[19～21] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.
견과류와 같이 지방질을 많이 함유하고 있는 식품을 장기간 저장하다 보면 불쾌한 냄새가 나기도 한다. 이는 대개 산패로 인해 발생한다. 산패는 저장 중인 식품에서 비정상적인 맛과 냄새가 나는 현상을 말한다. 지방질이 공기에 장시간 노출되어 열, 빛 등의 영향을 받으면 산화 작용이 ⓐ일어나 산패에 이르게 된다. 이러한 산패는 지방질을 구성하는 성분의 구조와 관련이 있다.
일반적으로 지방질은 사슬 모양을 ⓑ이루고 있으며 지방질 한 분자에는 글리세롤 한 분자와 지방산 세 분자가 결합되어 있다. 지방산은 탄소끼리의 결합을 중심으로 탄소와 수소, 탄소와 산소의 결합을 포함한 사슬 구조로 이루어져 있으며 글리세롤과 결합된 탄소를 제외한 모든 탄소는 수소와 결합되어 있다. 지방산에서 탄소끼리의 결합은 대부분 단일결합인데 이중결합인 경우도 있다. 이중결합이 없으면 포화 지방산, 한 개 이상의 이중결합이 있으면 불포화 지방산이라고 한다. 오메가-3 지방산이나 오메가-6 지방산은 대표적인 불포화 지방산이다. 산화 작용에 의한 산패는 불포화 지방산이 결합된 지방질에서 일어나며, 이중결합의 수가 많을수록 잘 일어난다. 글리세롤은 지방질의 산패에 큰 영향을 ⓒ주지 않는다.
예를 들어 글리세롤에 오메가-6 지방산만이 결합되어 있는 ㉠A 지방질이 있다고 하자. A 지방질의 오메가-6 지방산 사슬에 있는 탄소에서 산화 작용이 일어나 산패에 이르게 되는데, 이 과정에서 중요한 역할을 하는 것이 라디칼 분자들이다. 대부분의 분자들은 짝수의 전자를 가지는데, 외부 에너지의 영향으로 홀수의 전자를 갖는 분자로 변화되기도 한다. 이 변화된 분자를 라디칼 분자라고 한다. 일반적으로 라디칼 분자는 에너지가 높고 불안정하여 주위 분자들과 쉽게 반응하는데, 이러한 반응 과정을 거치면 에너지가 낮고 안정적인 비(非)라디칼 분자로 변화한다.
A 지방질의 이중결합 바로 옆에 있는 탄소가 열이나 빛의 영향을 ⓓ받으면, A 지방질 분자가 에너지가 높고 불안정한 알릴 라디칼로 변화한다. 알릴 라디칼은 산소와 결합하여 퍼옥시 라디칼로 변화한다. 퍼옥시 라디칼은 주위에 있는 다른 오메가-6 지방산 사슬과 반응하여 새로운 알릴 라디칼을 만들고, 자신은 비(非)라디칼 분자인 하이드로퍼옥사이드로 변화한다. 새로 생성된 알릴 라디칼은 다시 산소와 결합하여 퍼옥시 라디칼이 되면서 위의 연쇄 반응이 반복된다. 이로 인해 하이드 로퍼옥사이드가 계속 생성되고, 생성된 하이드로퍼옥사이드는 분해되어 알코올, 알데히드 등의 화합물로 변화한다. 이 화합물들이 비정상적인 냄새를 나게 하는 주원인이다.
A 지방질에서 산패가 발생하는 것을 지연시키는 방법에는 산화방지제를 첨가하는 것이 있다. 산화방지제는 라디칼 분자에 전자를 주어 짝수 전자를 갖게 하여 다른 분자들과 쉽게 반응하지 않도록 한다. 예를 들어 식물에 ⓔ들어 있는 천연 산화방지제인 비타민 E는 퍼옥시 라디칼을 안정화시켜 오메가-6 지방산 사슬이 알릴 라디칼로 만들어지는 과정을 방해한다. 이 밖에도 산패로 진행되는 데 영향을 주는 요인들의 작용을 억제하는 방법에는 여러 가지가 있다.
