1,2,3차 산업혁명은 ‘제조업을 중심으로 한 생산혁명’이라고 한다면, 4차 산업혁명은 첨단 통신기술을 기반으로 ‘전 산업분야에 걸쳐 일어나는 소비혁명’이라고 할 수 있다. 지능정보기술이 확산하며 생산과 소비의 전 과정이 지능화되고 긴밀하게 상호작용하는 혁명적 변화를 가리킨다고 할 수 있다. 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등의 지능정보기술이 스마트한 초연결 플랫폼을 형성함에 따라, 생산과 소비의 전 과정이 실시간으로 융합하는 시대가 열리고 있다. 생산자는 소비자의 요구를 실시간으로 반영하여 재고 없이 생산하고, 소비자는 원하는 제품과 서비스를 적기에 제공받을 수 있게 될 것이다. 매년 세계 식량의 1/3이 폐기되어 1.3 조억 달러(2015년)의 손실이 추정되는 식품산업도 4차 산업혁명과 연계해, ICT를 기반으로 제조, 유통, 소비 전 과정에서의 신선도, 온도, 습도 등에 대한 정보를 Retailer나 소비자에게 스마트패키징을 통해 식품 안전과 손실 저감을 획기적으로 줄여감으로써 미래 스마트컨슈밍 산업을 선도할 것으로 기대하고 있다. 인쇄전자와 Nano 기술의 발전은 감각센서, 전자태그, 기능성 복합소재 형태로 스마트패키징의 기술구현을 이루고 있다. 이러한 스마트패키징은 식품의 품질유지와 제품수명 연장을 위한 능동형패키징과 식품의 안정성과 제품정보를 제공하는 지능형패키징으로 구분되며, 친환경패키징와 더불어 4차 산업혁명 시대에 식품포장 산업의 새로운 전개를 해 나갈 것으로 기대된다.

3D 프린팅 기술과 미래식품산업 프린팅 기술은 다양한 공업분야의 기술 및 연구개발 단계에서 주로 언급되어 지고 있다. 특히, 식품산업으로의 적용에 대한 가능성 및 잠재력에 대한 관심이 커지고 있는 상황이며, 3D 프린팅 기술을 적용하여 혁신적인 식품의 제조 및 조리에 대한 실제적 성과들이 모여지고 있는 실정이다. 그러나, 3D 프린팅을 하기 위한 식품재료의 제한성이 주된 문제점으로 지적되고 있어 이를 극복하기 위한 식품소재의 개발에 집중하자는 의견 및 방향성이 잡아져 가고 있다. 기존의 연구개발성과 및 산업적 적용에 대한 예를 바탕으로 3D 프린팅 기술이 적용된 미래식품산업에 대한 전망하고자 한다.

21세기 식품산업에서 소비자들의 개인화 (Personalization)와 주문 제작(Customization)에 대한 요구는 계속 증가하고 있다. 특히, millennial 세대가 경제 주체로서 활동하는 비율이 증가함에 따라, ‘나를 위하여 제작된 개인화 제품’을 찾는 경향은 더욱 늘어날 것이며, 이 경향은 nutrigenetics와 nutrigenomics에 기반한 개인화 영양 (personalized nutrition)의 영역에서도 증가하는 추세를 보이고 있다. 반면 현재의 대형식품회사들은 여전히 전통적인 대량 생산/ 대량 유통 시스템에 머물러 있고 효율적인 massive customization 을 구현하지 못하고 있어 시대의 변화에 매우 제한적인 대응밖에는 하고 있지 못한 상황이다.. Millennial 세대의 구매 트렌드 변화를 놓치지 않고 소비자의 기대에 제대로 부응하기 위하여 현재 활발한 연구가 진행 중인 4차 산업혁명 관련 미래기술과 융복합 기술들의 상업화 적용 속도가 빨라져야만 할 것이다.

