도리토에 든 색소로 닭고기를 투명하게 만들기

AI 요약

타르트라진 용액에 닭가슴살을 담그면 조직이 얼마나 투명해질까요? 글쓴이는 생체 조직에 흡수 분자를 넣어 투명도를 높인 2024년 논문을 바탕으로, 집에서 구할 수 있는 재료와 장비로 실험을 재현했습니다. 타르트라진은 도리토 같은 과자에 들어가는 황색 식용 색소입니다. 다만 과자 가루를 닭고기에 뿌린 실험은 아니며, 색소를 물에 녹여 사용했습니다.

직접 진행한 실험

글쓴이는 타르트라진 2g과 물 18g을 섞어 약 0.19M 용액을 만들었습니다. 비교를 위해 물만 담은 대조군도 준비했고, 6g을 물 14g에 녹인 약 0.56M 용액도 시험했습니다. 색소 순도가 80% 이상이라 실제 농도에는 최대 약 15% 차이가 날 수 있다고 밝혔습니다.

닭가슴살을 용액에 6시간 담근 결과, 가장 진한 용액에서는 색소가 결정화돼 시료 표면이 딱딱하게 변했습니다. 0.19M 용액에 담근 닭고기는 젤리 같은 질감으로 보였지만, 처음에는 뚜렷하게 투명해지지 않았습니다. 이후 같은 농도의 용액과 물 대조군에 각각 닭고기를 넣고 실온에서 12시간 더 담갔습니다. 이때는 약한 반투명성이 보였고, 약 2mm 두께로 자른 시료에서는 밑에 둔 격자 일부가 비쳤습니다. 논문은 0.62M 용액과 40도, 기계식 셰이커를 사용했지만, 글쓴이는 안전하게 해당 조건을 재현할 방법과 장비가 없어 농도와 온도를 낮췄습니다.

조직은 왜 불투명한가

글쓴이는 불투명성의 원인을 빛의 흡수와 산란으로 나눕니다. 물질이 특정 파장의 빛을 흡수하면 반대편에서 온 빛이 눈에 도달하지 않습니다. 또 조직 속 섬유와 세포, 단백질, 지질은 서로 굴절률이 달라 빛의 방향을 바꿉니다. 여러 굴절률이 섞인 조직에서는 빛이 산란해 반대편의 상이 흐려집니다.

조직을 물을 바탕으로 단백질과 지질이 섞인 재료라고 보면, 물의 굴절률은 약 1.33이고 단백질과 지질이 많은 구조는 약 1.45입니다. 물의 굴절률을 조직 구성 성분에 가깝게 조정하면 경계에서 생기는 산란을 줄일 수 있다는 설명입니다. 다만 색소가 빛을 지나치게 흡수하면 투명도가 떨어지므로 굴절률을 높이면서 흡수는 낮게 유지해야 합니다.

타르트라진이 굴절률을 바꾸는 방식

글쓴이는 빛을 전자기파로 놓고, 물질 속 전자가 전기장에 반응해 움직이는 정도를 분극으로 설명합니다. 분극은 전기 감수율과 연결되며, 전기 감수율은 물질의 유전율에 영향을 줍니다. 유전율이 복소 굴절률과 연결되므로 용액에 타르트라진을 넣으면 굴절률과 흡수 특성이 함께 달라진다는 논리입니다. 설명에는 전자가 원자핵에 묶인 스프링처럼 움직인다고 보는 로렌츠 진동자 모형을 사용합니다.

타르트라진은 물속에서 425nm 부근의 빛을 흡수합니다. 글쓴이의 모형에서는 빨간빛의 진동수가 이 흡수 공명보다 낮아 실수부 굴절률이 올라가고, 흡수를 나타내는 허수부는 공명 부근에서 크게 나타납니다. 따라서 빨간빛에서는 물의 굴절률이 단백질과 지질 쪽에 가까워지면서 흡수는 비교적 작게 유지될 수 있다고 설명합니다. 글쓴이는 이 설명이 현재의 모형이며, 이론을 더 자세히 다룰 후속 글을 예고합니다.

