안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 식물들도 동물처럼 밤에 잠을 자나요?
안녕하세요.식물은 동물처럼 눈을 감고 자는 수면의 형태는 없지만, 주기적인 생리적 변화를 통해 일종의 "식물의 잠"이라고 할 수 있는 휴면 상태나 활동 저하 상태를 경험합니다. 이는 생체시계(서카디안 리듬)에 의해 조절되며, 낮과 밤에 따라 광합성, 잎의 움직임, 세포 대사 등이 달라지는 방식으로 나타납니다. 예를 들어 콩이나 미모사 같은 식물은 밤이 되면 잎을 접고, 해가 뜨면 다시 펼치는 움직임을 보입니다. 이는 뚜렷한 생체 리듬에 따라 잎자루 세포의 수분 변화로 일어나는 것으로, 마치 잠을 자는 것처럼 식물이 밤에 활동을 줄이는 현상입니다. 또한 밤에는 광합성이 중단되고, 낮 동안 저장했던 에너지를 이용해 호흡과 세포 수선 활동에 집중하는 등 내부적인 대사 작용도 변화합니다. 이처럼 식물은 동물처럼 명확한 수면 구조는 없지만, 주기적인 휴식과 활동의 리듬을 통해 환경에 적응하며 살아가고 있고, 이를 과학적으로는 식물의 생리적 수면 상태로 간주할 수 있습니다. 식물도 우리가 생각하는 것보다 훨씬 정교하게 시간에 반응하며 살아가고 있는 셈입니다.
Q. 카멜레온 같이 몸색깔을 바꾸는건 무슨 능력인가요?
안녕하세요.카멜레온이나 문어처럼 몸의 색을 자유롭게 바꾸는 능력은 피부 속 특수한 세포 구조와 신경·호르몬 조절에 의해 이루어지는 과학적인 현상입니다. 카멜레온은 피부에 색소세포(chromatophore)와 이리디오포어(iridophore)라는 두 가지 세포 구조를 가지고 있는데, 색소세포는 검정, 노랑, 빨강 등의 색소를 포함하고, 이리디오포어는 빛을 반사하는 나노 결정 구조를 가지고 있어 빛의 간섭 현상으로 다양한 색을 만들어냅니다. 카멜레온은 근육 수축을 통해 이리디오포어의 결정 간격을 조절함으로써 빛 반사 파장을 변화시켜 피부 색을 바꾸는 것입니다. 단순히 보호색뿐 아니라 감정, 온도 변화, 사회적 신호 전달 등 다양한 목적을 가지고 색을 바꿉니다. 문어나 갑오징어 같은 연체동물도 마찬가지로 색소세포와 광반사세포(리플렉토포어, iridophore)를 갖고 있으며, 뇌에서 직접 근육을 조절해 색소 주머니를 확장하거나 수축시켜 즉각적인 색 변화가 가능합니다. 이들은 배경 환경에 맞는 위장, 포식자 회피, 또는 의사소통 등 다양한 생존 전략에 이 기능을 활용합니다. 이러한 색 변화 메커니즘은 현재 생체모방 기술(biomimetics)의 대표적인 연구 주제로, 실제로 빛 반사 구조를 모사한 소재 개발이 활발히 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 나노 구조를 응용해 빛의 파장을 조절할 수 있는 색 변화 섬유나 디스플레이, 자외선에 따라 색이 바뀌는 자동차 도료, 전자 피부(e-skin) 등이 연구되고 있으며, 향후 온도나 전기 자극으로 색이 변하는 옷이나 자동차 외장도 실용화 가능성이 높습니다. 즉, 카멜레온과 문어의 색 변화 능력은 정교한 생물학적 광학 조절 시스템이며, 이를 응용한 차세대 스마트 소재 기술은 미래에 인간 생활에도 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
Q. 왜 오래된 건물이나 다리에는 이끼나 식물이 잘 자라나요??
안녕하세요.이끼는 선태류 및 지의류에 속하는 은화 식물의 총칭이며, 대체로 잎과 줄기의 구별이 분명하지 못한다는 특징을 갖습니다. 이때 오래된 건물이나 다리, 돌담 같은 구조물에 이끼나 작은 식물이 잘 자라는 이유는 여러 가지 환경적 요인과 식물의 생존 전략이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 먼저, 이러한 구조물은 시간이 지남에 따라 표면이 거칠어지고 틈이 생기면서 수분이 잘 고이고, 공기 중의 먼지나 유기물이 쌓이기 쉬운 조건이 됩니다. 이끼나 선태식물, 지의류(lichen)와 같은 극한 환경에 강한 식물들은 이런 틈새에 정착해 자라기 시작합니다. 특히 이끼는 뿌리가 아닌 리좀이나 털 구조로 수분을 흡수하고, 광합성으로 에너지를 만들어내므로 얕은 표면에서도 생존이 가능합니다. 또한 오래된 구조물은 주변보다 온도 변화가 완만하고, 벽면이나 지붕 등에는 직사광선이 제한적으로 들어오며, 그늘과 습기가 지속되는 미세 환경(microclimate)이 조성되기 때문에 수분을 좋아하는 이끼나 소형 식물에게 매우 유리한 서식처가 됩니다. 게다가, 바람이나 비를 통해 운반된 식물의 포자나 씨앗이 틈새에 도달하면, 영양분이 적더라도 척박한 환경에 적응한 식물들은 빠르게 발아해 뿌리를 내립니다. 이렇게 자란 식물은 구조물의 틈을 더 벌리며 토양 형성의 초기 단계가 되기도 합니다. 정리해보자면, 오래된 건물이나 다리에 식물이 잘 자라는 것은 습기, 빛, 표면 거칠기, 바람을 통한 포자 확산, 그리고 극한 환경 적응 식물의 특성이 함께 작용한 결과이며, 이는 식물 생태학에서 매우 흥미로운 자연적 천이 과정의 일부로 볼 수 있습니다.
