뉴트리노의 생활 과학 6- 맛과 향 ①

맛과 향은 무엇일까요. 인간은 어떤 먹거리를 맛있고 향기롭다고 느낄까요. 미각과 후각은 어떤 경로를 통해서 전달될까요. 지금부터 맛에 대해 두 차례, 향에 관해 한 차례, 모두 세 차례에 걸쳐 맛과 향의 비밀을 알아봅니다. 인간의 오감(五感) 중에서 맛과 향은 화학 감각입니다. 보고 듣고 쓰다듬는 시각, 청각, 촉각은 전기 또는 물리적 감각이지만 미각과 후각은 분자의 화학적 종류와 농도를 감지하는 센서입니다.

우선 과학이 인정하는 미각, 즉 혀로 느끼는 맛은 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 그리고 감칠맛의 오미(五味)입니다. 원래 4가지 맛이었는데 일본 과학자들이 글루탐산의 감칠맛을 발견하고 이 연구결과가 국제적으로 공식 인정되면서 5가지 맛으로 늘어났습니다. 한국인이 좋아하는 매운맛은 혀의 미각 수용체가 아니라 온도 수용체에서 느끼는 뜨거움입니다. 흔히 아픈 맛이라 표현하기도 하는데 통각은 별도의 감각 통로가 있어 ‘맵다=뜨겁다’가 정확합니다. 매운 고추를 먹으면 열이 나고 땀을 흘리는 것은 신체가 매운맛을 뜨거움으로 착각하기 때문입니다.

오미 중에서 단맛과 짠맛, 감칠맛은 인체가 선호하는 맛입니다. 달콤한 분자인 포도당은 몸과 마음을 움직이는 에너지원, 달리 말하면 원유나 장작이죠. 세포에서 포도당을 분해하면 ATP라는 연료가 됩니다. 우리가 뇌세포로 생각을 하거나 신체의 세포들로 이뤄진 손발을 움직일 때 ATP를 태워 에너지를 얻어야 합니다. 그래서 사람은 본능적으로 단맛을 좋아합니다. 이에 비해 짭짤한 광물질, 소금은 연료가 아니고 몸과 마음을 원활하게 작동시키는 윤활유 또는 촉매에 해당합니다. 소금의 주성분인 나트륨과 염소는 세포막 안팎을 들락거리면서 전기(활동전위)를 흐르게 하거나 몸속 물의 양을 조절하죠. 뇌세포에 나트륨이 부족하면 신경의 전기 전달이 제대로 이뤄지지 않아 뇌와 몸의 통신망이 정상적으로 가동되지 않습니다. 소금은 또 삼투압 작용을 통해 세포의 수분을 적정하게 유지(체액균형)하고 염소 소독도 합니다. 미네랄은 몸 안에서 생산되지 않으므로 외부에서 필수적으로 섭취해야 합니다. 그래서 사람뿐 아니라 동물도 강력한 소금 선호 성향을 타고나는 겁니다. 감칠맛 역시 몸을 만드는 벽돌인 단백질의 분해 성분(20종의 아미노산), 특히 글루탐산이 주는 쾌감입니다. 뼈와 살을 새로 자라게 하고 몸속 호르몬, 신경전달물질, 효소를 생산하는 재료가 단백질이고 그 맛이 감칠맛이니 사람이 자연스레 찾게 되는 것도 당연하겠죠?



이 세 가지 맛과 반대로 신맛과 쓴맛은 인체가 싫어하는 맛입니다. 야생의 먹거리 중에서 못 먹는 재료, 독이 들어있는 동식물, 부패한 음식을 가려내 먹지 않기 위해 혀가 발달시킨 일종의 방어막인 것이죠. 동식물이 썩으면, 다시 말해 산소와 결합해 산화되면 대부분 부산물로 산성 성분의 유기산을 만듭니다. 화학적으로 수소이온농도(pH) 7인 물을 기준으로 이보다 낮으면 산성, 높으면 알칼리성으로 분류합니다. 산성 부패물에서 시큼한 향과 맛이 나면 사람은 그 먹거리가 1차적으로 썩었다고 판단합니다. 이와 비슷하지만 쓴맛은 독을 사전에 감지하는 감각입니다. 못 움직이는 식물이 자신을 방어하기 위해 만드는 질소 화합물(알칼로이드)은 동물이 피해야 할 천연 독약입니다. 니코틴, 모르핀 같은 것들입니다. 쓴 향과 맛이 나면 1차적으로 독이 있는 먹거리로 인식합니다. 독을 가려내는 기능이 얼마나 중요한지 총 30종의 미각 수용체 중 25개가 쓴맛 수용체입니다. 이처럼 신맛과 쓴맛을 내는 재료는 원래 먹지 말아야 할 금기 음식입니다.

