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효소적 갈변 : polyphenol oxidase  갈변방지 GMO

갈변 : 색변화, 산화
- 갈변 : 멜라로이딘 melanoidin
- 효소적 갈변 : 갈변 방지 GMO
- 비효소적 갈별 : 카라멜반응 Caramelization, 마이야르 반응 Maillard

polyphenol oxidase (PPO) catalyses the o-hydroxylation of monophenol molecules in which the benzene ring contains a single hydroxyl substituent to o-diphenols (phenol molecules containing two hydroxyl substituents). It can also further catalyse the oxidation of o-diphenols to produce o-quinones.
PPO causes the rapid polymerization of o-quinones to produce black, brown or red pigments (polyphenols) that cause fruit browning. The amino acid tyrosine contains a single phenolic ring that may be oxidised by the action of PPOs to form o-quinone. Hence, PPOs may also be referred to as tyrosinases. common foods producing the enzyme include mushrooms (Agaricus bisporus), apples (Malus domestica) and lettuce (Lactuca sativa).

폴리페놀 산화효소는 일반적으로 최적의 pH가 5.7~6.8
폴리페놀 산화효소의 경우 최적 pH는 5.7~6.8이므로 액성을 산성으로 하거나 낮은 온도(영하 10도 이하)로 유지한다.
귤은 비타민C 함량이 많기 때문에 거의 갈변이 일어나지 않는다
감도 갈변되지 않는다. 떫은맛 성분인 tannin(탄닌)과 결합하여 그 활성을 잃기 때문입니다.
폴리페놀 산화효소는 구리나 철에 의하여 활성화되고 염소이온에 의하여 억제된다.
그러므로 사과 배 등의 갈변은 구리나 철로 만든 칼의 사용을 피하고 묽은 소금물에 담그면 방지할 수 있다.
효소는 단백질로 구성되어 있으므로 가열에 의하여 쉽게 불활성화된다.


GM 사과 미국 상점에 진출. 그러나 소비자들이 먹을까?
생물산업  양병찬 (2017-11-09 09:20)

칼로 자르거나 딱딱한 바닥에 떨어뜨려도 갈변(browning)하지 않는 북극사과(Arctic apple)의 시장진출 성공은 '실험실에서 배양한 식품'의 새 물결을 예고하는지도 모른다.

 

