상온에 둔 과일이 갈변하는 원리는 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 사과와 같은 과일을 깎아서 상온에 두었을 때 시간이 지나면서 갈색으로 변하는 현상은 어떤 효소와 산소가 관여하는 화학 반응이며, 레몬즙을 바르면 변색이 늦어지는 이유는 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

사과와 같은 과일을 깎아 상온에 두었을 때 표면이 점차 갈색으로 변하는 현상을 갈변이라고 합니다. 과일을 구성하는 세포가 온전한 상태일 때는 효소와 기질이 서로 분리되어 있지만, 껍질을 벗기거나 칼로 자르는 순간 세포 구조가 파괴되면서 세포 내에 있던 폴리페놀 산화효소가 공기 중의 산소와 접촉하게 되는데요, 이 효소는 과일 속에 자연적으로 존재하는 폴리페놀 화합물을 산화시켜 퀴논이라는 물질로 바꾸는데, 이 퀴논들은 다시 서로 결합하거나 아미노산 등과 반응하여 고분자 형태의 멜라닌 유사 색소를 형성합니다. 이때 이 색소가 바로 우리가 눈으로 보는 갈색 변색의 원인입니다.

하지만 레몬즙을 바르면 갈변이 늦어지는 이유는 레몬즙에는 구연산이 풍부하여 과일 표면의 pH를 낮추기 때문인데요 PPO 효소는 중성에 가까운 조건에서 활성이 가장 높은데, 산성 환경에서는 효소의 구조가 변해 활성이 크게 감소하므로 산화 반응 자체가 느려집니다. 또한 레몬즙에 포함된 비타민 C는 강력한 환원제로 작용하여, 이미 생성된 퀴논을 다시 원래의 폴리페놀 형태로 되돌려 놓게 되며 이로 인해 갈색 색소로의 진행이 차단되는 것입니다. 감사합니다.