답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.소금에 생선이나 채소를 절일 때 일어나는 삼투 현상은 세포막이라는 반투과성 막을 경계로, 용매인 물 분자가 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 자발적으로 이동하는 현상입니다.식재료 표면에 소금을 뿌리면 표면의 자채 수분에 소금이 녹으면서, 세포 외부가 세포 내부보다 염류 농도가 훨씬 높습니다. 생물체의 세포막은 입자의 크기나 전하에 따라 물질을 선택적으로 통과키는데, 물 분자처럼 작은 용매 입자는 미세한 막을 자유롭게 통과하지만, 나트륨 이온이나 염화 이온 같은 용질 입자는 막을 신속히 통과하지 못합니다.소금 이온이 세포 안으로 빠르게 들어가지 못하므로, 농도가 낮아 상대적으로 물 분자의 밀도가 높은 세포 내부에서 외부의 고농도 소금물 쪽으로 물 분자가 이동하여 외부 소금물을 희석하려 합니다. 채소는 수분이 빠져나가면서 식물 세포 내부의 팽대압이 감소하여 세포벽의 팽팽함이 줄어들어 딱딱했던 채소가 숨이 죽고 부드럽게 구부러지며, 양념이 내부로 잘 침투할 수 있는 구조가 됩니다. 생선은 근육 세포 내 수분이 배출되면서 단백질 조직이 밀도 높게 수축하여 살이 탄탄해지고, 가열 조리 시 쉽게 부서지지 않습니다. 또한 미생물이 생존하는 데 필요한 유기 수분이 제거되어 부패 세균의 증식이 억제되는 보존 효과를 얻게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.와인을 디캔팅할 때 일어나는 맛과 향의 변화는 산소에 의한 폴리페놀의 산화, 중합 반응과 휘발성 향기 분자의 방출 및 불쾌한 환원성 화합물의 제거 반응이 작용합니다.타닌은 단량체 또는 소량체 형태의 폴리페놀 화합물입니다. 와인을 마실 때 이 타닌 분자들이 침 속의 프롤린 풍부 단백질과 강하게 결합하여 미세한 침전을 일으키고, 구강 점막의 윤활 작용을 순간적으로 빼앗으면서 혀가 마르고 거칠어지는 떫은 감촉을 느끼게 됩니다. 디캔팅을 통해 와인이 공기 중의 산소와 대량으로 접촉하면, 와인 내 금속 이온의 촉매 작용으로 산소가 와인 속 단량체 타닌을 키논 형태로 산화시킵니다. 산화된 키논 분자는 주변의 다른 타닌 및 안토시아닌과 격렬하게 반응하여 서로 사슬처럼 연결되는 중합 반응을 일으킵니다. 단량체 타닌들이 서로 결합하여 분자량이 거대해지면, 침 단백질과의 반응성이 달라지고 혀 표면의 수용체를 거칠게 자극하는 능력이 떨어집니다. 이로 인해 찌르는 듯한 떫은맛이 줄어들고 비단처럼 부드럽고 매끄러운 질감으로 변하게 됩니다. 동시에 넓어진 표면적을 통해 과일과 꽃 향을 내는 휘발성 에스테르 및 테르펜 분자의 방출이 활성화됩니다. 또한 밀폐 상태에서 생성된 불쾌한 유황계 환원취가 산화되어 날아가며 갇혀 있던 본연의 풍부한 아로마가 피어오르게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물이 투명함에도 물에 젖은 물체의 색이 진해지고 어두워지는 이유는 우리 눈으로 튕겨 나오는 하얀 빛의 양이 줄어들고, 빛이 물질 내부에 갇히기 때문입니다.