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떫은맛 감지할 수 있는 인공 혀 개발

울산과학기술원 고현협 에너지 및 화학공학부 교수팀 개가

미세한 구멍이 많은 고분자 젤을 이용해 떫은맛 감지

정량적 표현 가능해 식품, 주류 개발 등 폭넓은 응용 기대

  • 국제신문
  • 방종근 기자 jgbang@kookje.co.kr
  •  |  입력 : 2020-06-08 13:25:22
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떫은맛을 감지할 수 있는 ‘인공(전자) 혀’를 국내 한 대학 연구진이 개발했다.

 울산과학기술원(UNIST)은 고현협(사진) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 미세한 구멍이 많은 고분자 젤을 이용해 떫은맛을 감지하는 전자 혀를 개발했다고 8일 밝혔다.

 사람의 맛 감지 원리를 모방한 이 전자 혀는 떫은맛을 정량적으로 표현할 수 있어 각종 식품과 주류 개발, 과수 모니터링 분야 등에 폭넓게 응용될 것으로 기대된다.

 와인이나 덜 익은 과일을 먹으면 입안이 텁텁해지는 떫은맛을 느낄 수 있다. 타닌과 같은 ‘떫은맛 분자’가 혀 점막 단백질과 결합해 만들어지는 물질(응집체)이 점막을 자극(압력)하고, 인체는 이를 떫은맛으로 인식하는 것이다.

 반면에 단맛이나 짠맛은 혀 돌기 속 미뢰(맛 감지 세포 덩어리)가 감지한다. 이미 개발된 단맛 등을 감지하는 전자 혀와는 달리, 떫은맛을 감지하려면 다른 원리로 작동하는 전자 혀 개발이 필요했다.

 연구진은 떫은맛 분자와 결합하면 ‘소수성 응집체’가 만들어지는 ‘이온 전도성 수화젤’을 이용해 전자 혀 개발에 성공했다. 혀 점막에서 일어나는 떫은맛 감지 원리를 모방한 것이다.

 이 고분자 젤은 혀 점막 단백질 역할을 하는 ‘뮤신’과 염화리튬 이온을 포함하고 있으며, 미세한 구멍이 아주 많다. 뮤신이 떫은맛 분자와 결합하면 미세 구멍 안에 ‘소수성 응집체 네트워크’가 만들어지는데, 이는 염화리튬 이온의 전도성(이온의 움직임 정도)을 변화 시켜 떫은맛을 전기적 신호로 검출할 수 있다.

 연구진은 개발한 혀로 와인, 덜 익은 감, 홍차 등 떫은맛을 감지하는 실험을 했다. 그 결과 전자 혀는 레드, 화이트, 로제 와인 등 다양한 와인의 떫은맛 정도를 정량적으로 감별했다. 특히 이 전자 혀는 감지할 수 있는 떫은맛 범위가 넓을 뿐 아니라 센서에 접촉 즉시 떫은맛 정도를 알아낼 수 있다.

 고 교수는 “훈련받은 전문가는 수십 μM(마이크로몰) 농도의 떫은맛을 검출할 수 있는데, 이번에 개발한 전자 혀는 2∼3μM 수준까지 검출할 수 있다”며 “제작이 간편하고 분석을 위한 복잡한 시편 준비 과정이 없어 식품·주류 산업뿐 아니라 농업 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 기대했다.

 이번 연구는 미국과학협회(AAAS)가 발행하는 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 6일 자에 게재됐다.방종근 기자 jgbang@kookje.co.kr

   
고현엽 교수(오른쪽)


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