개념 한 쪽
식품의 색은 가공과 저장 중 효소 반응, 산화·침전, 열적 변화 등으로 변할 수 있다. 대표적으로 엽록소의 보존, 감자와 과채의 효소적 갈변, 귤류 병조림의 백탁 현상이 있으며, 색소의 용해성 특성과 효소 활성 변화가 핵심 요인이다.
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출제기준 단원 「저장·가공 중 색소성분의 변화」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 녹색 채소 가공 효과 판단 | 1 | 데치기가 녹색 보존에 미치는 효소적 기작을 설명하도록 요구 |
| 효소적 갈변의 원인 규명 | 1 | 감자의 갈변을 일으키는 효소와 기작을 식별하도록 요구 |
| 특정 식품 색소·현상 연결 | 1 | 녹차의 주요 플라보노이드나 밀감 백탁의 관련 성분 식별을 요구 |
채소를 데칠 때 녹색이 선명해지는 주된 이유는 데치기 과정에서 엽록소 분해를 촉진하던 효소인 chlorophyllase가 열에 의해 불활성화되기 때문이다. 효소가 파괴되면 엽록소 분해가 억제되어 녹색이 보존된다. 따라서 '데치기=효소 불활성화=엽록소 보존'이라는 인과관계를 기억해야 한다.
감자의 갈변 현상은 효소적 갈변의 대표 사례이며, 감자 내부의 타이로시나아제(tyrosinase)가 티로신을 산화시켜 멜라닌 계열의 갈색 색소를 생성함에 의해 일어난다. 효소적 갈변은 공기 중의 산소와 효소의 반응에 기인하므로 효소 활동을 억제하거나 산소 접촉을 차단하면 갈변을 늦출 수 있다.
밀감 병조림에서 나타나는 백탁은 플라보노이드계 색소인 헤스페리딘의 용해도 감소와 침전에 기인한다. 가열이나 pH 변화 등 가공 조건에 의해 헤스페리딘이 미세 입자로 불용화되면 빛이 산란되어 액체가 뿌옇게 보인다. 이와 같이 식품의 색 변화는 색소의 화학적 성질과 가공 조건의 상호작용으로 설명할 수 있다.
색소의 용해성 분류도 중요하다. 카로티노이드는 지용성 색소로 지방성 매질에 잘 녹으며, 안토시아닌과 플라보노이드는 수용성 색소로 물에 잘 녹는다. 이 용해성 차이는 색소의 추출, 보존, 색 변화 대응법을 결정한다.
효소적 갈변을 방지하는 방법으로는 산소 차단, 데치기와 같은 효소 불활성화, 저온 저장, 환원제 첨가 등이 있다. 반대로 금속 이온(예: 구리)은 산화 촉매 역할을 할 수 있어 갈변 억제제가 되지 않으므로 주의해야 한다.
예시 1 — 녹색 채소의 데치기: 시금치를 살짝 데치면 chlorophyllase가 열로 불활성화되어 엽록소 분해가 억제되므로 색이 선명해진다. 문제 풀이 핵심은 '데치기=효소 파괴=엽록소 보존' 연결을 적용하는 것이다.
예시 2 — 감자 갈변과 억제: 감자를 깎아 공기 중에 노출되면 타이로시나아제가 티로신을 산화시켜 멜라닌을 생성하여 갈색으로 변한다. 갈변 억제는 산소 차단 또는 효소 활동을 떨어뜨리는 조치(저온 저장, 데치기, 환원제 사용)를 선택하는 것으로 해결한다.
예시 3 — 밀감 병조림의 백탁: 통조림 공정에서 헤스페리딘의 용해도가 낮아져 침전이 생기면 액체가 뿌옇게 보인다. 이 현상은 색소의 용해도 변화를 이해하면 설명할 수 있다.
녹차음료수를 마시면 가장 많은 양을 섭취하게 되는 플라보노이드(Flavonoid)는?
정답 ④ · 문항은 녹차 음료에 풍부한 플라보노이드 계열을 묻고 있다. 녹차의 주요 플라보노이드는 카테킨류로, 구조상 플라반-3-올(Flavan-3-ol) 계열에 속하는 성분들이 가장 많이 들어 있다.
녹차에 풍부하게 함유된 플라보노이드는 카테킨류이며, 그중에서도 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG) 등이 대표적이다.
녹색채소(시금치 등)를 살짝 데칠 경우에 그녹색이 더욱 선명해 지는 이유는?
정답 ② · 문제는 데칠 때 녹색 채소의 색이 더 선명해지는 이유를 묻고 있다. 데치기는 단시간의 열처리로 조직 내의 효소들을 불활성화시키는데, 특히 엽록소 분해를 촉진하는 chlorophyllase가 열에 의해 파괴되면 엽록소의 분해가 억제되어 색이 유지된다.
데치기 전 chlorophyllase가 파괴되어 클로로필 분해가 억제되므로 녹색이 선명해진다.
감자의 갈변 현상은 어떤 갈변인가?
정답 ② · 감자의 갈변은 주로 아미노산인 티로신이 효소인 타이로시나아제(tyrosinase) 또는 폴리페놀옥시다아제에 의해 산화되어 멜라닌 색소로 변하는 효소적 갈변입니다. 따라서 감자의 갈변은 tyrosinase에 의한 갈변이 가장 정확한 설명입니다.
감자의 갈변은 효소 타이로시나아제가 티로신을 산화시켜 멜라닌을 생성하는 효소적 갈변이다.
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