햄이나 소시지가 익어도 선홍색을 유지하는 원리가 무엇인가요?

Question

햄이나 소시지가 익어도 선홍색을 유지하는 원리를, 아질산나트륨에서 유래한 일산화질소가 고기 속 미오글로빈의 철 이온과 결합하여 열에 안정한 니트로소미오글로빈을 형성하는 무기-유기 결합 과정으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

햄이나 소시지가 가열된 후에도 특유의 선홍색을 유지하는 것은 아질산나트륨이 고기 속 단백질과 반응하여 열에 강한 색소 복합체를 만들기 때문입니다.

​고기에는 근육 내 산소를 운반하는 미오글로빈이라는 단백질이 있는데, 이 단백질의 중심부에는 철 이온을 포함한 헴 구조가 존재합니다. 생고기가 붉게 보이는 이유도 바로 이 미오글로빈 때문입니다. 보통의 생고기는 가열하면 미오글로빈 단백질이 변성되고 철 이온이 산화되면서 회갈색의 메트미오글로빈으로 변하게 됩니다.

​하지만 가공 과정에서 첨가된 아질산나트륨은 고기의 수분과 반응하여 아질산을 형성하고, 이는 다시 일산화질소로 분해됩니다. 이 일산화질소는 반응성이 매우 강해 미오글로빈 중심에 있는 철 이온과 강력한 배위 결합을 형성합니다. 이렇게 무기 분자인 일산화질소와 유기 단백질인 미오글로빈이 결합하여 만들어진 물질이 바로 니트로소미오글로빈입니다.

​니트로소미오글로빈은 열에 매우 안정한 특성을 가집니다. 가열 공정을 거치면 단백질 부분은 일부 변성되어 니트로소헤모크로모겐으로 바뀌지만, 일산화질소와 철 이온 사이의 결합은 끊어지지 않고 유지됩니다. 이 결합 구조가 빛의 특정 파장을 반사하여 우리 눈에는 가열 후에도 변함없이 먹음직스러운 선홍색 혹은 분홍색으로 보이게 되는 것입니다. 이는 단순한 염착이 아니라 분자 수준에서 일어나는 정교한 화학적 결합의 결과물이라고 할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요.

생고기를 가열하면 원래 붉은색으로부터 갈색으로 변하는데요, 이는 고기 속 색소 단백질인 미오글로빈의 구조가 열과 산소에 의해 변하기 때문입니다. 미오글로빈은 근육 속에서 산소를 저장하는 단백질로, 중심에는 철을 포함하는 헴 구조가 들어 있는데요, 철 이온의 산화 상태와 주변 분자의 결합 상태에 따라 고기의 색이 붉게도 보이고 갈색으로도 보이게 됩니다. 일반적인 생고기를 익히면 단백질 구조가 변성되고 철 주변 전자 구조도 바뀌면서 특유의 선홍색이 사라지고 갈색 계열로 변하게 됩니다. 하지만 햄이나 소시지 같은 가공육은 익힌 뒤에도 비교적 선홍색 또는 분홍빛을 유지하는데요, 이는 아질산나트륨과 관련이 있습니다. 아질산나트륨은 육가공 과정에서 발색제와 보존제로 널리 사용되는데, 고기 내부의 화학 환경에서 여러 환원 반응을 거치면서 일산화질소를 생성하게 됩니다.

이 일산화질소는 매우 작은 무기 분자로, 미오글로빈의 헴 중심에 있는 철 이온과 강력학 배위 결합을 형성합니다. 즉, 헴 중심 금속과 일산화질소가 전자쌍을 공유하는 일종의 배위 결합이 형성되면서, 미오글로빈은 NO와 결합한 새로운 형태로 바뀌는데, 이를 니트로소미오글로빈이라고 부릅니다. 이 상태의 색소는 일반적인 산소 결합 미오글로빈보다 열에 더 안정한 특성을 보이며, 결과적으로 햄이나 소시지를 가열해도 쉽게 갈색으로 변하지 않고, 특유의 선홍색 또는 분홍빛이 유지됩니다. 실제 가열 과정에서는 단백질 일부가 변성되더라도, NO가 결합한 헴 구조는 비교적 안정하게 유지되며 색을 계속 나타낼 수 있습니다. 감사합니다.