Q. 향이 맛에 크게 영향을 주는것으로 알고 있는데 이를 이용해 저염식품을 개발할 수 있을까요?
안녕하세요.향이 맛에 큰 영향을 준다는 사실은 과학적으로 입증된 바 있으며, 이를 활용하면 실제 염분 함량이 낮은 저염식품임에도 불구하고 소비자가 짠맛을 더 강하게 느끼도록 유도할 수 있습니다. 이는 미각과 후각이 뇌에서 통합되어 처리된다는 다감각 통합(sensory integration)의 원리를 바탕으로 하며, 특히 짠맛과 연관된 향(‘짠향’)을 활용하면 가능성이 높은 전략입니다. 실제로 식품 과학에서는 짠맛을 연상시키는 향기 물질, 예를 들면 간장, 멸치, 해조류, 치즈, 훈제 향 등을 소량 첨가하여 뇌가 실제보다 더 짠맛을 느끼도록 유도하는 방법을 연구·개발하고 있습니다. 이는 단순히 염분을 줄이는 것이 아니라, 감각적으로 짠맛 경험을 보완하는 접근입니다. 설계 시에는 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다. 우선 짠맛 관련 향을 선택해야 하는데요, 소비자가 짠맛을 떠올리는 식재료의 향을 분석해, 소량으로도 강한 인상을 주는 휘발성 향기 성분을 추출합니다. 두번째는 향의 전달 기술을 고려하는 것으로. 예시로 미세캡슐화(microencapsulation) 기술 등을 통해 조리 과정에서도 향이 손실되지 않도록 보호하며, 섭취 시 적절한 타이밍에 향이 방출되도록 설계합니다. 세번째는 감각 테스트 및 소비자 평가를 하는 것인데요, 사람마다 향과 맛의 연관성 인식이 다르기 때문에, 다양한 연령층과 문화권을 대상으로 감각 평가 실험을 수행하여 짠맛 착각 효과를 정량적으로 측정합니다. 마지막은 심리적·시각적 요소 병행입니다. 음식의 색상(예: 갈색 조림색), 질감, 이름 등도 짠맛 기대에 영향을 주므로, 향과 함께 시각 및 인지 요소를 조합하는 통합 설계가 효과적입니다. 따라서 이 아이디어는 매우 과학적으로 타당하며 실현 가능한 저염 전략 중 하나로 간주되며, 현재 일부 식품업체나 연구기관에서 실제로 적용하고 있는 기술입니다. 나트륨 섭취를 줄여야 하는 현대인의 식생활에서 매우 유망한 접근법이라 할 수 있습니다.
Q. 짠향을 통해 저염식품의 짠맛을 효과적으로 높이는 방법을 연구할때 어떤 방법을 이용해야 할까요
안녕하세요.짠향을 통해 저염식품의 짠맛을 효과적으로 높이기 위한 연구는 미각과 후각의 상호작용을 활용하는 식품과학 분야의 전략입니다. 사람은 실제로 소금을 섭취하지 않아도 특정한 향을 통해 짠맛을 느낄 수 있는데, 이러한 향기 기반 짠맛 강화 기술을 이용하면 염분 섭취를 줄이면서도 소비자가 만족할 수 있는 맛을 구현할 수 있습니다. 식품산업에서는 이 원리를 활용해 짠맛을 연상시키는 향 성분, 예를 들어 간장, 멸치, 해조류, 치즈, 훈제 향 등을 미량 첨가하여 저염 식품의 맛을 보완합니다. 이를 향미 강화(flavor enhancement) 혹은 크로스모달 상호작용(cross-modal interaction)이라 하며, 뇌가 후각 정보를 미각으로 오해하게 만드는 과학적 원리를 기반으로 합니다. 또한 실제 산업에서는 향기 물질을 식품에 균일하게 분산시키기 위해 미세캡슐화(microencapsulation) 기술을 사용하기도 하며, 이는 향이 쉽게 날아가지 않게 하고 섭취 시에만 방출되도록 도와 짠맛 인식을 극대화합니다. 일부 연구에서는 음식의 색이나 질감, 예를 들어 짠맛을 떠올리게 하는 색(갈색, 어두운 색조)이나 바삭한 질감을 함께 조절해 시각·촉각 정보까지 통합적으로 활용하여 뇌의 짠맛 인식을 높이는 방법도 시도되고 있습니다. 따라서 짠향을 이용한 저염 식품 개발에는 향미 소재 선택, 캡슐화 기술, 감각 평가 실험, 소비자 반응 분석 등이 함께 고려되어야 하며, 이는 건강과 맛을 동시에 만족시키려는 현대 식품과학의 중요한 응용 예시라고 할 수 있겠습니다.