사진 1. (왼쪽부터) 연세대학교 화공생명공학과 홍진기 교수, 

                                               연세대학교 화공생명공학과 이미래 박사과정생(공동 1저자), 연세대학교 화공생명공학과 최우진 박사과정생 (공동 1저자)

화공생명공학과 홍진기 교수 연구팀이 소고기의 마이야르 향미 특성을 모사하는 배양육 제조 기술을 개발했다. 

연구팀은 도축육을 요리할 때 발생하는 마이야르 반응을 세포 지지체에 도입해, 요리 온도에서 고기향을 방출하는 배양육을 제조했다. 이를 통해 배양육도 소고기와 유사한 향을 갖게 됐다.

소고기는 150도 이상의 고온에서 단백질과 당이 결합해, 다양한 향미 화합물을 방출하는 마이야르 반응을 일으킨다. 마이야르 반응을 통해 발생하는 휘발성 향미 화합물의 향이 일반적으로 인지되는 ‘고기향’이다. 연구팀은 이에 착안해 배양육을 구성하는 세포 지지체에 다양한 향미 화합물을 도입하는 전략을 고안했다.

그림1. 도축육의 마이야르 향미 반응을 모사하는 세포 지지체 제조 방법과 이를 통해 제조된 배양육의 실제 사진을 포함한 연구 모식도

연구팀은 젤라틴 기반의 세포 지지체에 향미 화합물을 도입하고 향미 화합물과 지지체 고분자간의 이황화 결합을 유도해 온도에 감응하여 향미 화합물이 방출되도록 했다. 이렇게 제조된 세포 지지체에 소 근육 세포를 배양하고 분화를 유도함으로써 고기향이 나는 배양육을 개발했다. 

연구팀은 최근 배양육 제조 원천기술, 식감기술에 이어 향미기술을 개발해 배양육의 사업화를 위한 다양한 기술을 개발하는 데 성공했다.

홍진기 교수는 "이번 연구는 식품 화학에 공학적 재료 설계를 융합해 배양육의 향미 특성을 조절하는 최초의 결과물"이라며, "소고기 뿐만 아니라 수산물 세포 기반 배양육 연구와 전통 식품 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 기대된다."며 연구 의의를 밝혔다.

한편, 본 연구는 해양수산부(KIMST)와 한국연구재단(NRF) 사업의 지원을 받아 진행됐으며, 연구 결과는 재료 분야 국제 최고 권위 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 7월 9일 게재됐다.

논문 제목: Flavor-switchable scaffold for cultured meat with enhanced aromatic properties

논문 주소: https://www.nature.com/articles/s41467-024-49521-5