발효 시 용존 산소가 낮을수록 유리한가요 ?
각자 다른 진공 블렌더에 동일한 오렌지+물 ( 양은 동일 ) 넣고 블렌딩 후에 컵에 따라서 관찰해봤는데 젤리처럼 변한 뒤 부풀어 오르는 시간이 다르더라구요 A는 12시간만에 젤리처럼 변했고 B는 16시간 ? 정도에 변하고 여러번 해봐도 A 블렌더가 좀 더 빠르게 부풀어서 궁금합니다. 그냥 다른 부분의 조건들은 동일하다고 보았을 때 용존 산소가 낮을수록 젤리처럼 변하고 부풀어 오르는 시간이 빠를까요? 아니면 높을수록 빨라지나요
안녕하세요.
발효 과정에서 용존 산소의 농도는 어떤 미생물이 주로 작용하느냐에 따라 그 영향이 달라질 수 있습니다. 일반적으로 대부분의 발효 과정은 혐기성(산소가 적은 환경)에서 더 활발하게 일어나는 경우가 많습니다.
오렌지와 물을 블렌딩한 뒤 발생하는 ‘젤리처럼 변하고 부풀어 오르는 현상’은, 대체로 자연발효에 의한 미생물(효모나 젖산균 등)의 증식과 가스 생성으로 인한 것입니다. 이때 산소가 많을 경우에는 초기에 호기성 세균(산소를 이용하는 세균) 이 먼저 증식하면서 발효 미생물의 활성화를 지연시킬 수 있습니다. 반대로 산소가 적은 환경에서는 효모나 젖산균이 빠르게 증식하면서 이산화탄소를 생성하기 때문에, 부풀어 오르는 속도가 더 빨라질 수 있습니다.
즉, 용존 산소가 낮을수록 발효 미생물이 빠르게 혐기 상태에 적응하여 대사 활동을 시작하기 때문에 젤리화와 팽창이 더 빨리 나타날 가능성이 높습니다. 반면 산소가 많은 환경에서는 초기에 다른 미생물의 개입이나 산화 반응이 우선 일어나, 발효가 지연되는 양상이 나타날 수 있습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼, 오렌지즙을 블렌더로 갈아 일정 시간 두었을 때 ‘젤리처럼 변하고 부풀어 오르는 속도’의 차이는 미생물의 발효 활성도와 관련이 깊은데요, 이때 핵심 변수 중 하나가 바로 용존 산소(DO) 입니다.
우선 발효는 기본적으로 산소가 부족하거나 없는 환경인 혐기 조건에서 유기물이 분해되며 에탄올, 젖산, 이산화탄소 등을 생성하는 과정이며 즉, 일반적인 발효 반응 자체는 낮은 용존 산소 조건에서 더 활발히 일어납니다.
산소가 충분할 때 효모와 같은 미생물은 호흡, 즉 산화적 대사를 통해 에너지를 얻으며 이 경우 대부분의 당이 CO₂와 H₂O로 완전히 산화되어, 에탄올이나 젤리 같은 점성 물질은 거의 형성되지 않습니다. 반면 산소가 부족할 때, 효모는 호흡 대신 무산소 대사(발효) 로 전환하여 당을 분해하고, 에탄올·젖산·CO₂ 등을 만들고, 이때 기체가 발생하면서 용액이 부풀어 오르고, 점성이 증가하여 젤리처럼 변하는 현상이 나타날 수 있습니다. 따라서, 용존 산소가 낮은 블렌더에서 발효 전환이 더 빨리 일어나고, 결과적으로 젤리화와 부풀음이 빨리 진행된 것으로 해석할 수 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
발효는 주로 혐기적 환경에서 더 빠르게 일어나기때문에 용존산소가 낮을수록 젤리화나 부풀음 현상이 빨라집니다.
산소가 많으면 미생물이 호흡 위주로 대사해서 발효가 지연되게됩니다.
발효는 용존 산소가 낮을수록 더 유리하며 빠르게 진행됩니다. 대부분의 발효 미생물은 산소가 있는 환경에서는 번식에 집중하고, 산소가 고갈된 후에야 본격적으로 당을 분해하여 가스와 알코올 등을 생성하는 발효를 시작합니다. 따라서 초기 용존 산소량이 적을수록 미생물이 발효 단계로 더 신속하게 전환하기 때문에 관찰하신 것처럼 더 짧은 시간 안에 내용물이 부풀어 오르는 현상이 나타날 수 있습니다.
말씀하신 현상은 오렌지에 포함된 펙틴 성분과 관련되는데, 용존 산소 농도가 낮을수록 반응이 더 빠르게 진행될 가능성이 높습니다.
블렌딩은 오렌지 세포를 파괴하여 젤리화의 주성분인 펙틴을 방출시키고, 진공 블렌더는 일반 블렌더보다 주스 내의 용존 산소 농도를 낮춰 산소가 부족한 환경을 만들게 됩니다. 그리고 산소가 부족한 환경은 주스의 산화를 억제하고, 펙틴의 젤리화를 촉진하는 펙틴 에스테라아제와 같은 특정 효소의 활동에 유리하게 작용할 수 있습니다.
또한 산소와의 혼입이 적으면 펙틴과 물 분자가 더 균일하고 안정적인 젤 네트워크를 빠르게 형성할 수 있습니다.
물론 실험하신 결과가 전적으로 용존산소만에 의한 것이라 단정할 수는 없지만, 말씀하신대로 모든 조건이 동일하다고 한다면 예상하신대로 용존산소가 낮을 수록 반응이 가속화되었다 할 수 있는 것이죠.
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