식품 내 미량 포함된 인공색소, 중금속, 마이코톡신, 환경호르몬 등을 동시에 검출하는 기술

식품 보관·운송·판매 단계에서 손쉽게 다양한 유해물질의 정량측정을 가능하게 하여 안전한 먹거리 검증에 기여

향후 5년 : ~2023년 : 중금속, 인공색소, 마이코톡신, 환경호르몬 검출센서의 통합다양한 검출원리에 대한 지속적인 탐색 (광학적 방법 vs. 전기적 방법)

향후 10년 : ~2028년 :다양한 식중독균/바이러스 검출 시스템과 저분자 화합물 시스템의 통합통합 검출센서 모듈의 경량화/민감도 제고

1) 다양한 유해물질의 물리화학적인 근원에 공통적으로 적용할 센서 플랫폼 개발

- 전기화학적 방법, 전기적 방법, 광학적 방법 등

- 중금속, 인공색소(저분자화합물), 농약, 독성 대사산물(마이코톡신), 식중독균 (세균), 바이러스 등등을 공통으로 검출하는 저분자 화합물, 압타머, 항체 등을 이용한 공통의 검출 플랫폼 개발

2) 연속적인 모니터링을 위한 감지층(센싱 레이어, 저분자 화합물, 압타머, 펩타이드, 항체)의 구조적/화학적 안정화 기술 개발

- 식품이나 생활환경의 시료를 기준으로 연속측정을 위해 다양한 물리화학적 환경*에서 분해되거나 변형되는 것을 방지하기 위한 표면처리 기술의 개발

* pH, 이온농도, 불순물의 존재 등

식품산업의 세계화에 따라 식품의 유통/소비 단계에서 발생하는 다양한 유해물질*의 농도를, 단일한검출장비를 통해서 검출하여 경보를 울릴 수 있는 플랫폼 필요* 저분자화합물, 대사물, 식중독균, 바이러스 등

전기화학적 방법, 전자코/전자혀, 분광학적 방법, 나노입자의 발색반응, 형광 프로브를 이용한 방법들을 이용해 식중독균/바이러스, 톡신류 (Shiga toxin), 저분자 화합물 등의 검출 방법에 대한 총설

* Sensors, 2015, Special Issue “Sensors for Food Safety and Quality

해외의 선진 연구그룹에서도 세균/바이러스와 중금속을 포함한 저분자 화합물을 포괄하는 센서 플랫폼을 개발 진행 중

식품산업과 유통시장의 확대에 따라 소비자의 접근이 가능한 고신뢰성 식품안전 모니터링시스템 수요 증가

미생물과 저분자 화합물의 동시 검출 기술 대두하였으며, 식품 저장 및 물류 시스템과의 연계하여 사회적인 파급력이 큰 식중독균·바이러스와 중금속, 농약의 동시 검출 진행

다중 검출 감도 향상 및 검출 시간 감축 요구

* 100 cfu/ml/1hr (‘16)→ 100 cfu/ml/1분 (’25 추정치)

바이오센서의 경우 ‘14년 102억 달러(약 11조 원)에서 연평균 10.4%의 성장률을 보이며 ’19년에는 169억 달러(약 18조 원)의 규모로 성장할 전망 * 출처 : 중소벤처기업부, 중소기업 기술로드맵 2018-2020, 2017식품 유해화합물 검사시장은 2018년 기준 2.6조원에 달할 것으로 예상, 안전검사 글로벌 시장규모는 11.5%의 성장률을 보이며 2020년에 약 51억 4천만 달러(약 5.6조 원)로 성장 전망 * 출처 : 중소벤처기업부, 중소기업 기술로드맵 2018-2020, 2017

직접적인 피해 이외에 간접적인 사회적인 불안에 따른 손실이 막대하므로, 식품 안전에 대한 사회체계를 완비하여 수조 원에 이르는 사회적 비용의 감소와 통합에 기여 * 조류 인플루엔자, 메르스의 유행, 가습기 살균제 사태

다양한 센서 플랫폼 검토를 거쳐 크게 광학적인 방법, 전기화학적인 방법으로 다양한 표적의 유해물질을 검출하는 통합시스템에 대한 선행 평가 요구 시료의 전처리 기술과 Lab-on-a-chip (or MEMS) 기술의 통합이 필수

식품&유해&검출|식품&유해&탐지|식품&유해&감지