사과를 소금물에 담그면 좋다!?



안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.

사과의 갈변 현상에 대해 흔히 경험해 보았을 텐데요

갈변 현상에 대한 상세한 원인에 대해서 화통이와 함께 알아보도록 합시다!




갈변 현상’이란?


깎아놓은 사과나 감자를 공기 중에 놓아두면 겉모양이 쭈글쭈글해지면서 표면의 색이 갈색으로 변하게 되는 것을 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 갈변 현상이 생기는 이유는 무엇일까요? 갈변현상에는 효소적 갈변비효소적 갈변으로 나뉠 수 있으나 과일이나 채소류등의 갈변은 효소적 갈변에 해당합니다. 이러한 갈변은 과일이나 채소가 가지고 있는 어떤 성분이 공기 중의 산소와 만나 산화 효소의 작용에 의해 발생합니다.




사과, 바나나, 홍차 감자 등과 같은 식물성 조직 중에는 카테킨, 카테콜, 갈릭산, 티로신 등 흔히 ‘폴리페놀’이라는 페놀화합물이 많이 함유되어 있으며, 보통 이들 식품 자체에는 이 페놀화합물을 산화시키는 효소인 “Polyphenol Oxidase”가 들어 있습니다. 만약 신선한 과일의 껍질을 깎거나 상처를 내게 된다면 이 효소가 분비되고 산소와 반응하여 폴리페놀을 산화시켜 갈색 물질을 만들어 내게 되는 것입니다.




 

효소적 갈변과 비효소적 갈변의 차이


효소적 갈변- 효소가 관여하는 식품의 갈변. 식물식품 중에 다량으로 존재하는 페놀류는 폴리페놀 산화효소에 의하여 퀴논으로 되고, 이것은 중합하여 착색물질인 멜라닌을 만들어냅니다. 이 반응은 과실이나 야채 등의 식물성식품이 물리적으로 손상을 받아 공기와 접촉하였을 때 많이 일어나고, 수산식품에서 게, 새우 등의 가공 시에 발생하기도 합니다. 이 반응은 식품 품질이 저하되는 원인이 되는 경우가 많지만, 홍차, 코코아, 자두 등은 효소적 갈변을 효과적으로 이용하여 색깔을 형성시킨 경우입니다.


비효소적 갈변- 비효소적 갈변의 대부분은 아미노카르보닐반응 또는 마이야르반응(maillard reaction)에 의해 진행됩니다. 이는 효소가 관여하지 않고 화학반응만으로 일어나는 갈변현상을 말하는데 식품의 가공, 저장, 조리에 있어서 여러 가지 원인이 있으나 amino-carbonyl반응, 당류의 가열에 의한 캐러멜화 반응, 유지의 산화나 가열에 의한 갈변, 아스코르브산의 분해에 의한 착색, 폴리페놀류의 산화에 의한 갈변, 육색소 미오글로빈의 met화에 의한 갈변 등이 해당됩니다.



갈변을 막을 수 있는 Tip 


1. 식초에 담가 놓으면 방지할 수 있습니다.

대부분의 효소는 좋아하는 특정 pH(용액의 수소이온지수로서 산성이나 알칼리성의 판단기준)에서 활성이 왕성하며 싫어하는 pH에서는 활성이 줄어듭니다. 그렇기 때문에 식초에 담가 pH를 떨어뜨려 활성을 줄여주게 되면 갈변 현상을 막을 수 있습니다. 

 

2. 묽은 소금물이나 설탕물에 담가 놓으면 좋습니다.

갈변에 영향을 주는 산화효소는 구리(Cu)나 철(Fe)에 의해 활성화되고 염소이온(Cl-)에 의하여 활성이 억제되는 특성이 있습니다. 또한 설탕물은 과일의 표면을 덮어 산소와의 접촉을 막아주기 때문에 소금물이나 설탕물에 잠시 담가두는 것도 효과가 있습니다.

 

3. 깎아놓은 과일에 레몬즙을 조금 탄 레몬수를 뿌려주거나 오렌지 주스 등에 살짝 담가 놓으면 좋습니다. 

레몬이나 귤, 포도 같은 신맛이 강한 과일은 산화를 막아주는 항산화제인 비타민 C를 많이 함유하고 있기 때문에 도움을 줄 수 있습니다.


화통이와 알아본 갈변의 원인과 방법에 대해서 기억하면서 갈변현상 완전정복합시다!







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화통이

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소금을 먹은 배추 

[ 절임 배추 속에 담긴 놀라운 화학 ]



안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.


