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냉동밥의 플라스틱용기를 전자레인지로 돌릴때 어떤 안좋은 문제점이 있나요
안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 냉동밥이 담긴 플라스틱 용기를 전자레인지로 그대로 데울 때는 몇가지 문제점이 생길 수 있는데요 우선 플라스틱의 열 안정성 문제가 가장 큽니다, 전자레인지로 가열하면 플라스틱이 국소적으로 매우 뜨거워지면서 변형되거나 녹아내릴 수 있는데요,특히 냉동 상태에서 곧바로 전자레인지에 넣으면, 일부는 차갑게 남아 있고 일부는 과열되면서 용기 표면이 쉽게 손상될 수 있습니다. 또한 모든 플라스틱이 전자레인지용으로 안전하게 설계된 것은 아닌데요, 전자레인지에 적합하지 않은 플라스틱은 비스페놀 A (BPA), 프탈레이트 등과 같은 환경호르몬 계열 화합물이 열에 의해 음식으로 스며들 수 있으며 이들 물질은 내분비계 교란, 호르몬 균형 이상 등 장기적인 건강 문제와 관련이 있습니다. 게다가 전자레인지 가열은 균일하지 않기 때문에, 용기 일부가 국소적으로 고온(100°C 이상)이 되면서 플라스틱 분해물 발생 가능성이 커지는데요 또한 음식 내부는 덜 데워져 세균이 살아남을 수 있는 반면, 가장자리 플라스틱은 손상될 수 있으므로 주의가 필요합니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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바닷물의 소금 농도비율이 젓갈이나 국과 비교시 얼마나 높은건가요
안녕하세요.네, 우선 바닷물의 경우 평균 해수의 염분은 약 3.5% (w/v) 정도인데요, 이는 리터당 약 35g의 소금이 녹아 있다는 뜻입니다. 젓갈은 발효 과정에서 부패를 막기 위해 소금을 많이 넣는데, 보통 15~20% 이상의 소금 농도를 가지는데요 즉, 바닷물보다 약 5배 이상 짜다고 볼 수 있습니다. 다음으로 가정에서 조리하는 국물의 염도는 보통 0.7~1% 정도인데요, 이는 바닷물(3.5%)의 약 1/3 ~ 1/5 수준입니다. 따라서 바닷물은 우리가 먹는 국보다는 훨씬 짜서 직접 마실 수 없지만, 젓갈이나 장아찌 같은 고농도 발효식품에 비하면 오히려 훨씬 싱거운 편이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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생명체 내에서 광학 이성질체가 구분되는 것이 중요한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.네, 말씀해주신 것처럼 생명체 내에 광학이성질체가 구분되는 것은 중요한 문제인데요, 이는 생명 시스템이 본질적으로 키랄(chiral)한 분자들로 이루어져 있기 때문입니다. 생체 내에서 단백질, 효소, 수용체는 모두 L-아미노산으로 이루어져 있으며, 따라서 3차원 구조가 한쪽 방향으로 고정되어 있는데요 이 때문에 기질이나 리간드가 결합할 때, 입체적으로 맞는 이성질체만 인식할 수 있습니다. 예를 들어서 D-글루코스는 대사되지만, L-글루코스는 동일한 화학식이지만 효소가 인식하지 못해 거의 이용되지 못하는데요 즉 두 이성질체는 화학식과 물리적 성질은 같아도, 생리학적 효과는 완전히 다를 수 있습니다. 대표적인 또다른 예시로 탈리도마이드는 한쪽 이성질체는 입덧 완화 효과를 갖지만 다른 쪽은 심각한 기형을 유발할 수 있습니다. 즉, 생명체 내 반응은 단순한 화학 반응이 아니라 입체적으로 정밀한 상호작용이기 때문에 광학이성질체 구분은 중요한 의미를 갖습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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식물이 빛을 향한 굴광성은 어떤 원리로 나타나나요?
