답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.발효 식품은 미생물이 음식물의 유기물을 분해해 새로운 영양소와 유익균을 만들어 내며, 식재료 본래의 가치를 향상시키고 체내 흡수율을 극대화시키는 역할을 합니다.발효 식품의 장점은 발효 과정에서 미생물 대사를 통해 비타민, 필수 아미노산, 유기산 등 새로운 유효 성분이 합성되며 깊은 풍미가 생깁니다. 또한, 유산균이나 유기산이 유해균의 증식을 억제하여 인공 보존제 없이도 오랜 기간 식재료를 안전하게 보관할 수 있습니다. 이외에도 미생물이 단백질과 전분 등 복잡한 고분자 물질을 사전에 분해해 두어 위장에 부담을 줄이고 체내 영양 흡수율을 크게 높높입니다.발효식품이 인체에 미치는 주요 효과는 김치, 된장 등에 풍부한 프로바이오틱스가 장내 유익균 비율을 늘리고 유해균을 억제해 배변 활동을 돕고 장 질환을 예방하며, 면역 세포의 약 70%가 집중되어 있는 장내 환경을 정상화하여 체내 자연 면역 기능을 활성화하고 염증 반응을 완화합니다. 그리고 콩이 된장이나 청국장으로 발효될 때 이소플라본의 체내 흡수율이 높아져 세포 산화를 막고, 혈중 콜레스테롤 수치 개선과 혈압 조절에 기여합니다. 이외에도 식물성 재료에 존재하는 영양 흡수 방해 물질이 발효 과정에서 분해되어 칼슘, 철분, 마그네슘 같은 주요 미네랄의 체내 이용률이 상승합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.대규모 소를 사육하는 것이 지구온난화를 유발하는 원인은 소의 생리 작용에서 나오는 강력한 온실가스와 목초지 확보를 위한 산림 파괴 때문입니다.소가 풀을 소화하는 과정에서 위 속 미생물이 음식물을 발효시킬 때 대량의 메탄가스가 생성되는데, 이 메탄은 소의 트림과 방귀를 통해 대기 중으로 배출되는데, 이산화탄소보다 지구 온도를 올리는 온실효과가 약 28~30배 이상 강합니다. 그리고 수백만 마리의 소를 방목할 넓은 땅을 만들기 위해 열대우림이나 숲을 대규모로 벌목하고 개간하는 과정에서 이산화탄소를 흡수해주던 자연 탄소 흡수원이 사라질 뿐만 아니라, 숲을 태우거나 개간할 때 나무와 흙 속에 저장되어 있던 탄소가 대기 중으로 대량 방출됩니다. 이외에도 대규모 방목지나 사육장에 쌓인 엄청난 양의 소 분뇨가 분해되는 과정에서 메탄가스와 함께 아질산화질소가 발생합니다. 아질산화질소는 이산화탄소보다 온실효과가 무려 300배 가까이 강력한 온실가스입니다. ​이처럼 축산업은 단순히 동물을 기르는 것에 그치지 않고 가스 배출, 토지 개간, 사료 생산까지 연결된 커다란 온실가스 발생 고리를 형성하고 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.금강석인 다이아몬드가 가장 단단한 고유의 굳기를 갖는 이유는 모든 탄소 원자가 주변의 탄소 원자 4개와 강한 공유 결합을 이루어 완벽한 입체 정사면체 그물망 구조를 형성하기 때문입니다.탄소 원자 1개는 4개의 최외각 전자를 가지는데, 다이아몬드 구조 내부에서는 이 전자 4개가 모두 인접한 탄소 4개와 전자쌍을 공유하는 공유결합을 형성합니다. 켤합​각이 109.5도를 이루며 정사면체의 중심과 꼭짓점 방향으로 균형 있게 배치되어 입체적으로 가장 안정적인 형태를 가집니다. 같은 탄소로 이루어진 흑연은 얇은 판이 겹겹이 쌓인 층상 구조라 층간 결합이 약해 잘 미끄러지고부서지는 ​반면 다이아몬드는 약한 결합 부위가 전혀 없이 상하좌우 모든 방향이 단단한 공유 결합으로만 빽빽하게 연결된 단일 거대 결정 구조입니다. 그리고 탄소 원자는 크기가 작아 원자 핵 사이의 거리가 매우 가깝습니다. ​결합 길이가 짧을수록 전자쌍을 끌어당기는 힘이 강해지므로, 외부에서 스크래치나 변형을 일으키려면 이 무수한 공유 결합을 강제로 끊어내야만 합니다.이처럼 모든 방향으로 힘이 균일하게 분산되는 단단한 3차원 뼈대 구조 덕분에 다이아몬드는 자연계 물질 중 가장 높은 모스 굳기를 가집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.