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피로한 몸을 깨우는 것이 카페인?

 

 

 

 

 

안녕하세요. 유쾌발랄 화통이입니다.

여러분은 카페인 하시면 뭐가 가장 먼저 떠오르시나요?

대부분의 사람들은 커피를 먼저 생각하실 것 같네요. 독일에서는 처음에 커피를 사려면 약방에 갔었어야 했다고 해요. 왜냐하면 커피의 카페인 성분이 통증 치료제로 여겨졌기 때문이죠. 커피는 처음에는 치료제로 여겨졌으나 특유의 향과 맛으로 누구나 좋아하는 기호식품이 되었다고 합니다.

 

 

 

 

우리 몸 속에서의 카페인은 어떻게?

 

화학적으로 가장 많이 연구된 커피성분은 알칼로이드성 카페인이었는데요.

알칼로이드는 질소를 함유하고 있는 염기성 유기화합물을 말합니다.

평균적으로 중앙 유럽인들은 매일 200mg 이상의 카페인을 주로 커피, 차, 레몬수 등으로 섭취한다고 하는데요

이 밖에도 진통제, 식욕억제제, 호흡촉진제에도 카페인은 포함되어 있습니다.

 

몸 속에 들어온 카페인은 위, 장에서 빠르게, 그리고 거의 완전하게 피로 흡수되는데요. 카페인의 지용성 성질이 쉽게 세포막을 통과하는 특성이 있어서 혈액-뇌 장벽이나 태반 장벽을 빠르게 통과할 수 있습니다.

 

카페인은 우리 몸의 아데노신과 비슷한 구조를 가지고 있는데요. 아데노신은 우리 몸이 나른해지면서 피로를 느낄 때 농도가 증가하는 물질입니다. 아데노신과 비슷한 구조인 카페인은 아데노신 수용기에 결합할 수 있는데요. 이렇게 되면 아데노신의 원래 작용을 억제하여 피로도를 느낄 때와 반대된 상태인 각성 상태가 지속됩니다.

 

 

 

 

 

 

카페인이 인체 내에서 머무르는 시간과 관련된 것은 바로 혈장반감기인데요. 반감기는 물질의 농도가 초기 값의 반으로 떨어지는 시간을 말합니다.

카페인의 반감기는 건강한 성인 기준으로 대략 4~5시간 정도라고 하는데요. 개인차가 매우 크므로 절대적인 시간이라고는 볼 수 없습니다.

 

카페인은 1~2%정도만이 변형되지 않은 형태로 분비되고 대부분은 간에서 효소에 의해 전환작업을 거쳐서 메틸기(CH3)가 빠지거나, 산화되거나, 아세틸(CH3-CO-)화 된 후 위에 보이시는 것처럼 테오필린, 테오브로민, 파라크산틴 등의 형태로 전환되어 물에 대한 용해성이 높아지면 신장을 통해 몸에서 배출됩니다.

 

 

 

 

 

술을 마신 뒤 바로 커피를 마시는 분들도 있으신데요. 알코올과 커피는 함께 마셔도 될까요?

 

알코올을 섭취하게 되면 뇌에서 기분을 좋게 하는 성분인 도파민이 분비되는데, 이 도파민은 사이클릭 AMP(사이클릭 아데노신 모노포스페이트)라는 화학물질의 분비를 촉진시켜 뇌를 활발하게 만듭니다. 이 때 몸에서는 사이클릭 AMP(사이클릭 아데노신 모노포스페이트)에 의한 과도한 작용을 억제하기 위해 효소를 사용하는데 그렇게 되면 다른 신경전달물질이 분비되면서 행동이 느려지게 됩니다. 따라서 알코올은 처음에는 기분이 좋고 활력이 넘치게 하는 효과가 있는 것 처럼 보이지만 혈중 알코올 농도가 올라가면 뇌를 더 느리게 움직이게 만드는 것이죠. 이런 상태에서 카페인을 같이 섭취하게 되면 알코올의 이완시키는 역할을 가리기만 할 뿐 체내 알코올은 전혀 줄어들지 않아 충분한 수면이 어렵게 되고 이뇨작용에 의한 수분이 많이 빠져나가서 숙취도 심해지게 됩니다.

 

따라서 커피와 알코올은 함께 드시지 않는게 좋겠어요.

