껍질을 벗긴 감자를 물속에 담가두면 공기 중의 산소와 효소가 직접 접촉하는 것을 차단하여 표면이 갈색으로 변하는 갈변 현상 방지의 화학적 원리는 무엇인가요?

Question

껍질을 벗긴 감자를 물속에 담가두면 공기 중의 산소와 효소가 직접 접촉하는 것을 차단하여 표면이 갈색으로 변하는 갈변 현상 방지의 화학적 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

껍질을 벗긴 감자를 물에 담그는 것은 갈변 현상의 필수 반응물인 산소를 차단하여, 감자 내부의 폴리페놀 산화효소가 작용하지 못하도록 산화 반응을 막는 화학적 원리입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

감자를 벗길 때 감자 세포가 절단되어 파괴되면 세포질에 있던 페놀성 화합물과 산화 소포체에 있던 폴리페놀 산화효소가 섞이게 되면서 공기 중의 산소가 결합하는 반응이 진행됩니다. 폴리페놀 산화효소가 공기 중의 산소를 이용해 퀴논 분자로 산화되면, 생성된 퀴논 분자들이 스스로 주변의 아미노산 및 단백질과 비효소적으로 중합 반응을 일으키며 갈색~검은색을 띠는 고분자 색소인 멜라닌을 만들어냅니다.

하지만 물속에 담궈 두면 물이 물리적 장벽 역할을 하여 공기 중 산소가 감자 표면에 닿는 것을 차단하므로, 폴리페놀 산화효소의 촉매 반응이 멈춥니다. 표면 세포에서 유출된 페놀 화합물과 효소가 물속으로 희석되어 흘러나오므로, 감자 표면의 반응물 밀도 자체가 낮아집니다. 이외에도 물에 약간의 산성 물질을 넣으면 폴리페놀 산화효소의 최적 활성 영역을 벗어나 효소 구조가 변성되므로 차단 효과가 극대화됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

껍질을 벗긴 감자를 물에 담가 갈변을 방지하는 것은 산화반응을 일으키는 산소를 차단하여 산화를 일으키는 물질인 폴리페놀 산화효소가 활동하지 못하도록 하는 것 입니다.

감자속에는는 폴리페놀이라는 물질이 있는데 이는 세포 손상을 막고 건강을 유지하는데 기여하는 물질 입니다. 이 물질이 산화가 되면 갈변이 일어나고 감자가 죽어가게 되는데 이것을 촉발시키는 물질이 바로 폴리페놀 산화효소 입니다.

평소에는 세포막 속에 전재하지만 껍질을 깎거나 껍질이 제거 되면 외부의 산소와 만나 폴리페놀이 퀴논으로 변화하면서 갈색을 띄는 멜라닌 색소들을 만들어내게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)