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과학탐구 보고서 - 과일들의 갈변현상에 대해...
탐구기간 : 2005년 9월4일
탐구제목 : 과일들의 갈변 현상에 대해서...
탐구동기
배가고파서, 아침에 엄마께서 깎아놓으신 사과를 가지러 갔는데 사과가 갈색으로 변색되어있는 것이 눈에 띄었다. 사과 뿐 만 아니라 바나나, 복숭아, 포도, 배 등 대체로 많은 과일들이 갈변현상을 보이는데, 도대체 왜 갈변현상이 일어나는지 문뜩 궁금해졌다.
탐구목표
탐구를 통하여 도대체 갈변현상은 왜 일어나는 것인지 갈변하는 원리와, 어떻게 하면 갈변이 되는지 갈변 조건, 갈변을 막을 수 있는 방지법, 과일에 따른 갈변현상이 빨리 일어나는 순서, 갈변이 끼치는 영향 등을 알아보고 싶다.
탐구방법 : 인터넷 조사
탐구내용
①갈변하는 원리
과육이 상처를 받아 공기 중에 노출되면 갈변된다. 칼로 과일을 자르거나 과피를 벗기면 과육중의 성분이 심한 스트레스를 받아 호흡이 증가되고 에틸렌 가스가 생성되면서 갈변이 일어나는데 갈변의 원인 효소는 Poly Phenol Oxidase(PPO)라는 효소에 의해 갈변이 생긴다.
쉽게 말해서 갈변이란 식물성조직은 철분과 카테킨, 갈릭산, 티로신 등의 페놀성 화합물을 함유하고 있으며 보통 이들 식품에는 이 페놀성 화합물을 산화하는 효소가 들어 있어서 신선한 식물체에 상처를 내면 이 둘이 반응을 하여 갈색 물질을 만들어 내는 것이다.
②갈변 조건
껍질을 벗겨내고 오랜 시간을 그대로 방치하면 쉽게 갈변 된다. 꼭 껍질을 벗겨 내지 않아도 오랫동안 공기 중에 놓아두면 사과의 표면이 공기와 접촉하면서 산화하여 갈변하게 된다. 그리고 온도가 높거나 자체에 당분이 많으면 갈변이 이루어지는 것이 더 빠르다.
바나나가 당분이 많은 예다.
이 과일의 경우에는 슈가 포인트에 당이 집중되어 있다고 보면 된다.
바나나의 슈가 포인트란 바나나를 잘랐을 때 정중앙에 위치한 검은 점들을 말하는데 그 부위의 당도가 월등하게 높기 때문에 붙여진 …(생략)
이름이다.
이처럼, 바나나와 같이 숙성과일들은 상품의 손상으로 인하여 쉽게 무르는 현상을 가지고 있다.
③갈변 방지법
(1) 냉장, 가열하는 방법 : 효소의 최적 온도가 40℃이므로 냉장하면 어느 정도 효과가 있다. 식품에는 열을 가하여 효소를 파괴시키는 방법이 있지만 과일에는 적당하지 않다.
(2) pH를 이용하는 방법 : pH가 낮으면 효소 활동이 저하된다.
(3) 설탕, 소금물을 사용하는 방법 : 설탕을 과일에 뿌리거나 소금물에 과일을 담그면 산소와 차단되어 갈변현상이 방지된다.
(4) 이산화황을 사용하는 방법 : 공업적으로 백색 과일이나 채소를 갈변시키지 않고 건조시키려면 이산화황 가스에 노출시키거나 이산화황 용액에 담근다.
(5) 항산화제를 사용하는 방법 : 아스코르브산을 녹인 물에 담근다.
(6) 진공 포장하는 방법 : 공기와 접촉하지 않도록 진공 포장을 한다.
그 외의 갈변 억제 법으로는 예비가열처리가 있다. 효소는 단백질로 구성되어 있으므로 가열에 의하여 쉽게 불활성화 된다.
따라서 과실류나 채소류를 가공하기 전에 예비가열처리를 하여 효소를 불활성화 시킨다.
모든 효소들은 최적의 작용조건이 있다.
폴리페놀 산화효소의 경우 최적 pH는 5.7~6.8이므로 액성을 산성으로 하거나 낮은 온도(영하 10도 이하)로 유지한다.
갈변이 끼치는 영향
갈변이 일어나면 우선적으로 위생에 별 도움이 되지는 않는다.
모든 음식(채소,과일)들은 싱싱할 때 먹어야 도움이 된다.
그러나 갈변현상은 과일 속 성분과 산소와 만나면 일어나는 현상으로 시간이 지났다는 증거이기도 하고 온도가 높다는 증거이기도 하다.
그렇기 때문에 시간이 지나거나 온도가 높은 과일은 싱싱한 과일보다 그다지 몸에 좋지는 않을 것이다.
그리고 사람이란 생물은 음식을 먹기도 전에 시각적으로 관찰 후, 그 음식의 맛을 미리 짐작하는데, 누리끼리한 과일은 보기에도 썩 좋지 않아서 맛을 떨어뜨린다고 보면 될 것이다.
(미각적으로도 안 좋고 위생상으로도 좋지 않다.)
결과정리
갈변은 식물성 세포의 한부분과 산소와 만나 생기는 현상으로, 주변의 여러 음식들이 이 현상을 보인다.
갈변은 당도가 높고 온도가 높으며 공기 중 노출 시간이 길수록 쉽게 일어난다.
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