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생체모방 기반의 냄새와 맛 감지 체계 동향

전문가 제언: ○ 생체모방(biomimetics) 기술은 생물체가 갖고 있는 여러 가지 기능을 모방하여 이용하는 기술로 이 말은 생명을 뜻하는 bios와 모방을 뜻하는 mimesis에서 나왔다. 이 기술은 외형적 모방이 아닌 기능을 모방하여 인공 효소의 개발, 인공 생체막 연구, 신경 회로망과 같은 생체 정보 처리의 모델화 등을 연구하여 기술적 문제에 적용한다. 생체모방은 그 특성 때문에 적용할 수 있는 분야가 엄청나게 넓다. 인공 혈액, 신장, 심장, 골격 및 혈관 등의 인공 장기도 생체모방에 속한다.

○ 식품 가공에서 식품의 품질과 안전에 많은 시간과 노력이 투입된다. 품질 변수를 평가하는데 훈련된 감각의 패널이 종종 쓰이지만 이 방법은 피곤이나 스트레스 때문에 모순이 발생할 수도 있고 시간과 돈이 많이 들고 생산 중에 감시할 수 없다. 한 종류의 식품에 1,000가지 이상의 화합물이 있기 때문에 기계적으로 냄새와 맛을 측정하기는 매우 어렵다. 생물모방 체계로서의 전자 코와 혀는 인간의 후각과 미각을 모방한 도구이다. 이런 분석도구들은 식품 연구와 기술에 매우 유용할 것이다.

○ 맛 센서(전자 혀)는 비특이적인 배열, 패턴 인식 및 자료 처리를 위한 보정 등의 방법을 쓰는 분석 도구이며 전기화학적 방법, 광학법 등에 바탕을 둔 질량 변화 탐지 원리가 쓰인다. 냄새 센서(전자 코)는 냄새 화합물과 센서 사이의 상호작용으로 발생하는 전기 신호의 패턴을 chemometrics 도구로 분석한다. 현존 전자 코는 센서의 재보정이 자주 필요하며 큰데 나노 기술을 이용하는 단일 결정 나노와이어로 생산 현장에서 쓸 수 있는 안정한 소형 체계에 적용할 수 있을 것이다.

○ 한국식품연구원의 미래전략기술연구본부의 바이오나노 연구단에서 이 분야의 연구를 하고 있다. 시중에는 주변에서 발생되는 악취를 없애기 위한 센서가 유통되고 있고 농촌 진흥청에서 짠맛과 매운맛 센서를 개발하였고 다른 센서도 개발하여 하나의 체계로 통합하는 연구를 하고 있다. 그러나 아직 식품 가공 공정에서 전자 코와 혀로 시간과 노력을 절약하며 품질을 관리하고 특성화하기 위해 쓸 수 있는 센서는 아직 개발되지 않고 있다.

저자: Mahdi Ghasemi-Varnamkhasti, Seyed Saeid Mohtasebi, Maryam Siadat
자료유형: 학술정보