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최근 나노 기술이 발전함에 따라 식품, 의약품, 바이오, 식품산업 등 다양한 분야에 나노물질이 널리 사용되고 있으며 독성에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 특히, 식품 산업에 있어 이산화규소 나노물질은 고결방지제나 향미성분의 운반체로 많이 사용되고 있다. 나노물질이 식품첨가물로써 다양하게 사용됨에 따라 그 독성에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 식품 성분과의 상호작용에 의한 독성영향이나 생체이용률에 대한 연구는 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 다양한 식품 성분 중에서도 단백질 성분과 이산화규소 나노입자의 상호작용에 대해 규명하고자 하였으며 단백질 식품으로는 탈지분유와 탈지분유의 주 단백질 성분인 카제인을 선정하였다. 상호작용 반응은 저온(4°C), 상온(25°C), 고온(40°C) 조건에서 반응직후부터 7일차까지 관찰하였다. 단백질과 이산화규소 나노물질의 상호작용에 의한 물리화학적 특성 변화는 각 조건 별로 hydrodynamic size와 zeta potential을 측정하여 확인하였으며, 단백질형광 쇠기 감쇠를 비교하여 단백질과 나노입자의 quenching 정도를 분석하여 상호작용을 규명하였다. 그 결과, 이산화규소 나노물질과 카제인 반응 시 표면 전하의 특성이 변화하였지만 다른 조건에서의 물리화학적 특성 변화는 관찰되지 않았다. 또한 탈지분유와 카제인의 형광 쇠기 감쇠 비율은 유사한 경향을 보였고, 4°C 조건에 비해 25°C와 40°C 조건에서 더 많이 반응하며 나노물질의 농도가 증가함에 따라 단백질과의 반응 정도가 높아지는 것으로 나타났다. 그러나 전체적으로 40% 미만의 단백질 형광 쇠기 감쇠 비율을 나타내는 것으로 보아, 이산화규소 나노물질과 단백질은 약하게 상호작용하는 것으로 판단된다. 이와 같은 연구결과는 추후 식품첨가물로 사용되는 나노물질의 잠재적 독성영향과 관련된 연구의 기반으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