김치는 배추를 소금에 절이는 것부터 시작되는데 그 속에 숨은 화학을 찾아볼까요?





 

김치에서 일어나는 화학변화, 삼투압!

배추를 소금물에 넣어 두면 탱탱했던 배춧잎이 흐물흐물해집니다. 


그 이유는 바로 반투막 때문인데 반투막은 기체나 액체의 혼합물 성분 가운데 어떤 것은 통과시키고 다른 성분은 통과시키지 않는 막을 


말합니다. 싱싱한 배추는 거의 90% 정도가 물이고 나머지는 탄수화물과 단백질 등으로 이루어져 있는데 배추 속 물은 배추 세포의 반투막이라


는 독특한 구조의 세포막 속에 들어있습니다.


반투막에는 물 분자가 통과할 수 있을 만한 크기의 구멍이 수 없이 많이 나 있는데 반투막을 사이에 두고 농도가 서로 다른 용액을 넣어 두면 농


도가 낮은 용액의 물 분자가 농도가 진한 용액 쪽으로 이동합니다. 이때 물 분자의 이동은 두 용액의 농도가 같아질 때까지 계속되며 이 현상을 


삼투압이라 합니다.







 


배추를 소금물에 넣어두면 삼투압이 일어나게 되고 배추가 잠겨있는 소금물의 농도는 배추 속 물보다 진하기 때문에, 배추의 물이 소금물 쪽으


로 이동하게 되는 것입니다. 때문에 배춧잎이 쭈글쭈글해지며 숨이 죽게 되는 것이죠. 배추가 쭈글쭈글해지며 짠 맛도 나게 되는데 그 이유는 


처음에 배추의 반투막이 물 분자만을 출입시키지만, 오래 소금물에 절여두면 반투막이 기능을 잃어버리게 되어 나트륨 이온이 배추 속으로 


들어가 짠 맛이 나게 되는 것이랍니다!




 





절임배추 사용법


1.  절임배추는 구입 후 바로 사용하는 것이 좋습니다.



최근 식약처의 발표에 따르면 구입한 절임배추는 상온에 하루만 두어도


대장균을 비롯한 유사 세균이 증식할 수 있는 것으로 나타났다고 합니다.


대장균은 설사병을 일으킬 수 있어 인체에 문제가 되는 세균이므로, 


시중에서 구매한 절임배추는 구입 후 보관하지 않고 바로 사용하는 것이 좋습니다.


 

2.  절임배추를 하루 이상 상온 보관 시 , 세척 후 사용하는 것이 좋습니다.



부득이하게 절임배추를 하루 이상 상온에서 보관했을 때는 3회 정도 세척 후 사용 해야합니다. 


식약처에서 실험을 진행한 결과 상온에서 하루 이상 보관 된 절임배추를 세척하면, 


세척하기 전보다 세균이 95% 이상 감소하는 것으로 나타났다고 합니다.


절임배추를 세척할 때는 물에 담근 뒤 배추의 잎과 뿌리 사이를 가볍게 문질러 씻는 것이 효과적이랍니다!



 

 

생활 속 삼투압


1.소금 설탕 절임 음식



젓갈, 단무지, 과일 잼 등은 삼투압 현상을 활용한 음식입니다. 


야채나 과일 속의 수분이 빠져 나오고 이것들 안에서 살고 있던 미생물도 수분을 잃어 죽기 때문에 오랫동안 보관할 수 있게 되는 것이랍니다.



2.식물 뿌리의 물 흡수



식물 뿌리의 농도가 땅 속의 물보다 높기 때문에 삼투압에 의해 물이 뿌리로 흡수되며, 


뿌리 쪽의 농도는 잎의 농도보다 낮기 때문에 뿌리가 흡수한 물은 다시 잎으로 이동하게 됩니다.



3.수영장에 오래 있으면 손과 발이 쭈글쭈글해지는 경우



피부 세포의 농도가 수영장이나 목욕탕의 농도보다 높기 때문에 삼투압에 의해 물이 피부 세포로 흡수되어서 피부가 부풀어 오릅니다.


그로 인해 손과 발이 쭈글쭈글 해지는 것이랍니다!




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유쾌발랄 화학스토리

아메데오 아보가드로




안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.

분자의 개념을 처음으로 제시한 과학자가 누군지 알고 계신가요? 그 사람은 바로 아메데오 아보가드로 입니다.

화통이와 함께 아메데오 아보가드로에 대해서 알아보도록 합시다!




