입안에서 껌을 씹다가 초콜릿을 같이 먹으면 껌이 녹아 없어지는 현상이 발생한다고 하는데요. 왜 이런 현상이 나타날까요?

Question

입안에서 껌을 씹다가 초콜릿을 같이 먹으면 껌이 녹아 없어지는 현상이 발생한다고 하는데요. 껌의 주성분(무극성 고분자)과 초콜릿의 지방 성분 사이의 상호작용을 분자의 극성 관점에서 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

껌을 씹다가 초콜릿을 함께 먹으면 껌이 녹아 없어지는 현상은 분자의 극성 차이에 따른 상호작용으로 설명할 수 있습니다. 껌의 주성분은 폴리이소부틸렌이나 폴리비닐아세테이트 같은 무극성 고분자로 이루어져 있습니다. 이러한 고분자는 물과 같은 극성 용매에는 잘 녹지 않기 때문에, 일반적으로 껌은 입안에서 오래 씹히면서 형태를 유지합니다.

반면 초콜릿에는 코코아버터와 같은 지방 성분이 풍부하게 들어 있습니다. 지방 역시 무극성 분자로 이루어져 있어 껌의 고분자와 성질이 유사합니다. 따라서 초콜릿 속 지방 분자가 껌의 고분자 사슬 사이로 침투하면서 분자 간 결합을 느슨하게 만들고, 껌의 구조가 점차 풀리게 됩니다. 그 결과 껌이 유지되지 못하고 마치 녹아 없어지는 것처럼 보이는 현상이 나타나는 것입니다.

즉, 껌이 물에서는 잘 녹지 않는 이유는 물이 극성 분자라서 무극성 고분자와 상호작용하지 못하기 때문이고, 초콜릿에서는 잘 풀리는 이유는 지방과 껌이 모두 무극성이라 서로 친화력이 생기기 때문입니다. 이처럼 껌과 초콜릿의 상호작용은 분자의 극성 차이에 따른 용해성의 차이로 설명할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요.

껌을 씹다가 초콜릿을 함께 먹으면 껌이 녹는 이유는 비극성 고분자인 껌과 비극성 지방인 초콜릿이 서로 잘 섞이면서 고분자 구조가 풀리기 때문입니다. 껌은 폴리이소부틸렌, 폴리비닐아세테이트와 같은 비극성 고분자로 이루어져 있으며, 긴 탄화수소 사슬을 가지고 있기 때문에 전하 분포가 거의 균일하고 물과 같은 극성 용매에는 잘 녹지 않고 대신 서로 뭉쳐 탄성 있는 고체 구조를 형성합니다.

반면 초콜릿에는 코코아버터와 같은 지방이 풍부하게 포함되어 있는데요, 지방은 대부분 비극성 분자인 지방산 에스터로 구성되어 있습니다. 따라서 껌의 고분자와 초콜릿의 지방은 둘 다 비극성을 나타내기 때문에 소수성 상호작용과 반데르발스 힘이 작용하여 서로 잘 섞이려는 경향이 나타나는 것입니다. 입안에서 껌을 씹는 동안 초콜릿을 먹게 되면, 체온에 의해 녹은 지방이 껌 내부로 침투하고, 지방 분자들은 껌 고분자 사슬 사이로 들어가서 기존에 사슬끼리 유지하던 약한 상호작용을 방해하며 결과적으로 고분자 사슬을 서로 떨어뜨리는 역할을 합니다. 따라서 이는 화학 반응이 일어나는 것이 아니라 비극성 분자들 사이의 분산력이 재배열되는 과정이라고 볼 수 있으며, 원래는 고분자-고분자 사이에 작용하던 분산력이 지방이 침투하는 과정에서 고분자-지방 상호작용으로 대체된 것입니다. 감사합니다.