음식의 고유 지문을 사용하여 사기 탐지

모든 음식에는 고유하고 눈에 보이지 않는 화학적 "지문"이 있습니다. 퍼듀 대학교(Purdue University)의 한 연구원이 이동 중에도 지문을 식별하고 식품 사기를 탐지할 수 있는 빠르고 휴대 가능한 방법을 발견했습니다.

광고와는 다르게 의심되는 음식이 있다고 가정해 보겠습니다. 아마도 5년 동안 숙성된 것으로 추정되는 치즈에 적절한 펑크가 없거나 구입한 사프란의 빨간색 색조가 적절하지 않은 것 같습니다. 테스트해보는 건 어떨까요? 그것은 어떤 모습일까요?

화학적으로 우리는 식품에서 이러한 차이를 감지할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 분석 화학자에게 보내면 약 50만 달러 상당의 큰 옷장 크기의 의심스러운 음식을 질량 분석기에 넣고 물고기에 수상한 것이 있는지 아주 정확하게 알려줄 수 있습니다.

일반 쇼핑객에게는 그렇게 접근하기 어렵습니다. 퍼듀 대학의 생물정보학 교수인 Bartek Rajwa는 식품 사기를 탐지하는 방법을 찾기 시작할 때 이 문제를 염두에 두었습니다. 상대적으로 저렴한 시스템이 있었나요? 휴대용으로 만들 수 있을까요? 전통적인 실험실 테스트에서 몇 주를 기다리는 대신 보다 즉각적인 결과를 얻을 수 있는 방법을 찾을 수 있을까요?

한마디로: 그렇습니다.

하지만 그에게는 몇 번의 시도 이상이 필요했습니다. Rajwa는 “음식은 분명히 매우 복잡한 매트릭스입니다.”라고 말합니다. "특정 제품과 관련된 일종의 고유한 패턴을 재현 가능하게 등록할 수 있다면 이론적으로 [사기 식별]에 도움이 될 수 있습니다." Rajwa는 그가 말한 대로 음식의 "지문"을 찾기 시작했습니다. 어떤 햄 조각이 포르투갈 동굴에서 수년간 치료된 돼지고기로 만들어졌는지, 어떤 햄 조각이 그런 식으로 보이도록 방금 칠해졌는지 확실히 알려주는 독특한 원자 구성.

퍼듀 대학 연구원 Bartek Rajwa와 퍼듀 박사후 연구원 신성호는 LIBS 분광기를 사용하여 오렌지 표면에서 데이터를 수집합니다. 사진 제공: 퍼듀대학교

이러한 종류의 테스트에 사용되는 전통적인 방법은 시간이 많이 걸립니다. 샘플 식품을 면봉으로 채취하여 멸균 접시에서 박테리아가 자라게 한 다음, 자라는 박테리아 콜로니를 테스트하고 샘플에서 특정 성분을 발견합니다. 그러나 샘플에 500개의 서로 다른 박테리아 군집이 나타난다면 시간이 좀 걸릴 것입니다.

다양한 샘플 식품에서 박테리아의 화학 성분을 식별하는 방법을 실험한 후 Rajwa는 이미 금속 합금을 테스트하는 데 사용되었던 기술의 용도를 변경했습니다.

다양한 차량, 가전제품, 기타 기계에서 나온 금속 더미가 쌓여 있는 폐차장이 있다고 가정해 보겠습니다. Rajwa는 “재활용하기 전에 어떤 종류의 합금을 가지고 있는지 알아내야 합니다.”라고 설명합니다. 레이저 유도 분해 분광법(LIBS)이라는 시스템이 존재합니다. “매혹적인 도구입니다. 기본적으로 레이저로 물체에 부딪히면 매우 작은 플라즈마 기둥이 생성됩니다. 플라즈마가 냉각되면 빛이 형성됩니다. 작은 폭죽이 터지긴 하지만 아주 미세합니다.” 원소 봉우리가 형성되는 것은 바로 이 소형 불꽃놀이 폭발입니다. 금속 합금에 이러한 레이저를 사용하면 철, 알루미늄, 니켈 등 작업 중인 모든 항목의 다양한 피크를 쉽게 볼 수 있습니다.

Rajwa는 LIBS 테스트 장비를 수정하여 다른 구성에도 사용할 수 있는지 확인하기로 결정했습니다. 즉, 음식.

그는 스위스의 여러 지역 낙농장에서 만든 그뤼에르 치즈로 샘플을 시험해 보았습니다. 치즈 자체는 거의 동일했지만 이론적으로는 소에게 무엇을 먹였는지, 어디서 자랐는지에 따라 화학적 구성에 차이가 있어야 합니다.

효과가 있었습니다. Rajwa는 50마일 떨어진 곳에서 생산된 치즈를 구별할 수 있었습니다. “그 시점부터 우리는 이것이 정말 멋지다고 생각했습니다. 커피와 함께 먹어보자. 향신료로 한번 해보자”고 말했다. 일부 식품은 다른 식품보다 추적하기가 더 쉽습니다. 원래 치즈의 예에서는 대략 85%의 성공률이 있습니다. 합성 바닐라와 실제 바닐라 추출물과 같이 훨씬 더 잘리고 건조한 것의 경우 성공률은 거의 100%에 이릅니다. 그리고 대부분의 식품 사기는 그다지 정교하지 않기 때문에 탐지하기가 더 쉽다고 Rajwa는 말합니다. “치즈에 관해 이야기한다면 일반적으로 그뤼에르를 담은 두 개의 서로 다른 용기가 아닙니다. [보통] 파마산치즈와 셀룰로오스를 곁들인 숙성된 체다 치즈입니다. 파마산 치즈와 셀룰로오스를 첨가한 숙성된 체다 치즈의 차이를 구별하는 것은 전혀 어렵지 않습니다.”