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품질요소 : 산소는 원하지 않는 산화반응을 일으킨다

- 산소의 독성
- 산화 :  유지의 산패
- 갈변 Browning

산화란
① 어떤 물질이 산소와 화합하는것
② 수소화합물로부터 수소의 일부또는 전부를 잃는것, 즉 탈수소반응(dehydrogenation)
③ 어떤원자나 원자단또는 이온에서 전자를 잃는 것등을 지칭한다.

식품의 변질을 일으키는 산화반응
- 대부분 산소 그자신은 강력한 산화력이 없슴
- 이반응을 촉진하는 효소나 산소를 활성화시키는 금속에 의하여 산화반응이 촉진됨.
- 효소로인한 산화를 ‘효소적산화’라고하며, 금속촉매등 그이외의 산화를‘ 비효소적산화’ 라고한다

- 각종 식품혹은 식품을 구성하고있는 성분들중 산화되기 쉬운 유기화합물은 다음과같다.
 

- 호기성균 : 미생물중 공기가 있어야함
- 정육중의 갈색반응 : 산소의 유무에 따라 절대적인 차이
- 유지의 산화 : 산패(rancidity)

포장내의 산소의 양을 줄이면 다음 같은 효과가 나타난다.
① 식품류에 부착하는 해충류의 생육을 저지한다.
② 곰팡이는 0.5% 보다 낮은 산소 함량으로는 생육되지 않으므로 곰팡이의 생육을 저지한다.
③ 산소의 존재 하에서 산화되기 쉬운 불포화화합물을 포함하고 있는 식품, 유지를 많이 포함하는 식품의 산화를 방지한다.
④ 과일에 포함되고 있는 폴리페놀 화합물의 산화를 억제하고 갈변을 방지한다.
⑤ 비타민 A,C와 같은 산화되기 쉬운 영양소의 손실을 적게 한다.
⑥ 식품의 향기, 색상의 변화 도는 풍미의 저하를 방지한다.
⑦ 식품을 통조림 식품과 같이 금속용기를 산화적으로 부식하는데 용기 내의 공기를 배제(탈기)함으로서
     관재의 부식을 방지하고 간접적으로 식품의 품질열화를 방지한다.


식품의 효소적 갈변

효소에 의한 갈변은 사과, 배, 복숭아, 바나나, 밤, 감자, 가지 양송이 등 많은 종류의 과실과 채소류를 박피하거나 파쇄할 때 일어난다. 일반으로 효소적 갈변은 polyphenol을 함유하는 신선한 식물체가 손상을 받으면 이를 산화하는 효소가 대개는 공존하며 양자가 반응하여 갈색색소인 melanin으로 전환되기 때문에 일어난다. 여기에는 polyphenol류의 산화에 관여하는 polyphenol oxidase에 의한 갈변과 이와 본질적으로는 같은 tyrosine의 산화에 관여하는 tyrosinase에 의한 갈변이 중요하다. 이러한 효소적 갈변은 가열처리 하지 않은 식품에서만 볼 수 있고 가열처리된 가공식품에서의 효소의 열에 의한 불활성화로 일어나지 않는다.

Polyphenol oxidase에 의한 갈변
이 효소는 식물의 종류 및 부위에 따라 기질 특이성이 조금 다르며 최적 pH, 최적온도 및 실활온도도 그다지 엄밀하지 않다. 이것은 과채류에 함유된 기질이 단일성분도 아니고 이에 관여하는 효소도 수종의 혼합물로 되어 있기 때문이나 일반적으로 이 효소의 최적 pH는 원료 과실의 pH에 가깝다.

Tyrosinase 에 의한 갈변
감자의 갈변에 관여하는 효소로 감자 중의 아미노산인 tyrosine은 tyrosinase에 의하여 산화되어 d-4dioxyphenylalanine(약칭 DOPA)를 거쳐 DOPAquineone이 되고 이것은 다시 5,6-quineone- indole-indole-2carboxylic acid를 형성하고 이것이 다시 산화중합반응을 거쳐 최종적으로 흑갈색의 melanin을 형성한다. 기술한 polyphenol와 tyrosinase는 Cu효소이므로 CU2+으로 활성화 되나 반면 C1-은 저해작용을 한다. 사과나 배를 칼 또는 구리 용기로 처리하면 갈변이 쉽게 일어나고 과실의 절편을 묽은 소금물에 담그면 갈변이 방지되는 것은 이 때문이다. 한편 감자에 있는 tyrosinase는 수용성이므로 감자를 갈아서 물에 담그면 tyrosinase가 용출되어 감자의 갈변이 방지된다.
효소적 갈변의 억제방법으로는 효소, 기질, 산소의 3자가 있을 때 일어나므로 3자 중 어느 하나를 배제하면 갈변을 억제할 수 있다. 여기에는 여러 가지 방법이 있으나 효소의 불활성화와 효소의 최적조건의 변동에 의한 억제방법이 원칙적으로 이용된다. 한편 포장에서는 산소 차단성이 우수한 포장재를 이용한 진공포장 또는 가스치환포장 및 산소흡수제 봉입포장을 실시할 경우 갈변을 억제할 수 있다.


