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튀김감자 내에 아크릴아마이드가 생성되는 메커니즘

Posted at 2005-12-04 03:26:10

지난 4월 스웨덴의 과학자들이 녹말을 함유한 튀긴 음식 또는 구운 음식, 특히 튀긴 감자, 감자칩, 크랙커에서 광범위하게 아크릴아마이드라고 불리는 잠재적 발암물질이 높은 수치로 발견됨을 알아냈다. 이 발표는 세계적인 주목을 끌었지만 누구도 당시에는 아크릴아마이드가 어디에서 유래된 것인지 알지 못했다. 이 발견은 영국식품기준청(British Food Standards Agency)에 의해 곧바로 확인되었다. 아크릴아마이드의 유래는 영국의 리딩대학교(U. of Reading)와 스위스 네슬레, 미국의 프록터앤갬블 등에 의해 각각 독자적으로 밝혀졌다. 그에 따르면 아크릴아마이드는 곡류에 함유된 아미노산의 일종인 아스파라긴이 클루코스 또는 2-디옥시글루코스와 함께 100 ℃ 이상으로 가열될 때 생성된다.&nbsp; 이에 대하여 코넬대 화학 및 화학생물학 교수 브루스 가넴은 녹말을 함유한 식품을 고온에서 튀기거나 구울 때 어떻게 아크릴아마이드가 생성되는가에 대한 보다 상세한 화학적 설명을 내 놓았다. 그는 이 이론은 12월 2일자 'Chemical &amp; Engineering News'에 "음식 내의 아크릴아마이드"라는 기사를 통해 제안하였다.&nbsp; 아크릴아마이드는 식수 처리에 널리 사용되는 고분자이며 플라스틱 제조에도 사용된다. 아크릴아마이드가 발암물질일 가능성이 있다는 평가는 1994년 국제암연구국(Interantional Agency for Research on Cancer)에 의해 최초로 제기되었다. 그러나 아크릴아마이드가 튀김식품과 구운 식품에 다량 함유되어 있다는 사실은 금년 봄 스웨덴 과학자들의 발표가 있은 후에야 알려졌다.&nbsp; 가넴은 아크릴아마이드 형성의 배경이 되는 매우 상세한 유기화학은 알 수 없다고 말한다. "아크릴아마이드가 형성되기 위해서는 이산화탄소 분자가 소실되어야 하는데, 그것이 어떻게 진행되는가가 불분명하다. 영국과 스위스 연구팀은 아크릴아마이드의 형성을 설명하기 위해 메일라드 반응(Maillard reaction)을 제시하였지만 상세한 화학적 경로는 제시하지 못했다. 비효소적 갈변(non-enzymetic browning) 현상이라고도 알려진 메일라드 반응은 1912년 루이스 카밀 메일라드에 의해 최초로 관찰되었다. 이 반응은 단백질과 탄수화물간의 반응으로 요리할 때 음식이 누렇게 변하는 현상을 설명한다. 이 반응의 결과 수많은 생성물이 생기는데 그들 중 대부분은 맛과 외양에 어느 정도 영향을 미친다.&nbsp; 프록터앤갬블의 과학자들은 아크릴아마이드가 아미노산인 아스파라긴과 당의 일종인 2-디옥시글루코스와의 결합으로부터도 생성됨을 알았다. 이는 2-디옥시글루코스가 메일라드 반응에 요구되는 핵심적인 분자적 특징을 갖추고 있지 못하다는 점에서 흥미로운 것이라고 가넴은 말한다. "바로 이점이 내가 제안하는 바의 핵심이다. 이산화탄소 방출 메커니즘을 어떻게 설명할 수 있을까 몰두한 결과 나는 메일라드 반응 외에 아크릴아마이드의 형성을 설명할 수 있는 또 다른 반응경로가 가능함을 알았다. 이 아이디어는 몇몇 생물학적 시스템의 탈이산화탄소 메커니즘에 기초한다. 그 둘을 연결시킴으로서 C&amp;EN에 기고한 글에서 제시한 바와 같은 단계별 메커니즘으로 이어지는 커다란 단서를 얻을 수 있다" 고 가넴은 설명한다. 가넴은 튀기거나 구운 식품이 메일라드 반응을 따라가는 대신 또 다른 반응경로를 따른다고 주장하는데 이 과정은 결과적으로 효소적 탈이산화탄소(enzymatic decarboxylation)이라 불리는 자연계의 물질대사 프로세스로 이어져 이산화탄소를 잃게 된다. 가넴은 아스파라긴이 아크릴아마이드의 실제적 원천이라고 말한다. 자신이 제시한 화학적 경로는 통상의 생물학적 조건에서는 일어나지 않지만 음식조리시의 온도는 100 ℃ 이상이라는 점이 중요하다고 그는 말한다.

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