물이 생물체의 용매로서 가지는 중요한 특성에 대하여 설명하시오

소개글

물이 생물체의 용매로서 가지는 중요한 특성에 대하여 설명하시오에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 본론
2-1) 물이 생물체의 용매로서 가지는 중요한 특성
2-2) 식물세포와 동물 세포의 차이점.
2-3) 효소 반응의 특성을 비효소 반응과 비교.

3. 결론

4. 참고자료 및 출처

본문내용

연결, 단백질 표면의 하전 변화 등과 같은 다양한 방법을 통해 효소의 활성을 촉진한다. 반대로, 저해제로 사용하는 물질은 보통 세균의 증식이나 식품의 발효 혹은 부패를 막기 위해 사용하는 물질로, 강산이나 강알칼리, 요소, 유기 용매 등이 바로 그것이다.
그렇다면 효소 없이 일어나는 비효소적 작용을 효소적 작용과 비교하여 설명할 수 있을까. 효소가 있어도, 없어도 생기는 현상을 몇 가지 예시로 들어 이 둘을 비교할 수 있는데, 가장 큰 예시는 바로 갈변이다.
효소가 관여하여 일어나는 식품의 갈변은 다음과 같은 과정을 통해 일어난다. 식물 식품 중에 다량으로 존재하는 페놀유는 ‘폴리페놀 산화효소’에 의하여 퀴논으로 변화하고, 변화한 퀴논은 중합하여 착색물질인 멜라닌을 만들어낸다. 효소 갈변을 이용하는 대표적인 예로는 홍차의 발효가 있다. 다시 말해, 효소에 의한 갈변 반응은 식품 중에 존재하는 폴리페놀화합물이 산소가 존재하는 환경에서 산화효소의 작용으로 산화 중합하여 멜라닌 색소를 생성시키는 반응을 말하는 것이다. 보통 갈변이라고 하면 식품품질이 저하되는 원인으로 작용하는 경우가 많지만, 홍차, 코코아, 자두 등은 효소적 갈변을 효과적으로 이용하여 색깔을 형성시킨 예이다. 효소적 갈변 반응은 일반적으로 데치기에 의한 효소의 불활성화, 아스코르브산 등의 환원제나 아황산으로 저지할 수 있다.
효소적 갈변이 잘 일어나는 식품의 대표적인 예로는 사과, 바나나, 감자, 고구마 등이 있고, 귤, 포도 같은 신맛이 강한 과일은 갈변이 잘 일어나지 않는다. 그 이유는 앞서 언급한 pH 농도와 밀접한 관계가 있는데, 이러한 식품들이 항산화제의 하나인 비타민C를 많이 함유하고 있기 때문이다. 바로 이 점을 이용해서 깎은 과일을 레몬주스나 오렌지 주스 등에 담그면 갈변을 억제할 수 있다.
반대로, 효소에 의하지 않는 갈변현상인 비효소적 갈변의 대부분은 아미노-카보닐 반응 또는 메일러드 반응, 카라멜 반응에 의해 진행된다. 이는 효소가 관여하지 않고 온도나 pH 농도, 수분, 당의 종류 등의 요소를 통해 화학반응만으로 일어나는 갈변현상을 이야기한다. 식품의 가공, 저장, 조리에 있어서 일어나는 비효소적 갈변에는 여러 가지 원인이 있으나 보통 당류의 가열에 의한 캐러멜화 반응, 유지의 산화나 가열에 의한 갈변, 폴리페놀류의 산화에 의한 갈변, 육색소 미오글로빈에 의한 갈변 등이 있다. 간장이나 된장, 혹은 열에 의해 익으면서 갈색으로 변하는 고기 등이 바로 비효소적 갈변현상의 대표적인 예다. 비효소적 갈변은 식품의 품질형성에 꼭 필요한 공정이나 과도하게 진행되면 향미와 색을 해치므로 이것을 제어하는 기술이 함께 요구된다. 보통 갈변이라고 하면 발효나 상하는 과정을 떠올리기 쉬운데, 빵이나 쿠키의 갈색과 향기는 메일러드 반응과 캐러멜화 반응에 의해 일어나는 것으로, 당류를 180~200℃의 고온으로 가열시켰을 때 산화 및 분해 산물의 중합 또는 축합으로 생성되는 갈색 물질에 의해 착색되는 갈변현상이며 pH 2.3~3.0일 때 가장 활발하게 진행된다. 이는 효소의 분해와는 관계없이 일어나는 현상이다.
