생선이 죽은 직후 신선도를 현장에서 2분 내 정확히 측정하는 센서가 개발됐다.
4일 연합뉴스에 따르면 호주 모내시대학 니콜라스 뵐커 교수팀은 이날 미국화학회(ACS) 저널 ACS 센서스(ACS Sensors)에서 100초만에 생선 신선도를 정확히 측정할 수 있는 미세바늘 배열(MNA) 기반 전기화학 바이오센서를 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 이 센서는 휴대용 식품 안전 장비로 활용하려면 추가 개발이 필요하지만, 실험 결과 실시간 식품 품질 감시에 활용할 수 있는 가능성을 보여준다고 말했다.
생선은 신선도가 떨어지고 부패가 진행되면 눈이 흐릿해지고, 고약한 냄새나 비린내가 난다. 그러나 이 증상이 나타나기까지 시간이 걸리기 때문에 바로 신선도를 측정하기 어렵다.
하지만 죽은 직후부터 핵산과 다른 분자가 분해되면서 생성되는 하이포크산틴(HX:hypoxanthine) 같은 화합물을 이용하면 생선 신선도를 정확히 측정할 수 있다.
HX 농도는 통생선과 생선 살코기에서 모두 신뢰도 높은 '신선도 지표'로 간주된다. 신선한 상태에서는 HX 검출량이 매우 적고, HX가 많이 검출될수록 생선 살 분해가 진행 중이고 신선도가 낮다는 의미다.
HX를 측정하려면 시료 전처리 등으로 시간이 오래 걸리지만, 연구팀은 HX를 정밀 측정할 수 있는 단순하고 휴대 가능한 장치를 개발하고자 했다. 이를 위해 미세바늘 16개를 정사각형으로 배치한 미세바늘 배열(MNA)을 만들고 여기에 특수 금 나노입자와 HX를 분해하는 효소를 코팅해 센서를 제작했다.
이 센서를 생선 표면에 눌려 고정하면 미세바늘이 살에 박히면서 바늘에 코팅된 효소가 살 속에서 생성된 HX를 분해한다. HX가 분해되는 동안 생선 내부의 전위가 변하는데, 이 변화를 측정해 해석하면 신선도를 알 수 있다.
이 센서를 상온에서 최대 48시간 동안 방치해 부패를 유도한 연어 스테이크 조각에 적용한 결과 HX를 500ppb 미만 농도까지 감지할 수 있는 것으로 나타났으며, 결과는 약 100초 만에 확인됐다.
연구팀은 향후 개발 초점을 이 바이오센서를 휴대용 무선 데이터 수집 시스템과 통합해 공급망 전체에서 신선도를 실시간 원격 모니터링할 수 있게 하는 데 맞출 수 있다고 전했다.
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