1776 8. 이탈리아 토리노에서 전 세계 화학사를 뒤바꿀 역사적 과학자가 탄생했습니다그 이름은 아메데오 아보가드로(Amedeo Avogadro). 아보가드로는 대학을 졸업한 후 전공을 그대로 살려 법률직에 종사하여 스무살이 훌쩍 넘은 20대 중반부터 수학과 물리학에 깊은 관심을 갖기 시작했습니다. 다른 과학자들이 어린 시절부터 과학에 흥미를 보인 것과 달리아보가드로는 십대 시절이 지나서야 비로소 과학에 뜻을 두게 된 것이죠, 1800년 경부터 독학으로 수학과 물리학을 학문을 섭렵하고 1803년 형제 공동으로 전기학에 관한 최초의 과학 논문을 발표하여 법률가에서 과학자로 발돋움 하게 되었습니다아보가드로가 특히 관심을 보인 분야는 물리학과 화학이었는데 수 많은 논문 중 ‘단위입자의 상대적 질량 및 이들의 결합비를 결정하는 하나의 방법’에 대한 논문은 그의 역사상 가장 중요한 연구로 손꼽을 수 있습니다그 이유는 이 논문에서 ‘아보가드로의 법칙’의 근거가 제시됐기 때문입니다.아보가드로는 논문을 통해 기체 밀도의 비에서 기체물질의 분자량을 결정하는 방법과 그 근거가 되는 가설을 제안했는데 이 가설이 이후 전 세계 화학사를 뒤바꿀 역사적 제안이 됩니다.

 

그렇게 과학자로 우뚝 서고 난 뒤 아보가드로는 우여곡절 끝에 토리노 대학의 물리학 교수가 되었고. 토리노 대학에 있는 동안 기상 관측, 도량형 제정, 통계 처리 등에도 많은 관심을 기울였으며, 1848년에는 공교육최고회의의 의원으로 활동하기도 했습니다. 그의 과학 연구에 대한 여러 업적들은 18371841년에 4권으로 발간된 『무게가 있는 물체의 물리학(Fisica dei corpi ponderabili)』으로 정리되어 1850년에 토리노 대학을 은퇴했습니다. 은퇴 후 여정을 보내던 아보가드로는 1856년에 자신의 분자설이 수용되는 것을 보지 못한 채 세상을 떠나고 말았습니다.



분자랑 무엇인가?




1811 6월에 아보가드로는「물체의 기본입자들의 상대적 질량 및 이들의 결합비를 결정하는 하나의 방법에 관한 소고」라는 논문을 『물리학, 화학, 자연사 저널』에 발표했는데, 이 논문에서 그는 기체 물질의 성질을 나타내는 기본 단위로 분자를 제안했습니다. 여기서 분자의 개념은 아보가드로가 처음으로 제시했다고 볼 수 있습니다. 돌턴의 원자설과 게이뤼삭의 기체 반응의 법칙 사이의 모순을 제거하기 위해 아보가드로가 처음으로 제안한 개념이기 때문입니다



아보가드로는 돌턴의 원자설과 게이뤼삭의 기체반응의 법칙을 절충하는 과정에서 기체의 성질을 나타내려면 원자 두 개를 붙여 하나의 구성입자(분자)를 만들면 되겠다고 생각했는데, 이를 바탕으로 아보가드로는기체는 2개 또는 그 이상의 기본입자(원자)로 구성되어 있고, 같은 온도와 같은 압력에서 같은 부피 속에 존재하는 통합입자(분자)의 수는 기체의 종류에 상관없이 동일하다는 가설을 제안했습니다.당시에 아보가드로는 원자를 기본입자 혹은 단순입자라고 불렀고, 분자를 통합입자 혹은 구성입자라고 불렀는데, 아보가드로가 가정한 동일 부피, 동일 입자 수는 영문 앞 글자를 따이븐(EVEN)’으로 약칭되기도 했습니다.



아보가드로의 가설을 이해하기 위해 짚고 넘어가야 할 또 하나의 개념은 기체의 부피는 기체 분자나 원자가 실제로 차지하는 부피가 아닌 그것이 활동하는 영역이라는 점입니다. 실제로 전체 부피 중 기체 분자나 원자가 차지하는 부분은 매우 작습니다. 온도는 기체 분자 및 원자가 갖는 에너지의 크기이며, 같은 온도에서 같은 압력이 작용하려면 같은 부피 속에는 같은 수의 알갱이가 들어있어야 하는데 이러한 논리를 따라가다 보면 ‘같은 온도 와 압력, 부피 속에는 같은 수의 알갱이가 들어있다’는 결론이 내려지게 됩니다.



