5장 식품의 색소, 6장 식품의 맛 성분

[오 찬]

5장 식품의 색소

1. 클로로필 색소(엽록소) : 식물의 녹색 채소의 빛깔을 나타내며 마그네슘을 함유한다.
산성 : 황녹색
알칼리성 : 선명한 녹색․
​
• 녹황색 채소의 엽록체에 함유, 엽록소라고도 함
• 카로티노이드와 함께 엽록체에 존재
• 광합성에서 빛에너지를 받아들이는 감광체 역할
• a, b, c, d형 클로로필 존재, 물에 녹지 않고 유기용매에 녹음

1) 클로로필의 구조
  피롤(pyrrole) 핵 4개가 결합한 포피린(porphyrin) 유도체의 중심에 마그네슘이 결합된 형태인 마그네슘 포피린 구조를 가지고

있는 클로로필은 a, b, c, d의 네가지 구조를 가지고 있다. 이 색소가 지용성인 이유는 파이틸 알코올(phytyl alcohol)

즉, 파이톨기가 에스터 결합 해 있어서 이다.
* 마그네슘 포피린(4개의 피롤핵이 메틴기에 의해 서로 연결된 포피린 고리의 중심에 Mg 가짐)과 파이톨이 에스터 결합을

이루고 있어 불용성이며 유기용매에 녹는 지용성
* 파이톨 부분이 떨어져 나가면 수용성
* 클로로필은 불안정해서 조리, 가공시 변화되기 쉬움
● 클로로필 a : 청록색 (고등식물에 함유)
● 클로로필 b : 황록색 (고등식물에 함유)
● 클로로필 c : 갈조류에 함유
● 클로로필 d : 홍조류에 함유

2) 클로로필의 산에 의한 변화

클로로필은 산과 반응하면 중앙에 있는 마그네슘이 빠져나오고 수소이온이 그 자리에 치환되어 갈색의 페오피틴이 된다.

식물조직의 액포(vacuole)에는 여러 가지 유기산이 존재하는데, 채소를 가열하면 액포의 막이 파괴되어 유기산이 클로로

필과 접촉하게 되므로 가열 조리한 녹색 채소의 클로로필은 상당량이 페오피틴으로 변환된다.
  페오피틴에 유기산이 계속 작용하면 클로로필에 에스터 결합되어 있던 피톨기가 가수분해되어 갈색의 수용성인 페오포바이드가 된다.
* 유기산 ①산(酸)의 성질(性質)을 가진 유기화합물(有機化合物)의 총칭(總稱).
​          ②카복시기와 설폰기가 들어있는 유기화합물이 대표적인 유기산.

3) 클로로필의 알칼리에 의한 변화
클로로필은 알칼리용액에서 파이톨기가 떨어져 나가고 클로로필라이드(수용성, 청록색)가 되고, 계속 알칼리와 반응하면 클로로필린(수용성, 진한 청록색)으로 됨
* 탄산수소나트륨(식소다) 첨가하여 녹색 채소 데치면 녹색은 보존되나 비타민C 등이 파괴되고 물러져 질감이 나빠짐
* 녹색 채소는 소금을 넣고 삶아 녹색을 안정화함.

4) 클로로필의 효소에 의한 변화
* 식물조직이 손상되면 클로로필이 클로로필레이스 작용하여 파이톨기를 가수분해하여 클로로필라이드 형성하나 이것은 식물조직 중의 유기산에 의해 페오포바이드(갈색)로 됨.
* 블랜칭(blanching, 데치기) : 효소가 불활성화되어 녹색 보존

5) 클로로필의 금속에 의한 변화
* 클로로필은 Cu2+ 또는 Fe2+ 또는 이들 금속염과 함께 가열하면 안정한 청록색의 구리-클로로필 또는 선명한 갈색의 철-클로로필 형성
* 클로로필이 페오파이틴으로 변해 갈색으로 된 후에도 구리이온 또는 황산구리 용액을 첨가하면 역시 구리-클로로필(짙은 청록색) 형성

2. 카로티노이드 : 황색 주황색 및 적색을 띠는 지용성 색소 당과 에스테르 지방산 단백질, 60가지 유리 상태로 존재

1) 구조

① 클로로필과 유사 ② 광합성 작용에 관여

③ 화학 구조상 공역 이중결합(짝 이중결합) : 수가 증가할수록 황색 주황색 적색 띠게 됨

2) 분류

① 탄화수소 : 탄소와 수소 원자로만 구성 α:카로틴, β:카로틴, γ:카로틴, 리코펜

② 크산토필 : 분자 내 산소 함유, 크립토크산틴, 제아크산틴, 루테인, 네오크산틴, 캅산틴, 아스타크산틴, 푸코크산틴 등

★ α:카로틴, β:카로틴, γ:카로틴, 크립토크산틴같이 분자 중 β:이오논 고리 가진 카로티노이드는 식품의 색소로서 중요하며 인체 내에서 비타민A로 전환, 비타민A의 전구체(프로비타민A)

