자른 사과는 왜 갈색으로 변할까?

자른 사과는 세포가 손상되면서 폴리페놀 산화효소가 사과 속 폴리페놀과 접촉하고, 공기 중 산소가 이 반응에 쓰여 갈색으로 변합니다. 효소는 반응을 빠르게 합니다. 우리가 보는 갈색은 반응을 거쳐 새로 생긴 물질의 색입니다.

맨 위 그림은 단면의 색 차이를 보여 주는 설명용 생성 삽화입니다.

칼이 지나간 자리에선 무엇이 달라질까요?

온전한 사과 과육에서는 폴리페놀 산화효소(PPO)와 그 효소가 작용하는 일부 폴리페놀이 세포 안의 서로 다른 공간에 있습니다. 사과를 자르면 단면의 세포가 터지면서 이 구분이 무너집니다. 떨어져 있던 효소와 폴리페놀이 만나고, 드러난 단면으로 공기 중 산소가 들어옵니다. 사과 과육 갈변 연구, PLOS ONE

효소는 산소를 이용해 일부 폴리페놀이 퀴논이라는 물질로 바뀌는 반응을 촉진합니다. 퀴논은 이어 서로 결합하거나 주변 물질과 반응해 갈색을 띠는 물질을 만듭니다. 자른 직후와 잠시 뒤의 색이 다른 것은 이 물질이 생겨 쌓이는 데 시간이 걸리기 때문입니다. 같은 시간 동안 공기에 닿아도 품종과 조건에 따라 갈변 속도는 달라질 수 있습니다.

레몬즙을 바르면 왜 색 변화가 늦어질까요?

레몬즙처럼 산성인 액체는 사과 단면의 pH를 낮춥니다. 이런 산성 조건에서는 효소의 활성이 낮아져 갈변이 늦어질 수 있습니다. 미국화학회의 사과 갈변 설명, PDF 5쪽

비타민 C는 이미 생긴 퀴논을 원래의 폴리페놀 형태로 되돌립니다. 이를 환원이라고 합니다. 그 과정에서 비타민 C가 소모되므로 시간이 지나 다시 갈색이 나타날 수 있습니다. 사과 조각의 색 변화와 효소 활성 연구, Foods 원문 PDF

차이를 보고 싶다면 같은 사과에서 비슷한 두께의 조각 두 개를 잘라 같은 곳에 두고, 한쪽 단면에만 레몬즙을 바른 뒤 같은 시점에 색을 비교해 보세요. 레몬즙을 바른 쪽의 색 변화가 더 느리다면 그 조건에서 레몬즙이 갈변을 늦췄다고 볼 수 있습니다. 이 비교만으로는 산도와 비타민 C가 각각 얼마나 영향을 주었는지 알 수 없습니다.