답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.방부제라는 과게에 사용했던 단어이고 현재 식품 분야에서는 공식적으로 보존료라고 부르는데, 사실 알고 보면 식중독 위험으로부터 우리를 지켜주는 고마운 역할과 건강상의 우려라는 동시성을 갖고 있습니다.식품 ​​보존료의 핵심 기능은 세균, 곰팡이, 효모 등 미생물의 증식을 억제하여 식품의 부패와 변질을 늦추는 것입니다.보존료는 그 성분과 기능에 따라 곰팡이와 효모 생육을 억제하는 데 매우 효과적인 소르빈산류, 산성 식품에서 세균과 효모의 증식을 방지하는 안식향산류, 주로 곰팡이의 발생을 억제하는 프로피온산류, 보존료이자 발색제로, 치명적인 식중독균인 보툴리누스균의 증식을 억제하고 고기의 붉은색을 유지하는 아질산나트륨 등이 있습니다. 최근 화학 첨가물에 대한 우려로 자몽씨 추출물, 로즈마리 추출물, 유기산 등 식물성, 천연 항균 물질을 사용하는 비중도 점점 늘어나고 있습니다방부제의 주요 기능은 치명적인 식중독 예방과 ​유통기한 연장 및 식량 손실 방지, ​품질 및 영양 유지가 용이합니다.시중에 유통되는 식품의 보존료는 평생 매일 먹어도 안전하다고 인정되는 일일섭취허용량 기준 내에서 엄격하게 관리됩니다. 따라서 건강한 성인이 일반적인 식습관으로 섭취할 때는 큰 문제가 되지 않습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.커피는 다양한 화합물이 섞인 화학 물질 이라고 보시면 됩니다. 이 중 몸에 가장 강력한 영향을 미치는 핵심 분자는 바로 카페인과 클로로겐산 등의 폴리페놀류입니다.카페인 분자 구조는 아데노신과 매우 유사하여 카페인이 아데노신 대신 수용체에 먼저 결합하여 피로 신호를 차단합니다. 과다 섭취 시 뇌는 억지로 깨어있기 위해 수용체 수를 더 늘려버리기 때문에 같은 효과를 보려면 커피를 더 많이 마셔야 하고, 커피를 끊으면 새로 늘어난 수용체에 아데노신이 대량 결합하며 극심한 두통과 피로감이 밀려옵니다. 또한, 수면 유도 분자 메커니즘이 깨져 깊은 수면 단계에 진입하기 어려워집니다.카페인은 세포 내 신호 전달 물질을 분해하는 효소를 억제합니다. 이로 인해 심장 박동이 불규칙해지는 심장 두근거림, 손 떨림, 혈압 상승, 불안감 및 가슴 답답함이 발생합니다.커피를 과다 섭취하면 위산이 과도하게 나오면 위 점막을 자극해 속 쓰림, 위염, 위경련을 일으킵니다. 또한, 식도 하부 괄약근의 압력을 낮추어 위산이 식도로 역류하는 역류성 식도염을 유발하기 쉽습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.인공태양은 태양과 같은 반응 환경을 만들어 막대한 에너지를 얻으려는 차세대 에너지 기술입니다. 기존 원자력 발전과 반대되는 개념으로, 꿈의 에너지라 불립니다.태양은 강력한 중력 덕분에 중심부의 높은 압력과 온도에서 수소 원자핵들이 합쳐지는 수소 핵융합 반응을 일으키며 빛과 열을 냅니다.​지구는 태양만큼 중력이 크지 않기 때문에, 인위적으로 핵융합을 일으키려면 훨씬 더 많은 조건이 필요한데, 원자핵과 전자가 분리된 플라즈마 상태에서 원자핵끼리 충돌시켜야 하기 때문에 지구에서는 중력을 대신해 1억 ℃ 이상의 초고온이 필요합니다. 