19. 윗글의 내용과 일치하는 것은?
① 오메가-3 지방산에는 이중결합 구조가 없다.
② 지방산에서 글리세롤과 결합된 탄소는 수소와 결합되어 있다.
③ 포화 지방산 사슬에 이중결합의 수가 많을수록 산패가 더 잘 일어난다.
④ 불포화 지방산 사슬에 있는 탄소에서 일어난 산화 작용이 산패로 이어진다.
⑤ 지방질은 지방산 한 분자에 글리세롤 세 분자가 결합되어 있는 구조를 갖는다.
20. ㉠이 산패에 이르는 과정에 대한 이해로 적절하지 않은 것은?[3점]
① A 지방질 분자가 홀수의 전자를 갖는 라디칼로 변화하는 현상이 나타난다.
② A 지방질에서 알코올은 하이드로퍼옥사이드의 분해 과정을 거쳐 만들어진다.
③ A 지방질에서 변화한 알릴 라디칼은 A 지방질 분자보다 에너지가 낮아서 산소와 쉽게 결합한다.
④ A 지방질에서 하이드로퍼옥사이드가 분해되어 생성된 알데히드는 비정상적인 냄새를 나게 한다.
⑤ A 지방질에서 생성된 퍼옥시 라디칼은 새로운 알릴 라디칼을 만들고 하이드로퍼옥사이드가 된다.
21. 윗글의 ⓐ～ⓔ와 같은 의미로 사용되지 않은 것은?
ⓛ ⓐ : 지진이 일어나 피해를 주었다.
② ⓑ : 유리창에 빗방울이 무늬를 이루고 있다.
③ ⓒ : 태풍은 우리나라에 피해를 주지 않았다.
④ ⓓ : 차가 난간을 받으면 안 되니까 조심해라.
⑤ ⓔ : 이 물질에는 염화마그네슘이 많이 들어 있다.
19. ④ 20. ③ 21. ④
[19~21] 과학, ‘산화 작용에 의한 지방질의 산패’
지문해설 : 이 글은 지방질을 구성하는 성분의 구조와 관련하여 산패의 과정과 그 지연 방법에 대해 설명하고 있다. 산패란 저장 중인 식품에서 비정상적인 맛과 냄새가 나는 현상을 말하는데, 이는 지방질 구성 성분의 구조와 관련이 있다. 일반적으로 지방질은 글리세롤 한 분자와 지방산 세 분자가 결합되어 있다. 지방산에 있는 탄소 간 결합이 단일결합이면 포화 지방산, 이중결합이면 불포화 지방산이다. 글리세롤에 오메가-6 지방산만이 결합되어 있는 A 지방질이 있다고 했을 때, A 지방질의 이중결합 바로 옆의 탄소가 외부 에너지인 열이나 빛의 영향을 받으면 에너지가 높고 불안정한 알릴 라디칼로 변한다. 알릴 라디칼은 산소와 결합하여 퍼옥시 라디칼로 변한다. 퍼옥시 라디칼은 주변의 지방산과 반응하여 새로운 알릴 라디칼을 만들고 그 자신은 하이 드로퍼옥사이드로 변한다. 이러한 연쇄 반응으로 계속 생성되는 하이드로퍼옥사이드가 분해되면서 알코올, 알데히드 등의 화합물로 변화하는데, 여기에서 비정상적인 냄새가 난다. 이러한 산패를 지연하기 위한 방법으로 라디칼 분자가 다른 분자와 쉽게 반응하지 못하도록 산화방지제를 첨가하는 경우가 있다.
