사과는 왜 갈색으로 변할까?

화창한 노이 밸리 주방에서 파라의 엄마는 갓 썰어놓은 사과가 담긴 도마를 보며 한숨을 쉬었다. "아, 이런! 파이 만들려고 막 썰었는데 벌써 갈색으로 변하고 있네." 활기찬 열한 살 파라는 의자에서 뛰어내려 변색된 과일을 호기심 가득한 큰 눈으로 들여다보았다. "와, 진짜 빠르다! 엄마, 왜 이렇게 되는 거예요? 꼭 이상한 녹슨 태닝을 한 것 같아요."

파라의 아버지가 웃으며 걸어 들어왔다. "야생에서 화학 반응을 발견한 것 같구나! 이걸 효소적 갈변이라고 한단다." 그가 사과 조각을 집어 뒤집었다. "사과를 자르면 세포가 파괴되고, 효소라고 불리는 특별한 작은 단백질들이 공기 중의 산소에 노출되는 거야." 파라가 고개를 갸웃거렸다. "그럼 사과가 썩는 게 아니라... 반응하는 거예요?"

"맞아! 그 효소들이 무엇이었는지 알아내려면, 우리는 시간 여행을 해야 해." 아빠가 이야기꾼의 어조로 목소리를 낮춰 말했다. "천팔백삼십년대 프랑스 파리를 상상해 봐. 그 도시는 과학의 활기 넘치는 중심지였고, 작은 실험실의 화학자들은 밤낮으로 일했지." 파라는 눈을 감고 그 장면을 그렸다. "그들은 생명을 작동시키는 보이지 않는 성분들을 밝혀내려고 노력하고 있었어."

"그 화학자들 중 한 명이 바로 앙셀름 파얜이라는 사람이었단다." 아빠가 계속 말씀하셨다. "그는 맥주를 만들기 위해 맥아(엿기름)가 어떻게 녹말을 설탕으로 바꿀 수 있는지와 같은 일상적인 현상에 매료되었지." 이제 파얜의 실험실에 있는 자신을 상상하며, 파라는 과학자가 일하는 모습을 지켜보았다. "그는 이 놀라운 변화를 일으키는 비밀 물질을 찾아내기로 결심했어."

파라의 아버지가 설명했다. "파이앵은 지칠 줄 모르고 실험을 거듭했습니다. 그보다 늦게 활동한 위대한 과학자 루이 파스퇴르가 '행운은 준비된 자에게 찾아온다'라고 말했듯이, 파이앵은 분명 준비된 사람이었습니다." 그는 맥아를 물과 함께 꼼꼼하게 갈아 걸러낸 후, 단서를 찾기 위해 결과로 나온 액체를 응시했습니다.

"그러고 나서 천팔백삼십삼년에 그는 맥아 용액에 알코올을 첨가했고, 갑자기 이상한 흰색 가루가 나타났단다!" 파라의 아버지가 설명했다. "그는 해냈어! 그는 그 신비한 물질을 분리해냈고 '디아스타아제'라고 이름 붙였지. 역사상 최초로 발견된 효소였단다." 파라는 아주 작은 효소 기계들을 상상했다. "그럼 제 사과가 갈색으로 변하는 건 그냥 다른 종류의 효소 기계인 거예요?"

"맞아! 효소를 발견한 것이 세상을 바꿨어." 엄마가 이야기에 동참하며 말했다. "우리는 효소를 이용해서 더 좋은 빵을 만들고, 생명을 구하는 약을 개발하고, 심지어 잘 지워지지 않는 얼룩을 제거하는 세제를 만들기도 해." 아빠가 덧붙였다. "효소에 의해 일어나는 일부 화학 반응은 믿을 수 없을 정도로 빨라서 일 초도 안 되는 시간에 일어나기도 해!"

갑자기 파라의 눈이 번뜩이더니 몸을 돌렸다. "잠깐만요! 아빠, 이 페이지에서 다른 말씀을 하셨잖아요... 산에 대한 말씀이요!" 아빠는 씨익 웃었다. "그랬지. 레몬즙 같은 약한 산을 넣으면 어떻게 될 것 같니?" 엄마는 갈색으로 변해가는 사과에서 조리대 위의 레몬으로 시선을 옮겼다. "실험을 해봐야겠네!"

파라가 갓 썰어낸 사과 조각 위에 레몬즙을 짜 넣고, 몇 조각은 대조군으로 처리하지 않은 채 두었다. 그들은 아무것도 처리하지 않은 사과 조각들이 서서히 갈색으로 변하는 동안, 즙을 바른 조각들은 완벽하게 하얗고 아삭한 상태를 유지하는 것을 지켜보았다. "성공했어요!" 파라가 환호했다. "산이 효소 기계를 비활성화시켰어요!" 그녀의 어머니가 박수를 쳤다. "우리 사과파이가 과학 덕분에 살아났네!"

엄마가 완벽한 사과 조각들을 파이 크러스트에 배열하는 동안, 파라는 공책을 집어 들었습니다. 그녀는 "발견 열네 번째: 사과는 공기와 반응하는 효소 기계 때문에 갈색으로 변하지만, 산은 그것들을 끌 수 있다!"라고 썼습니다. 파이 위에 놓인 아름다운 격자무늬를 보며 파라는 새로운 질문을 했습니다. "그럼 오븐에서 크러스트가 황금색으로 변하고 그렇게 맛있어지는 건 뭐 때문이에요? 그건 다른 종류의 반응인가요?"