따라서 도넛 모양의 장치 안에 강력한 초전도 자기장을 만들어 초고온 플라즈마가 벽에 닿지 않게 공중에 띄워 가두는 방식을 주로 사용합니다.핵융합 발전이 상용화되기 위해 넘어야 할 기술적, 경제적 문제점들이 있습니다. 먼저, 1억 ℃ 이상의 플라즈마를 불안정성 없이 수십 분에서 수 시간 이상 지속해서 가두는 제어 기술이 필요하며, 열복사와 고에너지 중성자 폭격을 장기간 견딜 수 있는 내열·내방사선 신소재가 필요합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.천일염을 대나무 마디에 넣고 황토로 막아 고온에서 여러 번 구워내는 죽염은 한국의 대표적인 건강 소금입니다. ​구워지는 과정에서 소금의 불순물과 독소는 제거되고, 대나무와 황토, 소나무 장작의 유용한 미네랄 성분이 합성되어 일반 소금과는 완전히 다른 특성을 갖게 됩니다.일반 산성 소금과 달리 여러 번 구운 죽염은 약알칼리성으로 변합니다. 산성화되기 쉬운 현대인의 체질 균형을 맞추고, 체내 활성산소를 제거하는 항산화가 뛰어납니다.세균 증식을 억제하고 염증을 가라앉히는 능력이 탁월 하며 잇몸 염증, 편도선염, 피부 트러블, 위염 등의 증상을 완화하는 데 도움을 줍니다. 대나무와 황토에서 유래한 유기 유황, 칼륨, 아연, 마그네슘 등 다채로운 미네랄이 농축되어 있어 면역력 증진과 미네랄 불균형 해소에 좋습니다.죽염 치약은 칫솔에 죽염 분말이나 입자를 묻혀 잇몸을 마사지하듯 양치하면 잇몸 출혈, 풍치, 입냄새 예방에 매우 효과적입니다. 세안 마지막 단계에 죽염 녹인 물로 헹구거나 클렌징 시 살짝 섞어 사용하면 여드름이나 트러블 피부를 진정시키는 데 효과적입니다. 또한, 나물 무침, 국물 요리, 계란찜 등에 넣으면 특유의 감칠맛과 깊은 풍미를 더해줍니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님께서 말씀하신 대로 플라스틱은 단량체들이 어떤 방식으로 연결되느냐에 따라 성질과 만드는 방법이 완전히 다랄집니다. 비닐봉지의 첨가 중합과 페트병의 축합 중합이 일으키는 화학 반응의 차이와, 이를 가능하게 하는 단량체의 결정적 특징을 설명해 드릴게요.첨가 중합은 비닐봉지의 재료인 폴리에틸렌을 만드는 방식입니다. 단량체들이 가지고 있는 불안정한 결합이 풀리면서 옆 분자와 그대로 이어집니다. 단량체가 반드시 탄소간 이중 결합이나 삼중 결합 같은 불포화 결합을 포함해야 하며, 이중 결합을 이루는 결합 중 하나는 상대적으로 약해서 외부 자극에 의해 쉽게 깨지며 양쪽으로 단일 결합을 할 수 있습니다.축합 중합은 페트병인 PET를 만드는 방식입니다. 두 종류의 단량체가 서로 반응하여 결합할 때, 물 같은 작은 분자가 빠져나옵니다. 분자 양 끝에 반응할 수 있는 작용기가 최소 2개 이상 붙어 있어야 하며, 카르복실기와 하이드록시기가 만나면 에스테르 결합을 형성하면서 물 분자가 빠져 나옵니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.달걀을 삶는 것과 미용실에서 파마를 하는 현상은 모두 단백질의 구조 변화라는 입체 화학적 원리로 설명됩니다. 단백질은 아미노산이 길게 연결된 사슬이 복잡하게 접혀 3차원 입체 구조를 이루고 있는데, 어떤 결합을 어떻게 건드리느냐에 따라 나타나는 결과가 전혀 다릅니다. 