열대과일서 감미 단백질 `브라제인` 추출… 유전자변형 통해 단맛 높여
단맛에 대한 인류의 탐욕은 인류사 전체에 영향을 미쳐 왔다. 과거 유럽 각국은 전쟁을 통해 신대륙에 확보한 식민지를 설탕 생산기지로 활용했고, 오늘날은 세계 각국이 비만, 당뇨로 이어지는 설탕과의 전쟁을 벌이고 있다. 이 때문에 설탕같이 단맛을 내면서도 단점은 없는 대체 감미료 개발 노력이 계속되고 있다.
공광훈 중앙대 교수(화학과)는 열대과일에서 추출한 `브라제인'이라는 감미 단백질을 이용, 단맛은 충족시키면서 인체에 무해한 감미료를 만드는 기술을 개발했다. 브라제인은 기존 감미료와 달리 54개 아미노산으로 구성된 단백질이다. 감미 단백질 중 가장 크기가 작으면서 설탕의 약 800∼2000배의 단맛을 내는 물질이다. 열을 가해도 안정적이고 물에 대한 용해도가 높아 다양한 식품에 응용할 수 있다.
브라제인은 서아프리카에서 자생하는 열대과일인 `펜타디플란드라 브라제아나(pentadiplandra brazzeana)'에서 추출한 물질이다. 원주민이 수백 년간 섭취해온 식용식물로, 인체 무해함이 입증돼 있다.
물질을 대량 생산하기 위해서는 식물을 재배해 추출해야 하지만 국내 환경에서 재배가 힘든 만큼 연구팀은 미생물을 이용해 물질을 만들어 내도록 유전자를 변형해 생산 플랫폼으로 만들었다. 미생물이 유전자의 명령을 통해 단백질을 만들어내는 시스템을 이용해 브라제인을 생산하도록 한 것. 특히 유전자 변형을 통해 브라제인의 단맛을 설탕의 285만배까지 높일 수 있게 했다.
생산된 브라제인은 저칼로리 다이어트 식품이나 식음료의 감미첨가제, 비만이나 당뇨병 환자를 위한 식품의 감미첨가제, 제과ㆍ음료ㆍ주류의 감미첨가제 등에 활용될 수 있다.
국내 고감미료 시장은 사카린나트륨이 절반 이상을 차지하고 이어 스테비오사이드, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 수크랄로스 순으로 규모가 크다. 이들 감미료는 대부분 수입에 의존하고 있다.
공광훈 교수는 "기존 설탕 대체 감미료들은 뒷맛이 쓰거나 일부 특정 효소 결핍장애 환자가 섭취할 수 없는 경우가 있었다"며 "브라제인을 상용화하면 대부분 수입에 의존하는 설탕을 포함한 감미료 원자재 수입을 대체할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
공 교수는 기존에 개발한 미생물의 브라제인 생산효율을 2배 높이는 후속연구를 거쳐 상용화를 추진할 예정이다. 이를 위해 미래창조과학부 연구성과 사업화 지원사업의 지원 하에 식품업체인 대상과 손을 잡기로 했다.
안경애기자 naturean@
공광훈 중앙대 교수(화학과)는 열대과일에서 추출한 `브라제인'이라는 감미 단백질을 이용, 단맛은 충족시키면서 인체에 무해한 감미료를 만드는 기술을 개발했다. 브라제인은 기존 감미료와 달리 54개 아미노산으로 구성된 단백질이다. 감미 단백질 중 가장 크기가 작으면서 설탕의 약 800∼2000배의 단맛을 내는 물질이다. 열을 가해도 안정적이고 물에 대한 용해도가 높아 다양한 식품에 응용할 수 있다.
브라제인은 서아프리카에서 자생하는 열대과일인 `펜타디플란드라 브라제아나(pentadiplandra brazzeana)'에서 추출한 물질이다. 원주민이 수백 년간 섭취해온 식용식물로, 인체 무해함이 입증돼 있다.
물질을 대량 생산하기 위해서는 식물을 재배해 추출해야 하지만 국내 환경에서 재배가 힘든 만큼 연구팀은 미생물을 이용해 물질을 만들어 내도록 유전자를 변형해 생산 플랫폼으로 만들었다. 미생물이 유전자의 명령을 통해 단백질을 만들어내는 시스템을 이용해 브라제인을 생산하도록 한 것. 특히 유전자 변형을 통해 브라제인의 단맛을 설탕의 285만배까지 높일 수 있게 했다.
생산된 브라제인은 저칼로리 다이어트 식품이나 식음료의 감미첨가제, 비만이나 당뇨병 환자를 위한 식품의 감미첨가제, 제과ㆍ음료ㆍ주류의 감미첨가제 등에 활용될 수 있다.
국내 고감미료 시장은 사카린나트륨이 절반 이상을 차지하고 이어 스테비오사이드, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 수크랄로스 순으로 규모가 크다. 이들 감미료는 대부분 수입에 의존하고 있다.
공광훈 교수는 "기존 설탕 대체 감미료들은 뒷맛이 쓰거나 일부 특정 효소 결핍장애 환자가 섭취할 수 없는 경우가 있었다"며 "브라제인을 상용화하면 대부분 수입에 의존하는 설탕을 포함한 감미료 원자재 수입을 대체할 수 있을 것"이라고 밝혔다.
공 교수는 기존에 개발한 미생물의 브라제인 생산효율을 2배 높이는 후속연구를 거쳐 상용화를 추진할 예정이다. 이를 위해 미래창조과학부 연구성과 사업화 지원사업의 지원 하에 식품업체인 대상과 손을 잡기로 했다.
안경애기자 naturean@
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