천연 꿀과 사양 꿀(설탕물 꿀)을 구별하기 위해, 식물의 광합성 경로 차이로 인해 발생하는 탄소-13과 탄소-12의 동위원소 비율을 이용하여 설명해 주세요.

Question

천연 꿀과 사양 꿀(설탕물 꿀)을 구별하기 위해, 식물의 광합성 경로 차이로 인해 발생하는 탄소-13과 탄소-12의 동위원소 비율을 이용하여 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

천연 꿀과 사양 꿀을 구별하는 원리는 벌이 채집한 식물의 광합성 방식 차이에 있습니다. 아카시아나 밤나무 같은 일반적인 꽃 식물은 시쓰리(C3) 식물에 해당하며, 설탕의 원료가 되는 사탕수수나 옥수수는 시포(C4) 식물에 해당합니다.

​이 두 식물군은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 당류를 합성할 때 사용하는 효소 체계가 다릅니다. 이 과정에서 질량이 상대적으로 가벼운 탄소-12와 무거운 탄소-13을 선택하는 비율에서 차이가 발생하는 탄소 동위원소 분별 작용이 일어납니다. C3 식물은 탄소-12를 매우 강하게 선택하므로 최종 생성된 꽃꿀에 탄소-13의 비율이 크게 낮아집니다. 반면 C4 식물은 동위원소를 덜 까다롭게 선택하여 탄소-13을 상대적으로 더 많이 포함하게 됩니다.

​이러한 차이를 탄소 동위원소 비율 수치로 나타내면 천연 꿀은 대개 마이너스 22.5퍼밀 이하의 낮은 값을 보이고, 사탕수수 설탕물을 먹여 키운 사양 꿀은 마이너스 15퍼밀 이상의 높은 값을 나타냅니다. 따라서 분석 장비로 꿀 속에 포함된 탄소-13과 탄소-12의 고유한 비율을 측정하면, 눈으로는 식별하기 어려운 천연 꿀과 사양 꿀을 과학적이고 정확하게 판별할 수 있습니다.