달걀 흰자의 주요 성분은 알부민이라는 단백질입니다. 평소에는 약한 결합 덕분에 동글동글하게 말려 있어 물에 잘 녹는 투명한 액체 상태를 유지하지만 높은 열에너지가 가해지면 단백질을 동그랗게 유지해 주던 약한 결합들이 모두 깨지면서, 꽁꽁 뭉쳐 있던 단백질 사슬이 풀어집니다.머리카락은 케라틴이라는 단단한 단백질로 구성되어 있는데, 케라틴에는 황 원자끼리 아주 강하게 연결된 이황화 결합이 촘촘하게 박혀 있어 모양이 잘 변하지 않지만 파마약은 환원제로, 머리카락 속의 이황화 결합을 끊어내고 머리카락 단백질은 유연하고 흐물거리는 상태가 됩니다. 그리고 중화제를 바르면 끊어졌던 황 원자들이 어긋난 새 위치에서 다시 결합하고, 머리카락이 고정되어 영구적인 곱슬머리가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.냉장실과 냉동실을 나누는 가장 크고 절대적인 기준은 말씀하신 대로 온도가 맞습니다. 하지만 이 단순한 온도의 차이가 식품 내부의 수분에 일으키는 물리적 상태 변화 때문에, 두 공간은 냉각 방식과 습도 조절 등 내부 작동 조건에서도 완전히 다른 구조를 띠게 됩니다.냉장실은 식품 내부의 수분이 액체 상태를 유지하는 온도입니다. 온도를 낮춰 미생물의 증식 속도와 식품 자체의 효소 작용을 지연시키는 것이 목적입니다. 부패를 늦출 뿐 멈추지는 못하기 때문에 단기 보관에 적합합니다. 반면, 냉동실은 식품 내부의 수분이 얼음 결정으로 변하는 고체 상태의 온도입니다. 물이 얼어붙으면 부패를 일으키는 박테리아와 미생물이 활동하는 데 필요한 수분을 빼앗기게 되므로, 생물학적/화학적 반응이 사실상 정지됩니다. 이로 인해 장기 보존이 가능해집니다.온도 다음으로 두 공간을 가르는 가장 큰 조건은 습도입니다. 냉장실은 채소, 과일, 육류 등의 식재료가 마르지 않고 신선함을 유지하려면 수분이 날아가지 않아야 합니다. 따라서 냉장실은 야채칸 같은 밀폐된 구조를 두어 내부 습도를 상대적으로 높게 유지하도록 설계됩니다. 냉동실은 냉동실에 수분이 많으면 벽면이나 식품 겉면에 두꺼운 성에가 끼게 되고, 이는 냉각 효율을 크게 떨어뜨립니다. 따라서 냉동실은 차갑고 건조한 바람을 강하게 순환시켜 수분을 지속적으로 빼앗는 제습 환경을 기본 조건으로 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물과 식용유가 아무리 강한 물리적 힘을 가해도 결국 섞이지 않고 분리되는 현상은 분자 수준에서의 극성 차이로 설명할 수 있습니다. 화학의 가장 기본적인 용해 원리인 유유상종에 따라, 극성 분자는 극성 분자끼리, 무극성 분자는 무극성 분자끼리 섞이려는 성질이 강하기 때문입니다.물 분자는 전기음성도가 매우 큰 산소 원자 하나에 수소 원자 두 개가 굽은 형으로 결합되어 있으며, 산소 쪽은 부분적인 음전하를, 수소 쪽은 부분적인 양전하를 띠는 영구 쌍극자 모멘트를 갖습니다. 물 분자들은 이 극성을 바탕으로 서로 강력한 수소결합을 형성하며 단단히 뭉쳐 있습니다. 반면 식용유를 구성하는 주성분인 트리글리세라이드는 길게 이어진 탄화수소 사슬로 이루어져 있습니다. 