물체가 말라 있을 때는 표면의 미세한 틈새에 공기가 채워져 있는데, 빛이 이 울퉁불퉁한 표면에 부딪히면 사방으로 불규칙하게 튕겨 나가고 이때 물체 고유의 색뿐만 아니라 반사된 하얀 빛이 대량으로 섞여 우리 눈에 들어오기 때문에, 물체 본래의 색보다 연하고 밝게 보입니다.반대로, 물에 젖으면 투명한 물이 표면의 미세한 공기 틈새를 매끄럽게 채우면서 얇은 물막을 형성합니다. 공기와 물체 사이의 굴절률 차이보다, 물과 물체 사이의 굴절률 차이가 훨씬 작기 때문에 빛이 표면에서 튕겨 나가지 않고 물을 타고 물체 내부로 쉽게 깊숙이 침투합니다. 물체 내부로 들어간 빛이 다시 밖으로 나오려고 할 때, 물과 공기의 경계면에 막혀 다시 내부로 튕겨 들어가 빛이 밖으로 빠져나가지 못하고 물체 안에서 여러 번 튕기면서, 물체 속 색소에 대부분 흡수되어 버립니다. 우리 눈에 도착하는 전체 빛의 양 자체가 줄어들기 때문에 눈은 이를 진하다고 인식하게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.파인애플의 브로멜라인과 키위의 악티니딘은 모두 시스테인 프로테아제 계열의 단백질 분해 효소로, 고기 속 단백질 사슬의 펩타이드 결합을 가수분해하여 잘라내는 방식으로 연육 작용을 일으킵니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.고기의 근육과 결합조직은 아미노산들이 아미드 결합의 일종인 펩타이드 결합을 통해 길게 연결된 거대한 고분자 단백질 구조입니다. 브로멜라인과 악티니딘 효소의 활성 부위에는 시스테인 아미노산의 티올기가 존재하여 효소가 고기 단백질과 접촉하면, 티올기의 황 원자가 단백질 펩타이드 결합의 카르보닐 탄소를 강하게 공격합니다. 이 공격으로 효소와 고기 단백질이 일시적인 중간체를 형성한 후, 주변의 물 분자가 개입하여 펩타이드 결합을 완전히 끊어버립니다. 거대하고 촘촘했던 단백질 사슬이 수많은 짧은 펩타이드 조각과 자유 아미노산으로 쪼개지면서, 고기의 단단한 분자 그물망 구조가 화학적으로 해체됩니다.단백질 사슬이 끊어지며 내부 공간이 확장되어, 물 분자를 가두는 성질이 향상되고, 이로 인해 구웠을 때 육즙이 쉽게 빠져나가지 않고 촉촉함이 유지됩니다. 효소 반응이 너무 오래 지속되면 단백질 구조가 완전히 파괴되어 고기가 부드러워지는 것을 넘어 형체를 잃고 죽처럼 흐물거리는 현상이 발생합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.손톱과 발톱은 피부 아래의 조모에서 케라틴 단백질을 함유한 세포가 끊임없이 분열하여 밀려 나오기 때문에 평생 자라납니다. 손발톱 뿌리 부분에 위치한 조모에는 혈관과 신경이 밀집되어 있어 세포 분열이 매우 왕성하게 일어나서 새로 만들어진 상피세포들은 단단한 경질 케라틴 단백질을 채우면서 단단하게 각질화됩니다. 새로 생겨난 세포가 기존 세포를 밖으로 계속 밀어내면서 우리가 보는 손발톱 판이 앞으로 길어지게 됩니다. 손톱은 보통 한 달에 약 3.5mm, 발톱은 한 달에 약 1.6mm 정도 자라지만, 개인과 환경에 따라 속도 차이가 크게 나타납니다. 손톱이 발톱보다 2~3배 이상 빠르게 자라는데, 손은 심장과 더 가깝고 물리적 활동이 많아 혈액 순환이 잘 되며 영양 공급이 원활하기 때문입니다. 여름이 겨울보다 더 빨리 자랍니다. 