물질의 최소 단위 분자


물질의 성질을 가지고 있는 최소의 단위로 여러 개의 원자가 연결돼, 1개의 독립된 물질을 이룬 것을 바로 분자라고 합니다. 성질에 따라 딱딱한 고체, 물과 같은 액체, 공기와 같은 기체 상태로 존재할 수 있는데, 재미난 점은 분자 간의 거리가 변화하면서 상태가 변한다는 점이죠. 즉 분자가 촘촘하게 붙어 있으면 고체가 되고 조금 느슨해 지면 액체 상태, 그리고 더 느슨해지면 기체 상태로 바뀌는 것입니다. 분자는 앞서 말한 대로 온도와 압력에 따라 고체, 액체, 기체 상태로 존재할 수 있는데 이는 곧 온도와 압력에 따라 분자 간의 거리가 변화한다는 뜻을 포함합니다. 축구공이 찬 곳에 있으면 공기가 빠진 듯하지만, 온도가 높아지면 다시 빵빵해지는 이것이 바로 분자 간 거리와 온도 및 압력의 관계를 잘 보여 주는 것이랍니다예전에는 과학자들이 물질을 가장 작게 쪼갠 것이 분자라고 생각했습니다. 하지만 분자는 쪼개져 다시 원자로 될 수 있고, 원자의 구성 변화에 따라 수많은 물질을 만들어 낼 수 있으므로 분자의 종류는 계속 증가하게 됩니다. 그러니까 결국 분자는 두 개 이상의 원자가 어떤 힘에 의해 일정한 형태로 결합한 것 입니다. 물 분자의 경우, 산소 원자 1개와 수소 원자 2개로 구성되는데, 그래서 분자식으로는 'H2O'라고 쓴답니다. , 수소 두 덩어리에 산소 한 덩어리를 나타낸 것이죠또 분자는 쪼개져 다시 원자로 되며, 그 원자들이 서로 다르게 결합하면 다른 물질도 만들 수 있습니다.



* 분자의 구성


분자는 구성하는 원자 수에 따라 단원자 분자(He, Ne, Ar), 2원자 분자(H2, O2, HCl), 3원자 분자(H2O, CO2), 다원자 분자(H2SO4, H2CO3), 고분자(녹말, 단백질, DNA)로 분류합니다. 원자 1개로 이뤄지면 단원자 분자, 2개면 2원자 분자가 되는 셈이죠. 이때 단원자 분자의 경우 분자를 구성하지 않고 원자 그대로 존재하여 원칙적으로 분자로 보기 어렵지만, 안정된 기체로 다른 화합물과 잘 반응하지 않고 기체 특유의 성질을 가지므로 일반적으로 분자로 분류하여 사용한답니다.



아보가드로가 후대로부터 지금의 추대를 받기까지



아보가드로가 살아있던 19세기는 많은 과학자에 의해 물리학과 화학이 계속 발전을 이루던 시기였습니다. 이 시기의 중요한 과학자로는 앞서 언급한 돌턴과 아보가드로가 언급되는데, 그도 그럴 것이 원자와 분자의 개념은 현대 과학에서 결코 없어서는 안 될 가장 기초적인 개념으로 작용하기 때문이죠. 아보가드로가 후대로부터 지금의 추대를 받기까지는 많은 사람들의 노력이 있었는데 그 중에서도 제자 칸니자로의 노력을 빼놓을 수는 없습니다. 1811년에 처음으로 제안된 이 가설이 1860년대에 가서야 인정받을 수 있던 것은 결국 칸니자로 덕분이기 때문입니다.

아보가드로의 주장이 곧바로 수용되지 않은 것은 당시로서는 분자가 매우 생소한 개념이었기 때문이었습니다. 사실상 수소 기체나 산소 기체가 원자 두 개씩 모여진 분자라는 직접적인 증거도 없었고 원자가 두 개씩 붙어서 기체 분자를 이룬다면, 왜 원자가 세 개, 네 개, 더 나아가서 무한정으로 붙지 않는가에 대한 반론도 가능했기 때문입니다. 당시에 가장 지배적인 입자이론은 전기화학을 기반으로 삼고 있었는데 수소 원자는 양전하를 띠고 산소 원자는 음전하를 띠기 때문에 서로 잡아당겨 물 분자를 형성한다는 것이었습니다. 이에 따르면, 두 개의 수소 원자가 옆에 놓이게 되면 서로 전하가 같기 때문에 밀어내지, 절대로 붙을 수는 없게 되는 것이죠.