3) 성질

① 산소와 직접적 접촉으로 산화반응 ② 지용성

③ 공기 없으면 산에 안정, 공기 존재 상온에서 산화 ④ 광선조사 : 파괴

4) 동물성 식품 중 카로티노이드 함량

① 난황 : 루테인, 제아크산틴, 크립토크산틴 

② 우유의 지방 : 카로틴, 크산토필

③ 새우, 게 : 아스타크산틴(청색:남색), 아스타신 가열(짙은 홍색) 

④ 연어, 송어 : 아스타크산틴

3. 플라보노이드

황색, 적색, 적자색으로 세포액 중 유리 상태나 배당체로 존재

1) 안토시아닌

사과, 딸기, 포도, 가지 등에 들어있는 적색, 자색, 청색 등의 수용성 색소의 아름다운 빛깔이다. 화청소라고도 함
.산성 → 중성 → 알칼리성 : 적색 → 자색 → 청색
 
① 구조
* 당과 결합한 배당체로 존재 - 아글리콘을 안토시아니딘이라고 함
* 안토시아닌과 안토시아니딘을 안토시안이라고 함
* 기본 구조 : 2-페닐벤조피릴륨
메톡실기가 증가할수록 붉은색을 띰
② 안토시아닌 색소에 영향을 미치는 요인
ㄱ. pH : 산성에서는 적색, 중성에서는 자색, 알칼리성에서는 청색을 나타냄
ㄴ. 금속 : 철과 반응하면 고운 청색, 주석과는 회색이나 자색, 아연과는 녹색의 화합물을 형성
ㄷ. 산소 : 산소가 없으면 안정, 산소가 있으면 산화되어 갈변
ㄹ. 효소 : 안토시아네이스를 이용하여 퇴색시킴
ㅁ. 다른 플라보노이드 : 여러 종류의 플라보노이드계 물질과 복합체 형성하여 색이 더 진해지는 장파장 이동효과 나타냄.

색의 안정도는 증가함

2) 안토크산틴

* 기본 구조 : 2-페닐 벤조피론
* 플라본, 플라보놀, 플라바논, 플라바(노)놀, 이소플라본의 5종류
* 식물체 내에서 대부분 당과 결합된 배당체로 존재
3) 식품 중의 대표적인 안토크산틴 색소
.아피제닌 : 플라본에 속하는 것(파슬리, 셀러리)
.쿼서틴(quercetin) : 플라보놀에 속하는 것(양파껍질)
.헤스페리딘 : 플라바논에 속하는 것(밀감, 그레이프푸르트)
.루틴 : 플라보놀에 속하는 것(양파, 메밀, 차)
.에리오딕틴(eriodictin) : 감귤껍질
.나린진 : 플라바논에 속함(밀감껍질)

 4) 안토크산틴의 성질
.물에 잘 녹고 거의 무색에 가까운 담황색.
.산이나 알칼리, 가열처리 때문에 가수분해되어 당이 떨어져 나간 아글리콘은 물에 잘 녹지 않고 진황색이나 주황색을 띰.
.철, 구리, 주석 등의 금속과도 쉽게 결합하여 복합체를 형성.
.담황색 색소로 채소, 과일에 널리 분포
.산에 안정, 알칼리와 산화에는 불안정
.강한 알칼리에서 안토크산틴은 캘콘(짙은 황색 또는 갈색 화합물) 형성
.철과 결합하면 녹색→갈색으로 변함

4. 베타시아닌

1) 수용성의 붉은 색소 : 붉은 사탕무, 근대 

2) 열에 불안정 : 사탕무 가열하면 짙은 자주색으로 변성

5. 헴 색소(색소 단백질)

1) 헤모글로빈 : 산소 운반(4가닥의 글로빈 + 4분자의 헴) 

2) 미오글로빈 : 1가닥의 글로빈 + 1분자의 헴

3) 산소와 결합하지 않은 두 헴 색소는 어두운 적색, 공기와 접촉 분자상 산소와 결합 : 옥시 미오글로빈, 옥시헤모글로빈

4) 산소화 : 헴 분자 중의 철은 2가 그대로이므로 산화가 아니다 (포르피린 고리 안에서 2가의 철 원자 가짐)

6. 갈변 반응

1) 가공 조리 저장 중 갈변

2) 효소적 갈변 반응 : 폴리 페놀의 산화에 의해(과실, 채소)

