사과는 맛있고 영양 가치가 높아 자주 먹는 과일 중 하나입니다. 그러나 사과를 자르고 나면 쉽게 갈변이 일어나기 때문에 신선함을 유지하는 것이 쉽지 않습니다. 이 글에서는 사과 갈변 방지하는 다양한 노하우와 실용적인 팁을 알아보겠습니다.
사과 갈변은 사과에 들어있는 효소와 공기 중의 산소가 반응하여 일어납니다. 이러한 과정을 줄이거나 방지하기 위한 방법을 알아보겠습니다.
이런 과일이나 야채들이 갈색으로 변화는 과정을 효소적 갈변이라고 한다. 이는 식품, 특히 신선하고 조리 되지 않은 농산물에서 가장 흔한 갈변 유형 중 하나이다. 효소적 갈변이라는 말처럼 효소에 의해 촉매 된다. 운 좋게도 속도를 늦출 수 있는 방법이 있으며 경우에 따라 발생하지 않도록 방지할 수도 있다. 온도, pH 및 항산화제가 모두 역할을 할 수 있다.
사과 갈변의 이유 갈색 분자가 형성됨
신선한 사과나 바나나 갈변은 새로운 분자가 형성되어야 한다. 이 갈색 분자는 일련의 화학 반응에서 형성되며, 이 반응은 사과나 바나나가 벗겨지거나 잘리거나 손상되는 즉시 사과나 바나나 갈변의 시작이다. 이러한 반응은 실온이나 냉장고에서 일어날 수 있다.
효소적 갈변은 효소의 존재에 의존하고 그것들은 높은 온도에서 비활성화 되기 때문에 높은 온도에서는 일어나지 않는다. 효소에 의한 사과나 감자 갈변은 해롭지 않고 풍미에 영향을 주지는 않지만 보기에 좋지 않아 식욕을 떨어트린다.
사과 갈변 원인: 효소는 촉매 작용을 한다.
효소는 단백질의 하위 집합이다. 각 단백질은 매우 복잡한 구성으로 구성된 긴 아미노산 사슬로 구성된다. 효소는 자연적으로 우리 주변에서 발생하는데 우리 몸은 그것들로 가득 차 있으며 대부분의 살아있는 유기체도 마찬가지이다.
효소는 화학 반응의 촉매 역할을 한다. 그들은 스스로 참여하지 않고도 반응이 일어나도록 돕고 속도를 높인다. 효소가 없다면 이 세상에서 많은 중요한 반응이 일어나지 않을 것이다.
효소 – 폴리페놀산화효소(PPO)
효소적 갈변을 담당하는 효소는 폴리페놀 산화효소(PPO)이다. 이 효소는 페놀이 폴리페놀로 변환되는 화학 반응을 촉매한다. 많은 과일과 채소에는 자연적으로 PPO와 페놀이 모두 포함되어 있다. 그들은 몇 가지 중요한 역할을 수행하지만 불행하게도 갈변을 초래한다
손상된 세포는 효소를 방출한다.
손상되지 않은 사과나 바나나 전체에서는 효소에 의한 갈변이 일어나지 않는다. 자르거나 껍질을 벗기거나 다른 방식으로 손상 시킬 때만 시작된다. 제품의 세포를 손상 시키면 해당 세포의 내용물이 방출된다. 그들은 더 이상 세포에 의해 보호되지 않고 결과적으로 분자와 효소는 서로를 찾아 반응을 시작하는 것이다.
효소적 갈변 반응 메커니즘
효소 갈변 동안 PPO(폴리페놀 산화효소)는 작은 분자(페놀)를 큰 분자(폴리페놀)로 변환한다. 실제로는 다양한 화학 반응이 동시에 발생한다. 처음 몇 단계를 이해하면 이러한 일이 발생하지 않도록 방지하는 데 도움이 되는 충분한 통찰력을 얻을 수 있다.