과학적으로 아직 진보가 이뤄지지 못할 때, 몇몇 과학자들의 위대한 발견은 빛처럼 소중한 결과로 받아들여지곤 하는데 특히 아보가드로의 법칙은 현대 화학사를 바꿀 정도로 큰 의미를 갖춘 것이기에 후대에도 거듭해서 그 성과가 강조되고 있습니다. 실제로 아보가드로의 법칙은 금속에도 적용돼 17종류의 금속의 원자량을 계산할 수 있었으며 1814년에는 이산화탄소, 이황화탄소, 이산화 황, 황화수소의 분자식을 제시하기도 했습니다. 아보가드로의 제안은 화학사에 역사적인 순간이 아니었을까요?


 

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유쾌발랄 화학스토리

우리나라 최초 화학자, 이태규박사 이야기


                                                                             * 이미지 출처: 우정사업본부 블로그


안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.

지난 2016년 4월 21일 과학의 날을 맞아 뜻 깊은 우표가 발행되었습니다.

한국을 빛낸 명예로운 과학기술인들의 우표인데요. 국립과천과학관 명예의 전당에 이름을

올린 31인 중 기계기술에 장영실, 의학에 허준, 이론화학에 이태규 3인을 선정하여 기념우표 70만장이 발행되었다고 합니다.



떡잎부터 남달랐던 이태규 박사




어린 시절부터 호기심이 남달랐던 이태규 박사는 소위 ‘영재’ 였습니다.

하루는 장터에서 병아리를 보던 중 색이 독특한 병아리를 발견하고 한참을 보고 있으니 

병아리 장수가 무엇을 그렇게 열심히 보고 있냐고 질문하자 “병아리 깃털 색이 다르니 

행동도 다를 것이라 관찰하고 있었다.”며 어른들의 입을 벌리게 한 일화가 있습니다.




 이미지 출처: 과학기술인 명예의 전당 홈페이지 http://www.kast.or.kr/HALL/


일제강점기 시대, 고등교육을 받기도 어려운 시기였으나 자식들의 교육에 힘쓰셨던 아버지 덕분에 일본 히로시마고등사범학교를 차석으로 졸업하고 심지어 교토제국대학에서 이학박사 학위를 취득한 후 조교수에까지 임용되게 됩니다.

당시의 시대 상황을 고려했을 때 우리나라 사람이 일본에서 교수가 된다는 것은 상상조차 불가능한 일인데, 그런 일을 해내셨으니 굉장히 뛰어난 분 이었음을 짐작할 수 있겠죠?




세계적인 이론 화학자


이태규 박사는 일본과 미국을 수 차례 오가며 세계적인 수준의 연구를 해 나갑니다.

세계적으로 저명한 석학들(촉매학의 권위자 테일러 교수, 화학에 헨리 아이링과 메이어,

수학에는 헤르만 바일, 물리학자 알버트 아인슈타인)이 모인 미국의 프린스턴 대학에서 헨리 아이링과 함께 비뉴턴 유동 현상을 다룰 수 있는 ‘비뉴턴 유동이론(theory of Non-Newtonian Flow)을 발표하게 됩니다.


 

 


* 비뉴턴 유동현상이란?

물체의 변형속도가 외부의 작용(응력 stress)에 정비례 하지 않는 경우로, 둘의 관계에 있어 점도(Viscosity)가 영향을 끼친다. 여기서 비뉴턴 점성이란 점성도가 속도나 변형량에 의해 달라지는 경우를 말한다.


[예시]

1. 휘핑크림을 손에 올려 두었을 때 모양이 유지되지만 물리적인 힘을 가하면

   모양이 사라지는 경우

2. 갯벌에 발이 갑자기 빠졌을 때 단단하게 박혀 나오기 힘든 경우


비뉴턴 유동이론은 ‘리-아이링 이론(Ree-Eyring Theory)’으로 불리며 그간 설명이 어렵던 액체와 관련 된 현상에 일반 공식을 제시하고 노벨화학상 후보로 거론되는 등 유변학쪽에 이름을 널리 알리는 계기가 됩니다.







후에도 이태규 박사는 촉매작용, 반응속도론, 유변학(rheology)에 관련 된 우수한 논문들을 

발표하며 화학계의 발전에 큰 역할을 합니다. 또한 그는 조국을 사랑하여 미국에서 시민권 

을 받는 것도 포기하고 한국으로 돌아와 한국과학기술원을 설립, 칠순이 넘는 나이에도

인재양성을 위해 직접 지도하셨다고 하니 정말 대단하지 않을 수가 없네요.


화학을 통해 우리나라를 알린 자랑스러운 과학자 이태규 박사를 과학의 달을 맞을 맞이하여

다시 한 번 기억하고 감사하는 마음을 가져보는 건 어떨까요?!


 



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