인간 혀와 UNIST 연구팀이 만든 ‘전자 혀’의 작동 원리 비교. 떫은 맛을 감지하는 기본적인 구조는 같다. UNIST 제공
국내 연구진이 인공 기술을 이용해 떫은 맛을 느낄 수 있는 ‘전자 혀’를 개발했다. 와인이나 과일 등의 떫은 맛을 사람의 주관적인 감각이 아니라 객관적인 수치로 나타낼 수 있는데다 소믈리에 등 전문가보다 떫은 맛을 10배 가량 예민하게 감지할 수 있어 식품 산업 등에 활용될 것으로 기대된다.
울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 고현협 교수팀은 미세한 구멍이 뚫린 다공성 물질 안에 인간의 혀가 떫은 맛을 느끼는 원리를 재현한 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호에 게재됐다.
와인이나 덜 익은 과일을 입 안에 넣을 때 느껴지는 ‘떫은 맛’은 사실 단맛이나 짠맛처럼 혀에 분포한 미각에서 나타나는 것이 아니다. ‘탄닌’과 같은 분자가 혀 점막 표면의 단백질과 결합해 만들어내는 물질, 즉 ‘응집체’가 점막을 눌러서 생기는 압력 때문에 발생한다.
연구팀은 떫은 맛을 내는 분자와 결합하면 응집체를 만드는 혀 표면의 작용을 재현해 마치 인간의 혀와 같은 말랑말랑한 고분자 젤을 만들었다. 작은 구멍이 수없이 뚫려 맛을 느낄 수 있는 표면적을 넓힌 고분자 젤에는 혀 점막 단백질인 ‘뮤신’이라는 물질과 염화리튬이온을 넣었다.
뮤신이 떫은 맛 분자와 결합하자 응집체가 만들어졌고, 응집체는 염화리튬이온의 움직임을 활발하게 해 떫은 맛을 전기적 신호로 검출할 수 있게 했다. 떫으면 떫을수록 더 강한 전류가 흐르도록 한 것이다. 연구팀은 이렇게 개발한 ‘전자 혀’로 덜 익은 감, 홍차, 레드·화이트 와인 등에서 나타나는 떫은 맛 정도를 정량적으로 감별할 수 있었다고 밝혔다.
떫은 맛을 감지하는 전자 혀의 민감도는 사람의 혀보다 높았다. 소믈리에 등 훈련을 받은 전문가가 수십μM(마이크로몰) 농도의 떫은 맛을 느낄 수 있는 데 비해 전자 혀는 10배 가량 민감한 2~3μM 수준까지 알아낼 수 있었다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 또 2000년대 중반 해외 연구팀에서 개발한 기술과는 달리 이번 전자 혀는 인간의 혀처럼 부드럽게 구부러져 떫은 맛을 확인할 재료와 쉽게 접촉할 수 있다고 밝혔다.
고현협 교수는 “기존 미각 센서와 이번에 개발한 떫은 맛 감지 센서가 간섭을 일으키지 않았기 때문에 향후 맛을 정밀하게 느끼는 기술을 개발할 수 있을 것으로 기대된다”며 “식품과 주류 산업, 과수 재배 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
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