1단계: 페놀의 하이드록실화
제품의 효소와 분자가 방출되면 모노페놀과 폴리페놀 산화효소가 서로를 찾는다. 모노페놀은 분자 구조가 유사한 분자군이다. 그들은 벤젠 고리와 OH-그룹(하이드록시 그룹)을 포함하는데 가장 단순한 페놀은 벤젠 고리와 수산기로 구성되어 있다. 더 복잡한 페놀은 추가 그룹과 원자를 포함한다.
모노페놀과 PPO가 서로 만나면 효소는 모노페놀을 디페놀로 전환시키는 반응을 촉매한다. 이 반응을 하이드록실화 반응이라고 하며 산소가 존재할 때만 일어날 수 있다. 우리 주변의 공기는 산소로 가득 차 있기 때문에 일단 농산물이 손상되면 산소가 손상 부위에 쉽게 접근할 수 있다.
2단계: 디페놀의 산화
다음으로 다시 PPO에 의해 촉매되는 산화 반응이 발생한다. 이 단계에서 두 개의 OH-그룹은 두 개의 이중 결합된 산소로 변환된다. 생성된 분자를 퀴논이라고 한다. 다시 말하지만, 반응이 일어나려면 산소가 필요하다.
3단계: 색상 형성
퀴논은 반응성이 매우 높은 분자이므로 계속 반응하기 위해 효소의 도움이 필요하지 않는다. 일련의 후속 반응 후에 퀴논은 폴리페놀을 형성한다. 이 폴리페놀은 분자가 커서 적색, 갈색 또는 검은색을 띠는데 과일이나 채소가 형성되면 갈색이 이것이다. 이것은 돌이킬 수 없는 반응이므로 다시 갈색을 없애기 위해 할 수 있는 일은 아무것도 없다.
농산물 유형의 차이점
많은 과일과 채소는 자르거나 껍질을 벗긴 후에 갈색으로 변하지만 각각 조금씩 다르다. 다양한 과일과 채소에는 전체 PPO 활동이 다른 다양한 유형의 PPO 효소가 포함되어 있다. 일부는 1단계 촉매 작용을 매우 잘하는 반면 다른 일부는 2단계에 집중된다. 결과적으로 기본 메커니즘이 동일하더라도 제품마다 갈변 메커니즘과 속도가 매우 다를 수 있다.
사과 갈변 방지 – 효소 갈변 방지
손상시키지 않는다 – 사과 갈변 방지 하는 법
손상되지 않은 과일이나 채소 조각에서는 갈변이 발생하지 않는다. 세포가 온전한 한 PPO 효소, 페놀 및 산소는 서로 분리되어 있으므로 반응할 수 없다. 따라서 제품을 썰거나 껍질을 벗기거나 자르거나 다른 방식으로 제품을 손상 시키지 않는 한 갈변 현상이 발생하지 않는다.
농산물을 어느 정도 잘라야 한다면 가능한 한 적게 자르는 것이 좋다. 예를 들어, 작게 자른 사과 조각은 효소에 의한 갈변이 일어나는 표면이 큰 반면 남아있는 큰 사과 조각은 갈변이 일어나는 표면적이 더 작다.
산소의 제거 – 사과 갈변 방지 피하기
1단계와 2단계가 일어나기 위해서는 산소의 존재가 중요하다. 산소가 없는 환경에서 제품을 보관하면 효소 갈변이 일어나지 않는다. 산소는 우리를 둘러싼 공기의 일부이기 때문에 쉽지 않지만 몇 가지 옵션이 있다.
과일이나 야채 조각을 자른 경우 갓 자른 표면을 평평한 그릇 표면에 내려놓는다. 이것은 산소를 어느 정도 멀리 유지하는 데 도움이 된다. 오랫동안 유지되지 않지만 때로는 충분할 수 있다.
자른 과일과 채소를 물에 담구어 놓으면 산소를 차단할 수 있다. 이 방법은 감자나 우엉을 자르고 껍질을 벗길 때 사용하면 된다.
