방금 배달 온 피자와 함께 시원한 콜라가 마시고 싶어서 냉장고를 열었어요. 콜라를 꺼내 컵에 부으려는 순간, 엥?! 콜라가 안 나오잖아? 그때 껄껄하고 섭섭박사님의 웃음소리가 들려옵니다. 새해 첫날부터 장난에 속다니…!
왜 이런 일이?
➔ 결과 : 콜라가 흐르지 않는다!
동물의 피부나 뼈, 힘줄 등에는 콜라겐이라는 단백질이 많이 들어있어요. 생명체의 구조를 이루는 성분이죠. 콜라겐을 분해해 가공하면 젤라틴이라는 물질이 됩니다. 젤라틴은 부드럽고 탄력이 있어 말랑말랑한 느낌을 내지요. 젤라틴을 녹인 물은 약 30℃ 이상에서 액체 상태지만, 냉장고에 넣는 등 온도를 낮추면 탱글탱글한 고체가 됩니다. 색과 맛이 거의 없고 반투명한 젤라틴은 젤리나 아이스크림, 마시멜로 등 음식의 재료로 널리 활용돼요.
젤라틴과 비슷한 물질로는 한천이 있어요. 한천도 열을 가하면 액체였다가, 식히면 탄력 있는 고체가 됩니다. 돼지껍데기 등 동물에서 재료를 추출하는 젤라틴과 달리, 한천은 해조류인 우뭇가사리로 만들지요. 젤라틴은 우리 몸에서 분해되는 단백질이지만, 한천은 소화가 잘 되지 않는 탄수화물로 이루어져 저열량 음식에 많이 쓰인답니다.
새로운 약이나 화장품은 사람에게 사용하기 전에 안전성과 효능을 확인하는 과정이 필수적입니다. 과거에는 실험용 동물을 이용해 확인했지만, 윤리적인 문제로 최근에는 전 세계에서 동물실험을 지양하고 있지요.
2023년 11월 부산대학교 의생명융합공학부 김병수 교수팀은 젤라틴과 3D 프린팅을 활용한 국내외 공동연구를 통해 동물실험을 대체할 수 있는 인공 피부를 만드는 데 성공했다고 밝혔어요. 피부는 가장 안쪽부터 진피층, 표피층, 그리고 가장 바깥쪽에 죽은 세포층인 각질층으로 이뤄져 있어요, 인공 피부의 핵심은 우리 몸이 외부와 직접 닿는 부분인 각질층을 재현하는 것입니다. 기존 인공 피부는 연구자가 피부 위에 일일이 각질층을 만드는 경우가 대다수였습니다. 그러면 각질층이 고르게 형성되지 않고 빈 공간이나 뭉치는 부분이 생겨 새로운 제품을 제대로 시험하는 데 어려움이 있었어요.
김병수 교수팀은 온도에 따라 액체와 겔 상태를 왔다 갔다 하는 젤라틴의 특징을 활용했습니다. 각질 세포를 젤라틴과 섞어 바이오잉크로 만든 뒤 인공 피부 위에 3D 프린터로 인쇄한 거예요. 이후 인공 피부의 온도를 높이면 젤라틴은 녹아서 사라지고, 각질층만 균일하게 남습니다. 김병수 교수는 “인공 피부는 신약 개발과 화장품 산업의 시험 플랫폼으로 응용될 수 있을 것”이라고 기대했답니다.
왜 이런 일이?
➔ 결과 : 콜라병 모양의 초콜릿 완성!
초콜릿은 상온에서 단단한 고체지만, 입 안에 넣으면 녹아서 액체가 됩니다. 그 이유는 초콜릿의 재료인 코코아버터 등 지방 성분의 녹는점이 상온보다는 높고 체온보다는 낮기 때문이에요. 그래서 초콜릿은 금속이나 유리 등 다른 재료에 비해 비교적 낮은 온도에서 모양을 바꿀 수 있습니다. 이런 특징 덕분에 초콜릿으로 콜라 페트병뿐 아니라 원하는 모양을 누구나 쉽게 만들 수 있지요.
2023년 2월 미국 러트거스대학교 식품과학과 황 진그롱 교수팀은 3D 프린터에 넣고 사용할 수 있는 초콜릿 잉크를 개발했다고 발표했어요. 연구팀은 “스마트폰 앱을 이용해 원하는 모양의 초콜릿을 만들 수 있다”며 “3D 음식 프린팅 기술을 활용하면 맛, 모양, 영양 등 소비자의 필요에 따른 맞춤형 음식을 만들 수 있다”고 설명했답니다.