따뜻한 날씨에는 말초 혈관이 확장되어 세포 분열에 필요한 산소와 영양소가 원활히 공급되고, 일조량 증가로 비타민 D 합성이 촉진되기 때문입니다.임신 중에는 신진대사가 활발해지고 여성호르몬 및 혈류량이 급증하여 손발톱이 평소보다 훨씬 빠르게 자랍니다. 또한, 케라틴을 합성하는 단백질, 비오틴, 아연, 철분이 부족하면 성장 속도가 급격히 느려지거나 손발톱이 쉽게 얇아지고 부서집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.원자력 발전소에서 제어봉은 우라늄의 연쇄 핵분열 반응 속도를 조절하고 통제하는 속도 조절 장치 역할을 합니다.원자로 내부의 우라늄-235 원자핵에 중성자가 충돌하면 핵분열이 일어나면서 거대한 열에너지와 함께 2~3개의 새로운 중성자가 튀어나옵니다. 이 중성자들이 주변의 다른 우라늄에 계속 충돌하면서 연쇄 반응이 발생합니다. 제어봉은 붕소, 카드뮴, 인듐, 은처럼 중성자를 흡수하는 능력이 매우 뛰어난 물질을 사용합니다. 제어봉이 원자로 내부로 들어가면 튀어나온 중성자를 스펀지처럼 흡수하여, 다른 우라늄 원자에 충돌하는 중성자 수를 줄여줍니다. 출력을 높일 때는 제어봉을 노심 밖으로 위로 뽑아 중성자를 흡수하는 물질이 줄어들므로 우라늄 연쇄 반응이 활발해져 열 발생량과 전력 생산량이 늘어납니다. 출력을 낮출 때는 제어봉을 노심 안으로 깊게 집어넣어 중성자 흡수량이 늘어나면서 연쇄 반응이 줄어들고 발생 열량이 떨어집니다.원자로 내부의 온도나 압력이 이상 상승하거나 긴급한 사고가 발생하면, 모든 제어봉을 중력이나 가압 장치를 이용해 순식간에 노심 바닥까지 일시에 삽입시킵니다. 중성자가 모두 차단되면서 연쇄 핵분열이 즉시 멈추고 원자로가 정지합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.매운맛을 내는 캡사이신은 물에 녹지 않고 기름에 녹는 지용성 물질입니다. 캡사이신은 혀의 통증 수용체에 강하게 붙어 매운 통증을 유발하는데, 쿨피스에 함유된 탈지분유 성분의 카제인 단백질이 세제와 같은 역할을 합니다. 카제인이 캡사이신을 둘러싸 통증 수용체에서 강제로 떼어낸 뒤 위장으로 씻어 내려보냅니다. 쿨피스는 당분 함량이 높습니다. 입안으로 강한 단맛이 들어오면 뇌가 단맛 자극을 처리하느라 매운 통증 신호를 일부 상쇄시킵니다. 단맛이 뇌에 주는 쾌감이 매운맛으로 인한 통증 자극을 완화해 주는 일종의 감각 교란 작용입니다.캡사이신이 결합하는 통증 수용체는 뜨거운 열을 감지하는 수용체입니다. 그래서 매운 음식을 먹으면 혀가 불타는 듯한 열감을 느낍니다. 차갑게 보관된 쿨피스를 마시면 입안 온도가 낮아지면서 활성화된 통증 수용체가 빠르게 진정됩니다.쿨피스에 들어 있는 미량의 유기방 성분 또한 지용성인 캡사이신을 녹여주는 역할을 합니다. 맹물은 캡사이신을 녹이지 못하고 혀 전체로 퍼뜨리기만 하지만, 쿨피스는 캡사이신을 녹여서 씻어냅니다.​결국 카제인 단백질과 높은 당분, 차가운 온도가 동시에 작용하기 때문에 물보다 훨씬 빠르게 매운맛이 사라집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.요오드는 체내에서 갑상선 호르몬을 만드는 데 필수적인 영양소로, 부족할 경우 갑상선 기능에 차질이 생기면서 다양한 질환이 발생합니다.