김치 발효과정서 생기는 이산화탄소 배출, 산소 차단 '비법'

5년 연구 끝에 의료기기 소재 활용 원웨이·투웨이 밸브 개발

포장 김치 6개월 신선도 보장…다양한 용기에 활용성도 높아

"발효식품 없는 나라 없어…우리 기술, 세계가 써야할 것"

【천안(충남)=김승호 기자】고작 2.5㎜ 크기의 숨구멍이 'K-푸드'의 대표 상품인 김치를 전 세계인의 식탁에 신선하게 배송하는 핵심 역할을 하고 있다. 포장용기에 뚫린 작은 구멍이 김치가 발효되면서 생기는 이산화탄소를 배출하고 산소는 들어오지 못하도록 차단하는 마법을 부린다.

유통기간을 더 늘릴 수도 있지만 적어도 6개월 동안은 발효식품인 김치의 맛을 그대로 유지시켜준다. 이는 한국에서 배로 떠난 김치가 유럽이나 미국 동부에서 K-김치를 찾는 세계인의 가정에 전달하기에 충분한 시간이다.

'숨쉬는 발효 밸브'는 충남 천안에 있는 한 중소기업이 5년여의 시간을 투자해 개발했다. 한국에선 이미 특허를 내놨고 중국에서도 특허를 진행하고 있다.

"배추김치에는 배추, 마늘, 생강 등 보통 11가지의 주재료가 들어간다. 이들 재료가 유기적으로 융합하면서 맛을 내는데 핵심인 발효 과정에서 수 많은 미생물이 생기고 이들이 이산화탄소를 배출한다. 이산화탄소는 몸에 좋은 균들을 죽이기 때문에 없애줘야한다. 산소도 차단해야하는데 그게 쉽지 않다. 어떤 포장이든 산소를 막는게 어렵다."

임경환 이노패키지 대표(사진)의 설명이다.

일본에는 마이크로펀칭이라는 기술이 있다. 작은 구멍은 이산화탄소가 빠지고 국물은 가둬두는 역할을 한다. 미국의 고어텍스는 기체를 내보내고 물분자가 못들어오게 막는다.

임 대표의 숙제는 이산화탄소를 빼고 산소를 차단해야했다. 그런데 산소 원자가 2개 결합한 이원자 분자인 산소(O₂)보다 '탄소 원자 1개+산소 원자 2개'로 이뤄진 3원자 분자인 이산화탄소(CO₂)의 크기가 더 크다. 큰 것을 나가게하고 작은 것을 들어오지 못하게 하는 것이 핵심이다.

임 대표는 "주사기 등 의료기기에 쓰이는 소재를 활용해 원웨이 밸브와 투웨이 밸브를 개발했다. 원웨이 밸브는 이산화탄소를 밖으로 내보내고 투웨이 밸브는 산소가 안으로 들어오지 못하게 막는 역할을 한다. 포장김치는 시간이 지날 수록 산도가 올라가는데 이 기술을 적용해 포장한 김치는 6개월 정도는 충분히 신선도를 보장할 수 있다"고 설명했다.

서울에 있는 한 유명호텔의 김치가 미국에 수출할 수 있는 배경에도 이노패키지의 기술이 있었기에 가능한 일이었다.

기존엔 김치를 포장하면서 용기에 이산화탄소를 없애는 가스흡수제를 넣어야했다. 하지만 흡수제의 성능은 최장 60일 밖에 되질 않는다. 물론 아무리 잘 만든 포장용기라고 하더라도 미세한 틈으로 산소가 유입될 수 밖에 없다. 김치가 오래되면 하얗게 변하는 골마지가 생기는 것도 산소 때문이다. 산소와 함께 균과 나쁜 곰팡이가 같이 들어와 내용물을 훼손시킬 수도 있다.

임 대표는 "우리가 개발한 숨쉬는 발효 밸브는 내부 가스는 배출하고 외부 오염물질과 산소는 완전 차단한다. 이는 비닐포장 뿐만 아니라 플라스틱 용기, 캔 등에 폭넓게 활용할 수 있다"면서 "밸브 접착 부분도 숙제였는데 온도 변동성이 심한 악조건에서도 접착력을 유지할 수 있는 방법을 고안해냈다. 김치의 국물이 새지 않으면서도 온전하게 보관할 수 있다"고 덧붙였다.

이노패키지의 기술력은 세계김치연구소가 인정했다. 세계김치연구소는 과학기술정보통신부 산하의 정부출연연구기관이다.

연구소가 진행한 김치 품질평가 보고서에 따르면 90일(보관 온도 5~10℃) 동안 총 6개의 시료, 즉 1번(완전 밀봉 파우치), 2번(PET병), 3번(원웨이 밸브 적용 이노 발효 파우치), 4번(원웨이 밸브 미적용 이노 발효 파우치), 5번(원웨이 밸브 적용 이노캔), 6번(원웨이 밸브 미적용 이노캔)에 대해 실험을 했다.

6개의 시료 중 원웨이 밸브를 부착하지 않은 4번, 6번 시료의 김치가 실험 30일차부터 하얀 골마지가 생겼다. 6번은 90일차에 골마지가 김치 표면 전체를 덮을 정도도 심했다.

저장 90일차에 포장지 내부의 기체조성을 분석한 결과 1번 시료를 제외한 모든 시료에서 산소가 나왔는데 특히 4·6번 시료의 산소가 15~20% 정도로 높았다. 4·6번은 질소와 이산화탄소 비율도 일반 대기와 유사해 포장지 내부에 기체가 유입된 것으로 판단했다. 원웨이 밸브를 적용한 3번, 5번 시료는 상대적으로 양호했다.

"발효와 부패는 다르다. 김치는 발효 식품이다. 와인, 된장, 간장, 치즈 등도 모두 발효를 통해서 만들어진다. 일본의 기무치는 발효 식품이 아닌 절임 식품이다. 트럼프 정부가 발표한 식이지침 가이드라인에 한국의 김치가 이름을 올린 것은 그만큼 발효 식품이 건강에 좋기 때문이다. 그런데 시중에서 파는 중국산 김치 등을 과연 발효 식품이라고 할 수 있을지 의문이다. 이들 김치는 제조 과정에서 유통기간을 늘리기위해 각종 첨가물을 넣는다. 발효 식품에 해선 안되는 약품을 처리하기도 한다. 첨가물을 쓰지 않고 제대로 만든 김치를 우리 기술을 적용해 포장하면 발효식품의 대명사인 김치를 온전하게 세계인의 식탁에 올릴 수 있다."

이노패키지의 숨쉬는 발효 밸브는 비닐, 캔, 유리 등에 구멍을 뚫고 붙이기만 하면 돼 적용도 매우 간단하다.

"발효 식품이 없는 나라는 없다. 전 세계에 필요한 밸브의 양이 한 달에 약 15억개 정도다. 그 중 1억개 정도를 공급하는게 목표다. 우리 기술은 전 세계가 써야한다고 자부한다."