음식을 눈으로만 봐서는 실제로 얼마나 매운지 정확히 알기 어렵다. 과학자들이 음식을 미리 맛보고 맵기를 측정해 10초내로 알려줄 수 있는 ‘인공혀’를 개발했다.

화동과학기술대학 화학공학과 교수팀은 우유의 카제인단백질(酪蛋白)이 매운 감각을 유발하는 캡사이신과 결합한다는 점에 착안해 맵기를 감지하는 인공 혀를 개발하고 연구결과를 일전 국제학술지 《ACS 감지기》에 공개했다.

인간이 음식의 풍미를 느끼는 과정에는 복잡한 화합물과 신경경로가 작용한다. 례를 들어 ‘매운맛’을 내는 고추의 캡사이신과 후추의 피페린(胡椒碱), 마늘의 알리신은 따끔함, 저림, 화끈거림 등의 증상을 유발한다. 캡사이신은 인간의 신경 수용체인 TRPV1를 자극해 열과 통증 감각을 유발한다.

객관적인 맛 평가를 하려면 실험실 분석 등 복잡한 과정이 필요하다. 연구팀은 기존 식품용 감지기로 측정이 까다로운 캡사이신이 유제품에 풍부한 카제인단백질과 결합해 자극이 중화된다는 사실에 주목했다. 카제인이 캡사이신과 결합할 때 발생하는 전류 변화를 통해 맵기를 정량적으로 측정하는 인공 혀를 만들었다.

먼저 말랑말랑한 겔(凝胶)의 재료인 아크릴산과 콜린 클로라이드, 카제인이 포함된 탈지분유를 혼합해 혀 모양의 필름을 제작했다. 자외선으로 필름을 굳히면 전류가 흐르고 불투명한 겔이 만들어진다. 전류가 흐르는 겔 우에 캡사이신을 뿌리자 10초 만에 전류가 감소하며 캡사이신을 감지했다. 매운맛을 내는 화합물이 겔 내부구조 변화를 일으켜 이온 전도도가 감소하는 원리이다.

실험 결과 연구팀이 개발한 인공 혀는 인간이 감지할 수 없는 약한 수준부터 통증으로 인식되는 수준을 넘어서는 매운맛까지 인지했다. 연구팀은 같은 원리로 생강이나 후추, 양고추냉이, 마늘, 양파 등 다른 재료에서 내는 매운맛 화합물도 감지하는 데 성공했다.

인공 혀에서 측정한 전류 변화로 8종의 고추, 여러 핫소스가 포함된 8가지 매운 음식을 테스트하고 토론 참석자들이 맛보고 점수 매긴 맵기와 비교한 결과 거의 일치하는 것으로 나타났다.

연구팀은 “휴대용 맛 모니터링 장치나 인간형 로보트, 무미증 등 감각장애 환자들을 위해 사용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

　 외신