울산과학기술원(UNIST) 연구진이 떫은맛을 감지할 수 있는 '인공(전자) 혀'를 개발했다.

10일 고현협 에너지 및 화학공학부 교수팀은 미세한 구멍이 많은 고분자 젤을 이용해 떫은맛을 감지하는 전자 혀를 개발했다고 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.

▲ 인간 혀의 떫은맛 감지 원리를 모방한 유연한 인공 혀

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.

▲ 전자 혀를 개발한 연구진. 오른쪽부터 고현협 교수, 공동 제1저자 최아영 연구원, 제1저자 염정희 연구원.

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.

▲ 개발된 전자 혀(센서)

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"라면서 "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.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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