피가 묻은 옷을 뜨거운 물로 빨면 얼룩이 지워지지 않고 오히려 천에 고착되는데 왜 그런 것인가요?

Question

피가 묻은 옷을 뜨거운 물로 빨면 얼룩이 지워지지 않고 오히려 천에 고착됩니다. 혈액 속 단백질의 열 변성 특성과, 이를 지우기 위해 찬물과 단백질 분해 효소가 첨가된 세제를 사용해야 하는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

피가 묻은 옷에 뜨거운 물이 닿으면 혈액 속 단백질이 열 변성을 일으켜 구조가 파괴되고 응고되면서 옷감 섬유 사이에 강력하게 엉겨 붙기 때문입니다. 혈액의 주성분인 헤모글로빈과 알부민 등은 복잡하게 접힌 3차원 입체 구조를 가진 단백질입니다. 열을 가하면 단백질 구조가 풀려버려 내부에 숨어 있던 비극성 아미노산들이 밖으로 노출되면서 단백질 분자끼리, 그리고 옷감의 면이나 합성섬유 가닥과 강력한 엉킴 결합을 형성하며 굳어버립니다. 헤모글로빈 중심에 존재하는 2가 철 이온이 열과 산소를 만나면 3가 철 이온으로 급격히 산화되는 과정에서 물에 녹지 않는 착색 물질인 헤마틴이 생성되어 검붉은색으로 옷감에 착색됩니다.

따라서 찬물과 단백질 분해 세제를 써야 하는 이유는 찬물에서는 혈액 단백질의 구조가 변형되지 않고 원래의 수용성 상태를 유지합니다. 단백질이 섬유에 고착되기 전이므로 물로 물리적인 세척을 했을 때 얼룩이 쉽게 씻겨 나갑니다. 그리고 세제에 포함된 프로테아제 효소는 혈액 단백질의 단단한 펩타이드 결합을 화학적으로 잘라내어 물에 잘 녹는 작은 아미노산 단위로 쪼개어 놓습니다. 효소 역시 단백질의 일종이기 때문에 뜨거운 물에서는 스스로 파괴되어 기능을 잃어버립니다. 따라서 효소가 제 기능을 발휘할 수 있는 찬물이나 약간 미지근한 물에서 효소 세제를 사용할 때 가장 완벽하게 혈흔이 제거됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 피가 묻은 옷을 뜨거운 물로 빨면 얼룩이 더 잘 지워질 것 같지만, 실제로는 혈액 속 단백질이 열에 의해 변성되어 섬유에 단단히 달라붙기 때문에 오히려 얼룩이 제거되기 어려워지므로, 피 얼룩은 가능한 한 빨리 찬물로 헹구고, 단백질 분해 효소인 프로테아제가 들어 있는 세제를 사용하는 것이 가장 효과적입니다.

혈액은 약 절반 이상이 혈장으로 이루어져 있으며, 그 안에는 알부민, 글로불린, 피브리노겐과 같은 다양한 단백질이 녹아 있습니다. 또한 적혈구에는 산소를 운반하는 헤모글로빈이라는 단백질이 매우 많이 들어 있는데요, 피가 옷에 묻으면 이러한 단백질들이 섬유 사이로 스며들어 붙게 됩니다. 이 상태에서 뜨거운 물을 사용하면 단백질이 열 변성을 일으키는데요, 단백질은 원래 일정한 입체 구조를 유지해야 제 기능을 하는데, 높은 온도를 만나면 이 구조를 유지하던 수소 결합이나 소수성 상호작용 등이 깨집니다. 그러면 단백질이 펼쳐지면서 서로 엉겨 붙는 응고가 일어나고, 섬유와도 더욱 강하게 결합합니다. 달걀흰자가 투명한 액체였다가 익으면 흰색의 단단한 덩어리로 변하는 것과 같은 원리입니다. 이렇게 응고된 단백질은 물에 잘 녹지 않아 얼룩이 섬유에 고착됩니다. 반대로 찬물은 단백질의 변성을 거의 일으키지 않으므로 혈액 성분이 응고되지 않은 상태에서 물에 씻겨 나갈 수 있으며, 특히 피가 묻은 직후 찬물로 충분히 헹구면 혈액 속 단백질과 색소가 섬유 깊숙이 고착되기 전에 상당 부분 제거할 수 있습니다. 이때 단백질 분해 효소인 프로테아제가 들어 있는 세제를 사용하면 효과가 더욱 좋아집니다. 프로테아제는 단백질을 이루는 펩타이드 결합을 끊어 큰 단백질을 작은 펩타이드나 아미노산으로 분해하는데요, 이렇게 분해된 물질은 물에 더 잘 녹기 때문에 세탁 과정에서 쉽게 제거됩니다. 따라서 단순히 물리적으로 얼룩을 떼어내는 것이 아니라, 얼룩의 주성분인 단백질 자체를 화학적으로 잘게 분해하는 것입니다. 감사합니다.