 

송년회나 신년회 자리 많으실텐데 술자리에서는 카페인 음료는 삼가해 주세요^^

 

 

 

 

 

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화통이

소통이와 화통이가 전하는 화학 이야기. 세상에 빛을 더하는 정밀화학 이야기를 들려 드립니다 :) Leading Fine Change

혼합과 화합의 차이

 

 

 

 

 

안녕하세요 유쾌발랄 화통이입니다. 여러분도 소프트 아이스크림 주문하실 때 어떤 맛을 먹을까 고민 해보신적 있으시죠?

보통 초코맛과 바닐라맛 그리고 혼합 이렇게 주문하실텐데요. 화통이는 두 가지 맛을 모두 먹어보고 싶어서 혼합이요! 라고 매번 말합니다.

화학에서는 화합물이라는 말을 많이 사용하는데, 그럼 혼합과 화합은 어떻게 다른 것일까요? 지금부터 같이 알아보아요.

 

 

 

'혼합'이란

 

국어사전에서 '혼합'은 뒤섞여서 한데 합하는 것을 의미하는데 화학에서는 화학적인 결합이 없이 섞이는 현상을 의미합니다.

간식이나 영양제 뒤에 보시면 설명에 혼합물질ooo, 혼합 비타민 성분 이런 단어를 보실 수 있는데요.

혼합의 가장 큰 특징은 혼합물의 구성성분이 각자의 성질을 잃지 않고 모두 드러난다는 점입니다. 또한 혼합물은 다시 원상태로 분류가 가능해야 하는데요. 예를 들어 소금물을 보시면 물과 소금(염화나트륨 NaCl)이 섞인 상태로 소금의 짠맛을 그대로 유지하며, 물을 증발시키면 소금을 그대로 얻을 수 있기 때문에 혼합물에 해당합니다.

학교에서 가장 많이 하는 실험 중에 하나가 황가루와 철가루를 이용한 혼합물 실험인데요. 두 가루를 섞여 분류가 어려워 보이지만 자성에 반응한다는 철가루의 본래 성질이 남아있기 때문에, 자석을 사용하면 쉽게 분리할 수 있습니다.

 

 

(왼쪽 사진: 황가루, 오른쪽 사진: 철가루)

 

 

'화합'이란?

 

화학에서 화합은 둘 또는 그 이상의 화학종이 결합하여 본래의 성질을 잃어버리고 새로운 화학종이 됨을 의미합니다. 또한 화합물은 물리적인 방법으로 분리할 수 없다는 것이 큰 특징입니다. 가장 간단한 예로 수소와 산소가 만나서 물이 될 때 두 기체는 원래의 성격과 전혀 다른 물질이 됩니다. 불과 반응하는 수소와 산소는 물이 형성되면서 원래의 성질을 잃어버리게 됩니다. 물을 끓이거나 얼려도 수소와 산소를 얻지 못하죠.

그렇다면 물에서 다시 수소나 산소로 전환하려면 어떻게 해야 할까요? 전기적으로 분해하는 방법을 이용해야 합니다. 전기적 충격으로 산소와 수소의 결합을 끊어 화학적인 방법으로 수소나 산소를 얻을 수 있습니다.

 

 

 

 

음식을 구별하는 냄새 속 화합물

 

우리가 어떤 음식을 알아차리고 먹고 싶다는 생각을 하는 것도 음식의 냄새 때문인데요. 이것은 휘발성 유기 화학물질 때문입니다. 우리의 코는 화합물을 탐지할 수 있도록 끊임없이 발달해왔습니다. 고기가 썩어서 발생하는 카다베린이나 푸트라신 성분에 의한 불쾌한 냄새는 매우 낮은 농도일지라도 바로 감지할 수 있죠.

 

그렇다면 향기가 좋은 커피를 예로 들어볼까요?

같은 원두라도 다른 향과 맛을 지닐 수 있습니다. 바로 커피콩을 로스팅하는 과정 때문인데요.

커피콩이 로스팅되는 동안 커피콩의 껍질에서 반응을 통해 800여개의 화합물이 생성되는데 눈에 보이지 않는 작은 화합물들이 모두 모여 저마다 다른 향의 커피가 만들어집니다.

 

음식의 냄새에 있는 화합물을 이용한 기술도 많이 늘어나고 있는데요.

