이스라엘 기술대(Israel Institute of Technology, Haifa) Yoav Livney와 동료 연구자들은 단백질과 당(protein-saccharide)이 결합된 형태의 나노 캡슐을 만들기 위해 메일라드 반응(Maillard reaction)을 이용했다.
빵을 굽거나 음식을 하는 동안 음식의 일반적인 착색의 원인이 되는 이 반응은 소수성 영양분들을 캡슐화하기 위해 이용되었지만 이로 인해 그 크기가 커지고 음료가 뿌옇게 변하는 현상이 발생했다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 연구자들은 녹말에서부터 우유단백질 카제인(casein)에 이르기까지의 재료에서 추출한 올리고당(oligosaccharide)을 연결시켰다.
이러한 형태의 연결 분자들은 자기조립 과정을 거쳐 나노 크기의 캡슐로 만들어질 수 있었다. 이 캡슐은 매우 작아서 음료에 넣어도 그 투명한 색이 변하지 않았다.
연구자들은 비타민D와 암과 같은 많은 질병의 예방을 위해 이용되는 녹차잎 등에서 발견되는 에피칼로카테킨갈레트(epigallocatechin gallate)를 캡슐 안에 넣고 이들의 방출을 모니터링 했다.
그 결과 그들은 소화가 진행되는 동안에도 이들 나노 캡슐이 원래의 형태를 유지한다는 것을 발견했다. 연구자들은 이 나노 캡슐이 작은 효소들에 의해 분해돼 주변에 생물학적으로 흡수될 것이라고 생각했다.
연구팀은 또한 이 캡슐들이 비타민을 단순하게 전달만 하는 것이 아니라 이들을 보호하기까지 한다는 사실을 발견했다. 이에 대해 Livney는 “이 캡슐들은 낮은 pH 환경에서도 비타민을 보호할 수 있었다”고 말했다. 이후 연구진은 전반적인 소화 과정이 일어나는 동안 전제적인 약물 방출 프로파일에 관해 연구를 수행할 예정이며 임상 시험에서 이들이 생물학적 활성을 지니는 지에 대해서도 연구를 수행할 것이다.
이에 대한 보다 자세한 연구 결과는 G Markman and Y D Livney, Food Funct., 2012, DOI: 10.1039/c1fo10220f를 참고하기 바란다.
메일라드 반응(Maillard reaction) : 아미노산의 아미노기와 환원당의 카보닐기가 축합하는 초기ㆍ중간ㆍ최종 단계를 거쳐 새로운 물질이 만들어지는 현상이다. 예를 들어, 오븐에서 빵을 구울 때 빵의 노출된 겉부분은 뜨거운 열에 메일라드 반응을 일으켜 갈색으로 변하게 되고 구수한 맛을 낸다.
(한국과학기술정보연구원)
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