갈변

갈변은 식품이나 생물 조직이 산소, 효소, 그리고 특정 조건에 노출되었을 때 발생하는 자연적인 화학 반응으로, 색깔이 갈색으로 변하는 현상을 말한다. 이러한 현상은 식품의 외관을 손상시키고, 때로는 풍미나 영양가를 저하시키기도 하지만, 발효 식품이나 일부 가공 식품에서는 원하는 특성을 부여하는 데 활용되기도 한다.

원인

갈변의 주요 원인은 크게 효소적 갈변과 비효소적 갈변으로 나눌 수 있다.

• 효소적 갈변: 폴리페놀 옥시데이스(Polyphenol oxidase, PPO)와 같은 효소가 페놀 화합물을 산화시켜 퀴논을 생성하고, 퀴논이 중합하여 멜라닌 색소를 형성하는 반응이다. 과일, 채소, 해산물 등에서 흔히 발생하며, 상처 부위나 절단면에서 더욱 빠르게 진행된다.

• 비효소적 갈변: 효소의 작용 없이 발생하는 갈변 반응으로, 대표적으로는 마이야르 반응(Maillard reaction)과 캐러멜화 반응(Caramelization)이 있다.

  • 마이야르 반응: 아미노산과 환원당이 반응하여 다양한 향미 성분과 갈색 물질을 생성하는 반응이다. 빵을 굽거나 고기를 구울 때 나타나는 현상으로, 식품의 풍미를 향상시키는 긍정적인 효과도 있지만, 과도하게 진행될 경우 품질 저하를 유발할 수도 있다.

  • 캐러멜화 반응: 당을 고온에서 가열했을 때 발생하는 반응으로, 갈색 색소와 함께 독특한 향미를 생성한다. 캐러멜 소스나 사탕 제조에 활용된다.

방지법

갈변을 방지하기 위한 방법은 다음과 같다.

• 효소 활성 억제: 효소의 활성을 억제하기 위해 산성 용액(레몬즙, 식초 등)에 담그거나, 가열(데치기 등)하여 효소를 불활성화한다.
• 산소 차단: 진공 포장, 밀봉 용기 사용, 물에 담그기 등으로 산소와의 접촉을 차단한다.
• 저온 보관: 효소의 활성은 온도에 영향을 받으므로, 냉장 또는 냉동 보관하여 반응 속도를 늦춘다.
• 환원제 사용: 아스코르브산(비타민 C)과 같은 환원제를 사용하여 퀴논의 중합을 억제한다.

활용

갈변은 때로는 식품의 품질을 향상시키는 데 활용되기도 한다. 발효 식품(간장, 된장 등)의 숙성 과정에서 갈변 반응은 독특한 풍미와 색깔을 부여하며, 커피 원두 로스팅 과정에서도 갈변 반응을 통해 다양한 향미 성분이 생성된다.

참고 문헌

• 식품화학 관련 서적
• 식품저장학 관련 서적