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향기에 담긴 다양한 화합물 조합! 향기로운 화학 이야기

2016년 12월 22일

 LG화학 대학생 에디터 4기 황호정 PEN NAME: 호이 / 24, 화학 쉽고 재미있는 화학속으로 호이호잇

때로는 ‘맛’ 에 영향을 주기도하고, 때로는 ‘첫 인상’ 에 영향을 주기도하는 ‘향’은 무엇으로 어떻게 만들어질까요? 과자, 음료수에서부터 화장품, 향수까지 절대 빼놓을 수 없는 다양한 ‘향’ 속에 화학이 숨어있다는 사실! 오늘은 우리가 가장 쉽게, 또 많이 접하고 있는 향 네 가지를 대표적으로 소개해드릴게요. 그 달콤하고 향기로운 화학 이야기 한 번 들어보실래요?


달콤한 향을 느끼고 싶을 때, 바닐라향

첫 번째 화합물은 이름만으로 충분히 알 수 있는 바닐린(Vanillin) 입니다. 바닐린(vanillin)은 1857년, M. Gobley가 과일 바닐라콩(vanilla bean)으로부터 알코올 추출을 통해 바늘모양의 결정을 얻어내고 ‘바닐린’이라 명명한 물질로 방향족 알데하이드의 일종입니다. 향이 나는 방향족의 특성 중에서도 바닐라 향이 나는 이 물질은 바닐라열매와 향기에 천연상태로 존재하는 단일 착향료로 유기용매에 잘 녹고 고체에서 기체로 즉시 변화하는 승화성이 있습니다.

바닐라 꽃과 화학원소 모형도

구조식ⓒwikimedia.org

그러나 건조발효한 바닐라콩에 존재하는 천연 바닐린을 얻을 수 있는 자연적인 바닐라 추출액이 많지가 않아 바닐린 생산이 수요에 비해 절대적으로 부족해지자 대량 생산이 가능한 합성바닐린에 대한 관심이 지속적으로 증가했습니다. 2001년에 이르러서는 천연 바닐린 생산량은 약 1,800t에 불과한데 비해 바닐린에 대한 시장 연간 수요는 12,000t 까지 도달, 이에 따라 나머지는 화학 합성에 의해 생산된 바닐린으로 대신하게 되었습니다. 합성 바닐린은 단맛이 나지는 않으나 달콤함을 가미해주는 바닐라 향의 원료로 주로 초콜릿, 아이스크림, 케이크 등에 가장 많이 쓰이고 있습니다.

바닐린과 유사한 구조를 가지며 바닐라 향을 갖는 또 다른 화합물의 예로는 에틸바닐린이 있습니다. 에틸바닐린 역시 방향족 알데하이드류에 속하는 착향료로 바닐린과 구조가 유사한 인공 화학물질입니다. 에틸바닐린은 바닐린의 3~4배의 향기를 내지만 햇빛에 의해 변화되고 공기 중에서 산화가 일어나기 때문에 1일 허용 섭취량을 준수하는 선에서 음료, 초콜릿, 껌 등에 착향 목적으로만 사용이 가능합니다.

새콤달콤한 향을 맡고 싶다면, 딸기향

두 번째로 소개 해드릴 향은 인기 많은 ‘딸기향’ 입니다. 딸기향을 내는 성분은 약 200여 가지 정도 되는 데, 대표적인 화합물로는 스트로베리 알데하이드(Strawberry aldehyde), 퓨라네올(Furaneol) 등이 있습니다. 그중에서도 이번에 소개해드릴 딸기향 성분은 ‘스트로베리 알데하이드’입니다.

딸기와 화학원소 모형도

구조식ⓒwikimedia.org

스트로베리 알데하이드는 강한 딸기 방향을 갖는 무색의 점성도가 높은 액체로 향료계에서는 C16-알데하이드라고도 불립니다. 구조식을 보면 역시 방향족 고리를 포함하고 있습니다. 향수, 비누, 세제, 의약품부터 립스틱 향료까지 가장 많이 그리고 다양하게 사용되는 향입니다. 그리고 신기하게도 딸기향이 꽃향기를 내는 데에도 사용됩니다. 미량이지만 장미, 히아신스, 아카시아, 시클라멘 등의 조합에 절대로 필요한 것이 딸기향이라고합니다.

고급스러운 향을 원한다면, 장미향

장미와 화학원소 모형도

구조식ⓒwikimedia.org

이번엔 과일향이 아닌 꽃향을 소개해드릴까 합니다. β-Phenylethyl Alcohol은 자연에서 광범위하게 발생되는 것으로, 다양한 에센셜 오일에서 발견되는 부드러운 장미 방향을 갖는 무색의 액체입니다. 이 물질의 구조식도 육각형의 벤젠 고리를 지니는 방향족성 물질입니다.

이 물질은 장미유의 주성분으로 약 75% 정도를 차지합니다. 사실 β-phenylethyl Alcohol은 카네이션, 히아신스, 일랑일랑 등의 다른 꽃 향도 낼 수 있지만, 장미계 향료의 기초가 되기 때문에 주로 장미향을 내는 데에 쓰입니다. 익히 알다시피 장미향은 향수 또는 장미계 화장수에 많이 사용됩니다. 그 밖의 용도로는 담배 첨가제로도 사용되고 향균성을 갖고 있어 비누와 방부제로도 사용됩니다.

이국적인 느낌을 연출하고 싶다면, 자스민향

자스민와 화학원소 모형도

구조식ⓒwikimedia.org

마지막으로 보여드릴 것은 자스민 향을 내는 물질입니다. 바로 Benzyl Acetate 인데 이 방향족성 물질은 자스민 뿐만아니라 히아신스, 가데니아의 화정유, 일랑일랑유 속에 존재합니다. 재미있는 사실은 꽃향기를 내는 이 성분이 사과, 복숭아, 딸기, 배 같은 과일에도 존재한다는 점입니다. 하지만 이 물질 또한 에틸바닐린과 마찬가지로 착향 목적 외에는 사용해서는 안됩니다. 허용 섭취량을 준수해야하며 밀봉용기에 담아 냉암소에 보관해야 하는 물질입니다. 기본적으로 착향료로써는 베이커리나 청량음료에 이용되지만 도료 용제, 광택제, 잉크의 용매 등으로도 사용되는 아주 쓰임이 다양한 물질입니다. 지금까지 향을 살펴보면서 알 수 있는 것은 한 가지 물질이 한 가지 향만 내는 것이 아니라 딸기향을 내는 물질이 다른 여러 꽃 향기도 낼 수 있고 반대로 자스민 향을 내는 물질은 사과향, 배 향 등 과일향도 낼 수 있다는 것을 보았습니다. 이러한 방향족성 물질이 그 조합에 따라 얼마나 다양한 향을 낼 수 있는지 실감이 나시나요?


세상에 존재하는 수많은 향기는 위와 같은 다양한 화합물의 조합을 통해 만들어집니다. 서로 다른 구조를 가지는 물질이 하나의 향을 내기도하고 또는 조합에 따라 비슷한 계열의 또다른 향을 내기도합니다. 향수는 제품의 특성 상 어떤 향인지 명시되어 있지만 화장품이나 식료품 등에는 화학명으로 표기되곤 합니다. 그래서 화학명에 따른 구조와 특성을 아는 것은 그 성분이 어떤 향을 내는지 알기 위한 필수 과정이지요. 이번 포스팅을 통해 화학명에 따라 향을 구성하는 화학구조를 파악하고, 이로부터 대략적인 향을 알아보는 데 조금이나마 도움이 되었으면 합니다.

 

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