3) 비효소적 갈변 반응 : 아미노 화합물, 카르보닐 화합물 반응으로 당류의 캐러멜화, 아스코르브산의 산화

①비효적적 갈변반응 

  ㄱ. 마이야르 반응
   ㄴ. 아스코브산 반응
   ㄷ. 캐러멜화 반응

a. 마이야르 반응
•환원당이 질소화합물과 반응하여 갈색 물질 형성하는 반응
•환원당 : 알데하이드기나 케톤기를 가진 환원당
•질소화합물 : 아미노산, 펩티드류, 단백질 등
b. 알데하이드기나 케톤기를 가진 카르보닐화합물과 아미노기를 가진 화합물들이 반응하여 갈색의 멜라노이딘을 형성하는 반응
c. 아미노-카르보닐 반응 또는 멜라노이딘 반응이라고 함
d. 거의 모든 식품에서 일어날 수 있으며 자연발생적으로 일어난다는 것이 큰 특징
e. 대부분 식품에 환원당, 아미노산 등이 있어 식품 가공 및 저장 중에 자연적으로 발생, 수백종의 풍미(flavor)물질 생성

②아스코브산 반응
.아스코브산 함량이 많은 감귤류 가공품 또는 일부 채소 통조림에서 문제가 됨
.아스코브산이 일단 비가역적으로 산화된 후에는 그 자체가 갈변반응을 수반하는 산화과정에 들어감

③캐러멜화 반응 
.아미노산이나 단백질 없이 당류가 가열될 때 생성되는 분해산물들의 상호작용으로 일어나는 갈변반응
.당 함량이 높은 식품들의 가공시 흔히 발생
.반응 조건에 따라 반응형식에 차이는 있으나, 어떤 경우이든 흑갈색의 캐러멜 형성
.캐러멜은 독특한 맛과 색을 지니고 있어 가공식품의 착색료, 향료로 이용

4) 갈변 반응의 방지책 : 가열(변성하여 활성 잃음), 산소의 배제, 환원제 처리, 산에 의한 pH 강하,

   아황산가스, 염용액에 과일 및 야채 담그기로 갈변 방지, 효소작용 억제(10℃까지)

6장 식품의 맛 성분

1. 신맛 성분

1) 산이 녹아 생성되는 수소 이온에 기인 

2) 성분 : 유기산, 식초의 주성분 : 아세트산(5% 정도 용액으로 감지)

3) 과실, 채소의 주요 성분

2. 단맛 성분

1) 천연의 단맛 : 단당류, 2당류, 당알코올

2) 수크로오스 : 대표적 단맛, 사탕수수, 사탕무에서 제조, 강하고 용해도 크며 상쾌한 맛

3) 글루코오스 : 전분의 가수분해로 얻어짐, 공업적 제조

4) 인공감미료 : 둘신, 사이클라메이트(인체에 유해 사용금지), 사카린 아스파탐 등 

  *프룩토오스〉수크로오스〉전화당〉글루코오스

3. 짠맛 : 염화 나트륨이 대표적이며 다른 맛 성분과 조화로 맛을 증진 시키는 조미료

4. 쓴맛

1) 성분

  .알칼로이드(Alkaloid, 커피의 카페인, 코코아의 데오브로민)

  .감귤류의 나린진이 가수분해하여 무미의 푸르닌(0.002% 감지)됨

2) 오이 참외 : 큐커 비타신A 3) 맥주 : 호프의 휴물론(강한 항균력, 방부력, 변패방지), 루프론

4) 고구마 : 검은 반점 쓴맛 나고 독성 있음

5. 그 밖의 맛 성분

1) 구수한 맛 성분 또는 맛 증진제

① 글루탐산일나트륨(MSG) : 조미료로 사용 맛 증진 효과 

② 이노신산 : 육류 어류에 함유

③ 글루탐산나트륨+이노신산 나트륨, 구아닐산 나트륨=맛 증가

2) 떫은 성분

① 타닌 : 입안 표피 단백질 응고, 수축감의 감각으로 신경마비(가교결합) 

② 차잎 : 갈산, 에피카테킨갈산, 갈로카테킨

③ 미숙 과일 : 카테킨, 류코안토시아닌은 적당 크기로 중합 됨.

3) 매운 성분

① 매운 느낌은 구강에서 느끼는 통감이다

② 고추 : 켑사이신, 디히드로 켑사이신 

③ 후추 : 피페린

④ 생강 : 진저롤(진저론), 진저롤 탈수 반응시 쇼가올 생성(매운맛) 

⑤ 마늘 : 알리신 

⑥ 양파 : 프로페닐 설펜산

⑦ 겨자, 무, 캐비지 : 이소티오시안산 알릴