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육류 부패 여부 현장 측정 가능한 전자 코 개발
연구책임자 : 권오석
작성일 : 2022-08-11
조회수 : 344

육류 부패 여부 현장 측정 가능한 전자 코 개발

- 육류 부패 시 발생하는 유해인자(4종)를 현장에서 실시간으로 측정 가능한 전자 코(인공 후각) 기술 개발…육류 관리 시스템 활용 기대
- 기존 연구 결과에 법적 기준에 부합하는 유해인자 측정 센서 추가로 현장 적용 가능성 높여


□ 연일 이어지는 더위와 높은 습도로 식중독 지수가 ‘경고’와 ‘주의’를 오가고 있는 가운데, 국내 연구진이 육류의 부패 여부를 손쉽고 정밀하게 측정할 수 있는 바이오나노 전자 코 기술 개발에 성공했습니다.

□ 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연) 감염병연구센터 권오석 박사팀은 서울대학교 박태현 교수팀, 한국과학기술연구원(KIST) 송현석 박사팀과 함께 육류가 부패하면 발생하는 유해인자를 실시간으로 측정이 가능한 휴대용 전자 코를 개발하였습니다.

 ㅇ 육류의 신선도를 현장에서 객관적으로 측정이 가능하여 향후 육류 관리 시스템에 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

□ 육류 부패 판정에는 관능검사, 세균 검사, 화학적 검사를 실시하여 법적 기준 준수 여부를 확인하고 있지만, 이를 위해서는 시료를 채취하여 별도로 검사해야 하기 때문에 현장에서는 관능검사와 육류의 보관방법 점검에 주로 의존하는 한계가 있습니다.

 ㅇ 최근 육류의 부패 여부를 측정할 수 있는 다양한 기술들이 연구되고 있으나, 오랜 시간이 걸리거나 전처리 절차가 필요하다는 등의 단점으로 일선 현장에서 활용하기에는 어려움이 있습니다.

□ 권오석 박사 연구팀은 이전 연구에서 육류가 부패하면 발생하는 카다베린(Cadaverine)과 푸트레신(Putrescine)이라는 화합물(생체아민, Biogenic amines)을 측정할 수 있는 전자 코 기술을 개발한 바 있습니다.

□ 이번에 연구팀이 개발한 기술은 기존에 개발한 전자 코에 관련 법에서 정한 부패 판정 기준 중 하나인 암모니아를 측정할 수 있는 센서를 추가하여 현장 적용 가능성을 높였습니다.

 ㅇ 또한, 단백질 부패 시 발생하는 악취 유발 물질 중 하나인 황화수소를 보조적으로 측정하고, 카다베린과 푸트레신 측정 센서도 기존보다 민감도를 더욱 높여 육류의 신선도를 더욱 정밀하게 측정할 수 있도록 개선했습니다.

 ㅇ 측정 결과는 스마트폰 앱을 통해 그래프로 확인할 수 있도록 하여 육류 상태에 대해 손쉬우면서도 객관적인 판단을 가능하게 하였습니다.

□ 연구책임자인 권오석 박사는 “육류가 부패하면 발생하는 여러 물질을 동시에 측정할 수 있어, 육류 부패와 온도나 습도와 같은 환경요소 간 상관관계를 분석할 수 있는 기초 기술이 개발된 것”이라며, 

 ㅇ “육류의 신선도 판정 기준인 암모니아에 대한 동시 모니터링이 가능하게 개선되어 실용화에 더욱 가까워질 것으로 기대한다”라고 밝혔습니다.

□ 이번 연구는 바이오센서 분야의 세계적인 저널인 Biosensors and Bioelectronics(IF 12.545) 2022년 7월 8일자 온라인 판에 게재되었습니다.


 ㅇ 논문명 : Wireless portable bioelectronic nose device for multiplex monitoring toward food freshness/spoilage
 ㅇ 저자정보 : (교신저자) 생명연 권오석 박사, 서울대 박태현 교수, KIST 송현석 박사 / (제1저자) 생명연 김경호 박사과정생, 서울대 문동석 박사과정생, 생명연 안재은 석사과정생
 
< 그림 설명 >

- 그림 1. 육류에서 발생되는 유해인자 검출 모식도

 육류가 변질하거나 부패하면 발생하는 4종의 유해인자(카다베린, 푸트레신, 암모니아, 황화수소)를 검출 가능한 육류 신선도 측정용 인공후각 개발

- 그림 2. 웨이퍼 규모 그래핀 전자소자 및 표면에 후각 수용체 결합 모식도

 (좌) 4인치 웨이퍼 규모상에 형성된 대량 그래핀 전자소자 사진
 (우) 2종의 후각 수용체 부착 모식도

- 그림 3.

 (상) 휴대용 인공 후각 사진
 (하) 실제 육류에서 발생되는 표적인자 실시간 측정 사진