사과 열매 표면에 '화상 증상'이 일어나는 이유는 무엇일까 미국 농무부의 주 연구기관인 농업연구청(Agricultural Research Service)의 과수연구실의 Eric A. Curry(curry@tfrl.ars.usda.gov) 박사팀은 기존의 연구 결과에 비해 매우 진일보한 결과를 얻었다. 하지만 아직 더 많은 연구가 더 필요하다는 것이 Curry 박사의 의견이다.

사과의 '화상 증상'은 과일 껍질에 '알파-화르네센'(alpha-farnesene)이 축적되어 산화되는 것과 관련이 있다는 주장이 오래 전부터 있어 왔다. 최근에는 HMGR 효소의 경쟁 억제제이며 강력한 콜레스테롤-강하제인 '로바스타틴'(lovastatin)이 사과와 배의 '에칠렌 생합성'에는 영향을 미치지 않으면서 '알파-화르네센'의 형성에 이은 '화상 발달'에 대해서는 효과적으로 억제한다는 결과 보고가 있었다. 즉 '알파-화르네센'이 '화상 발달'에 중요한 역할을 한다는 것이다. 하지만 무슨 기작으로 그런 현상을 일으키는지는 원인-결과가 뚜렷이 밝혀져 있지 않은 실정이다.

한편 '알파-화르네센' 자체보다는 이것의 산화 산물이 화상과 더 밀접한 관계가 있다는 주장도 제기되고 있다. 주요 산화물로는 복합 트리엔(conjugated trienes)과 MHO(6-methyl-5-hepten-2-one)가 있는데, 이 물질들은 화상이 발달한 사과의 큐티클층에 많이 축적되어 있어 관련성을 짐작할 수 있기도 하다. 그러나 이 '알파-화르네센'의 산화물들이 '화상의 원인'이라고 단정짓는 것은 곤란하다. 이 화합물들을 직접 과일에 처리했을 때 결과가 일정치 않기 때문이다. 이에 대해서는 '알파-화르네센'이나 복합 트리엔 산화물의 안정성이 낮기 때문에 결과가 일정치 않다는 주장도 있긴 하지만 안정한 물질인 MHO의 경우는 설명이 되지 않기 때문에 이 또한 설득력있는 주장은 되지 못하고 있다.

Curry의 실험 결과에서는 밀폐된 공간에서 사과에 MHO를 처리했을 때 사과 과일 껍질에는 MHO 농도가 높아지면서도 화상 증상이 잘 유도되지 않았다. 물론 개폐된 공간에서는 화상 증상이 유도되었지만 전형적인 화상 증상이라기 보다는 화학적인 손상으로 보였다. 이는 아세톤이나 에탄올을 처리해도 비슷한 증상이 나타났기 때문이다. 심지어 항산화 물질과 화상 증상 억제제로 알려진 '디페닐아민'(diphenylamine)이나 '에톡시퀸'(ethoxyquin) 같은 물질들 또한 저온 저장시 껍질에 농축된 잔류가 있으면 화상과 유사한 증상이 일어났다는 보고도 있다.

Curry는 '알파-화르네센'의 산화물들이 과일의 화상 발달에 필수적인 것은 아니라는 결론을 내렸다. 하지만 그는 여전히 '알파-화르네센'이 '화상 발달'에 필수적이라는 주장을 굽히지 않고 있다. 다시 말해 산화물보다 '알파-화르네센'이 MHO로 산화되면서 생기는 부산물 즉, '자유라디칼' 같은 것들이 화상을 유도하는 진정한 개시자일 것이라는 것이다.

이를 위한 증거로는 첫째, '알파-화르네센'은 살아있는 세포에서 합성된다. 둘째, '알파-화르네센'이 산화될 때 '자유라디칼'이 형성된다. 셋째, '알파-화르네센'은 주로 왁스층에 축적되며, 큐티클의 내부 친수층이나 표피 세포벽에는 축적되지는 않는다. 그런데 화상 증상은 큐티클 층보다는 표피 아래와 표피 세포에서 발달한다. 따라서 '알파-화르네센'의 산화와 화상 발달간에는 어떤 관련성을 가지고 있는 것이 분명하다. 그런데 과연 세포벽을 통과해서 '자유라디칼'들이 전달될 것인가 Curry는 화상 유도를 일으키는 '자유라디칼'들이 큐티클 층에서 전달되었다기 보다는 살아있는 세포 안에서 생겼을 가능성이 큰 것으로 보고 있다.

그는 '알파-화르네센'이 생물막에 존재하면서부터 노화가 시작된 세포에서 제산계가 제독할 수 있는 것보다 '자유라디칼'을 더 많이 만들 때부터 산화 임계'수준을 낮추는 것 같다는 의견을 내놓고 있다. 이같은 이유는 '알파-화르네센'의 산화는 '자유라디칼' 생성에 의한 자가 분해적 요소가 강하다는 것이다. 지질 산화, 세포 손상, 화상 발달 등은 바로 이 '자유라디칼'에 의한 것으로 Curry는 보고 있다. 그렇기 때문에 그는 MHO나 복합 트리에놀(cojugated trienols)이 '개시 인자'라기 보다는 화상 발달과 동시에 축적되는 '알파-화르네센' 산화의 부산물로서 화상 증상과는 직접적인 관련이 없는 것 같다는 것이다. 그는 이러한 가설을 평가하기 위해서는 그다지 많은 연구가 필요할 것 같지는 않다고 지적했다.

출처 : KISTI. 농림수산 등 록 일 2002-07-29 원문출판일 2002년 07월 00일

Postharvest Biology and Technology 25:265-272, 7월호

운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.09.07 08:47

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