산화 방지제가 음식이나 화장품의 변질을 늦추는 원리는?

Question

비타민C나 토코페롤 같은 성분들은 산패를 막아줄 수 있다고 합니다. 공기 중의 산소들과 이러한 물질들은 어떤 반응을 대신 해주기 때문에 이처럼 변질을 늦추게 되나요?

Answer 1

안녕하세요.

산화 방지제가 음식이나 화장품의 변질을 늦추는 원리는 산화 연쇄반응을 막아주거나, 먼저 반응해 보호 대상 물질이 산화되지 않도록 하는 것입니다. 불포화지방산은 이중결합 주변의 수소가 비교적 쉽게 떨어져 나가 자유라디칼이 만들어질 수 있는데요, 열이나 빛, 금속이온, 효소와 같은 요소들이 이를 촉진합니다. 생성된 지방 라디칼은 공기 중 산소와 빠르게 반응해 과산화 라디칼을 형성하며, 다른 지방 분자에서 수소를 빼앗아 새로운 라디칼을 만들며 반응이 연쇄적으로 퍼집니다. 결과적으로 지방 과산화물, 알데하이드, 케톤 등이 생겨 쩐내와 변질이 발생합니다. 이때 산화 방지제는 이 사슬을 끊어주는데요, 예를 들어 Vitamin C나 토코페롤 은 자신이 전자나 수소 원자를 제공해 라디칼을 안정한 분자로 바꿔주어 공격적인 라디칼을 더 반응성이 낮은 형태로 만들어 연쇄반응을 종료시킵니다. 반면 비타민 C는 물에 잘 녹는 환원제로, 수용성 환경에서 산화된 물질을 다시 환원시키거나 활성 산소를 제거해주는데요, 또한 산화된 비타민 E를 다시 환원시켜 재생시키는 역할도 알려져 있습니다. 즉 비타민 C와 비타민 E는 함께 있을 때 시너지 효과가 날 수 있습니다.

또 다른 작용 방식은 금속 이온 봉쇄가 있습니다. 철이나 구리는 과산화물 분해를 촉진해 더 강한 라디칼을 만들 수 있는데요, 일부 산화 방지제나 구연산이나 EDTA와 같은 보조제는 금속 이온을 잡아 반응 촉매 역할을 못 하게 만들어 산화를 늦춥니다. 즉 산화 방지제는 산소 분자와 먼저 직접 반응하는 경우도 일부 있지만, 핵심은 산소로 인해 생성된 라디칼이나 산화 중간체와 먼저 반응하여 보호 대상이 공격받는 것을 막는 것이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

산화 방지제가 음식이나 화장품의 변질을 늦추는 원리는 자유라디칼과 산소와의 반응을 대신 수행해주는 희생 반응에 있습니다.

지방이나 색소, 향 성분은 공기 중 산소와 쉽게 반응해 산화물이나 자유라디칼을 형성합니다. 이 과정은 맛과 향을 변질시키고, 색을 바꾸며, 화장품에서는 피부 자극을 유발할 수 있습니다. 그런데 비타민 C(아스코르빈산)나 비타민 E(토코페롤) 같은 항산화제는 스스로 산화되거나 자유라디칼에 전자를 제공해 안정화시킴으로써, 원래 성분이 산화되는 것을 막아줍니다.

즉, 항산화제는 산소와 라디칼을 흡수하거나 중화하는 역할을 하여 산화 연쇄반응을 끊습니다. 비타민 C는 수용성이라 수분 환경에서 작용하고, 토코페롤은 지용성이라 지방 성분의 산화를 막는 데 효과적입니다. 이처럼 항산화제가 먼저 산화되면서 음식의 산패나 화장품의 변색·변질을 늦출 수 있는 것입니다.

정리하면, 항산화제는 스스로 산화되어 원래 성분을 보호하는 ‘대신 산화되는 물질’로서, 산화 반응을 차단하고 제품의 안정성을 높여줍니다.