탄소와 수소는 전기음성도 차이가 거의 없어 전자가 한쪽으로 치우치지 않는 무극성 분자입니다. 기름 분자들 사이에는 수소결합 대신 상대적으로 약한 반데르발스 힘만이 작용합니다. 따라서 물과 기름은 유유상종의 원리에 따서 서로 섞이지 않고 분리되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.DNA의 이중 나선 구조는 화학적으로 완벽에 가까운 안정성과 가역성을 동시에 갖고 있습니다. 질문하신 것처럼 DNA의 이중 나선 구조는 튼튼하게 결합해 있으면서도 유전 정보를 복제할 때는 지퍼처럼 쉽게 풀리는 핵심은 바로 수소결합 결합력 때문입니다. 관련 내용을 설명해 드리도록 하겠습니다. DNA를 구성하는 각각의 가닥은 공유결합으로 아주 단단하게 연결되어 있기 때문에, 물리적이나 화학적인 외부 충격에도 유전 정보의 순서 자체가 끊어지거나 뒤섞이지 않고 튼튼하게 보존됩니다. 반면, 두 가닥을 마주 보게 연결하는 염기 사이의 인력은 수소결합입니다. 수소결합은 전기음성도가 큰 원자와 수소 원자 사이의 정전기적 인력으로 일반적인 반데르발스 힘보다는 훨씬 강하지만, 공유결합에 비하면 1/10 정도로 약한 힘입니다.개별 수소결합의 힘은 약하지만, 수많은 수소결합이 모이면 전체 이중 나선 구조를 흩어지지 않게 꽉 잡아주는 강력한 결속력을 발휘합니다. 여기에 납작한 평면 구조인 염기들이 층층이 포개지며 발생하는 소수성 상호작용이 더해져, 세포 내 생리적 환경에서 이중 나선은 매우 튼튼하고 안정적인 형태를 유지합니다. 하지만 세포가 분열하여 유전 정보를 복제하거나 단백질을 만들기 위해 전사를 해야 할 때는 이중 나선을 열어야만 내부의 정보를 읽을 수 있기 때문에 염기 사이는 적당한 세기의 수소결합으로 연결되어 국소적인 에너지만 가해도 마치 지퍼를 내리듯 양 갈래로 부드럽게 풀리게 됩니다. 복제가 끝난 후에는 별도의 복잡한 화학 반응이나 효소의 도움 없이도, 상보적인 염기들끼리 자발적으로 다시 수소결합을 형성하여 원래의 안정적인 이중 나선 구조로 돌아갑니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.어릴 적부터 즐겨 드시던 과자의 맛에는 재미있는 제조의 비밀이 숨어있습니다. 질문해주신 유탕과 유처리는 과자의 식감과 맛을 결정하는 아주 중요한 공정입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.유탕 방식은 과자 반죽이나 썰어낸 원물을 끓는 기름에 푹 담가 직접 튀겨내는 방식입니다. 펄펄 끓는 기름 속에서 과자 내부의 수분이 순식간에 빠져나가고 그 자리를 기름이 채우게 되면, 우리가 흔히 아는 특유의 묵직하고 강한 바삭함, 그리고 진한 고소함이 바로 이 과정에서 만들어집니다.유처리 방식은 과자를 익히는 메인 조리법이 기름이 아나라 오븐에 굽거나, 열풍으로 말리거나, 부풀리는 방식 등으로 과자를 이미 다 익힌 상태에서 마지막에 겉면에만 기름을 스프레이처럼 얇게 뿌려주는 공정입니다. 이렇게 하는 가장 큰 이유는 양념 가루를 과자에 잘 달라붙게 하기 위해서입니다. 아무것도 없는 건조한 과자 표면에는 가루가 묻지 않고 다 떨어져 버리기 때문에, 식물성 기름을 살짝 코팅해 양념이 착 달라붙게 만들고 윤기와 풍미를 끌어올리는 역할을 합니다.