왜 양파는 우리를 울리는가? 이소알리신의 반격

음식을 하면 자주 사용되는 식재료, 양파입니다. 

 

양파 썰다가 울고, 양파 만진 손으로 눈물 닦다가 다시 또 따가워서 울고 이런 적 있으신가요? 

(물론 절대로 이러지 않는게 좋겠네요 ㅎㅎ)

오늘은 왜 양파의 매운맛에 대해 알아보려고 합니다. 

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양파의 매운맛은 화합물, 이소알리신(Isoallicin) 때문이라고 합니다.

이소알리신은 양파 식물의 방어 메커니즘이며, 생물학적 스트레스에 대응하기 위해 방출된다고 합니다. 양파에서 매운맛과 향을 담당한다고 합니다. 

 

양파는 Allium cepa L. 이라는 식물로 Allium이라는 속(genus)에 해당합니다. Allium이라고 하면 어렵지만 한글말로는 쉽습니다. 부추속이라고 합니다. 부추속에 포함되는 것이 양파, 마늘, 부추, 달래, 염교, 파 등이 있습니다. 

 

양파의 독특한 특징을 보면 톡쏘는(Pungent) 향과 맛을 담당하는 이소알리신(Isoallicin)과, 눈물을 흘리게 하는 인자(Lachrymaroty Factor,줄여서 LF)가 있습니다. 이 둘은 양파의 방어작용에 해당합니다. 양파는 땅에서 자랍니다. 땅에 있는 박테리아와 다른 포식자들로 부터 자신을 보호해야하는데 이때 이 두 화합물을 이용해 자신을 보호합니다. 

양파가 진화론적으로 적응한 결과 양파안에 이소알리신과 LF를 보관한 것입니다.

잠깐 글쓴이도 몰랐던 사실!
Q. 양파는 뿌리 식물인가?
답은 No!
양파가 땅에 있어서 뿌리식물로 오해할 수 있습니다. 그러나 자세히 보면 뿌리는 양파 밑에 약간 있습니다.
양파는 구근(Bulb) 식물이라고 합니다. 줄기가 변형되어 생겼으며, 영양분을 구근에 저장한다고 합니다. 
뿌리는 구근 아래 얇고 작은 섬유질로 구성되어 있으며, 뿌리로 물과 영양분을 흡수합니다.

뿌리 식물에는 당근, 무 등이 있고 영양분을 뿌리에 저장합니다. 주로 광합성을 이용해 만든 탄수화물을 비대해진 뿌리에 저장합니다. 

 

보통 우리는 양파를 자를 때 매운맛을 느낄 때가 많아, 양파의 세포가 파괴되면 그때 화합물이 나온다고 생각했습니다. 효소가 세포가 파괴되면 나와 이소알리신을 형성한다고 생각했으나 그렇지 않다는 것이 이번 결과에서 나왔다고 합니다.

 

아래는 이소알리신, LF가 생성되는 과정을 보여줍니다.

 

중요한건 아니지만 두 화합물이 황화화합물(Sulfur compound)라는 걸 알 수 있습니다. (형광색-sulf, S)

효소의 차이로 다른 물질이 된다는 것을 알 수 있습니다.

둘은 만들어지는 과정에 중요한 효소가 알리나제(Alliinase,ALL), LF synthase(LFS)가 있습니다. 

 

이 사진이 핵심일 것 같습니다.

양파는 구근(Bulb) 식물이라고 했죠? 활동이 가장 많고 보호할 곳이 많아 이소알리신이 많이 필요하고 그에 따라 효소도 많이 있는것을 볼 수 있습니다.

 

양파를 자르면 세포가 파괴되고, 세포안의 효소가 나와 이소알리신이 형성되어 매운맛을 형성합니다.
위 그림에서는 vacuole ALL, 세포질 알리나제가 이 역할을 합니다. 

그럼 세포가 파괴되지 않으면 이소알리신이 형성되지 않는 것인가 생각해볼 수 있으나 결론은 아니다라고 이번 결과에서 나왔습니다. 세포질에서도 알리나제가 있어 지속적으로 이소알리신을 형성해 스스로를 보호하는 역할을 합니다.

 

정리하자면 

• 세포질 알리나제는 손상 없이 이소알리신을 생성.
• 액포 알리나제는 조직 손상 시 이소알리신 생산을 증가.

Q. 양파엔 항산화 작용이 있는데, 이게 이소알리신과 연관이 있나요?

네, 그렇습니다. 양파의 섭취에는 생물학적 스트레스 방어, 라이코펜과 같이 활성산소 낮추기, 체내의 효소 활성으로 발암물질 제거하는 항암효과 등 건강상 이점이 있습니다. 이는 이소알리신의 작용으로 봐도 됩니다.

 

Q. 양파를 썰 때 눈이 따가워 지고 눈물이 나는건 원리가 어떻게 되나요?

잠깐 나왔으나 눈물을 나게 하는 LF에 대해 보셨을겁니다. 알리나제 효소와 LFS가 반응하면 LF, 다른 말로 프로페닐스르펜산을 형성하는데 이는 휘발성 물질입니다. 이 물질이 공기 중으로 퍼져 눈으로 들어가면 눈의 점막을 자극해 따가움과 눈물을 만듭니다. 

 

Q. 양파의 매운맛을 없애려면 어떻게 하면 되나요?

찬물에 넣는 것이 효과가 있습니다. 반으로 잘라 물에 넣어두는 것 또는 물 속에서 자르는 것이 효과가 있습니다.

찬물은 양파 속 효소(알리이네이스)의 활성을 낮추어 황화합물이 생성되는 속도를 줄입니다. 효소가 덜 활성화되면 자극 물질의 생성량도 감소합니다. 물에 담구면 프로파네티올-S-옥사이드(LF, 프로페닐스르펜산)가 물에 녹아 공기중으로 확산되는 것을 막아줍니다. 이와 같은 원리로 양파를 냉장고에 차갑해 해서 썰면 매운맛이 적어질 수 있습니다. 이런 것도 안되면 고글끼고 양파를 썰어야지요... ㅎㅎ

 

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신기한게 이 결과가 한국 농촌진흥청에서 세계 최초로 발견한 결과라고 합니다. 논문은 작년 2024년 12월 11일에 ‘프론티어스 인 플랜트 사이언스’(Frontiers in Plant Science·IF 5.6)에 기재되어 있고 자유롭게 다운받아 볼 수 있습니다. 

 

출처

1. "양파 보기만해도 눈물 나"…매운맛 원인, 韓연구진이 밝혀냈다 

"양파 보기만해도 눈물 나"…매운맛 원인, 韓연구진이 밝혀냈다

 

2. "Understanding the defense mechanism of Allium plants through the onion isoallicin-omics study", Cho Heejung , Park Ji Yeon , Kim Duck Hyun , Han JiWon , Natesan Karthi , Choi Min-Seon , Lee Seon-Kyeong , Kim Jiseon , Cho Kun , Ahn Byoung Ohg , Frontiers in Plant Science volume 15, 2024