3D 프린팅을 이용한 다이어트

특정 형태로 음식 만들면 포만감 더 느껴

3D 프린팅 기술이 빠르게 발전하면서 식품 제조까지 가능해졌다. 비록 적층 방식으로 음식물 모습을 형상화하는 수준이지만, 맛이나 식감 면에서는 실제 음식과 거의 비슷하게 재현해낼 수 있다. 이러한 식품 3D 프린팅 기술을 이용해서 음식물의 형태가 인간의 두뇌에 어떻게 작용하는지 실험한 결과가 나왔다.

지난 3월 25일 첨단매체 ‘기즈모도(Gizmodo)’에 따르면, 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구팀은 음식물을 특정 형태로 제작해서 더 포만감을 느끼도록 할 수 있다는 사실을 알아냈다.

(위) 3D 프린팅으로 빵을 제작하는 모습, (아래) 오븐에 구워 완성된 빵. ⓒ BeeHex

최초로 3D 프린팅을 이용해서 식품 제작에 성공한 것은 2006년의 일이다. 당시에는 초콜릿과 치즈 등을 원료로 과자를 만들 수 있었다. 최근 들어 식물성 단백질을 이용하여 고기 맛이 나는 스테이크류의 재현까지 이루어졌다.

2017년에는 3D 프린팅 기업인 ‘비헥스(BeeHex)’가 미항공우주국의 의뢰로 ‘Chef3D’라는 3D 식품 프린터를 개발해냈다. 국제우주정거장의 우주비행사들이 냉동 건조 식품이 아닌, 다양하고 신선한 음식을 즐길 수 있도록 하기 위해서다. 이처럼 3D 프린팅 기술의 응용 가능성은 무궁무진하다.

두 컵에 같은 양의 햄이 담겨 있지만, 많은 음식이 담긴 것처럼 보이는 쪽을 섭취하면 더 큰 포만감을 느끼게 된다. ⓒ MIT CSAIL HCI Engineering Group

음식을 특정 형태로 3D 프린트하면 포만감 더 느껴

식품 3D 프린팅 기술은 주로 분말이나 액상 형태의 식재료를 분사하여 음식물의 모양을 쌓아가기 때문에 내부 구조를 원하는 형태로 제작할 수 있다. MIT의 ‘휴먼 컴퓨팅 인터페이스(HCI)’ 엔지니어링 그룹 연구원들은 이런 점에 착안해서 같은 음식의 식감을 다르게 만들어 실험했다.

연구진은 30명의 참가자를 대상으로 음식의 모양과 크기가 어떻게 사람의 두뇌에 포만감을 주는지 알기 위해 두 가지 실험을 진행했다. 얼굴에 근전도 센서를 부착한 참가자들이 다양한 3D 프린팅 식품을 섭취하는 동안 씹는 시간과 강도를 측정한 것이다. 음식물 섭취가 끝나면 각자 만족도를 평가해서 제출토록 했다.

와플처럼 다양한 패턴의 적층 구조로 내부 충전량을 조절해서 3D 프린팅 쿠키를 만들 수 있다. ⓒ MIT CSAIL HCI Engineering Group

이 연구는 인간이 음식을 어떻게 인지하고 포만감을 느끼는지에 관한 이전의 연구 결과를 기초로 하고 있다. 음식물의 모양과 크기, 또는 조각내는 방법에 따라 더 많은 양을 먹는 것처럼 착각하면 배부르다고 인식한다는 것이다.

연구진은 이번 실험을 통해서 식사하는 동안 같은 열량의 식품으로도 더 배부르게 느낄 방법을 찾아냈다. 음식물의 식감을 바꾸자 포만감에도 영향을 끼쳤다.

음식을 편안하게 섭취하려면 적절한 횟수의 씹기가 필요하다. 그리고 사람들은 식사 중에 많이 씹을수록 적게 먹는 경향이 있다. 연구팀은 여기에 초점을 맞춰서 다양한 구조와 밀도의 오븐용 식품을 3D 프린터로 출력했다.

모든 쿠키의 열량은 동일하지만, 충전량의 차이로 인해 씹는 시간이 달라진다. ⓒ MIT CSAIL HCI Engineering Group

실험 결과, 음식물의 전체적인 밀도와 크기를 변화시키면 포만감에 확실히 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 연구진은 이러한 결과를 활용하여 사용자의 선호도에 따라 자동으로 맞춤 식품을 만들 수 있는 ‘FoodFab’이라는 식품 3D 프린팅 시스템을 개발했다.

맞춤화된 미래 주방의 가능성 제시

SF 영화 ‘스타트렉’의 음식물 복제기는 원하는 음식 이름을 말하면 순식간에 복제해냈다. 비록 3D 식품 프린터가 음식물 복제기처럼 만능 조리기구는 아니지만, 미래 주방에서 중요한 요소가 될 가능성이 있다. 주방기구의 숫자를 줄이거나, 맞춤형 건강식품을 손쉽게 만들어낼 수 있기 때문이다.

만약 다이어트를 원하는 사람이라면 제한된 열량만을 섭취하면서 포만감을 느끼도록 오래 씹어야 하는 3D 프린팅 식품을 제작하거나, 질병이나 장애가 있는 사람을 위해서 씹기 쉽고 열량이 높은 식품을 선택할 수 있을 것이다.

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