맛은 기본적으로 짠맛, 신맛, 단맛, 쓴맛, 감칠맛의 다섯 가지로 이루어져있다. 이중에서 감칠맛(Umami)은 식품의 맛을 조화롭게 하고 풍만하게 하는 맛으로 알려져 있다. 예전부터 맛의 측정은 다양한 음식에 대한 품질 관리와 적합성 판단 등 넓은 분야에 응용되고 있다. 하지만 현재까지 맛의 측정은 대부분 관능검사로 이루어지고 있어서 맛의 정도를 수치로 나타내거나 맛에 대한 기준을 세우기가 힘들었다. 이를 보완하기 위해 전기화학적 분석을 이용한 맛 센서인 전자 혀(electronic tongue)가 사용되었지만 낮은 민감도(sensitivity)와 선택도(selectivity)으로 인해 실효성이 낮았다. 본 연구에서는 높은 민감도와 선택도로 감칠맛 물질을 실시간으로 감지할 수 있는 바이오센서를 개발하였다. 지시물질의 선택적 감지를 위해 인간의 감칠맛 수용체를 사용하였다. 인간의 감칠맛 수용체는 T1R1과 T1R3의 이종이합체 상태로 존재하는데 이 중 결합물질과의 결합에 주요한 역할을 한다고 알려진 T1R1의 N-말단 부분(T1R1 VFT) 만을 센서에 사용하기로 했다. 이를 위해 T1R1 VFT를 대장균에서 생산한 후 정제를 진행했고 생산 된 단백질을 리폴딩(refolding)하여 그래핀(graphene) 기반의 전계 효과 트랜지스터(field-effect transistor, FET)에 기능화 하였다. 제작된 센서는 감칠맛 물질인 L-글루탐산일나트륨(monosodium L-glutamate, MSG)을 높은 민감도와 선택도로 실시간 감지가 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 감칠맛 개선제(umami enhancer) 중 핵산계 조미료인 이노신일인산 (inosine monophosphate, IMP)을 첨가하였을 때 센서에서 측정되는 감칠맛 반응이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구로 이종이합체로 존재하는 Class C G 단백질 연결 수용체의 N-말단 부분만을 이용한 새로운 바이오센서 개발 방법을 제시하였으며, 높은 민감도와 선택도를 갖는 감칠맛 바이오센서를 개발하여 음식의 맛을 객관적으로 측정할 수 있을 것이라는 가능성을 제시하고 있다.
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878987797
028-85220240
