고추의 캡사이신과 달리 고추냉이의 매운맛이 코를 찌르는 이유가 무엇인가요?

Question

고추의 캡사이신과 달리 고추냉이의 매운맛이 코를 찌르는 이유가 무엇인지, '알릴 이소티오시아네이트'라는 작은 유기 분자의 높은 휘발성과 수용체 결합 방식의 차이를 들어 설명 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

고추의 매운맛은 혀를 뜨겁게 달구는 반면, 고추냉이의 매운맛이 코를 강하게 찌르는 이유는 매운맛을 내는 분자의 크기와 휘발성, 그리고 우리 몸의 수용체와 결합하는 방식이 완전히 다르기 때문입니다.

​우선 두 분자의 물리적 특성 차이가 가장 큽니다. 고추의 캡사이신은 분자량이 크고 무거운 구조를 가지고 있어 휘발성이 거의 없습니다. 그래서 혀에 직접 닿아야만 매운맛이 느껴집니다. 반면 고추냉이의 핵심 성분인 알릴 이소티오시아네이트는 분자 크기가 매우 작고 가벼운 유기 분자입니다. 이 분자는 휘발성이 매우 강해서 입에 넣는 순간 기체 상태로 변해 코 뒤쪽의 통로를 타고 비강까지 순식간에 퍼져 올라갑니다. 우리가 코가 찡하다고 느끼는 것은 이 기체 분자들이 코 내부의 점막에 직접 도달하기 때문입니다.

​결합하는 수용체의 종류와 방식에서도 차이가 납니다. 고추의 캡사이신은 주로 뜨거운 온도를 감지하는 수용체에 결합하여 우리 뇌가 입안이 타오르는 것 같은 통증을 느끼게 합니다. 하지만 고추냉이의 알릴 이소티오시아네이트는 주로 화학적 자극과 냉감을 담당하는 다른 종류의 수용체를 자극합니다. 특히 이 분자는 수용체 단백질 내부의 특정 부위와 아주 일시적이고 가역적인 화학적 결합을 형성하는데, 이 자극이 코의 신경을 매우 날카롭고 강렬하게 건드리기 때문에 찌르는 듯한 통증을 유발하는 것입니다.

​결국 고추냉이를 먹었을 때 느끼는 독특한 자극은 가벼운 알릴 이소티오시아네이트 분자가 기체가 되어 코로 역류하며 발생하는 현상입니다. 이 분자는 물에도 어느 정도 잘 녹는 성질이 있어 코점막의 수분층을 통과해 수용체에 빠르게 접근할 수 있습니다. 다행히 이 결합은 오래 지속되지 않고 금방 풀리기 때문에, 고추의 매운맛처럼 오래 남지 않고 짧고 굵게 지나가는 특징을 보이게 됩니다. 가벼운 분자가 공기 흐름을 타고 비강의 신경을 직접 타격하는 과정이 바로 고추냉이 매운맛의 과학적 정체라고 할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요.

고추의 매운맛과 고추냉이의 매운맛은 둘 다 맵게 느껴지지만 공통된 감각으로 느껴지지만, 고추냉이의 매운맛이 코를 찌른다라고 느껴지는 이유는, 단순히 더 강해서가 아니라 작고 휘발성이 높은 분자가 공기를 통해 코까지 도달하여 통증 수용체가 다른 위치에서 활성화되기 때문입니다. 고추의 매운맛 성분인 캡사이신은 분자 구조가 비교적 크고 소수성이 강하여 휘발성이 거의 없기 때문에 공기 중으로 쉽게 날아가지 못하고 입안의 지방 성분이나 세포막에 잘 녹아들어 혀와 입안 점막에 오래 머무르게 됩니다. 이때 캡사이신은 통증 및 열 감각을 담당하는 TRPV1 수용체를 자극하여 뜨겁고 타는 듯한”느낌을 유발하며, 자극의 중심이 입안에 머무르고 지속 시간도 비교적 깁니다. 반면에 고추냉이의 매운맛 성분인 알릴 이소티오시아네이트는 분자 크기가 작고 극성이 있어 휘발성이 매우 높은 물질인데요, 이 물질은 음식에서 쉽게 기화되어 공기 중으로 퍼지며, 우리가 씹거나 코로 숨을 들이쉴 때 비강으로 빠르게 이동합니다. 결과적으로 코 점막에 존재하는 TRPA1 수용체를 자극하게 되는데, 이 수용체는 주로 자극성 화학물질이나 자극성 기체에 반응하는 특징을 가지고 있습니다. 감사합니다.