동국대 강준원 교수팀, 에센셜 오일 기반 친환경 항균 에멀션 개발 … 식품·화장품 등 화학첨가물 대체 가능

동국대학교는 식품생명공학과 강준원 교수 연구팀이 친환경 나노 소재를 통해 에센셜 오일(방향유) 기반의 항균 피커링 에멀션을 개발했다고 17일 밝혔다.

기존 화학 유화제의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 주목된다.

에센셜 오일은 테르페노이드(terpenoids), 페놀(phenols) 같은 다양한 활성 성분을 포함하고 있어 항균, 항산화 등 여러 생리활성을 보인다. 하지만 상대적으로 낮은 수용성과 불안정성으로 말미암아 산업적 활용에 한계가 있었다.

연구팀은 에센셜 오일을 안정적인 에멀션 형태로 가공해 이 문제를 극복했다.

피커링 에멀션은 고체 입자가 물과 기름 사이에서 작용해 둘 사이의 경계면을 안정화하는 시스템으로, 기존 화학 유화제와 달리 생체 친화적이고 지속가능한 재료를 활용할 수 있는 게 특징이다. 연구팀은 에센셜 오일 추출 후 발생하는 잔여물로 탄소양자점(CQDs, 탄소 입자를 기반으로 만든 점처럼 작은 나노물질)을 합성했으며, 이를 고체 안정화제로 연구에 적용했다.

연구 결과 탄소양자점 기반 피커링 에멀션은 기존 화학 유화제인 폴리소르베이트 80(Tween-80) 기반 에멀션보다 우수한 항균 효과를 나타냈다. 연구팀은 "탄소양자점이 에멀션의 표면 거칠기를 높여 미생물 세포막과의 상호작용이 강화된 것"이라고 설명했다.

강 교수는 "이번 연구는 에센셜 오일 추출 부산물을 고부가가치 소재로 전환해 지속 가능한 자원 활용의 새로운 가능성을 제시한 것"이라며 "친환경적 접근법과 나노기술의 융합을 통해 기존 화학적 방법의 한계를 넘어서는 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다. 이어 "이번에 개발된 소재가 식품, 화장품 등 다양한 산업에서 화학 첨가물을 대체하는 지속 가능한 대안이 되길 기대한다"고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 게재됐다. 강 교수가 교신저자, 서용석 석사과정생이 제1저자로 참여했다.