미세바늘 패치로 배추에 멜라토닌 주입
식물 껍질 성분에 항균 강황 섞어 오렌지 코팅

채소 유통기한을 멜라토닌으로 연장할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미세바늘이 달린 패치로 멜라토닌을 채소에 주입(붉은색 원 안)하는 방식이다./미 MIT

여름이 오면 채소와 과일이 금방 물러 쓰지 못하고 버리는 일이 늘어난다. 과학자들이 천연물질인 멜라토닌과 양파 껍질 성분으로 채소와 과일을 더 오래 싱싱하게 보관할 수 있는 기술을 개발했다. 채소와 과일은 오래 보관하기 위해 콜드체인(cold chain·저온 유통)을 이용하거나 비닐 봉투를 씌운다. 이런 과정 없이 채소와 과일 유통기한을 늘릴 수 있어 식품 낭비도 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

◇멜라토닌, 시들시들한 야채 줄인다

베네데토 마렐리(Benedetto Marelli) 미국 매사추세츠 공대(MIT) 토목환경공학과 교수와 사로잠 라자니(Sarojam Rajani) 싱가포르 테마섹 생명과학연구소 공동 연구진은 “멜라토닌으로 채소 유통기한을 늘릴 수 있다”는 연구 결과를 지난 5월 미국화학회가 발가하는 국제 학술지 ‘나노 레터스’에 발표했다. 멜라토닌은 사람 수면을 돕는 호르몬인데 식물이 시들시들해지는 것을 막는 효과가 있다.

연구진은 미세바늘 패치로 멜라토닌 22μg(마이크로그램·1μg는 100만분의 1g)을 갓 수확한 청경채에 주입했다. 미세바늘은 생분해되는 실크로 만들었고, 길이는 70㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m)다. 그 결과 청경채는 섭씨 25도 실온에서 유통기한이 평소보다 4일 늘어났다. 냉장 보관했을 때는 유통기한이 10일 길어졌다.

그래픽=정서희

연구진은 배추에도 멜라토닌을 넣었다. 일반 배추는 2~3일째 누렇게 변해 4일째에는 판매할 수 없을 정도였다. 멜라토닌을 넣은 배추는 5일째 푸릇푸릇했고 8일째까지 판매할 수 있었다. 멜라토닌이 식물 엽록소에 영향을 미쳐 시들해지는 속도를 늦추는 것으로 나타났다. 연구진은 “멜라토닌이 식물 스트레스를 줄인다”면서 “멜라토닌을 아주 조금만 식물에 넣기 때문에 사람이 섭취하는 양은 거의 없다”고 했다.

채소를 수확하고 유통하는 과정에서 이파리가 쳐지거나 시들해져 버리는 경우가 있다. 연구진은 콜드체인을 사용하지 않아도 채소가 소비자 식탁에 오르기까지 싱싱하게 유지할 수 있을 것으로 보고 있다. 연구진은 “이번 연구는 수작업으로 진행했다”면서 “농사 장비, 트랙터, 자율 드론(무인기)을 이용하면 미세바늘을 대량으로 채소에 적용할 수 있을 것”이라고 했다.

그래픽=정서희

◇양파 껍질 섬유, 오렌지 유통기한 늘려

푸르미나 비자얀(Poornima Vijayan) 인도 스리 나라야나 여대 화학과 교수 연구진은 “과일 유통기한을 양파 껍질에서 추출한 셀룰로오스 나노 섬유로 연장할 수 있다”고 국제 학술지 ‘하이브리드 다이렉트’에 지난해 4월 밝혔다. 식물성 식이섬유인 셀룰로오스는 식물의 껍질을 이루는 고분자 물질이다. 연구진은 셀룰로오스를 ㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 단위로 만들었다.

연구진은 셀룰로오스 나노 섬유를 수용성 고분자 물질인 폴리비닐알코올(PVA)과 강황의 노란색 색소인 커큐민과 섞어 용액으로 만들었다. 오렌지를 여기에 2분간 담근 뒤 자연 건조했다. 보통 오렌지는 유통기한이 13일쯤이지만, 셀룰로오스 나노 섬유로 코팅한 오렌지는 보다 오래 신선한 상태를 유지했다고 연구진은 밝혔다.

셀룰로오스 나노 섬유는 인도처럼 덥고 습한 지역에서 열에 의해 쉽게 분해된다. 연구진은 PVA가 나노 섬유들을 결합시켜 필름의 방수·내열성을 높일 수 있었다. PVA는 독성이 없으며 생분해된다. 나노 커큐민은 카레 재료인 강황 가루에서 추출한 노란색 색소로, 항균·항진균 능력이 있다.

과일과 채소는 필수 비타민과 미네랄, 기타 영양소를 포함하고 있어 건강한 식단을 위한 필수 식품이다. 하지만 신선식품의 20~30%는 수확 후 보관 중에 숙성이 지나쳐 낭비된다. 보통 과일을 신선하게 보관하기 위해 비닐 봉지를 씌운다. 이는 땅에서 잘 썩지 않고 환경에 영향을 미칠 때가 있다. 연구진은 “농업 폐기물인 양파 껍질로 과일 유통기한을 늘리고 식품 포장에서 발생하는 환경 오염을 줄일 수 있다”고 했다.

참고 자료

Nano Letters(2025), DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c00487

Hybrid Advances(2024), DOI: https://doi.org/10.1016/j.hybadv.2024.100162

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