동물성 식품의 색, 혈색소와 그 외의 성분

 동물성 식품의 색에는 혈색소인 헤모글로빈, 근육색소(육색소)인 미오글로빈과 일부 카로티노이드에 속하는 색들이 있다.

 

육색소와 그 변화

 

미오글로빈

• 미오글로빈의 구조

미오글로빈은 근육조직에 필요한 산소를 저장하는 작용을 하며, 피롤 유도체로 포피린과 철의 착염으로 되어 있는 적색 색소체인 헴(페로프로트포르피린)과 단백질인 글로빈이 결합한 복합단백질이다. 헤모글로빈의 헴 부분은 그 중심부에 있는 철이온이 글로빈 분자 중 히스티딘 잔기의 이미다졸 고리의 질소원자와 직접 결합되어 있으며, 이 철이온은 공기 중의 산소와 결합할 수 있다. 헴색소의 철이 2가일 때는 헤모크롬이라 하고, 3가일 때는 헤미크롬이라고 한다.

 

• 미오글로빈과 육색

육류의 붉은색은 육조직의 색소단백질인 미오글로빈과 혈액의 색소단백질인 헤모글로빈에 의한 것이나 그 대부분을 차지하는 것은 미오글로빈이다. 식육으로 쓰이는 육류나 육류가공품은 방혈 된 상태이므로 전체 색소함량의 90% 이상이 미오글로빈으로 되어있다. 그러나 방혈해도 고기 중의 모세혈관에 혈액이 남아 있기 때문에 헤모글로빈도 육 색에 관여한다. 비교적 색이 옅은 송아지고기나 돼지고기의 미오글로빈 함량은 0.1~0.3%이며, 짙은 붉은색인 소고기나 말고기에는 미오글로빈이 0.5~1.0% 정도 함유되어 있다.

 

• 산화에 의한 변화

신선한 생육은 2가의 철이온을 가진 적자색의 환원형 미오글로빈(Mb) 색을 띠나 고기의 표면이 공기와 접촉하면 산소가 결합하면서 선홍색의 옥시미오글로빈(OxyMb)이 된다. 이때 미오글로빈의 철이온이 2가 그대로 있어서 산소화(oxygenation)라고 한다. 옥시미오글로빈은 비교적 안정된 색소지만, 육류를 저장하면 저장하는 동안 천천히 산화되어 2가의 철이온이 3가의 철이온으로 산화(oxidation)된 갈색을 가진 메트미오글로빈(MMb)이 된다. 마트에서 생육을 샀을 때의 상태가 옥시미오글로빈, 사온 뒤에 오랜 기간 저장하면서 갈색이 된 게 메트미오글로빈이다.

 

• 가열에 의한 변화

메트미오글로빈의 생성은 자동산화가 아닌 가열에 의해서도 생기는데, 육류를 가열하면 미오글로빈은 옥시미오글로빈을 거쳐 메트미오글로빈으로 된다. 가열이 계속되면 이 메트미오글로빈의 단백질 부분인 글로빈은 변성을 일으켜 분리되며, 갈색 내지 회색의 헴 부분도 유리된다. 이 헴은 헤마틴으로 알려져 있으며, 헤마틴의 염화물을 헤민이라고 한다. 헤민은 계속 산화되어 각종의 갈색, 회색 또는 무색의 산화된 포피린 유도체들로 된다. 생육이 가열에 의해 3가의 철이온을 가진 갈색의 가열육으로 변한 상태를 변성 글로빈헤미크롬 또는 메트 미오크로모겐이라고 부른다.

 

• 육제품의 발색

육류를 햄이나 소시지 등으로 만들 때 살균을 위해 열탕처리를 하는데, 이때 제품의 색이 갈색이 되지 않도록 육 색을 보존하기 위한 발색제가 사용된다. 육제품의 발색제로는 질산염과 아질산염을 같이 사용하는데 발색에 직접 관여하는 것은 아질산염이다. 질산염은 육류에 존재하는 미생물의 환원작용에 의해 아질산염으로 환원된 뒤 발색에 관여하는 것이다.

 

- 육제품의 발색 기작

수육을 질산칼륨이나 아질산칼륨 용액에 담그면 질산칼륨이 세균의 작용을 받아 아질산염으로 환원되고, 고기의 해당작용으로 생성된 젖산이 아질산칼륨과 반응해 아질산을 형성한다. 아질산에서 생성된 일산화질소는 환원형 미오글로빈과 결합해 선명한 적색의 니트로소미오글로빈을 형성하는데 이것이 염절임 육 색이다. 하지만 일부의 미오글로빈의 경우 메트미오글로빈으로 되기 때문에 이것을 방지하기 위해 아스코르브산을 첨가하면 산화된 메트미오글로빈이 다시 미오글로빈으로 환원되어 일산화질소와 결합해 니트로소미오글로빈이 된다. 니트로소미오글로빈은 가열되면 2가의 철이온을 가진 변성글로빈 니트로실 헤모크롬(니트로소미오크로모겐)으로 되지만 역시 선명한 적색을 보존한다.

 

• 육제품의 녹변

육류나 육류가공품이 저장 중에 녹색으로 변화되는 경우도 있는데, 원인에 대해서는 아직 제대로 밝혀진 게 없다고 한다. 헴의 포피린 핵이 산화되어 생기는 녹색소를 콜레글로빈이라 하며, 육류를 저장하는 동안 세균의 작용에 의해 생성되는 설프미오글로빈도 녹변의 색소이다.

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카로티노이드

• 난황, 우유의 카로티노이드

달걀의 노른자에는 루테인, 지아잔틴, 크립토잔틴 등이 3~89ppm 정도 들어있고, 우유지방에는 카로틴류가 0.5~6ppm, 잔토필이 0.1~0.7ppm 정도 들어있다.

 

• 갑각류의 카로티노이드

아스타잔틴은 원래 빨간색을 갖고 있으나 새우나 게에서는 단백질과 결합하여 복합체의 형태로 존재하여 청색, 남색을 나타낸다. 대신 새우나 게를 가열하면 아스타잔틴과 결합해 있던 단백질이 변성되어 아스타잔틴으로 유리된다. 이 아스타잔틴은 공기 중에 가열하면 산화되어 선홍색의 아스타신이 된다. 이것이 삶은 새우나 게에게서 볼 수 있는 색이다. 송어, 새우 등에 들어있는 칸사잔틴도 해당되는데, 칸사잔틴은 구조적으로 비타민 A는 될 수 없다.

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• 기타 어류/어패류 등의 경우

어피의 붉은색은 카로티노이드인 아스타잔틴, 노란색은 루테인 등에서 기인한다. 이 외에 타라잔틴이나 지아잔틴도 발견된다. 수중동물의 주요 색소는 멜라닌, 카로티노이드, 프테린, 담즙색소 등이며, 멜라닌은 어류의 표피나 오징어 먹물낭 내의 티로신으로부터 합성된다. 오징어와 낙지의 표피색소는 트립토판으로부터 합성되는 오모크롬이다. 살아있는 오징어의 표피에는 갈색의 색소포가 존재하지만 죽으면 색소포가 수축되어 백색이 된다. 그 뒤 홍색이 되는데 이것은 오모크롬이 약알칼리성으로 변한 체액에 용해되기 때문이다. 갈치의 경우 껍질이 은색으로 빛나는 것은 주로 구아닌과 요산이 섞인 침전물이 빛을 반사하기 때문이다.