국내 최대 연구기관인 농촌진흥청(청장 라승용)은 국민의 안전한 먹거리를 보장하고 농가 및 관련업계 수출경쟁력 확보를 위해 선진 저온저장 및 유통기술 국산화에 나서고 있다.
CA(Controlled Atmosphere: 기체조절)저장고, 예냉, 파렛트 MA(Modified Atmosphere: 가스치환)포장, 수송 등 4개부문에서 연구를 진행하고 있으며 국내 콜드체인 선진화를 위해 가장 시급한 CA저장고분야 연구를 지난해 완료, 올해부터 본격적인 보급확대에 나서고 있다.
또한 저장품질 예측, 과냉각, 급속냉해동 등 ICT융합기술을 접목한 스마트 저장유통 및 차세대 냉·해동 기술개발을 2025년까지 완료할 것으로 계획하고 있어 국내콜드체인산업 발전에 든든한 기초를 구축할 것이 기대된다.
특히 저장부문에는 국내 환경에 맞는 CA저장시스템을 국산화 및 보급에 먼저 주력하고 장기적으로 저장생리감응형 정밀 CA저장시스템으로 기술을 고도화한다는 계획이다. 또한 시급성이 요구되는 작목의 예냉, 예건시스템을 실용화하고 장기적으로 품목을 확대한다. 수송부문에 있어서는 패시브 MA포장시스템, 농산물 숙성감지 포장 등을 추진하고 냉·해동부문에서는 농산물 과냉각 저장기술 및 급속 냉·해동 기술을 개발한다.
‘한국형 CA저장고’ 개발
CA저장은 저장고 안의 온·습도 및 산소와 이산화탄소의 농도를 정밀하게 제어해 농산물의 호흡을 지연시켜 품질변화를 최소화하는 저장기술이다. CA저장은 저장기간이 9~12개월로 일반 저온저장의 저장기간 6개월보다 길며 저장한 농산물의 품질도 훨씬 우수하다.
농진청이 개발한 ‘한국형 CA저장고’는 외국산 CA저장고에 비해 구조 및 작동이 간단하며 사용이 편리하다는 장점이 있다.
한국형 CA저장고는 기밀저장고, 질소발생기, 센서, 제어장치로 구성, 질소발생기만으로 저장고 안의 산소와 이산화탄소의 농도를 정밀하게 제어할 수 있다.
특히 주입되는 질소농도를 조절해 저장고 내부의 산소는 1~3%, 이산화탄소는 0.2~1.0%로 자동 조절되도록 했다. 또한 사과의 갈변, 저산소 장해예방을 위해 입고 후 3주간 저온저장을 하고 3개월까지는 이산화탄소를 0.5% 이하로, 3개월 이후부터 이산화탄소를 1.0% 이하로 관리하는 CA저장방법을 프로그램화해 시간이 경과함에 따라 자동으로 전환되도록 설계해 사용자 편의성을 높였다.
정전이나 센서 이상 등으로 온·습도 및 기체농도에 문제가 발생할 것을 대비해 스마트폰과 인터넷을 이용해 저장고의 작동상태를 언제 어디서나 확인하고 조정할 수 있도록 안전장치도 포함했다.
현장실증 연구에서는 일반 저온저장고에 비해 사과품질이 우수한 것으로 확인됐다. 2015년 10월 수확한 사과 5톤을 8개월간 CA저장한 결과 상품성을 좌우하는 사과의 무게 감소율이 CA저장 사과가 3.3%로 일반 저온저장 사과의 6.9%보다 절반이하로 낮았다.
한국형 CA저장고 설치비용은 3.3m²(1평)당 약 300만원 정도로 외국산 CA저장고의 1,000만원에 비해 매우 저렴하다. 특히 질소발생기 1대로 여러 대의 CA저장고를 가동시킬 수 있어 3대를 설치할 경우 설치비용이 233만원으로 내려가 일반 저온저장고(200만~250만원)와 비슷한 수준까지 낮출 수 있다.
한국형 CA저장고와 일반 저온저장고와의 경제성 분석결과, 사과 10톤을 저장했을 경우 연간 수익이 일반 저온저장고는 1,200만원인데 비해 CA저장고는 2,100만원으로 1.67배 경제적인 것으로 나타났다.
현재 연구를 진행하고 있는 ‘CA저장농산물 품질예측 시스템 개발(연구기간: 2016~2018년)’은 운전자가 CA저장고를 열지 않고도 농산물의 품질상태를 예측해 안심저장을 할 수 있다. CA저장고의 저장농산물의 감모율, 경도, 산도, 유통기한 등을 예측하고 CA저장고의 작동 및 경보상태를 스마트폰으로 실시간으로 모니터링 및 제어할 수 있도록 개발하고 있다.
‘포장재 일체형 및 개별 부착형 색 발현센서 기술 개발(2017~2019)’은 과일의 권장섭취 온도 및 고온 노출여부를 육안으로 알려주는 스티커 형식의 센서를 부착해 수박, 만감류 등에 시험 적용한다.
과일의 권장섭취 온도를 알려주는 센서는 가장 맛있는 과일의 온도에서 센서가 발현했다가 그 온도를 벗어나면 다시 색깔이 돌아가는 가변형 센서방식이다. 이 연구는 일정 온도를 벗어나면 색깔이 변했다가 다시 되돌리지 못하도록 비가역센서로도 가능해 콜드체인의 수송부문에서 적정온도가 유지되는지를 감시할 수 있다.
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