고체 상태의 소금은 전기가 통하지 않지만, 소금이 물에 녹으면 전기가 통하는 이유는 소금이 물에 녹아 전류를 흐르게 할 수 있는 이온이 생성되기 때문입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.소금(염화나트륨)은 양이온인 나트륨 이온(Na+)과 음이온인 염화 이온(Cl-)이 정전기적 인력으로 단단하게 결합된 결정체입니다. 고체 상태일 때는 이 이온들이 규칙적으로 배열되어 있어서 움직일 수 없습니다. 전기가 통하려면 전하를 운반해 줄 움직이는 입자가 필요한데, 고체 소금 안에는 그럴 수 있는 입자가 없기 때문에 전류가 흐르지 않습니다. 소금을 물에 녹이면 물 분자들이 소금 결정의 표면으로 파고듭니다. 물 분자의 음전하를 띤 산소 쪽은 나트륨 양이온을 끌어당기고, 물 분자의 양전하를 띤 수소 쪽은 염화 음이온을 끌어당깁니다. 이 물 분자들의 포위 공격으로 인해 이온들을 붙잡고 있던 결합이 끊어지고 이온화 됩니다. 물속에 이온들이 자유롭게 돌아다니게 된 상태에 전극을 꽂고 전압을 걸어주면 (+)극 쪽으로는 음이온인 염화 이온이 이동하고, (-)극 쪽으로는 양이온인 나트륨 이온이 이동하면서 전류가 흐르게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.같은 양의 물을 공급하더라도 관수하는 시간대에 따라 작물의 생육 결과가 달라지는 이유는 증산작용, 뿌리의 산소 공급, 토양 온도 변화라는 세 가지 핵심 재배 환경 요소가 시간대별로 다르게 작용하기 때문입니다.해가 뜨는 아침 시간대에는 작물의 기공이 열리며 증산작용과 광합성이 가장 활발해지기 때문 물을 주면 흡수된 수분이 전신으로 원활하게 이동하여 생육 대사를 촉진하지만, 저녁이나 밤에 관수하면 잎과 토양 표면에 습기가 오래 남아 곰팡이병 등 각종 병해충 발생 확률이 높아집니다. 반면 아침 관수는 햇빛과 바람 덕분에 잎이 빠르게 건조되어 안전합니다.관수 직후에는 토양 입자 사이의 공기구멍이 물로 채워져 일시적으로 산소 공급이 차단되므로 작물은 낮과 아침에 호흡과 양분 흡수량이 가장 많기 때문에 배수가 원활한 아침 시간대에 물을 주면 뿌리가 산소를 원활히 소모하며 질소 등 필수 양분을 효율적으로 흡수할 수 있습니다. 햇볕이 가장 뜨거운 한낮에 차가운 물을 주면 토양 온도가 급격히 떨어지면서 뿌리가 열 쇼크를 받습니다. 이로 인해 뿌리의 수분 흡수 기능이 마비되어 오히려 시들음 현상이 발생할 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.배추를 진한 소금물에 담가두었을 때 숨이 죽고 꼬들꼬들해지는 이유는 농도가 서로 다른 두 용액이 반투과성 막을 사이에 두고 있을 때, 농도가 낮은 쪽의 물 입자가 농도가 높은 쪽으로 이동하여 양쪽의 농도를 같게 만들려는 성질인 삼투현상 때문입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.배추 세포 속은 수분과 함께 당분, 무기질 등이 녹아 있지만 소금물에 비해서는 상대적으로 농도가 낮지만, 바깥의 소금물은 소금이 많이 녹아 있어 농도가 매우 높습니다. 농도를 맞추기 위해 배추 세포 안에 있던 수분이 세포막을 통과해 바깥쪽의 진한 소금물 쪽으로 이동하게 됩니다. 세포 속 물이 빠져나가면서 세포의 부피가 줄어들고, 식물 세포를 팽팽하게 유지해 주던 팽압이 사라지게 되어 배추 전체가 빳빳함을 잃고 부드럽게 숨이 죽으며, 수분이 빠져나가면서 조직이 촘촘해져 특유의 꼬들꼬들한 식감이 만들어집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물만으로는 옷에 묻은 기름때가 잘 지워지지 않는 이유와 세제가 이를 말끔히 제거하는 화학적 원리는 물과 기름의 성질 차이와 계면활성제의 화학적 구조에 있습니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드리겠습니다.물과 기름이 섞이지 않는 이유는 물 분자는 전하가 한쪽으로 치우친 극성 물질인 반면, 의류에 묻은 음식물 기름이나 피지 등은 전하가 고르게 분포된 비극성 물질입니다. 