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수려한집게벌레191
소금에 의해 오이의 물이 빠져나오는 과학적 원리는 무엇인가요?
오이에 소금을 뿌려두면 잠시 후 오이 내부의 수분이 밖으로 빠져나와 축 늘어지고 즙이 고이는데요. 소금에 의해 오이의 물이 빠져나오는 과학적 원리는 무엇인가요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
오이에 소금을 뿌렸을 때 수분이 빠져나오고 축 늘어지는 현상의 원리는 삼투 현상 때문입니다. 오이에 소금을 뿌리면, 소금이 오이 표면에 있는 미세한 수분에 녹으면서 오이 외부의 염분 농도가 세포 내부보다 훨씬 높아집니다. 오이를 구성하는 식물 세포의 세포막은 물 분자처럼 작은 입자는 통과시키지만 소금 이온처럼 큰 입자는 잘 통과시키지 않는 반투과성 막입니다. 자연계에서는 양쪽의 농도 균형을 맞추려는 성질이 있기 때문에, 농도가 낮은 곳에서 농도가 높은 곳으로 물 분자가 빠져나가게 됩니다.
평소 오이 세포 안은 수분으로 가득 차 있어 세포벽을 밀어내는 힘인 팽대압이 높은데, 이 팽대압 덕분에 생오이는 아삭아삭하고 단단한 형태를 유지하지만 삼투 현상으로 세포 안의 물이 밖으로 대량 빠져나가면 팽대압이 급격히 떨어지면서 세포가 줄어들고, 결과적으로 오이가 아삭함을 잃고 축 늘어지게 됩니다.
채택된 답변안녕하세요. 질문해주신 것처럼 오이에 소금을 뿌렸을 때 물이 빠져나오는 가장 중요한 원리는 삼투 현상과 그에 따른 삼투압 차이입니다. 오이의 세포 안에는 물과 함께 여러 종류의 당, 무기염류, 유기산 등의 용질이 녹아있는데요, 이때 세포막은 물은 비교적 잘 통과시키지만 많은 용질의 이동은 제한하는 선택적 투과막 역할을 합니다. 평소에는 세포 안팎의 농도가 어느 정도 균형을 이루기 때문에 오이의 세포가 적절한 수분을 유지할 수 있습니다. 그런데 오이 표면에 소금을 뿌리면 소금이 오이 표면의 수분에 녹아 농도가 높은 소금물을 만듭니다. 이때 오이 세포 내부보다 세포 바깥쪽의 용질 농도가 높아지면서 농도 차이가 발생합니다. 물은 이러한 차이를 줄이는 방향으로 이동하려는 성질이 있기 때문에 세포 내부의 물이 세포막을 통과해 바깥쪽으로 빠져나오게 됩니다. 쉽게 말하면 소금이 오이 속의 물을 직접 빨아들이는 것이 아니라, 세포 밖의 용액을 매우 진하게 만들어 삼투에 의해 물이 세포 밖으로 이동하도록 만드는 것입니다.
물이 빠져나오면 오이 세포 내부의 팽압도 감소하는데요, 식물세포는 세포벽을 가지고 있기 때문에 물이 충분히 들어 있을 때 내부에서 바깥쪽으로 압력을 가하면서 단단한 상태를 유지합니다. 이것을 팽압이라고 합니다. 소금을 뿌린 뒤 물이 빠져나가면 이 팽압이 떨어지면서 세포가 수축하고 오이가 점점 축 늘어지고 말랑해집니다.
시간이 지나면 빠져나온 물과 녹아 나온 소금이 섞여 오이 표면에 즙이 생기며, 이 과정은 오이뿐 아니라 배추를 소금에 절여 김치를 만드는 과정에서도 나타납니다. 배추에 소금을 뿌리면 세포에서 물이 빠져나오면서 배추가 부드러워지고 부피가 줄어들며, 이후 양념이 조직 안으로 들어가기 쉬운 상태가 됩니다. 이때 특히 소금의 양과 시간에 따라 오이의 식감이 달라지는데요, 적당한 양의 소금으로 짧은 시간 절이면 오이에서 적당히 수분이 빠져나가면서 아삭한 식감을 유지할 수 있지만, 지나치게 오래 절이면 수분 손실이 커져 오이가 지나치게 물러질 수 있습니다. 감사합니다.