식물체 갈변의 주요 메커니즘

식물체 갈변 종류

효소적 갈변은 모노 또는 폴리페놀류의 산화효소가 관여하여 일어나는 갈변입니다. 반면  비효소적 갈변은 커피나 홍차 등에서 효소가 관여하지 않고 특정한 환경조건에 의하여 발생하는 갈변입니다. 반면 효소적 갈변은 모노 또는 폴리페놀류의 산화효소가 관여하여 일어나는 갈변입니다.

 

1. 효소적 갈변: 페놀류 산화효소의 활성에 의한 갈변

· 관련 효소: 페놀산화효소류(phenol oxidase)

· polyphenol → 중합 → melanin(갈색) *polyphenol oxidase

· monophenol(tyrosine) → dihydroxy phenylalanine → 중합 → melanin *monophenol oxidase(tyrosinase)

 

◦ 일반적으로 알려져 있는 갈변화 효소들로는 polyphenol oxidase와 monophenol oxidase인 tyrosinase가 있습니다. 이들 효소들은 식물 세포의 색소체와 엽록체에 함유되어 있고, 페놀 화합물은 액포에 있어 평상시에는 서로 분리되어 존재합니다. 하지만, 식물 조직이 물리적인 상처를 입어 세포가 파괴되면, 페놀류 산화효소, 페놀화합물, 그리고 산소가 서로 만나게 되어 효소적인 갈변 반응이 일어나는 것입니다.

 

◦ 효소적 갈변은 시각적, 후각적(냄새), 물리적(조직감) 품질 저하를 동반하기 때문에 조리나 가공 시 문제가 됩니다. 즉, 효소에 의한 갈변이 진행될 때 페놀이 산화되면서 좋지 않은 냄새가 동반되고 조직이 물러지게 됩니다. 신선 편이 농산물 또는 신선편의 식품 구매 시 외관(변색여부, 냄새, etc.)은 가장 중요한 결정요소여서 특히 갈변은 신선 편이 제품의 유통기간을 제한하는 중요한 제약요인이 됩니다.

 

2. 비효소적 갈변: 마이야르, 캐러멜화, 아스코브산 산화

· 마이야르(Maillarad) 반응: 커피, 홍차, 간장 등 갈변

· 캐러멀화 반응: 과자, 빵, 비스킷, 캔디 등 갈변

· 아스코르브산 산화 반응: 감귤류, 주스 등 갈변

 

 

 

효소적 갈변 억제방법

◦ 효소적 갈변을 억제하기 위해서 아래의 표에서 볼 수 있듯이 효소 자체의 활성 억제, 산소 차단, 기질의 환원이나 희석 등이 활용됩니다. 하지만 이러한 방법들은 조리 가공을 위해서는 번거로운 공정에 속할 뿐만 아니라 일부 화학약제들은 인체 유해성이 제기될 수 있는 소지들이 있어서 바람직한 방법은 아닙니다.

◦ 천연갈변저해제로 레몬, 양파, 황금, 꿀, 당근, 백출 등 다양한 천연물질들이 연구되고 있지만, 원재료의 향이나 맛의 잔존, pH 변화 등의 문제가 있어서 실용화 사례는 찾아보기 어렵습니다.

 

구 분	세부방법	기작	사용 사례
효소 활성 억제	pH 처리	pH 조절	묽은 구연산물에 담그기
	열처리	60℃ 이상	가열
	화학제 사용	염소이온 처리	소금물에 담그기
산소 접촉 차단	금속류 접촉 회피	철, 구리에 의한 산화 촉진 회피	스테인레스 칼날 사용 등
	산소차단	산소 접촉 회피	·물, 소금 또는 설탕물에 담그기 ·탄산 또는 질소가스 충전
기질 환원/희석	환원물질 처리	기질 환원	Vc, 아황산염, 아황산가스 첨가
	기질 희석 처리	수용성 기질 희석	물에 담그기(티로신)