농촌진흥청이 쌀을 3차원(3D) 식품 프린팅 잉크로 사용할 수 있도록 소재 가공 기술을 개발하고, 맞춤형 영양 배합 설계가 가능한 기술 기반을 마련했다.

이번 연구를 통해 근육 증가, 체중 감량 등 개인별 영양 요구에 맞춘 설계가 가능해지면서 맞춤형 식단을 구현할 수 있는 가능성이 열렸다.

3차원 식품 프린팅 기술은 2006년부터 초콜릿과 치즈 등의 식품을 출력하는 데 사용되기 시작했으며, 최근 들어 개인 맞춤형 영양을 제공할 수 있는 푸드테크 도구로 주목받고 있다.

▲ 쌀 이용 3차원 식품 프린팅

그러나 현재까지 프린팅 잉크로 사용 가능한 식품의 종류는 제한적이었으며, 쌀과 같은 주식 농산물을 활용해 영양이 풍부하고 식사 대용으로 적합한 잉크 개발이 요구되었다.

이에 따라 농촌진흥청 연구진은 쌀을 뻥튀기 방식과 유사한 팽화 처리를 통해 3D 프린팅 잉크로 활용할 수 있는 방법을 개발했다. 팽화 처리는 곡물을 부풀려 입자를 가볍고 부드럽게 만드는 전통 가공 방식으로, 이를 통해 쌀을 3차원 프린팅에 적합한 형태로 가공했다.

연구진은 20~30%의 고형분을 함유한 잉크도 안정적으로 출력이 가능하다는 점을 확인해 출력 품질을 높이는 데 성공했다.

또한 쌀에 포함된 탄수화물과 단백질을 각각 소재화하여 용도에 따라 적합한 배합비를 설계했다. 쌀의 단백질 함량은 5∼7% 정도로 대부분 전분질이지만, 성분을 개별적으로 조정해 목적에 맞는 배합비로 출력할 수 있게 된 것이다.

예를 들어, 일반적인 식단에서는 탄수화물과 단백질 비율을 4:1로 설정하지만, 근육 증가를 원하는 경우 탄수화물 비율을 2:3, 단백질을 1로 조정할 수 있으며, 체중 감량을 목표로 할 때는 탄수화물과 단백질을 1:1 비율로 맞출 수 있다. 이처럼 3D 프린팅을 활용하면 개인 맞춤형 영양 공급이 가능해진다.

이번 연구는 학술지 Journal of Food Engineering에 발표되었으며, 관련 특허도 출원(쌀 원료 기반 3D 푸드 프린팅 잉크 제조방법, 10-2022-0173156)된 상태다. 농촌진흥청은 3차원 식품 프린팅이 맞춤형 영양 설계, 창의적인 요리 체험, 새로운 식사 형태를 가능하게 하는 첨단 기술로 부상하고 있으며, 개인의 필요에 맞춘 영양 식단 제공 및 식사 준비 시간을 단축하는 데 중요한 기술적 기반이 마련됐다고 평가했다.