하지만 중세 시대 독성학의 대가 파라켈수스는 “세상의 모든 외부 물질은 모두 독이다. 다만 그 분량이 문제일 뿐”이라고 말했습니다. 가령, 인체에 필수적인 설탕과 소금도 과다 섭취를 하는 순간 독으로 변해 우리 몸의 면역체계를 공격합니다. 당뇨와 고혈압은 그렇게 생기는 것입니다. 적절한 분량, 중용의 미덕은 모든 맛의 세계에서 통하는 법칙입니다. 나중에 다시 이야기하겠지만 신맛과 쓴맛은 먹는데 학습과 훈련이 필요한 어른 입맛이기도 합니다. 신맛과 쓴맛은 적정한 양과 타이밍에 맞추어 잘 쓰면 오히려 입맛을 돋우어 줍니다. 단맛과 짠맛은 가르쳐주지 않아도 아기 때부터 본능적으로 찾아 먹습니다. 몸에 안 좋다고 알려진 콜레스테롤, 카페인 등도 적절하게 활용하면 약이 되지만 과다한 남용은 독으로 변하는 법입니다.

다음은 향입니다. 맛을 느끼는 미각의 종류는 5개밖에 되지 않는 데 비해 냄새를 맡는 후각의 종류는 엄청나게 많습니다. 후각 수용체만 400여 가지입니다. 시각 수용체는 3가지, 촉각 수용체도 4가지, 미각 수용체 역시 30가지 밖에 안되는 데 비해 훨씬 다양하죠. 게다가 조합의 비율에 따라 수만 가지 향으로 나뉩니다. 향은 맛과도 밀접한 관계를 갖고 있습니다. 감기로 냄새를 못 맡으면 음식 맛을 느끼지 못하죠? 맛의 섬세함과 다양성은 다분히 향에 의한 것입니다.



향이란 아주 작은 휘발성 분자로, 약 40만 종이 있다고 알려져 있습니다. 세포에는 이 분자들을 포착하는 냄새 센서가 있습니다. GPCR(G-protein coupled receptor)이란 후각 수용체 단백질이 그것입니다. 마치 자물쇠와 열쇠처럼 GPCR은 외부의 냄새 분자와 결합해 세포의 이온채널을 열고 닫으며 냄새를 맡았다는 전기 신호를 뇌로 보냅니다. 후각은 다섯 가지 감각 중 유일하게 뇌로 직접 전달되는 감각입니다. 다른 4가지 감각은 수용체로 접수된 후 뇌 속 시상(視床)이란 중계소를 거쳐 뇌의 해당 부위로 분배되지만 냄새는 코에서 가까운 대뇌변연계로 곧장 갑니다. 대뇌변연계는 해마, 편도체 등 기억·학습·감정을 담당하는 ‘과거의 뇌’입니다. 그래서 냄새는 강한 느낌과 강렬한 인상을 남깁니다. 아마 아주 옛날에 시각보다 더 감지되는 후각을 신속하게 정보 처리하기 위해 만든 원시적인 경로가 아닌가 과학자들은 해석하고 있습니다.

맛과 향은 뇌의 기억입니다. 경험과 맥락에 따라 변합니다. 절대적으로 좋은 맛과 향이란 사실상 없다고 봐야 합니다. 뇌가 “좋다, 유익하다”고 판정한 것이 좋은 맛과 향으로 기억됩니다. ‘좋은, 나쁜’ 같은 가치 판단의 기준이 아니라는 거죠. 뇌는 생존에 도움되는 맛과 향의 감각 기억을 ‘좋다’고 저장해 놓지만 학습과 필요에 의해 끊임없이 이 정보를 수정해나갑니다. 세상에 영원한 것은 없다는 이야기입니다. 못 먹던 음식을 먹게 되기도 하고 향기롭다고 여기던 냄새에 질리기도 하는 게 인간의 복잡성입니다.

노성열 기자 nosr@munhwa.com
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