안녕하세요.네, 말씀해주신 것처럼 식물의 빛을 향한 굴광성은 식물의 생장 조절 호르몬인 옥신과 세포의 성장 반응이 결합한 결과인데요, 식물의 어린 줄기 끝(배축, 유묘의 정단부)에는 청색광 수용체가 존재하는데요 특정 방향에서 빛이 들어오면, phototropin이 그 빛을 감지하여 세포 내부 신호 전달을 시작합니다. 이때 빛이 한쪽에서만 비칠 경우, 옥신이 빛이 약하게 도달하는 반대쪽으로 이동하는데요 즉 햇빛을 직접 받는 쪽보다 그늘진 쪽에 옥신 농도가 높아지게 됩니다. 또한 옥신은 세포벽을 느슨하게 풀어주는 단백질을 활성화하여, 세포가 물을 흡수해 길게 늘어나도록 유도하는데요 따라서 옥신이 많이 모인 그늘진 쪽 세포가 더 길게 자라게 되고, 결과적으로 줄기가 빛을 향해 휘게 되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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산이 강할수록 짝염기는 약염기인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.네, 말씀해주신 것과 같이 산과 염기는 H+이온을 주고 받으며 짝의 형태로 존재하는데요, 이때 강산의 짝염기는 약염기라는 말은 산과 염기의 평형관계로 이해해볼 수 있습니다. 우선 산(HA)은 수소 이온(H⁺)을 내놓으면 짝염기(A⁻)를 남기는데요, 강산은 물속에서 거의 완전히 해리하며 이로 인해 평형이 오른쪽으로 강하게 치우칩니다. 따라서 생성된 짝염기(A⁻)는 사실상 H⁺를 다시 잡으려 하지 않기 때문에 약염기로 작용합니다. 또한 강산의 짝염기는 전자를 받아도 불안정해지므로 H⁺와 결합할 유인이 적은데요 예를 들자면 강산인 HCl의 짝염기인 Cl⁻, 염화 이온은 전하가 잘 안정화되어 있어 다시 H⁺를 잡으려는 경향이 매우 약한 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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과당이 포도당과 달리 매우 안좋은 이유가 무엇인가요
안녕하세요.질문해주신 과당은 포도당과 동일하게 육탄당에 해당하는 단당류인데요, 다만 우리 몸에서 대사되는 경로가 크게 다르기 때문에 건강에 미치는 영향에도 차이가 있습니다. 과당이 상대적으로 더 안 좋다는 평가는 바로 이 대사적 특징 때문인데요 우선 포도당은 혈액 속으로 흡수된 뒤, 인슐린의 도움을 받아 간, 근육, 지방세포 등 온몸에서 에너지원으로 이용되며 혈당을 직접 올리고, 세포가 널리 활용할 수 있습니다. 반면에세포 대부분은 과당을 잘 쓰지 못하고, 주로 간에서만 대사되는데요 간에 들어간 과당은 포도당처럼 글리콜리시스의 조절단계를 거치지 않고, 바로 중간대사산물로 들어가 버립니다. 이 때문에 체내 조절이 어렵고, 지방 합성 경로로 쉽게 전환됩니다. 과당이 안 좋다고 여겨지는 이유는 지방 합성을 증가시키기 때문인데요, 간에서 과당은 조절 없이 빠르게 대사되어 중성지방 합성으로 이어지며 과도한 섭취 시 지방간, 고지혈증, 비만과 관련될 수 있습니다. 또한 과당은 인슐린 분비를 거의 자극하지 않는데요 단기간에는 혈당을 급격히 올리지 않지만, 장기적으로는 인슐린 저항성을 촉진할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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합성감미료가 포도당의 단맛과 다른 이유가 무엇인가요
안녕하세요.설탕의 대체제로 많이 쓰이는 합성감미료의 단맛이 다르게 느껴지는데에는 수용체와 관련이 있는데요 사람이 단맛을 느낄 때는 단순히 설탕(포도당·과당)의 맛을 복제하는 것이 아니라, 혀의 단맛 수용체(T1R2–T1R3 단백질)와의 상호작용 방식에 따라 달라집니다. 합성감미료가 포도당과 다르게 느껴지고, 때때로 씁쓸한 뒷맛까지 나는 이유는 단맛은 혀 표면의 T1R2–T1R3 G-단백질 연결 수용체(GPCR)에 화합물이 결합할 때 신호가 발생하여 느껴지는데 포도당이나 자당 같은 천연 당류는 이 수용체의 특정 부위에 잘 맞는 열쇠–자물쇠 관계로 결합하기 때문에 자연스럽고 깔끔한 단맛을 느끼게 됩니다. 하지만 아스파탐과 같은 합성감미료는 화학적 구조가 달라서 수용체의 다른 부위(allosteric site)에 결합하거나, 당류와 다른 방식으로 활성화하기 때문에 뇌가 받는 신호가 비슷하지만 약간 다른 단맛으로 해석되는 것입니다. 또한 말씀해주신 쓴맛은 다른 미각 수용체를 활성화하기 때문인데요, 일부 합성감미료는 단맛 수용체뿐 아니라 쓴맛 수용체(T2R 계열)도 부분적으로 활성화하며 이 때문에 단맛 뒤에 쓴맛, 금속성 맛이 섞여 느껴질 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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아스파탐이 얼마나 연구가 되어서 상대적으로 많이 안전하다고 하나요
