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유통공학연구실에서는 농축산물을 보다 신선한 품질로 저장 및 유통이 가능하도록 하는 차세대 저장유통 기계기술을 개발하고 있다.
 

가을사과 그대로 여름까지, 월동배추 저장 기간 5개월까지 저장하는 한국형 CA저장고

기체조절(CA, controlled atmosphere) 저장은 저장고 안의 온·습도 및 산소와 이산화탄소의 농도를 정밀하게 제어해 농산물의 호흡을 지연시켜 품질 변화를 최소화하여 저장기술이다. 2016년도에 사과 등 농산물을 고품질의 상태로 장기간 저장이 가능한 CA저장고를 완전 국산화하여 개발하였는데 이 CA저장은 저장기간이 9~12개월로 일반 저온저장의 저장기간 6개월보다 길며, 저장한 농산물의 품질도 훨씬 우수하여 가을 사과 아삭함을 그대로 여름에도 맛볼 수 있게 되었다.

한국형 CA저장고는 2018년부터 농촌진흥청 시범사업을 통해 보급되고 있으며, 현재 30여대가 보급되어 농가소득을 올리는 핵심기술로 사용되고 있다. 또한 CA기술을 바탕으로 팰릿단위 CA저장 시스템이 2020년에 개발되었는데 이 저장기술은 일반 저온저장고 안에 설치한 여러 개의 기밀 컨테이너를 질소 발생기와 고압 이산화탄소 용기, 에어호스를 연결하고 컨테이너별 내부 산소와 이산화탄소 농도를 개별적으로 조절할 수 있다. 김치의 주원료인 배추 저장에 적용한 결과 팰릿 단위 CA 저장시스템으로 월동배추를 5개월까지 좋은 품질로 저장 가능하였다. 월동배추의 저장 기간이 늘어나면서 김치제조업체에서는 안정적으로 월동배추를 공급받아 고품질 김치 생산이 가능하고, 정선과정에서 발생하는 가공폐기물을 줄이고 생산량을 늘릴 수 있을 것이다.

수출 농산물 품질 유지를 위한 팰릿 MA 포장 및 급속 냉해동 기술 개발

동남아시아 국가에 딸기를 수출할 경우 12~1월에는 85% 숙도의 딸기가 3~5월에는 60~70% 숙도의 덜 익은 딸기가 수출되는데, 우리나라와 외국의 공항에서 상온에 노출되며 급격한 호흡을 하게 되어 덜 익은 상태로 수출한다.

수출 딸기의 호흡속도를 낮추어 품질을 유지하는 팰릿 단위 MA 포장 기술을 개발하여 2018년 인도네시아 수출 딸기에 실증 적용을 하였고, 2020년부터 보급사업을 추진하고 있다. 파렛트 MA포장은 수출 농산물의 물러짐과 곰팡이에 의한 클레임을 줄이고자 개발되었다. 수분투과도가 높은 나일론을 사용하여 포장 내에 이슬이 맺히는 현상을 줄였으며, 농산물 선별장에 대부분 비치하고 있는 반자동 래핑기를 이용하면 손쉽게 포장할 수 있다.

딸기는 산소 5%, 이산화탄소 20% 인근의 MA포장 상태에서 세포막의 칼슘성분과 이산화탄소가 반응하여 단단함이 향상되는 현상이 있다. 특히 딸기의 유통에 문제가 되는 잿빛 곰팡이는 호기성 미생물로 낮은 산소농도와 높은 이산화탄소 농도에서 증식이 억제된다. 딸기 수출에 적용할 경우 호흡속도를 줄여서 딸기의 당분이 덜 소모되었으며, 이산화탄소 농도에 의한 단담함도 유지되는 효과가 있었다. 급속 냉해동 기술과 과냉각 저장기술을 이용하면 농축산물을 장기간 저장할 수 있다.

라디오파를 이용해 돼지고기 등심의 표면과 내부를 고르게 5분 만에 해동하는 급속해동기를 개발하였다. 전자렌지로 해동 시 고기의 표면이 먼저 익는 문제가 있고, 냉장해동은 해동하는데 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 라디오파 해동은 이 두 가지 문제점을 동시에 해결하였다. 어는점 이하의 온도에서도 물이 얼지 않는 과냉각현상을 이용하여 농산물을 저장하는 기술을 개발하고자 저장고 내부의 온습도 변화를 최소화할 수 있는 특수한 형태의 과냉각 저장고를 제작하여 과냉각 저장연구도 수행하고 있다.

포장내부의 농산물 상태와 이력을 알려주는 스마트 포장기술

소비자에게 농산물의 신선도에 대한 신뢰를 주기 위해 신선도에 영향을 미치는 온도, 익은 정도, 포장 내 산소 유무, 충격 여부 등을 감지하여 보여주는 스마트 포장기술 앞으로 폭 넓게 적용될 전망이다.

신선 농산물은 냉장창고, 냉장차, 냉장 선별시설, 냉장 판매시설 등 계속적으로 냉장 상태가 유지되는 콜드체인을 통해 유통되는 것이 중요하지만, 유통 중 일부구간에서 고온에 노출되면 인체에 해로운 유해세균이 증식할 수도 있다. 특정온도 이상에 노출되면 색이 변하거나 바코드가 지워지거나 하여 판매가 되지 않도록 하는 기술이 선진국을 중심으로 개발되고 있는데, 유통공학연구실에서는 이러한 기술을 개발하였으며 그 기술을 사과의 숙성 시 발생하는 사과향 성분과 반응하여 맛있는 사과의 상태를 알려주거나, 사람이 가장 맛있게 느끼는 온도를 색으로 알려주는 스티커 센서기술이다. 수박 및 천혜향의 맛있는 온도를 알려주는 센서기술은 판매현장에서 소개된 바 있다.

농산물의 온도감응 센서는 소비자가 가장 최적의 온도에서 수박을 먹을 수 있도록 저온, 최적온도, 상온에서 각기 다른 색이 나타날 수 있도록 고안하였다. 스티커 방식의 온도감응센서는 색깔이 적색으로 변할 경우에 수박 맛을 가장 좋다는 것을 소비자에게 알려준다.

실용화 기반 미래형 저장유통 기계기술 개발

유통공학연구실에서는 저장유통 공학기술 개발을 위하여 CA저장, AI기반 포장유통, 냉해동 분야의 핵심기술을 단계별로 개발 및 실용화를 추진해 나갈 계획이다. CA저장은 기존의 저온저장고 시설에서 파렛트 단위로 CA저장할 수 있는 ‘파렛트 CA저장시스템’과 농산물의 호흡률에 맞춰 산소와 이산화탄소 농도를 최적화 할 수 있는 능동형 CA저장시스템을 2021년까지 개발 및 농업현장에 보급할 계획이다.

포장유통 분야는 생분해성 바이오플라스틱 소재적용 포장기술 및 4차산업과 연동한 AI기반 저장유통기술 개발, 유통과정에서 온도 및 품질변화를 기록할 수 있는 색반응 센서를 현장에 보급하고, 장기적으로는 과냉각 공학기술과 급속 냉해동 공학기술을 더욱 발전시킬 계획이다.