[박철원칼럼] 세정제로 과일 세정시 생기는 피막 정체는?

오늘은 간단한 실험을 하겠습니다. 간단하게 했는데 이해를 돕기 위해 자세하게 실험결과를 토론하다 보니 좀 길어졌습니다. 찬찬히 읽어 보시면 이해가 쉬우리라 생각합니다.

제 주변분들이 요즘 산화칼슘 관련 과일/채소 세정제를 사용하고 계시는군요. 제품명 또는 제품 주요성분에 칼슘이라고 하는 단어가 포함된 모든 것은 바로 이 산화칼슘이 아닌가 판단됩니다.
  
산화칼슘은 조개껍질 등을 구워 만듭니다. 예로 통영 굴껍질 또는 조가비껍질을 포함해 모든 종류의 조개껍질이 포함되며 주성분은 탄산칼슘이죠. 여기에 산호초 또는 석회석도 포함됩니다. 이 탄산칼슘을 고온에서 구우면 이산화탄소가 날아가고 산화칼슘만 남게 되죠. 화학식으로 표현한다면 아래와 같습니다.


이 산화칼슘을 곱게 가루를 만들죠. 그래서 과일/채소 세정제로 사용합니다. 물과 섞으면 아래와 같은 화학반응이 형성되고, 즉, 수산화칼슘이 형성되고 이온화됩니다. 즉, 칼슘이온과 알칼리성을 구현하는 수산기로 분리(해리)됩니다. 그래서 마지막 바로 저 수산기에 의해 과일 채소 등을 세정할 수 있습니다. 이것이 바로 산화칼슘으로 과일 채소 등을 세정할 수 있는 원리입니다.


이 세정제로 과일/채소를 세정하실 경우, 아주 특이한 현상을 관찰하신다고 하는군요. 물 표면에 기름 또는 이물질 등이 뜨는 것 같은 현상을 관찰한다고 하시는군요. 그래서 효과가 좋은 것으로 판단하시는 것 같습니다. 그래서 오늘은 이 피막의 정체가 무엇인지에 대해 간단하게 실험을 하고자합니다.
  
우선 방울토마토에 물만 부을 경우, 아래 사진에서 보는 바와 같이, 아무것도 일어나지 않습니다. 물도 투명하고 색깔도 없습니다.


그런데 방울토마토에 산화칼슘을 녹여 첨가하면 물 색깔이 변하고 또 현탁액처럼 보이는군요. 또 무엇인가가 뜨기 시작하는군요. 색이야 토마토 색깔 성분이 알칼리성 산도에 의해 형성되는 것 같구요. 현탁액 현상이야 산화칼슘이 완전히 녹지 않아서 그런 것 같구요. 그리고 물 표면에 피막을 형성하여 뜨는 것에 대해서는 기름이 뜨는 것 같기도 하고 또는 방울토마토가 세정되어 과일 이물질들이 뜨는 것 같기도 하구요. 매우 신기합니다.



그런데 이런 현상은 방울토마토 없이도 형성됩니다. 물만 있을 경우에도 막이 형성되죠. 


그렇다면 피막 구성물질은 방울토마토를 세정해서 나오는 이물질이 아니라는 의미이겠죠. 그럼 그것이 무엇인가 생각해 보았는데 산화칼슘이 물과 반응해 수산화칼슘이 되고, 다시 이것은 칼슘이온과 수산기로 분리(해리)되어야 하는데 분리되지 않아, 즉 완전히 녹지 않아 뿌옇게 보이고 또 그것이 알칼리성에 의해 물위에서 막을 형성할 수 있을 가능성이 있군요. 그래서 그렇다면 이 가설을 어떻게 증명할 수 있을까요? 이 문제를 해결하기 위해 앞에서 보여 드린 화학식을 다시 보겠습니다.


 즉, 그러니까 녹지 않은 것, 즉 분리(해리)되지 않은 것은 위쪽이고 분리된다면 아래쪽으로 화학반응이 이동하겠군요. 그래서 화학반응을 완전히 아래쪽으로 이동시킨다면 위쪽의 산화칼슘(수산화칼슘)이 완전히 없어지겠죠. 그래서 저희 블로그 가설이 옳다면 물 위에 형성된 막이 사라지겠군요. 그래서 이런 경우, 화학반응을 아래쪽으로 이동시키기 위해 구연산과 같은 산(acid)을 첨가하면 됩니다. 그러면 아래쪽 수산기가 중화되고 당연히 화학반응이 아래쪽으로 이동하죠. 나중에는 화학반응 초기물질, 그러니까 산화칼슘(수산화칼슘)이 완전히 고갈되겠죠. 그래서 우선 방울토마토가 없는 산화칼슘 용액에 구연산을 첨가하니, 아래 사진에서 보는 바와 같이, 피막이 없어짐을 관찰할 수 있군요.


또 방울토마토가 있는 산화칼슘 용액에 구연산을 첨가해 보았습니다. 그 결과, 여기서도, 아래 사진에서 보는 바와 같이, 물 표면의 피막이 완전히 사라지게 됨을 관찰할 수 있습니다. 색도 사라지고 현탁액 현상도 사라져 버렸군요. 완전히 맹물, 즉 수도물에 담궈 놓은 듯 합니다.



구연산이 오일 등의 피막을 제거할 수 있는지를 관찰하기 위해 바로 위 실험한 곳에 참기름 또는 포도씨 식용유 몇 방울을 떨어트렸습니다. 그런데, 아래 사진에서 보는 바와 같이, 이런 식용유는 물 위에서 피막이 형성되고 사라지지 않는 군요. 이 의미는 구연산 첨가로 사라진 피막이 오일 성분이 아니라는 의미이겠죠.


그래서 이 실험결과를 토대로 다음을 결론지을 수 있을 것 같습니다.
  
방울토마토를 세정할 때 사용되는 과일 세정제 산화칼슘은 수용액에서 피막을 형성한다. 그 피막은 세척된 방울토마토에서 나오는 물을 싫어하는 소수성인 왁스라든가 또는 이물질이 아니고 완전히 녹지 않은, 즉 완전히 분리(해리)되지 않은 산화칼슘(수산화칼슘)에 의해 피막이 형성되는 것뿐이다. 단순한 산도 변화로 그 피막이 완전히 사라지기 때문이다.  

PS: 산화칼슘 과채 세정제로 물 위의 지저분한 피막을 관찰하시는데, 이는 세정된 과일로 부터 나오는 이물질이 아닐 수 있음을 간단한 실험을 통해 알아보았습니다. 세정된 과일로부터 나오는 이물질이 아니라 용해되지 않은 산화칼슘(수산화칼슘)이 물 표면에 막을 형성한 것이라 보시면 될 것 같군요. 그렇다면 그 피막이 세정된 과일로부터 나오는 이물질이라 주장한다면 그것을 증명할 수 있는 실험이 필요해 보입니다.

▶ 박철원 박사 유해성분 교실(http://blog.naver.com/science815)에서도 보실 수 있습니다.

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