생명과학산업으로서의 식품산업은 품질혁신 및 효율성 향상을 위해 제약산업과 마찬가지로 중요 공정변수(process parameter)나 품질에 영향을 미치는 특성(quality attribute)을 실시간으로 또는 신속하게 효율적으로 분석하거나 측정하 는 도구 및 수단이 매우 중요하다. 실시간 또는 연속적으로 신속하게 분석하는 방법으로는 그동안 FT-IR, Raman, NIR microspectroscopy 법이 널리 사 용되어왔다. 이는 분광광도법과 현미경관찰을 조합하여 분자정보를 미세구조수준에서 큰 공간해상도로 얻는 분석기 이며, 정성 및 정량 둘다 가능하다. 대부분 주위 온도 및 압력에서 시료처리 없이 습 혹은 건 상태 그대로 이용하므로 식품에서도 오래전부터 시료의 in situ 성분 동정 등에 이용되어 왔다. In situ는 "on site" 혹은 "in position" 및 "in place"로 번역되는 라틴어원의 문구로, 물리, 화학 및 생물학 분야에서는 ‘어떤 현상이 다른 계로의 이동없이 또는 시험 원래조건의 변화없이 동일장소에서 측정하는 방법’을 의미한다. 화학에 서는 전형적으로 "in the reaction mixture"의 의미로, 많은 공정들이 중간체들을 혼합물상태에서 in situ 합성하며, 생의 약공학에서도 많은 단백질 나노겔들을 in situ 중합법으로 제조한다. 화학공학에서는 주로 공장의 현장에서 수행되는 조작 혹은 절차를 의미한다. 또, 최근 제약산업의 새로운 패러다임으로 알려진 설계기반 품질고도화(QbD)의 공정분석 기술(PAT)에서 사용하는 분석기도 이러한 in situ 분석도구라 할 수 있다. 이들 in situ 분석법은 새로운 분석도구들의 개발로 최근들어 여러 분야에서 더욱 다양하게 이용되고 있으며, 시료의 파괴없이 분자정보를 얻어 기능 및 성분 탐 색과 동정이 가능할 뿐 아니라 공정 중의 신속한 분석도 가능하여 품질 및 공정을 혁신하는 데 큰 역할을 할 수 있다. 본 특강에서는 각종 in situ 분석과 정량, 공정이용 등의 연구사례를 개괄적으로 살펴보고, 실제로 그동안 본인이 직 접 기술개발혁신이나 산학공동연구 등에서 이용하였고, 또 성과로서 경험한 이들 개념의 분석법 적용 및 신규 방법의 개발사례를 소개하였다.

• 이신영(강원대학교 생물공학과 명예교수)