식음료분야 전문의 글로벌 시장조사 기업인 Innova Market Insights (이노바 마켓 인사이트, 네덜란드 푸드밸리)는 글로벌 식품산업에서의 로봇 산업에 대한 인사이트를 소개한다. 4차 산업혁명의 키워드 중의 하나인 “인공지능과 지능형 로봇”은 전세계적으로 모든 산업에 영향을 미치고 있다. 식품산업도 예외는 아니며, 가정에서의 서비스 로봇의 개발도 이미 상업화 단계에 이르고 있다. 글로벌 식품산업과 소비자의 변화를 이끌고 있는 4차 산업혁명을 준비해야 하는 시점에서, 대표적인 사례들을 통해 인공지능과 식품 서비스 로봇의 개발 현황을 살펴본다. 1. Attraction for food & drink manufacturers in robotics 2. Ready to do cognitive cooking? Chef Watson 3. Robo Chef ? Moley Robotics robo chef 4. Bionic Bartender ? MakrShakr 5. AI advise Master brewer ? Intelligent X 6. Machine Learning Understand Consumer Preferences ? Graze 7. Opportunities in Service Robot Innova Market Insights (이노바 마켓 인사이트): 네덜란드의 FoodValley에 본사를 둔 Innova Market Insights b.v.(이노바 마켓 인사이트)는 글로벌 식품산업에 Innovadatabase(이노바 데이터베이스)를 제공하고 있다. 전세계에서 유일하고, 가장 앞선 식음료 관련분야의 전문적인 데이터베이스 플랫폼으로서, “새로운 기술”과 “신제품 정보”, “마케팅관점의 트렌드 보고서”, “혁신적인 패키지” 등을 하나의 플랫폼으로 제공하고 있다. 해외의 혁신적인 브랜드와 패키지, 새로운 제품들을 가장 먼저 만날 수 있다. 이미 국내외 많은 기업들이 Innovadatabase를 이용하고 있으며, 새로운 아이디어와 트렌드로 시장을 개척하고 있다.

World is now shifting from the industrial and information society to the 4th Industrial Revolution in its structure, and new products and services appear in various sectors. The 4th Industrial Revolution changes the entire daily lives in more convenient, safer, and more effective forms. There will be many changes in food industries with combination between intelligent information technologies such as IoT, big data, AI and new technologies such as 3D printing, robotics, and nano-technology, developing more intelligent ones. Intelligent IoT is one of four main basic industries for sustainable growth with future driving force in Korea. Since 2010, food smart distribution researches combining food technologies and ICT have been conducted in Korea, and core original technologies including quality management sensor, intelligent food distribution environment control system, smart warehouse, real-time quality monitoring, etc. Food smart distribution technology is a system converging ICT including sensor tag, sensor network, and LBS and food technologies for safe management of history, quality, and distribution, and it will be applied to food distribution industries, developing the domestic food distribution industries to the world-class level. Recently, IoT has been increasingly introduced into food industries, and development of new convergence technologies and adjustment to technological changes are required, and it is necessary to establish strategies for how to introduce food system based on IoT. As a result of the analysis of frequency of keywords o technological trends by applying text-mining technologies into tremendous amount of unstructured data created by newly convergence technologies between food and the Fourth Industrial Revolution, there are eight main keywords including IoT, smart sensor, artificial intelligence(AI), multi-tasking, automatic cognition/discernment, quality management, simplification of distribution, an customer-friendly. It is necessary to make national strategies for R&D. In case of Korea, ICT is the world class, and if it is applied to food industries, it will be available to develop new world-class business models.

Foods are becoming more customized and consumers demand food that provides great taste and appearance and that improves health. Food three-dimensional (3D)-printing technology has a great potential to manufacture food products with customized shape, texture, color, flavor, and even nutrition. Food materials for 3D-printing do not rely on the concentration of the manufacturing processes of a product in a single step, but it is associated with the design of food with textures and potentially enhanced nutritional value. The potential uses of food 3D-printing can be forecasted through the three following levels of industry: consumer-produced foods, small-scale food production, and industrial scale food production. Consumer-produced foods would be made in the kitchen, a traditional setting using a nontraditional tool. Small-scale food production would include shops, restaurants, bakeries, and other institutions which produce food for tens to thousands of individuals. Industrial scale production would be for the mass consumer market of hundreds of thousands of consumers. For this reason, food 3D-printing could make an impact on food for personalized nutrition, on-demand food fabrication, food processing technologies, and process design in food industry in the future. This article review on food materials for 3D-printing, rheology control of food, 3D-printing system for food fabrication, 3D-printing based on molecular cuisine, 3D-printing mobile platform for customized food, and future trends in the food market.