커피 브랜드까지 구별할 수 있을 정도로 정밀한 인공 코의 개발

KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-02-22

일리노이대학(University of Illinois in Urbana-Champaign)의 Ken Suslick이 이끄는 화학자들이 일반적으로 커피전문점에서 사용되는 상업용 커피 10개 이상의 브랜드를 구별할 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 온도에서 혹은 다른 시간 동안 로스팅된(roasted) 커피들을 구별할 수 있을 정도로 정밀한 커피 분석기(coffee analyzer)를 개발했다. 많은 과학자들이 수년 동안 커피 분석기를 개발하기 위해 노력해왔지만, 그 연구는 로스팅된 커피 콩의 향이 1000여가지 이상의 화합물로 구성되어 있고, 이들 중 많은 것들이 로스팅 시간이나 온도의 변화로 인해 변할 수 있기 때문에 많은 어려움을 겪고 있었다. 또한 이들 화합물들은 서로 비슷하기 때문에 기체 크래마토그래피(gas chromatography)나 질량 분석기(mass spectrometry) 등으로 이들을 분석하기가 힘들며, 이들 화합물들이 노출되었을 때 색의 변화나 화학적인 속성의 변화를 감지하는 센서를 이용하는 것도 어렵다는 단점이 존재한다. 이번에 연구진에 의해 개발된 새로운 분석기기는 일종의 전자 코(electronic nose) 의 변형(variation) 형태를 띄고 있는데, 총 36개의 염색 시약을 이용하며 각각의 염색 시약은 특별한 종류의 화합물에 반응하는 것으로 알려져 있다. 염색 시약내의 염료에는 pH 표시자가 포함되어 있으며 클로로필(chlorophyll)과 헤모글로빈(hemoglobin)에 결합해 강한 발색반응을 나타내는 염료인 메탈로포르피린(metalloporphyrins)도 포함되어 있다. 염료 한 방울을 1cm2 정도의 고분자 필름 위에 위치시키면 이것이 커피의 증기에 노출되게 된다. 그 결과 커피 향내에 존재하는 화합물들이 다양한 염색 시약들과 반응하게 된다. 이 실험을 통해 Suslick과 동료 연구팀은 서로 다른 많은 종류의 커피 브랜드들이 서로 다른 조건 하에서 특이적인 색 패턴을 보인다는 것을 발견할 수 있었다. 이 커피 분석기는 저렴한 비용과 빠른 분석 시간으로 커피 재배자로 하여금 어떤 조건에서의 커피가 이전의 커피보다 우수하며 각각의 재배 조건에서 발생하는 탄 내(burnt flavors)와 같은 문제를 해결할 수 있게끔 도움을 줄 수 있다. 장치 상에서의 변이는 또한 폭발물을 냄새를 통해 발견하거나 치약 등에 존재하는 함유물 등을 탐지하는 등의 다양한 범위에 응용이 가능하다. 이번 분석기에 관한 연구 결과는 Analytical Chemistry 지의 이달의 논문에 선정되어 관련 연구자들에게 다양한 정보를 제공하고 있다 [Discrimination of Complex Mixtures by a Colorimetric Sensor Array: Coffee Aromas; Benjamin A. Suslick, Liang Feng and Kenneth S. Suslick; Anal. Chem., Article ASAP. DOI:10.1021/ac902823w]. 그림: 우리들이 흔히 마시는 커피를 향을 통해 분석할 수 있는 방법이 제시됨. 1-coffee.jpg 출처 : http://www.physorg.com/news185782620.html