안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
과일이 갈색으로 변하는 현상은 균에 의해 부패하거나 썩는 과정이 아니라, 과일 내부의 효소와 공기 중의 산소가 만나 일어나는 효소적 갈변이라는 생화학적 반응때문입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.
평소 과일 세포 내부에서는 폴리페놀 화합물과 이를 산화시키는 폴리페놀 산화효소가 서로 다른 공간에 분리되어 있으나 과일을 잘라 세포막이 파괴되면 두 물질이 섞이게 됩니다. 폴리페놀 산화효소가 촉매 역할을 하면서 폴리페놀을 공기 중의 산와 반응시켜 퀴논이라는 물질로 빠르게 산화시키면, 반응성 높고 불안정한 퀴논 화합물들이 자발적으로 자기들끼리 얽히고설켜 짙은 갈색을 띠는 고분자 색소인 멜라닌을 합성하여 갈색으로 변하게 됩니다.
레몬즙을 뿌리면 갈변이 늦어지는 이유는 폴리페놀 산화효소는 중성에 가까운 환경에서 가장 활발하게 작동하는데, 레몬즙에 함유된 시트르산이 산도를 낮추면, 단백질로 이루어진 폴리페놀 산화효소의 입체 구조가 변성되어 촉매 기능을 잃어버려 산화 반응이 잘 읽어나지 않습니다. 또한, 냉장고에 넣으면 갈변이 늦어지는 이유는 효소를 포함한 모든 분자는 열에너지를 바탕으로 운동하며 서로 충돌하여 반응을 일으킵니다. 온도가 내려가면 분자들의 운동 에너지가 감소하여 폴리페놀 산화효소와 반응물이 충돌하는 빈도가 급격히 줄어들어 갈변 현상이 늦어집니다.