적용 목적

생체 조직을 투명하게 만드는 기법은 살아 있는 동물의 형광 이미징을 쉽게 하는 데 쓰입니다. 글쓴이는 독립 연구자도 저렴한 장비로 내부 구조를 관찰할 수 있도록 하는 연구에 관심을 두고 있습니다. 이번 실험은 조직 전체를 완전히 투명하게 만든 결과가 아니라, 논문 조건보다 제한된 조건에서 얇은 시료의 반투명성을 확인한 사례입니다.

Hacker News 반응

• @mbStavola — 이런 투명한 도리토 치킨을 얻으려면 과학에 자금을 대야 합니다.
• @comrade1234 — 예전에 치토스 봉지에서 치토스 모양인데 코팅 가루만 뭉친 걸 발견했습니다. 정말 좋았지만, 그게 내 몸속에서 무슨 일을 했을지는 상상하기 어렵네요.
  • @poly2it — 이 색소가 살아 있는 조직에도 적용되고 효과가 지속되나요?
  • @swiftcoder — 지속되지는 않지만 살아 있는 조직에서 시험한 적은 있습니다.
• @waltbosz — 이 과학의 탄생 이야기를 상상해 봤는데, 도리토 맛 닭고기를 만들려다 양념 때문에 닭가슴살이 투명해졌다는 이야기가 제일 재미있겠네요.
  • @gus_massa — 부순 도리토가 아니라 흔한 식용 색소 타르트라진을 씁니다. 고기 내부 굴절률을 바꾸려면 색소가 많이 필요해서 선택한 겁니다.
  • @adrian_b — 척추동물의 혈액은 헤모글로빈 때문에 불투명하며 투명하게 만들 수 없습니다. 색소가 없는 조직은 굴절률 차이를 줄이는 방법으로 투명하게 만들 수 있습니다.
• @ricardobeat — 수비드 욕조를 쓰면 어떨까요? 고기가 완전히 흐물흐물해지기 전까지 72시간 정도 담글 수 있습니다.
  • @casualphysics — 글쓴이입니다. 좋은 생각이네요. 감사합니다.
• @dghughes — 이걸 먹으면 사람 몸에는 무슨 일이 생기나요? 도리토 큰 봉지를 먹으면 항문도 투명해지나요?
  • @gus_massa — 장내 세균이 타르트라진을 분해한다고 합니다. 글에서 설명한 효과에는 12시간 동안 약 5% 용액에 담글 정도의 높은 농도가 필요합니다.
• @JSR_FDED — 가볍고 잘 쓴 글이지만, 음식과 우리의 관계를 생각하면 조금 불편합니다. 도리토의 강한 화학적 성격과 살을 낯선 물질로 바꾸는 발상이 음식의 자연적 기원과 거리가 멉니다.
  • @casualphysics — 글쓴이입니다. 타르트라진의 독성에 대해서는 식품 안전 기준에 따라 안전하다고 표시된다는 점 외에 의견이 없습니다. 투명해지는 현상에는 신비하거나 유해한 화학 작용이 있는 게 아니라 물의 굴절률 변화가 있습니다.
• @bawana — 자당 용액도 같은 효과를 내나요?
  • @gus_massa — 굴절률을 찾아봤습니다. 설탕 용액은 농도 0%에서 80%까지 굴절률이 1.33에서 1.44 정도라 목표치보다 낮습니다. 80% 용액은 설탕도 아주 많이 들어갑니다.
• @_Microft — 시료 표면의 거칠기가 투명도를 낮추는 문제일 수도 있나요? 격자와 닭고기 사이, 닭고기 위에 물을 넣거나 물속에서 실험해 보세요. 얼린 뒤 자르면 표면을 더 매끈하게 만들 수도 있습니다.
• @Eridanus2 — 기름이 종이를 투명하게 만드는 것과 비슷한 원리인가요? 공기층을 채워 굴절률 차이에 따른 산란을 줄이는 건지 궁금합니다. 가볍게 물어보는 것이니 틀렸다면 누가 고쳐 주세요.

원문: Substack / 번역·요약: Trawling