생명공학회지 Vol.42 No.4

막걸리내 유산균의 특성을 연구하기 위해 알코올 내성이 있는 P. acidilactici K3를 첨가하여 막걸리를 담갔을 때와 시중에 판매되고 있는 생막걸리에 P. acidilactici K3를 첨가하여 한 달간 저장했을 때의 이화학적 변화와 젖산균수의 변화를 조사하였다. 그 결과, P.acidilactici K3를 첨가하여 발효하였을 때의 젖산균 생균수는 이를 첨가하지 않은 막걸리보다 3배 이상 많았으나 알코올 함량은 큰 차이를 보이지 않았으며 당도, 환원당, 총당, 탁도, pH, 산도, 아미노태 질소함량은 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 시판되는 생막걸리에 P. acidilactici K3를 첨가하여 저장기간 동안 이화학적 변화를 관찰한 결과, 젖산균 생균수는 P. acidilactici K3를 첨가한 생막걸리는 107 CFU/ml을 유지하였으며, 알코올함량, 탁도, 당도, 환원당, 총당, pH, 총산, 아미노태 질소함량은 큰 차이가 없었다. 본 실험결과, 알코올 내성 젖산균 P. acidilactici K3가 막걸리의 이화학적 성질에 큰 영향을 미치지 않으며, 막걸리 발효균주 및 첨가제로의 응용이 가능함을 확인하였다. This study’s purpose was to investigate the characteristics of a traditional Korean rice wine containing lactic acid bacteria (LAB), called makgeolli. The makgeolli was brewed with the alcohol-tolerant Pediococcus acidilactici strain K3, and was analyzed for LAB cell counts, alcoholic content, turbidity, pH, total acidity, amino nitrogen, total sugars, reducing sugars, solid contents, and organic acids. The physicochemical properties of the makgeolli were mostly maintained during fermentation (9 d) and storage (15 d). We also monitored the properties of LAB-supplemented commercial makgeollies, after adding P. acidilactici K3 at a concentration of 107 CFU/ml makgeolli, for one month. Most of their properties, such as alcoholic content, turbidity, pH, total acidity, amino nitrogen, total sugars, reducing sugars, solid contents, and organic acids, were preserved during storage at 10oC, suggesting that makgeolli supplemented with live LAB can be produced. These results suggest that alcohol-tolerant P. acidilactici K3 can be used for makgeolli brewing either as a starter or as a supplement.