최근에는 커피를 로스팅할 때나는 맛있는 향의 화합물 '멜라노이딘'을 항암치료에 적용하는 기술이 우리나라 연구진에 의해 보고되기도 했었죠. 뿐만 아니라 미국에서는 음식의 냄새로 신선도를 판단할 수 있는 무선 칩에 대한 연구도 진행되고 있다고 합니다. 1개의 칩으로 에틸렌을 비롯한 다른 가스들을 검출해 구매자들이 썩고 있는 음식, 오래된 음식의 정도를 판단하여 구매할 수 있게 하려고 개발을 시작하였다고 하네요. 참 신기하지 않나요?

 

 

우리가 잘모르고 있었던 혼합과 화합의 차이는 화학이라는 분야에서는 상당히 다른 의미를 지니고 있었네요~

마지막으로 위에서 말씀드렸던 철가루와 황가루를 이용한 실험 영상을 첨부했으니, 철과 황가루가 어떻게 변하는지 관찰해보아요!

 

 

 

 


 

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카라멜화 반응이란!?



안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.


어릴 때 한 번씩 겪어봤을 달고나 만들기!


달고나를 만들 때 하얀 설탕이 녹으면서 갈색으로 변하는 과정을 다들 한번씩은 보셨을텐데요. 


이 현상에 화학반응 있다는 사실을 알고 계셨나요?


경험은 해보았지만 알지 못했던 비효소적 갈변 즉, 카라멜화 반응(Caramelization)에 대해서 알아보도록 합시다!





달콤한 향이 나는 카라멜화 반응(Caramelization)은 마이야르 반응(Mailard)과 달리 아미노 화합물이 없는 환경에서 당류의 가열에 의한 산화 및 


분해 산물의 중합에 의해서 갈색의 카라멜을 형성하는 반응을 말합니다. 이 반응은 효소가 없는 환경에서 일어나는 현상이라 비효소적 갈변현상


이라고도 하는데요. 열이 반드시 필요하기 때문에 계속적인 에너지가 있어야하며 가열하면서 생기는 물질들이 분해되기도 하고 중합을 일으키


며 다양한 형태의 분자들이 만들어집니다. 이 물질들의 조합에 따라 향기와 맛이 달라진다고 하네요.




마이야르 반응에 대해 궁금하시다면? http://www.finelfc.com/50 (호빵엔 없고 호떡엔 있는 그것?)




온도 변화에 따른 변화 관찰


 100℃

 설탕이 녹기시작하여 표면이 불투명해지기 시작 

 102℃~166

 색과 향에 변화없음

 168

 색이 약간 나오기 시작, 향은 변화 없음

 180

 약간 호박색을 뛰며 풍부한 향 나타남

 180~188 

 갈색이 진해지며 향을 지님 

 188℃~204 

 매우 어둡고 쓴맛이 생김 

  210~ 

 탄화되며 탄 냄새가 남 

(출처: www.food-info.net)



커피 속의 카라멜화 반응





커피의 원료인 생두는 원래 향기물질도 적고 양도 적습니다. 


그러나 생두에 열을 가하는 볶음 과정(로스팅, Roasting)을 거치면 생두에 있던 여러 가지 성분들이 카라멜화(Caramelization)나 마이야르반응


(Mailard) 등을 거치게 되는데 이 반응들이 커피 특유의 풍미를 완성시켜주는 기능을 합니다.


로스팅이 진행될수록 원두의 색상은 녹색에서 짙은 갈색으로 변하는데요. 커피의 떫은 향을 내는 클로로겐산은 줄어들고 카라멜화 반응


(Caramelization)이 진행되면서 달달한 향도 같이 증가하는 것을 느끼실 수 있습니다. 단 너무 오래 로스팅이 진행될 경우 당분이 탄화되어 탄 맛


이 생기니 볶는 시간에 유의하셔야 해요!



맛있는 화학_달고나 만드는 방법

 


카라멜화 반응(Caramelization)이 있어야 만들어지는 달달한 달고나, 어떻게 만들어지는지 알아볼까요?

재료 : 설탕, 소다, 국자 혹은 냄비


1.   국자(혹은 냄비)에 설탕을 녹여줍니다.

     설탕의 용해: 설탕의 녹는점은 185℃ 정도 되는데요. 고체가 액체로 변하는 용해과정이 일어나죠.

2.   설탕이 다 녹으면 소다를 소량 넣으면서 섞어줍니다.

     소다(탄산수소나트륨)이 가열되면 이산화탄소와 물로 분해가 되는데요. 이 때문에 소다를 넣고 저으면 부풀어오르는 현상을 

     관찰하실 수 있어요.

3.   소다가 다 섞이면 철판에 부어서 식혀줍니다.

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