[주제] 산화 작용에 의한 지방질의 산패 과정과 그 지연 방법
19. 세부 정보 파악
정답해설 : 2문단을 볼 때, 오메가-6 지방산은 불포화 지방산이며 불포화 지방산에서 산화 작용에 의한 산패가 일어난다. 또한 3문단에서는 오메가-6 지방산 사슬에 있는 탄소에서 산화 작용이 일어나 산패에 이르게 된다고 말하고 있다. 따라서 불포화 지방산 사슬에 있는 탄소의 산화 작용은 산패를 일으키는 시작점인 셈이다. 정답 ④
[오답피하기] ① 2문단을 볼 때, 지방산에서 이중결합이 있으면 불포화 지방산이다. 오메가-3 지방산은 불포화 지방산이므로 이중결합이 있다. ② 2문단에서 글리세롤과 결합된 탄소를 제외한 모든 탄소는 수소와 결합되어 있다고 하였다. 그러므로 글리세롤과 결합된 탄소는 수소와 결합되어 있지 않음을 알 수 있다. ③ 2문단을 볼 때, 이중결합 구조는 포화 지방산이 아니라 불포화 지방산에 있다. ⑤ 2문단을 볼 때, 일반 적으로 지방질 구조는 글리세롤 한 분자와 지방산 세 분자가 결합되어 있다.
20. 세부 내용 추론
정답해설 : 3문단을 볼 때, A 지방질의 분자가 변화한 라디칼은 에너지가 높고 불안정하여 주위 분자들과 쉽게 반응한다. 따라서 A 지방질에서 변화한 알릴 라디칼은 그 자체로 에너지가 높고 불안정한 상태이기 때문에 주위의 산소와 결합하는 것이지, 자신이 속해 있는 A 지방질 분자보다 에너지가 낮아서 주위의 산소와 결합하는 것이 아니다. 정답 ③
[오답피하기] ① 3, 4 문단을 볼 때, A 지방질의 분자가 산패되는 과정에서 홀수의 전자를 가지는 라디칼로 변화하는 현상이 나타남을 알 수 있다. ② 4문단을 볼 때, A 지방질의 산패 과정에서 만들어진 알코올은 하이드로퍼옥사이드가 분해된 화합물 중 하나이다. ④ 4문단을 볼 때, A 지방질의 산패 과정에서 만들어진 하이로퍼옥사이드는 알코올, 알데히드 등의 화합물로 분해되는데, 이 화합물들이 비정상적인 냄새를 나게 하는 원인이다. ⑤ 4문단을 볼 때, A 지방질의 산패 과정에서 만들어진 퍼옥시 라디칼은 주위의 다른 오메가-6 지방산 사슬과 반응하여 새로운 알릴 라디칼을 만들고, 자신은 비라디칼 분자인 하이드로퍼옥사이드로 변화한다.
21. 어휘의 문맥적 의미 파악
정답해설 : ⓓ ‘받다’는 ‘빛, 볕, 열이나 바람 따위의 기운이 닿다.’라는 뜻을 가지고 있다. 그러나 ③ ‘차가 난간을 받으면 안 되니까 조심해라.’의 ‘받다’는 ‘머리나 뿔 따위로 세차게 부딪치다.’라는 뜻을 가진 말로 앞의 ‘받다’와는 다른 의미이다. 정답 ④
[오답피하기] ① ⓐ ‘일어나다’는 ‘자연이나 인간 따위에게 어떤 현상이 발생하다.’라는 뜻을 가진 말로, ‘지진이 일어나 피해를 주었다.’의 ‘일어나다’와 같은 의미로 사용되었다. ② ⓑ ‘이루다’는 ‘몇 가지 부분이나 요소들을 모아 일정한 성질이나 모양을 가진 존재가 되게 하다.’라는 뜻을 가진 말로, ‘유리창에 빗방울이 무늬를 이루고 있다.’의 ‘이루다’와 같은 의미로 사용되었다. ③ ⓒ ‘주다’는 ‘좋지 아니한 영향을 미치게 하다.’라는 뜻을 가진 말로, ‘태풍은 우리나라에게 피해를 주지 않았다.’의 ‘주다’와 같은 의미로 사용되었다. ⑤ ⓔ ‘들다’는 ‘안에 담기거나 그 일부를 이루다.’라는 뜻을 가진 말로, ‘이 물질에는 염화마그네슘이 많이 들어 있다.’의 ‘들다’와 같은 의미로 사용되었다.