* 유지의산화
(1) 가수분해에 의한 산패
(2) 산화에 의한 산패

* 유지 산화의 영향요소

(1) 물리적인자
  ① 온도의영향
  ② 광선의영향
  ③ 산소분압의영향

(2) 화학적인자
①생화학적물질의영향 : 지방산의산화를촉진시키는것
   물질 : hemoglobin, cytochrome 등의heme 화합물, chlorophyll 등의감광물질, lipoxygenase 등의효소가있다.
효소 : Lipoxygenase와 lipohydroperoxidase가 있는데, 이효소들은 두류, 곡류등 식물계에분포
Lipoxygenase는상온에서 작용을 시작하는 반면에 lipohydroperoxidase는가열해야만 활성화되어 작용하기시작
②산화억제물질의영향
항산화작용을 하는것으로 인지질(phospholipid)이있다.
천연에 존재하는 인지질중에서 중요한것은lecithin과 cephalin이다.
식물유 중에 함유되어있는 항산화물질은 tocopherol, sesamol,flavonoid 등이며
   BHT(butylated hydroxytoluene), BHA(butylated hydroxyanisole), 몰식자산프로필(propyl gallate) 등이다.
상승제: ascorbic acid, citric acid, phytic acid, methyl mercapto succinic acid, 중합인산염등이있다.
③금속의영향
금속은 미량 존재하더라도 현저한 촉매작용을하여 유지나 지방산의 자동산화를촉진한다.
특히코발트, 구리, 철, 망간, 니켈등 산화환원반응이 쉬운 중금속이 문제를 유발시킨다.
   공업적으로 정제된 유지일지라도 0.2ppm의 구리및 아주 미량의코발트, 철등을 함유하면 산화가 촉진된다.
④수분의영향
수분은 단분자막을 형성하여 식품내 지방질이 공기중의 산소를 흡수하지 못하게 한다

 
 

 
 

카스 맥주 소독약 냄새는 산화취
2014.8.26
식품의약품안전처는 25일 오비맥주 공장의 제조·유통 과정을 조사한 결과 카스 맥주가 다른 주류회사의 제품보다 용존산소량이 많음에도 유통 과정에서 제대로 관리하지 못해 산화취가 난 것으로 잠정 결론을 내렸다. 식약처는 지난 6월 카스 맥주에서 소독약 냄새가 난다는 민원이 급증하자 오비맥주 공장을 방문해 제조 단계를 정밀 조사했다. 카스의 용존산소량은 원래 180ppd(1ppd는 10억분의1L)로 맞춰져 있는데 문제가 된 맥주는 240ppd으로 전해졌다. 보통 국내 맥주는 100∼200ppd 정도로 관리된다. 용존 산소가 많으면 더운 날씨에 변질할 위험도 높다. 식약처의 한 관계자는 “용존산소량 수치가 높으면 맥주가 산화될 가능성이 커지고 산화취가 나기도 쉬워서 관리를 철저히 해야 한다”며 “오비맥주 측에서 올해 월드컵을 대비해 생산량을 크게 늘렸지만, 예상외로 판매가 부진해 재고 관리를 제대로 하지 못한 상황에서 문제가 발생한 것 같다”고 전했다.
* 산화취는 맥주 유통 중 고온에 노출시킬 경우 맥주 원료인 맥아의 지방성분과 맥주속의 용존산소가 산화반응을 일으켜 산화취의 원인물질인 ‘trans-2-nonenal(T2N)’이 민감한 사람이 냄새를 감지할 수 있는 수준(문헌에 의하면 100ppt 정도)으로 증가하여 냄새가 나는 현상이다
○ 산화취 성분(T2N)은 인체에는 유해하지 않은 것으로 현행 식품첨가물공전에 합성착향료로 등재되어 있다.
* FAO/WHO합동 식품첨가물 전문가위원회(JECFA, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives)는 일일섭취허용량(ADI, Acceptable Daily Intake)를 설정할 필요 없을 정도로 합성착향료로서 안전한 것으로 평가
□ 식약처는 오비맥주 이취 발생 원인을 규명하기 위해 소비자 신고제품과 시중 유통제품 등 총 60건을 수거하여, 산화취 및 일광취 원인물질에 대한 정밀검사를 실시하였다.
○ 산화취는 소비자 신고제품 23건, 시중 유통제품 37건을 검사한 결과,
- 시중 유통제품 대부분은 산화취를 발생시키는 원인물질인 T2N 함량이 100ppt이하로 검출되었으나,
- 소비자 신고제품은 민감한 사람이 냄새를 느낄 수 있는 수준인 100ppt 보다 높은 평균 134ppt가 검출되어 산화취가 이번 이취 발생의 주요 원인인 것으로 확인되었다.
○ 일광취는 소비자 신고제품 21건과 시중 유통제품 16건을 검사한 결과, 원인물질인 ‘3-메틸-2-부텐-1-치올(MBT)’이 대부분 검출되지 않았고, 일부 극히 미미한 수준이 검출되어 이번 이취의 주요 원인이 아닌 것으로 확인되었다.
* 일광취의 원인물질인 MBT는 37건 중 23건 불검출, 14건에서 극히 미미한 수준
□ 또한, 소독약 냄새의 가능성에 대해서도 오비맥주 3개 공장 현장조사를 실시하였으며,
○ 제조용수, 자동세척공정(CIP) 등 소독약 냄새의 원인을 조사한 결과, 세척 후 잔류염소농도 관리 등이 기준대로 이행되고 있어 이번 이취는 소독약 냄새는 아닌 것으로 판단된다.