달걀흰자를 휘저어 머랭을 만들 때 액체 상태의 단백질 유기 고분자가 단단한 거품 구조로 변화하는 이유는?

Question

달걀흰자를 휘저어 머랭을 만들 때 액체 상태의 단백질 유기 고분자가 단단한 거품 구조로 변화하는 이유가 무엇인지, 단백질 분자의 소수성 및 친수성 부위의 재배열 관점에서 설명해 주세요.

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

달걀흰자를 저어 머랭을 만들 때 액체 상태의 단백질은 빠르게 저어서 물리적 힘에 의해 구조가 풀리는 변성을 겪으며 단단한 거품 구조가 만들어집니다.

원래 흰자 속 단백질은 물을 싫어하는 소수성 부위가 안쪽에 있고, 물을 좋아하는 친수성 부위가 바깥쪽을 감싼 안정적인 구형 구조로 물에 녹아 있지만 거품기로 강하게 저어서 공기를 주입하면, 동그랗게 말려 있던 단백질 사슬이 길게 펴지게 됩니다.

구조가 풀린 단백질들은 공기와 물의 경계면에서 성질에 따라 재배열 되어 소수성 부위는 물을 피해 공기 쪽으로, 친수성 부위는 물 쪽으로 방향을 바꾸게 됩니다. 이렇게 공기 방울을 감싸 안은 단백질 분자들은 서로 뭉치며 이황화 결합 등 강력한 화학적 결합을 형성하게 됩니다.

결과적으로 변성된 단백질들이 그물망처럼 촘촘한 3차원 구조를 형성해 공기와 물을 내부에 단단히 가두게 되며, 이 단백질 벽 덕분에 거품이 꺼지지 않는 단단한 머랭 구조가 만들어 지는 것이죠.

제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.