체내 요오드가 모자라면 갑상선이 호르몬을 어떻게든 더 만들어내기 위해 스스로 크기를 확장합니다. 이로 인해 목 앞부분의 갑상선이 비정상적으로 부어오릅니다. 호르몬 원료인 요오드가 부족해 갑상선 호르몬 분비량이 감소합니다. 만성 피로, 무기력증, 체중 증가, 추위 감수성 증가, 피부 건조, 기억력 저하, 서맥(느린 맥박) 등의 증상이 나타납니다. 임신기나 영유아기에 요오드가 심각하게 부족할 경우 발생합니다. 태아 및 아기의 중추신경계 발달이 저해되어 심각한 지적 장애와 신체적 성장 지연을 유발합니다.​요오드 결핍의 주요 원인은 다시마, 미역, 김 등 해조류나 생선, 해산물을 거의 먹지 않는 식습관이 가장 직접적인 원인입니다. 또한, 바다와 멀리 떨어진 산악 지대나 내륙 지역은 토양 자채에 요오드가 적습니다. 이 지역에서 자란 농작물과 가축을 주로 소비하면 자연스럽게 요오드 결핍이 일어납니다. 마지막으로 양배추, 브로콜리, 카사바 등에 들어 있는 특정 성분은 요오드의 체내 흡수 및 호르몬 합성을 방해합니다. 요오드 섭취가 적은 상태에서 이들 식품을 날것으로 대량 섭취하면 결핍이 심화될 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.초콜릿이 상온에서는 딱딱한 고체 상태를 유지하다가 입안에 넣는 순간 부드럽게 녹아내리는 원리는 카카오 버터 특유의 결정 다형성과 체온 범위 바로 직전에 맞춰진 가파른 융점 특성에 있습니다. 카카오 버터는 글리세린에 세 가지 지방산이 결합된 트라이글리세라이드 구조입니다. 이 지방산들이 식을 때 6가지 결정 구조를 형성하는데, 정교한 온도 조절을 거치면 가장 안정적인 V형 결정이 만들어집니다. V형 결정은 상온에서 단단한 고체 상태를 유지하지만, 녹는점이 인간의 입안 체온보다 살짝 낮게 형성되어 있 때문에 초콜릿이 입에 들어가는 순간, 33°C를 넘어서며 고체에서 액체로 급격한 상변화가 일어나는 가파른 융점 특성을 보입니다. 왁스 같은 이물감이나 서걱거림 없이 순식간에 완전한 액체로 전환되면서 카카오와 설탕 입자를 둘러싸 혀 표면을 부드럽게 감싸게 됩니다. 결국 체온 범위보다 약간 낮게 설정된 V형 지방 결정 구조가 입안에서 정밀한 상변화 스위치 역할을 하여 특유의 부드러운 감촉을 만들어내는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.아스피린이 통증과 발열을 줄이는 핵심 원리는 통증 유발 물질을 합성하는 시클로옥시게나아제(COX) 효소를 공유결합을 통한 비가역적 아세틸화로 영구 마비시키는 것입니다.이부프로펜이나 나프록센 같은 다른 소염진통제는 COX 효소에 잠시 붙었다 떨어지는 가역적 경쟁적 억제제입니다. 약물 농도가 떨어지면 효소가 다시 작동합니다. 반면, 아스피린은 효소의 구조를 화학적으로 영구 변경해 버리는 비가역적 억제제입니다. 한번 아스피린에 의해 아세틸화된 COX 효소는 다시 복구되지 않으며, 인체가 세포 내에서 새로운 COX 효소를 스스로 합성할 때까지 프로스타글란딘 생성이 멈추게 됩니다. 이로 인해 혈액 속 프로스타글란딘 농도가 급격히 떨어지면서 시상하부의 발열 신호와 말초 신경의 통증 반응이 빠르게 완화됩니다.