김장 김치를 담글 때 배추를 소금물에 절이면 세포막 안의 수분이 농도차가 있는 외부로 빠져나오는 삼투현상의 원리를 구체적으로 설명해 주세요.

Question

김장 김치를 담글 때 배추를 소금물에 절이면 세포막 안의 수분이 농도차가 있는 외부로 빠져나오는 삼투현상의 원리를 구체적으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

김장 배추를 소금물에 절일 때 일어나는 삼투 현상은 선택적 투과성을 가진 배추 세포막을 경계로 물 분자가 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상입니다.

배추의 세포막은 크기가 작은 물 분자는 자유롭게 통과시키지만, 소금이 물에 녹아 형성된 나트륨 이온이나 염화 이온 같은 용질 입자는 쉽게 통과시키지 않는 반투과성 성질을 가집니다. 세포 내부는 수분 함량이 높고 당분이나 유기산 등 용질 농도가 상대적으로 낮지만, 세포 외부는 소금이 녹아 있어 용질 농도가 매우 높습니다. 따라서 소금 입자가 세포 안으로 들어가는 것보다 작고 자유로운 물 분자가 소금물의 농도를 낮추기 위해 세포 밖으로 빠져나가는 속도가 훨씬 빠르기 때문에 물 분자를 밖으로 끌어당기는 힘인 삼투압이 작용합니다.

세포 내부 액포에 가득 차 있던 수분이 소금물 쪽으로 대량 빠져나가면, 세포 내부의 수액 부피가 줄어들어 단단한 세포벽을 안에서 밀어내며 배추를 뼛뼛하게 유지하던 팽대압이 급격히 떨어지면서 배추 조직이 유연하고 부드럽게 변합니다.