이번 달 미국 중서부의 식료품점 선반에 얇게 썬 사과(sliced apple) 봉투가 놓일 것이다. 이 사과는 과육이 공기에 노출됐을 때 갈변(browning)되는 것을 방지하도록 만들어진 유전공학의 걸작품으로, 쇼핑객들은 이 사과를 봉지에서 꺼내 간식으로 먹을 수 있다.
북극사과(Arctic apple)라는 이름으로 알려진 이 GM 사과는 농부보다 소비자의 취향을 만족시키는 형질이 가미된 최초의 식품이며, '성분'이 아니라 '완제품'으로 판매되는 소규모 GMO 클럽에 가입하게 된다. 캐나다 서머랜드 소재 오카나간스페셜티프루츠(Okanagan Specialty Fruits) 社가 2003년 테스트용 사과를 처음 심은 이후, 고기 없는 버거(유전자재조합 효모가 생성한 콩단백질로 만듦), 해산물 줄기세포에서 배양된 생선살, CRISPR 기술로 유전체가 편집된 버섯(참고 1)이 '실험실에서 변형된 식품' 대열에 합류했다. 이 상품들 중 대부분은 아직 시장에 진출하지 않았다.
이제 북극사과가 런칭되는 것을 보며, 그런 유(類)의 식품을 만드는 많은 소규모 바이오텍 업체들은 '소비자들이 자신들의 노력의 산물을 어떻게 받아들일지'에 대한 단서를 얻는 데 혈안이 되어 있다.
"만약 그 사과가 팔린다면, 다른 GM 식품들에게 길을 열어주게 될 것이다"라고 펜실베이니아 주립대학교의 양 이농 박사(식품병리학)는 말했다. 그는 CRISPR를 이용하여 갈변에 저항하는 버섯을 만든 인물로서, 자신이 만든 버섯을 상업 재배자들에게 라이센스하는 날이 오기를 기다리고 있다.
캘리포니아 주에 있는 로렌스 버클리 국립연구소에서 생명과학 프로그램을 감독하는 메리 맥슨도 양 박사의 견해에 동의한다. "그 사과는 '사람들이 먹는' 최초의 GMO는 아니지만, '소비자들에게 가치를 평가받는' 최초의 사과가 될 것이다"라고 그녀는 말했다.
오카나간의 공동창업자인 닐 카터는 1995년 가족의 과수원을 인수했을 때, 미국의 간식시장을 어떻게 공략할 것인지 골똘히 생각했다. 그는 그 해답을 호주에서 얻었다. 호주 연방과학원(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)의 연구자들은 '산소에 노출된 식물세포를 갈색으로 만드는 효소의 유전자를 삭제하는 방법'을 개발했는데, 그는 여기서 힌트를 얻어 "사과에서 그 효소의 생성을 억제하면, 방부제 없는 '간식용 저민 사과'를 판매할 수 있을 것"이라고 생각했다.
그는 나중에서야 "만약 소비자들을 유도하여 그 사과를 구매하도록 만들려면, GMO에 관한 미국인들의 불신을 극복할 필요가 있다"는 사실을 깨달았다. 뒤이어 (미국에서 사과가 가장 많이 재배되는) 뉴욕과 워싱턴에서 실시한 여론조사에서, 20%의 주민들이 GMO에 거부감을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 오카나간이 발견한 또 한 가지 사실이 있었는데, 그것은 "만약 여론조사에 임하기 전에 '그 사과의 유전자를 조작한 이유는, 갈변하는 유전자를 침묵시키기 위해서였어요'라고 말해주는 경우, 응답자들의 반응이 달라진다"는 것이었다.
물고기의 줄기세포에서 생선살을 만드는 핀리스푸즈(Finless Foods)의 공동창업자인 마이크 셀던도 '좀 더 많은 정보를 제공하면, 소비자의 마음을 바꿀 수 있다'는 카터의 의견에 동의한다. "우리는 과거의 GMO 산업이 저지른 실수를 되풀이하지 않을 것이다. 그들은 대중과 대화하지 않고 식품을 출시하는 우(愚)를 범했다"라고 그는 말했다. "장담컨대, 만약 우리가 그런다면 대중의 반발을 초래하게 될 것이다."
셀던은 북극사과와 생선살 사이에서 공통점을 발견했는데, 그것은 둘 다 '소비자를 만족시키는 속성'을 지니도록 창조되었다는 것이다. 핀리스푸즈는 참다랑어 생선살의 원형(原型)을 만들었는데, 그들의 바람은 "만약 사람들에게 '물고기 남획, 동물 학살, 환경오염의 걱정 없이 물고기를 먹을 수 있다'는 생각을 심어준다면, 그들의 마음을 사로잡을 수 있다"는 것이다.
그러나 "오카나간이 소비자들에게 북극사과의 생산방법을 충분히 설명하지 않았다"고 주장하는 사람들도 있다. 즉, 오카나간은 사과봉지에 GMO를 언급하는 대신 QR 코드만 인쇄해 놓고, 소비자들로 하여금 스마트폰을 통해 온라인 정보를 얻도록 했다는 것이다. "모든 사람들이 스마트폰을 사용하지 않을 것이며, 설사 그렇다 하더라도 모든 아이템들을 일일이 스캐닝할 것 같지는 않다"라고 식품안전센터(Center for Food Safety: 워싱턴 DC에 있는 소지자권익 옹호그룹)의 과학정책 분석가 빌 프리즈는 말했다. 프리즈는 북극사과의 봉지에 GMO를 명시하는 딱지를 붙이기를 바라고 있다.
GM 식품이나 기타 '실험실에서 만든 식품'을 미국에서 판매하려는 개발자들이 우려하는 것은 소비자의 반응뿐만이 아니다. 그들이 생각하는 큰 걸림돌 중 하나는 미국의 규제절차이며, 그중에는 실타래처럼 얽혀있는 연방기관들(참고 2)과 - 많은 업체들의 경우 - 불분명한 승인과정이다. 미국의 규제당국은 5년간의 평가 끝에 북극사과의 시판을 허용했지만, J. R. 심플롯(J. R. Simplot: 아이다호 주 보이시 소재)이라는 농업회사가 개발한 '갈변하지 않는 GM 감자'를 승인하는 데는 겨우 2년밖에 걸리지 않았다.
CRISPR를 이용하여 만든 버섯의 경우도 아리송하기는 마찬가지다. 2016년 미 농무부(USDA: US Department of Agriculture)는 "CRISPR를 이용해 유전자를 삭제함으로써 만들어진 버섯을 평가하지 않겠다"고 밝힌 바 있다. 이는 그 버섯이 출시되는 과정을 명확히 한 것처럼 보이지만, 꼭 그렇지도 않다. 양 박사에 따르면, 《Nature》에 그 결정이 보도된 후(참고 1), 미 FDA의 관계자가 그에게 전화를 걸어 'USDA가 그 버섯을 심사할 것인지 여부'를 문의했다고 한다. 양 박사 자신은 '소비자에게 마음의 평안을 가져다줄 것'이라는 이유를 들어 USDA의 입장에 동의한다고 말했다고 한다.
투자자들의 입장에서 볼 때, '규제의 불확실성'은 '소비자의 불확실성'에 비해 GM 식품의 성공을 가로막을 가능성이 낮다. "GM 식품을 개발하는 회사들은 규제과정의 불확실성을 감안하여, 장기계획을 세울 때 특별기간(extra years)을 추가하는 것이 상례다. 그러나 대중의 내러티브는 규제기관의 불확실성보다 다루기가 훨씬 더 어렵다. 우리는 대중이 비이성적일 수 있다는 것을 안다"라고 벤처캐피탈 기금인 데이터컬렉티브(Data Collective: 캘리포니아 주 샌프란시스코 소재)의 파트너인 제임스 하디먼은 말했다.
지금까지 언급한 모든 점들을 감안하더라도, 카터는 북극사과의 미래를 낙관하고 있다. "우리는 '당신들은 사탄이야!'라는 이메일을 거의 받지 않고 있다. 오히려 지금은 '그 사과 어디서 파나요?'라는 이야기를 듣고 있다"라고 그는 말했다.