안녕하세요.네, 대표적인 대체감미료에 해당하는 아스파탐은 현재까지 사용되는 합성감미료 중에서도 가장 오랫동안, 가장 많이 연구된 인공 감미료 중 하나인데요, 1965년 처음 합성된 이후, 1981년 미국 FDA에서 최초로 식품 첨가물로 승인되었습니다. 현재는 약 40년 이상 전 세계에서 사용되고 있으며, 이 기간 동안 수많은 연구가 진행되었습니다. 국제적으로 보고된 아스파탐 관련 연구는 수천 건 이상인데요 미국 FDA, 유럽식품안전청(EFSA), 세계보건기구(WHO), 식품의약품안전처 등 여러 기관에서 독립적으로 검토했습니다. EFSA의 2013년 재평가 보고서에서는 아스파탐 관련 약 600여 편의 논문을 종합 분석했고, WHO와 FAO 산하 JECFA도 수백 편 이상을 지속적으로 검토해왔는데요 동물실험, 역학 연구 종합 검토 결과, 일반적인 섭취량에서 발암 증거 없음이 확인되었으며 신경독성, 생식독성 측면에서도 유의한 위해성 없음이 확인되었습니다. 또한아스파탐은 체내에서 아스파르트산, 페닐알라닌, 메탄올로 분해되는데, 이는 다른 단백질 식품에서 얻는 양보다 훨씬 적은 수준임이 확인되었지만 다만 페닐케톤뇨증(PKU) 환자는 페닐알라닌을 대사하지 못하므로 반드시 섭취를 피해야 합니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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세포호흡 시 NADH가 FADH2보다 더 많은 ATP를 생성하는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요.세포호흡에서 NADH가 FADH₂보다 더 많은 ATP를 생성하는 원리는, 두 전자전달체가 전자전달계(ETC)에서 어디에 전자를 전달하는지에 따라 달라지는 것인데요, NADH는 전자를 전자전달계 복합체 1인 NADH탈수소효소 복합체에 전달하며, 이때부터 전자가 복합체 1 → 복합체 3 → 복합체 4를 거치며 흐르고, 그 과정에서 프로톤(H⁺) 펌핑이 총 10개 일어납니다. 반면에 FADH₂는 전자를 복합체 2번인 숙신산 탈수소효소복합체에 전달합니다. 복합체 2는 막을 가로질러 H⁺를 펌핑하지 않기 때문에, FADH₂는 복합체 1을 우회하여 복합체 2→ CoQ → 복합체 3→ 복합체 4의 경로를 거치며 따라서 H⁺ 펌핑은 6개밖에 일어나지 않습니다. 전자전달계에서 H⁺가 미토콘드리아 기질에서 막간공간으로 이동하면서 전기화학적 기울기가 형성되며 ATP 합성효소(ATP synthase)는 약 4개의 H⁺가 들어올 때 1개의 ATP를 합성합니다. 이때 NADH는 10 H⁺ → 10 ÷ 4 ≈ 2.5 ATP를 생성하는 것이며 FADH₂는 6 H⁺ → 6 ÷ 4 ≈ 1.5 ATP를 생성하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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pKa에서 가장 이온화를 잘하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.질문해주신 것처럼 산-염기 반응에서 pH = pKa일 때 해당 화합물이 가장 잘 이온화된다는 말은, 산성 상태와 염기성 상태가 50:50으로 공존하기 때문에 산-염기 반응이 가장 활발히 일어나고, 완충 작용도 가장 커진다는 의미인데요, 어떤 산의 HA ↔ H⁺ + A⁻ 반응에서 pKa = -log Ka이며 즉, pH = pKa일 때 [HA] = [A⁻], 양성자화된 상태와 탈양성자화된 상태가 동일 농도로 존재합니다. pH = pKa일 때 이온화가 활발한 이유는 이온화 평형의 민감도 최대이기 때문인데요, Henderson–Hasselbalch 식에서 산-염기 반응이 일어날 때 양쪽으로 이동할 가능성이 똑같기 때문에 미세한 pH 변화에도 가장 큰 이온화 비율 변화가 나타납니다. 즉 [HA]도 많고 [A⁻]도 많기 때문에, H⁺를 주고받는 반응이 가장 빈번하게 일어나며 반대로 pH < pKa라면 대부분 HA 상태, pH ≫ pKa라면 대부분 A⁻ 상태라서 반응성이 낮습니다. 또한 산과 짝염기가 모두 충분히 존재해야 외부에서 산(H⁺)이나 염기(OH⁻)가 들어와도 잘 중화할 수 있으며 따라서 pH = pKa 부근에서 용액의 완충 효과가 가장 큰 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.08.23
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