'내인성 형광 이미징 기술'에 '전반사형광현미경 기술' 접목···분석시간↓·정밀도↑

연구팀이 개발한 새로운 분석방법. <사진 = 김치연 제공>
연구팀이 개발한 새로운 분석방법. <사진 = 김치연 제공>
국내 연구진이 김치의 매운맛을 정밀 분석할 수 있는 새로운 분석법을 개발했다.

세계김치연구소(소장 하재호)는 서혜영 위생안전성분석센터 박사팀과 강성호 경희대학교 응용화학과 교수 연구팀이 김치의 매운맛 성분인 캡사이시노이드(Capsaicinoids)의 초극미량 검출을 위한 새로운 분석법을 개발했다고 10일밝혔다.

캡사이시노이드는 기존에는 고성능 액체 크로마토그래피와 같은 장비를 활용해 이들 물질을 분리, 유사체 총합으로 매운맛 성분을 확인했다. 하지만 이러한 분석법은 분석 소요 시간(약 3시간)이 길며 장비 사용법이 복잡해 산업 현장에서 매운맛을 분석하기에는 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 분석법을 개발, 기존 분석법에 비해 분석 소요시간 크게 단축시키고 검출세기는 증강된 초고감도 분석 방법을 개발했다.

연구팀이 개발한 이 새로운 분석방법은 '내인성 형광 이미징 기술'에 '전반사형광현미경 기술'을 접목해 단일-금 나노입자 플라즈몬 공명에너지(Plasmon Resonance Energy)를 캡사이시노이드 단일 분자로 전이시켜 형광세기를 증강시키는 기술이다.

내인성 형광 이미징 기술은 분자 자체가 가지고 있는 형광을 검출할 수 있는 기술로, 순수한 단일 분자의 정량화가 가능하다. 전반사형광현미경 기술은 굴절률이 다른 두 경계면에서 빛의 입사각이 임계값보다 클 때 발생하며, 전반사의 반대 면에 생기는 전자기장 안에서 형광을 검출할 수 있다.

특히, 이 분석법은 별도 전처리과정 없이 김치 내 캡사이시노이드를 추출해 금 나노입자와 반응시킨 후 전반사형광현미경으로 검출하는 매우 간단하다. 

강성호 교수는 "이번에 개발한 기술은 캡사이시노이드 유사체를 분리하거나 제거하는 단계 없이 신속히 매운맛 성분의 양을 측정하는 것이 핵심"이라며 "기존보다 획기적으로 검출 감도를 높임으로써 극소량의 캡사이시노이드까지 검출이 가능하다"고 말했다.

하재호 소장은 "신규 캡사이시노이드 분석법 개발을 통해 상품김치 매운맛에 대한 자세한 정보를 제공해 소비자가 기호에 맞는 김치를 선택할 수 있을 것으로 기대한다"며 "앞으로도 김치맛과 향에 대한 표준화 연구를 지속적으로 추진해 나갈 것"이라고 말했다.
 
한편, 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발간하는 국제 저명 학술지 ‘ACS Sensors’ 3월호에 소개됐다.

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