효소 속도 저하/중지 – 사과 갈변 방지
효소는 단백질이며 대부분의 단백질과 마찬가지로 복잡한 3D 구조를 가지고 있다. 긴 단백질 사슬은 매우 특정한 방식으로 말리고 접혀 있다. 구조가 조금만 바뀌어도 효소가 작동하지 않을 수 있다. 여기에서 효소 속도를 늦추거나 멈출 수도 있다.
레몬이나 식초 추가 – 사과 갈변 방지
이 구성에 영향을 줄 수 있는 첫 번째 요소는 환경의 pH 값이다. 다양한 유형의 PPO 효소는 pH 값이 다른 환경을 선호하지만 대부분은 매우 낮은 pH 값(<4)에서 제대로 작동하지 않는다.
이것이 바로 사과 파이 요리법에서 종종 갓 자른 사과에 약간의 레몬 주스를 짜야 하는 이유이다. 레몬 주스는 산성이며 pH 값을 낮춘다. 또한 구연산용액을 사용하면 갈변을 멈출 수 있다. 결과적으로 산성을 이용해 갈변 속도를 늦추거나 멈출 수 있다.
온도 낮추기 – 효소 불 활성화 -사과 갈변 방지
PPO 효소는 효소 갈변 과정을 가장 빠르게 촉매하는 최적의 온도를 가지고 있다. PPO의 최적 온도는 농산물 종류에 따라 크게 다르다. 예를 들어 오이의 경우 사과보다 훨씬 높을 수 있다. 그러나 일반적으로 말해서 농산물을 낮은 온도(예: 냉장고)에 보관하면 효소에 의한 갈변 속도가 느려진다.
모든 유형의 농산물이 실제로 저온을 견딜 수 있는 것은 아니기 때문에 의도하지 않은 다른 부작용을 일으킬 수 있다.
온도를 높여 효소를 파괴 – 사과 갈변 방지
효소는 단백질이며 3D 구조는 기능에 매우 중요하다. 대부분의 단백질과 마찬가지로 PPO의 3D 구조는 열에 매우 민감하다. 너무 높은 온도에서는 단백질이 변성되어 3D 구조가 풀리게 된다. 이 변성 과정은 영구적이며 식어도 복구되지 않는다.
따라서 열을 사용하여 PPO를 비 활성화할 수 있다. 모든 과일과 채소가 열처리를 견딜 수 있는 것은 아니지만 견딜 수 있는 경우에는 훌륭한 솔루션이다.
이 방법론은 야채를 얼릴 때 매우 일반적으로 사용된다. 이들은 얼기 전에 데치는데 효소 활동을 멈추기 위한 빠른 열처리를 하는 것이다. 이것은 PPO뿐만 아니라 다른 효소도 중지하여 일단 냉동 되면 더 긴 저장 수명을 보장한다.
이산화황(SO2) – 건포도
황금색 또는 노란색 건포도가 갈색으로 변하지 않는 이유는 이산화황의 첨가로 인한 것이다. 이 성분을 첨가하면 PPO의 활동을 억제함으로써 효소적 갈변을 완전히 방지할 수 있다. 다른 여러 PPO 억제제가 있지만 모두가 실제로 식품에 안전한 것은 아니므로 모두 식품에 사용할 수는 없다.
항산화제를 더하다 – 사과 갈변 방지
마지막으로 화학 반응을 방해하는 다른 성분을 추가할 수 있다. 효소 갈변의 두 번째 단계는 산화 반응이다. 항산화제를 추가하면 이 단계를 되돌릴 수 있다. 그렇게 하면 퀴논이 계속 반응하여 갈색 분자를 형성할 수 없다. 이에 대한 일반적으로 사용되는 예는 아스코르빈산(비타민C)이다. 산의 또 다른 이점은 두 가지 방식으로 갈변 시스템에 작용하여 pH 값을 낮추는 것이다.
효소적 갈변 발생을 늦추거나 방지할 수 있는 많은 예를 들어보았다. 하지만 과일을 바로 먹거나 다른 식재료를 빨리 사용하면 갈색으로 변할 시간조차 없는 것을 명심하길 바란다.