과즙 제품의 갈변에는 화학반응뿐만 아니라 산도 관계되어 있다. 차 침출액의 갈변은 갈변의 원인이 되는 식품의 성분으로부터 카보닐화합물이 생성되면서 일어나게 된다. 아황산염은 갈변의 중간체로서 생기는 카보닐화합물을 흡착하기 때문에 갈변을 억제하는 기능을 수행할 수 있어. 저해제로 많이 사용한다. 뿐만 아니라. 식품 저장 중 갈변은 산소의 영향이 크기 때문에 산소 공급의 차단 또한 중요하다.
비효소적 반응 중에서 인체에 좋지 않은 영향을 줄 뿐만 아니라, 요즘 들어 연구가 활발하게 진행되는 것으로는 비효소적 당화를 들 수 있다. 나이가 들어감에 따라 체내에서 효소가 개입하지 않고 단백질과 당의 반응으로만 생성되는 최종당화산물(AGEs: advanced glycated end products)이 각종 만성질환의 발생과 진행에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 기존의 시각에서 최종당화산물은 당뇨병 상태에서 촉진적으로 만들어지므로 당뇨병 합병증을 일으키는 물질로만 여겨졌으나, 현재는 이를 넘어 인체 장기의 노화 현상을 일으키는 원인 물질로 재조명되고 있다. 당화 반응은 단백질의 아미노기가 당의 카르보닐기와 결합하면서 생기는 것으로, 아주 단순하게 말하자면 단백질을 설탕물에 담가놓아 단백질에 당이 결합하여 변성되는 것이라고 할 수 있다. 이러한 비효소적 당화 반응은 효소가 개입하지 않고 당이 단백질과 결합하여 바로 단백질을 변성시키기 때문에 인체 어디서든 단백질 변성이 일어나 단백질 고유 기능이 손상될 수 있는 위험한 현상이다. 단백질 고유 기능의 손상은, 곧바로 질병으로 직결되는 것이다.
이 때문에 흡수된 당이 처음 머무는 공간인 혈관이 비효소적 당화 반응에서 가장 먼저 위협받는 신체 부위가 된다.
그 결과 당뇨병성 혈관 합병증, 동맥경화, 신경 변성 질환 등의 대사성 퇴행성 질환이 발생하게 된다. 때문에 이러한 비효소적 당화를 최대한 막기 위해 굽거나 튀기고 볶는 조리 방법을 삼가고 삶기, 데치기, 찌기 등의 조리법이 권장된다.
결론
우리는 물이 어떤 특성을 가졌기 때문에 생물체의 용매로써 휼륭하게 작용하는가에 대해 알아보았고, 더불어 생명체를 이루는 작은 단위인 세포가 어떤 구조를 가졌으며 각 기관이 수행하는 작용에는 어떠한 것들이 있는지, 동물의 세포과 식물의 세포는 구조에 있어 어떤 차이점이 있고 그 이유는 무엇인지에 대해 알아보았다. 여기에 더해 세포가 작용하는 과정을 원활하게 만들어주는 물질인 ‘효소’에 대해 이야기했으며 효소가 없이 일어나는 작용과 근본적으로 어떤 차이를 지녔는지, 또한 일상에서 그러한 예시를 찾아볼 수 있는지, 찾아볼 수 있다면 그 예시는 과연 무엇인지 이야기해보았다. 생명의 근간을 이루는 것은 무엇이며 그 작용 원리가 무엇인지 안다면 우리는 이를 더욱 효율적으로 이용할 수 있을 것이다.
참고자료 및 출처
물 분자의 극성과 용해성, 대한화학회
유기 용매(organic solvent), 사이언스올
생물의 구성, 서울시립과학관 과학교육프로그램
효소 반응, 한국방송통신대학교 농학과

키워드

물,   생물체,   용매,   중요한 특성