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밤하늘의오로라
갈변 반응은 산소와 효소가 관여하는 어떤 화학 반응 경로를 따르나요?
안녕하세요. 다른 식재료들보다도 특히 사과나 감자를 깎아 공기 중에 두면 갈색으로 변하는데, 이 갈변 반응은 산소와 효소가 관여하는 어떤 화학 반응 경로를 따르나요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
사과나 감자를 깎아 공기 중에 두었을 때 빠르게 갈색으로 변하는 현상은 산소와 효소가 동시에 관여하는 생화학 반응 경로인데요, 이를 효소적 갈변이라고 하며, 식물 세포 속에 존재하던 페놀 화합물이 효소에 의해 산화되어 갈색 고분자 색소로 변하는 과정입니다.
사과나 감자를 자르면 세포막이 파괴되면서, 평소 분리되어 있던 폴리페놀과 폴리페놀 산화효소가 만나며 공기 중 산소까지 이 세 가지가 동시에 존재하면서 갈변 반응이 시작됩니다.
전체 반응은 페놀 화합물 → (PPO + O₂) → o-퀴논 → (자가 중합) → 갈색 고분자로 갈변은 산소 + 효소 + 페놀 기질이 동시에 작동하는 효소 촉매 산화–중합 반응 경로라고 보시면 됩니다. 감사합니다.
채택된 답변안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
사과나 감자에서 나타나는 갈변은 효소적 갈변 반응으로 설명할 수 있습니다. 이 반응은 산소와 효소가 함께 작용하는 특정한 화학 경로를 따릅니다.
사과나 감자를 깎으면 세포가 손상되어 내부에 있던 폴리페놀 기질이 공기와 접촉하게 됩니다. 이때 세포 내에 존재하는 폴리페놀 산화효소 또는 티로시나아제가 활성화됩니다. 이 효소들은 산소를 전자 수용체로 사용하여 폴리페놀을 산화시키고, 그 결과 퀴논이라는 반응성이 높은 중간체가 생성됩니다.
퀴논은 매우 불안정하기 때문에 서로 결합하거나 다른 분자와 반응하여 점차 고분자 구조를 형성합니다. 이 과정에서 멜라닌류 색소가 만들어지는데, 이것이 우리가 눈으로 보는 갈색 또는 흑갈색의 색소입니다.
이 반응은 산소가 반드시 필요하며, 효소가 촉매 역할을 합니다. 따라서 산소를 차단하거나 효소 활성을 억제하면 갈변을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 레몬즙 속의 아스코르빈산(비타민 C)은 퀴논을 다시 환원시켜 갈변을 억제하는 효과가 있습니다.
즉, 사과나 감자의 갈변은 폴리페놀 → 퀴논 → 멜라닌 색소로 이어지는 산소 의존적 효소 산화 반응 경로라고 할 수 있습니다.