농약과 제초제가 우리 몸에 미치는 영향은 금방 눈으로 확인될 수도 있지만 시간이 지날수록 축적되는 경우도 있다. 그렇기 때문에 육류를 통해 적은 양의 항생물질을 섭취할 경우, 박테리아가 항생제에 대응해 싸우는 저항력을 높이는 문제가 발생할 수 있고 아울러 보다 심각한 부작용이 생길 수도 있다.
식품의 오염상태를 체크하는 기술은 비싸고 속도가 느릴 뿐 아니라 실험실이 위치한 지역으로만 이용이 제한되어왔다. 그러나 스페인에서 개발된 이 소형 휴대용 바이오센서는 농산품을 그 자리에서 쉽고 빠르게 테스트할 수 있도록 해준다.
바르셀로나 대학(UAB)의 과학자들은 CSIC와 공동으로 식품에 들어 있는 소량의 아트라진(atrazine)을 감지하는 새로운 전자-화학 바이오센서를 개발했다. 아트라진은 농업에서 가장 많이 사용되는 제초제 가운데 하나로, 환경과 식품의 항생물질에 매우 오랫동안 영향을 미치는 것으로 알려졌다.
이 바이오센서는 빠르고 휴대가 가능하며, 또한 실험실에서 오염물질을 감지하기 위해 사용되는 방법보다 훨씬 저렴하다. 이 시스템은 테스트에서 식수와 상업용 오렌지주스 샘플의 농약을 성공적으로 감지해냈으며, 젖소에서 나온 우유의 항생물질을 추적해내기도 했다.
아트라진를 비롯해 트리아진(triazine)이라 불리는 화학 물질을 기반으로 만들어진 제초제들은 지하수와 지상 표면 위에 드러난 물을 오염시키는 주범이다. 그렇기 때문에 식품안전 기관들은 이러한 농약물질이 먹이사슬에 유입되는 것을 방지하기 위한 방지책을 모색해왔다.
가축의 박테리아 감염을 치료하고 농장 동물의 발육을 개선하는 데 사용되는 항생제도 식품을 오염시켜 인간에게 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 유럽공동체는 식품에 들어간 농약과 항생물질의 한도를 제한하는 기준을 마련해 놓았지만, 실험실에서의 테스트는 비싸고 시간이 오래 걸리며 큰 장비들을 필요로 한다는 문제가 있었다.
AB와 CSIC의 과학자들이 개발한 이 센서는 리터당 0.006 마이크로그램의 아트라진 함량을 감지해내며, 이는 유럽 규제기관이 정한 기준 (리터당 0.1 마이크로그램)보다도 훨씬 낮다. 뿐만 아니라 식품안전 실험실에서 진행되는 방법보다 속도가 빠르고 저렴한 점도 큰 장점이다. 항생물질을 감지하기 위해서는 센서의 민감도가 1리터의 우유당 1 마이크로그램에 달해야 하며, 관련 규정은 리터당 100 마이크로그램까지 허용하고 있다.
이 센서는 휴대가 가능하고 이용이 쉽기 때문에 실험실 밖에서도 식품과 식수 샘플 속에 들어 있는 아트라진과 다른 제초제를 감지해낼 수 있다. 이 센서는 매우 저렴한 비용으로 대량 생산될 수 있으며, 앞으로는 개인용 혹은 일회용 형태로도 만들어질 수 있다.
샘플 속에 들어 있는 오염물질을 감지하는 화학 메카니즘은 면역시스템이 우리 몸의 바이러스나 박테리아를 감지하는 과정과 비슷하다. 유기체는 특정 타입의 바이러스에 작용하는 항생물질을 만들어내 감염과 싸우며, 이 과정을 통해 바이러스를 확인하거나 제거하기도 한다.
이 센서의 경우, 농약이 함유되어 있을 경우를 대비해 아트라진에는 특정 항생물질이 사용된다. 항생물질이 오염 미립자를 찾으면 항체와의 접촉을 전자 시그널로 전환해주는 변환기의 표면에 이끌린다. 이러한 전자 시그널을 측정함으로써 샘플의 오염 정도를 결정할 수 있다.
UAB 센서 및 바이오센서 그룹의 연구원인 이자벨 피비도리는 “이러한 특성 때문에 이 바이오센서들은 농업 식품산업의 다양한 어플리케이션에 중요한 분석 도구로 사용될 수 있다.”고 말했다.
이 연구는 화학부 교수인 살베이도 알레그렛과 박사과정 학생인 엠마뉴엘 자코, 마리아 필라 마르코가 맡고 있는 CSIC 연구소와 동동으로 진행되었다.
저작권자 © 식품음료신문 무단전재 및 재배포 금지
