안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
단백질이 불에 닿거나 열을 받으면 온도가 올라감에 따라 변성과 마이얄 반응, 열분해 및 탄화라는 단계별 화학적 변화를 거치게 됩니다.
단백질은 아미노산들이 긴 사슬로 연결된 후, 수소 결합과 소수성 상호작용 등에 의해 접혀 있는 복잡한 3차원 입체 구조를 가집니다. 열 에너지가 가해지면 이 약한 결합들이 깨지면서 꼬여 있던 아미노산 사슬이 풀립니다.
그리고 단백질 본래의 기능이 상실되고, 풀려진 사슬들이 서로 엉키면서 수분을 가두거나 딱딱하게 굳는 응고 현상이 일어납니다.
또한, 단백질의 구성 성분인 아미노산과 육류·식품 표면에 존재하는 환원당이 높은 열을 받아 결합하는 화학 반응입니다. 멜라노이딘이라는 갈색 색소와 수백 가지의 기분 좋은 향기 화합물이 생성됩니다. 고기를 구울 때 표면이 노릇해지며 구수한 냄새와 감칠맛이 나는 이유가 바로 이 화학 반응 때문입니다.
불에 직접 닿는 등 고온에 노출되면 단백질의 골격인 펩타이드 결합까지 끊어지기 시작합니다. 아미노산 분자가 파괴되면서 질소, 황, 수소, 탄소 원자들이 각각 분리됩니다. 분해 과정에서 암모니아, 황화수소 같은 기체가 배출되는데, 머리카락이나 고기가 탈 때 나는 지린내와 악취가 이 때문입니다. 수소와 산소는 기체로 날아가고 탄소 성분만 덩그러니 남아 검은 재로 바뀌게 됩니다.