따라서 화학에서는 끼리끼리 섞이는 성질이 있어 극성인 물은 비극성인 기름을 밀어내기 때문에, 물만으로는 기름때를 녹이거나 씻어내기 어렵습니다.세제의 주성분인 계면활성제는 서로 섞이지 않는 물과 기름의 경계면을 연결해 주는 역할을 하는데, 이 분자는 물을 좋아하여 물과 쉽게 결합하는 친수성 머리와 기름을 좋아하여 기름때와 쉽게 결합하는 소수성 꼬리를 가지고 있습니다. 세제를 푼 물에 옷을 넣으면, 계면활성제의 소수성 꼬리가 옷감에 붙어 있는 기름때 안쪽으로 파고 들어가 결합합니다. 친수성 머리는 바깥쪽의 물을 향하고 소수성 꼬리는 안쪽의 기름을 감싸 안으면서 둥근 공 모양의 미셀 구조를 형성하고, 기름때가 섬유 표면에서 떨어져 나와 미셀 입자 속에 갇히게 되고, 이 상태로 물속에 분산되어 헹굼 과정에서 말끔히 씻겨 내려갑니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.단단한 달걀을 식초에 며칠 동안 담가두면 달걀 껍질의 주성분인 탄산칼슘이 식초의 산성 성분인 아세트산과 화학 반응을 일으켜 녹아 내리고 내부의 단백질 막만 남기 때문입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.달걀 껍질을 이루는 탄산칼슘은 아세트산과 반응하면 칼슘 이온으로 분해되며 물과 이산화탄소를 생성합니다. 식초에 달걀을 넣자마자 껍질 표면에 수많은 기포가 기어오르는 것을 볼 수 있는데, 이는 화학 반응 결과 발생하는 이산화탄소 기체입니다. 알맹이가 흐물흐물해지는 이유는 단단한 외피(는 완전히 녹아 없어지지만, 그 바로 안쪽에 위치한 단백질 성분의 얇은 난막은 아세트산에 녹지 않고 남아 알맹이가 터지지 않게 감싸줍니다. 껍질이 녹아 노출된 난막은 물을 통과시키는 반투과성 막 역할을 하는데 달걀 내부의 농도가 식초의 농도보다 높기 때문에, 식초 속 수분이 달걀 내부로 들어가는 삼투 현상이 일어납니다. 이로 인해 달걀이 전보다 살짝 커지고 탱탱볼처럼 탄력 있는 상태가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님 말씀처럼 수돗물의 소독약 냄새는 정수 과정에서 투입된 잔류 염소 때문이 맞으며, 물을 받아두면 염소가 공기 중으로 자연스럽게 휘발하여 냄새가 사라집니다.정수장에서 수돗물을 만들 때 세균과 바이러스를 사멸시키고, 길고 긴 수도관을 거쳐 각 가정까지 배달되는 동안 재오염을 막기 위해 염소를 투입합니다. 가정의 수도꼭지까지 남아서 도달하는 이 잔류 염소가 특유의 소독약 냄새를 유발하는 원인입니다. 물속에 용해되어 있는 염소 분자 및 차아염소산은 휘발성이 강한 성질을 가지고 있어, 뚜껑이 열린 넓은 용기에 물을 받아두면, 물과 공기가 맞닿는 수면을 통해 잔류 염소가 공기 중으로 천천히 빠져나가게 됩니다.잔류 염소를 더 빠르게 제거하려면, 끓이거나 레몬즙이나 비타민 C를 몇 방울 떨어뜨리면 잔류 염소가 즉시 화학적으로 분해됩니다. 그리고 자외선을 받으면 염소의 분해 반응이 더 빨라집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.구급차가 사이렌을 울리며 다가올 때는 높은 음이 들리다가 멀어지면 갑자기 음이 낮아지게 되는 현상은 소리를 내는 음원이 이동함에 따라 관찰자가 느끼는 소리의 주파수가 변하는 도플러 효과 때문입니다. 소리는 공기라는 매질을 타고 일정한 간격으로 퍼져나가는 파동인데, 구급차가 정지해 있을 때는 사방으로 동일한 간격의 파동이 전달되지만, 구급차가 움직이기 시작하면 소리 파동의 간격이 이동 방향에 따라 달라집니다. 다가올 때는 구급차가 소리를 내며 관찰자 쪽으로 진행하면, 소리 파동이 전방으로 밀리면서 파동 사이의 간격이 촘촘하게 압축되어, 파장이 짧아지면 주파수가 늘어나 음높이가 높게 들립니다. 반면, 멀어질 때는 구급차가 관찰자를 지나쳐 멀어지면, 뒤쪽으로 퍼지는 소리 파동은 구급차가 멀어지는 속도만큼 뒤로 길게 늘어나고, 파장이 길어지면 주파수가 떨어져 음높이가 낮게 바뀝니다.