식품 갈변 (Browning) 현상 : 효소적 갈변 vs. 비효소적 갈변

식품의 색깔이 시간이 지나면서 갈색으로 변하는 현상이 갈변이에요.

사과를 깎아두면 갈색으로 변하거나, 빵을 구웠을 때 먹음직스러운 갈색으로 변하는 것이 갈변 현상이에요.

갈변은 효소의 작용으로 일어나는 효소적 갈변과 효소 없이 일어나는 비효소적 갈변이 있어요.

이 두 가지 갈변 현상에 대해 설명해 드릴게요!

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📝 식품 갈변 현상

갈변은 식품을 조리하거나 가공·저장하는 동안 갈색으로 변색되거나 식품의 본색이 짙어지는 현상이에요.

식품에 존재하는 당류, 아미노산, 페놀 화합물이 산소, 열, 효소와 반응하여 갈색 색소 물질(멜라노이딘 또는 멜라닌)을 생성해요.

식품의 갈변 반응은 크게 효소에 의한 효소적 갈변과 비효소적 갈변으로 나뉘어요.

식품의 갈변은 식품의 외관이나 풍미를 나쁘게 하는 단점도 있으나(과일주스의 갈변 등), 차, 커피, 간장, 빵과 같이 갈편이 품질을 향상시키는 장점도 있어요.

💡갈변 영향
① 긍정적 영향: 커피 로스팅, 빵 굽기, 고기 굽기
② 부정적 영향: 과일·채소의 신선도 저하, 주스의 혼탁 등

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🧪 효소적 갈변

효소적 갈변은 신선한 과실과 채소를 썰거나 껍질을 벗길 때 발생하는 갈변 현상으로, 효소가 반드시 필요해요.

과실과 채소의 상처 받은 조직이 공기 중의 산소와 만나 페놀 화합물이 갈색의 멜라닌 색소로 전환해요.

💡식품 예시: 사과, 배, 가지, 바나나, 감자, 고구마, 버섯, 차(녹차 발효) 등

📌 효소에 의한 갈변 방지 방법

1. 껍질을 벗긴 배나 사과를 설탕물이나 소금물에 담가요. (가장 간단한 방법)
2. 식품을 고온에서 열처리(데치기)하여 효소의 단백질 구조를 변성시켜 불활성화해요.
3. 산성 환경(수소이온농도 pH 3.0 이하)에서 효소 작용이 억제되므로, 레몬즙이나 식초를 사용해요.
4. 밀폐용기에 식품을 넣고 공기를 제거하거나 공기 대신 이산화탄소나 질소가스를 주입해요.
5. 효소 작용을 억제하기 위해 온도를 -10°C 이하로 낮춰요.
6. 구리 또는 철로 된 용기나 기구의 사용을 피해요.

💡깎은 감자를 물에 담가두면 갈변이 일어나지 않아요.

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🌡️ 비효소적 갈변

비효소적 갈변은 효소의 작용 없이 열이나 저장 조건에 따라 화학적으로 일어나는 갈변 현상이에요.

① 마이야르 반응 (메일라드 반응, 아미노-카보닐 반응, 멜라노이드 반응)

외부 에너지의 공급 없이도 자연 발생적으로 일어나는 반응이에요.온도가 높을수록 반응속도가 빨라지고, pH가 높아질수록 갈변이 잘 일어나요.

복잡한 과정을 거쳐 갈색 색소(멜라노이딘)와 함께 수백 가지의 휘발성 향미 화합물을 생성해요.

💡식품 예시: 빵 껍질, 커피 원두 로스팅, 고기 굽기(갈변), 간장 및 된장 발효 과정, 분유 등

💡촉진 조건: 높은 온도, 낮은 수분 활성도, 특정 pH (약알칼리성일 때 가장 활발)

② 캐러멜화 반응

당류를 고온(180~200°C)으로 가열했을 때 분해 및 중합 반응을 일으켜 갈색의 캐러멜 색소를 생성해요. (아미노산은 관여하지 않음)

온도가 150°C 이상으로 올라갈 때 주로 발생해요.

캐러멜화 반응은 pH 2.3~3.0일 때 가장 일어나기 어려워요.

💡식품 예시: 설탕을 가열하여 만드는 캐러멜, 콜라, 흑설탕, 소스, 합성청주 등

③ 아스코브산 반응

오렌지 주스나 농축믈 등에서 일어나는 갈변반응으로 과채류의 가공식품에 이용돼요.

아스코브산의 갈변은 pH가 낮을수록 (pH 2.0~3.5) 현저히 증가해요.

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📝 갈변 현상 비교

구분	효소적 갈변	마이야르 반응 (비효소적)	캐러멜화 반응 (비효소적)
관여 물질	PPO 효소 + 페놀 + 산소	아미노산 + 환원당 + 열	당류 + 열
요인	산소, 효소	열, 아미노산	극도의 열
결과물	멜라닌 색소 (주로 불쾌한 색)	멜라노이딘 색소 및 풍미 성분	캐러멜 색소 및 특유의 향
예시	깎은 사과, 감자의 색 변화	빵 껍질, 구운 고기, 커피 로스팅	캐러멜 시럽, 흑설탕