[위즈뉴스] 국내 연구진이 육류의 신선도 측정이 가능한 바이오나노 '전자 코' 실용화 기술 개발에 성공했다.
한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)은 24일, 감염병연구센터 권오석 박사 연구팀이 새로운 화합물을 통해 육류 부패 시 발생하는 유해인자들을 확인할 수 있는 휴대용 '전자 코'를 개발했다고 밝혔다.
이번에 개발한 전자 코는 앞으로 먹거리 안전을 위한 실용화 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
이번 연구 성과를 담은 논문은 바이오센서 분야의 SCI급 저명 국제학술지 'Biosensors and Bioelectronics(IF=10.613)' 지난해 12월 24일자 온라인판에 게재됐다.
논문명은 'In-situ food spoilage monitoring using a wireless chemical receptor-conjugated graphene electronic nose'이며, 권오석 박사가 교신저자로, 김경호 박사과정생이 제1저자로 참여했다.
연구책임자인 권오석 박사는 “생체아민의 생성량 모니터링을 통해 육류의 신선도 측정뿐만 아니라, 온도, 습도 등 부패에 영향을 주는 다양한 요소의 상관관계를 분석하는 기초자료를 제공할 수 있게 되었다”며 “향후 제품화를 통해 여름철 먹거리 안전에 기여하고 식품 연관 산업에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
육류의 신선도를 확인하는 방법으로 관능검사, 생물학적 검사, 화학적 검사가 일반적으로 활용되고 있으나, 객관성이 떨어지거나 시간이 오래 걸리는 등으로 육류의 변질을 판단하기에는 어려움이 있다.
최근 이러한 단점을 극복하기 위해 빠르게 신선도를 측정할 수 있는 연구들이 진행되고 있으나, 이마저도 시스템이 복잡하고 측정 환경에 민감하여 통제된 환경에서만 사용할 수 있는 등 현장에서 활용하기에 한계가 있다는 지적이 있다.
육류가 부패하게 되면 악취가 발생하는데 이는 육류를 구성하는 단백질 아미노산이 변성되며 발생하는 카다베린과 푸트레신이라는 화합물(생체아민, Biogenic amines) 때문이다. 이런 물질을 사람의 코로 판별하려면 부패가 상당 기간 진행되어 이미 먹거리로서의 가치를 잃게 된다.
이에 연구팀은 카다베린과 푸트레신에 반응하는 화합물 2종을 새롭게 합성하고, 이를 바이오나노 센서에 적용하여 극미량의 생체아민만으로도 육류의 신선도를 측정할 수 있는 전자 코를 개발했다.
[그림설명] 휴대용 전자 코가 육류에서 발생하는 유해인자 확인 모식도
육류 부패 시 발생하는 푸트레신과 카다베린에 반응하는 합성화합물을 바이오나노 센서와 결합해 육류 신선도 감별용 전자 코가 개발됐다.
또한, 카다베린과 푸트레신의 생성량 모니터링이 가능하게 하여 육류의 상태를 객관적으로 판단하고 관리 상태를 추적할 수 있게 했다.
특히, 유심 교체형으로 전자 코를 설계해 쉽게 센서 교체가 가능하게 했으며 소형배터리를 사용하여 휴대성을 높였다.
이번에 개발된 기술은 기업으로 기술이 이전되어 제품 실용화를 준비하고 있다.
이번 연구는 산업통상자원부 알키미스트 프로젝트사업, 농림축산식품부 스마트팜 다부처패키지 혁신기술개발사업, 과학기술정보통신부(한국연구재단) 바이오·의료기술개발사업과 국민생활안전긴급대응연구사업, 농촌진흥청 농업과학기술개발 공동연구사업, 생명연 주요사업의 지원으로 수행됐다.
