스코빌 척도

1. 개요

스코빌 척도는 고추의 매운 정도를 나타내는 척도이다. 1912년 미국의 화학자 윌버 스코빌이 개발했으며, 캡사이신이 없는 단고추를 0으로, 캡사이신 농도에 따라 매운 정도를 측정한다. 초기에는 사람이 직접 맛을 보고 매운 정도를 측정했으나, 현재는 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 캡사이신 양을 측정하는 방법이 주로 사용된다. 스코빌 척도는 고추 품종뿐만 아니라 캡사이신과 같은 화학 물질의 매운 정도를 나타내는 데에도 사용되며, 페퍼 X와 같은 고추는 318만 SHU 이상으로, 레시니페라톡신과 같은 물질은 160억 SHU로 측정되기도 한다.

2. 역사

1912년 미국의 화학자 윌버 스코빌이 스코빌 척도를 개발하였다. 이 척도는 어떤 고추가 매운지를 판단하는 기준을 설정하기 위해 작성되었으며, 최초에는 사람이 직접 맛을 보는 방식으로 측정하였다. 단고추와 같이 캡사이신이 없는 고추는 0으로 정하고, 다른 고추는 물에 고추 추출물을 희석하여 다섯 명 정도의 인원이 매운 맛을 느낄 수 없을 때까지 희석했을 때의 비율로 값을 정했다.

2008년, 영국 옥스퍼드 대학교의 리차드 콤프톤 연구팀은 탄소 나노튜브를 이용하여 더 저렴하고 간단하게 캡사이신의 농도를 측정할 수 있는 방법을 개발하여 특허를 출원하였다.

2.1. 스코빌 척도의 개발

1912년 미국의 화학자 윌버 스코빌이 어떤 고추가 매운지를 판단할 수 있는 기준을 설정하기 위하여 스코빌 척도를 개발하였다. 최초 개발 시에는 사람이 직접 테스트를 하였다. 단고추와 같이 캡사이신이 없는 고추는 0이고, 그 외에는 물에 고추 추출물을 희석하여, 다섯 명 정도의 인원이 매운 맛을 느낄 수 없을 때까지 희석했을 때의 비율로 그 값을 정하였다.

2008년, 영국 옥스퍼드 대학교의 리차드 콤프톤 연구팀이 탄소 나노튜브를 이용하여 보다 저렴하고 간단하게 캡사이신의 농도를 측정할 수 있는 방법을 개발하여 특허를 출원하였다.

2.2. 과학적 측정 방법의 발전

1912년 미국의 화학자 윌버 스코빌은 고추의 매운 정도를 판단할 수 있는 기준을 설정하기 위해 스코빌 척도를 개발하였다. 초기에는 사람이 직접 맛을 보면서 테스트했다. 단고추처럼 캡사이신이 없는 고추는 0으로 설정하고, 다른 고추들은 물에 희석하여 다섯 명 정도의 사람이 매운 맛을 느끼지 못할 때까지의 희석 비율로 값을 정했다.

1980년대 이후, 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 캡사이시노이드 농도를 정량적으로 측정하고, 이를 스코빌 척도로 환산하는 방법이 사용되고 있다. HPLC 방법은 미국 향신료 무역 협회(ASTA)의 "매운맛 단위"를 사용하며, 건조된 고추 질량 1백만 부당 캡사이신 등가물 1부로 정의된다.

HPLC를 이용한 "매운맛 백만분율"(ppmH)은 다음 공식으로 계산한다.
$$\backslash text\{ppmH\}\; =\; \backslash frac\{\backslash text\{피크\; 면적\}(\{\backslash text\{캡사이신\})\}\; +\; 0.82\backslash cdot\; \backslash text\{피크\; 면적\}(\backslash text\{디하이드로캡사이신)\}\}\{\backslash text\{피크\; 면적\}(\backslash text\{표준물질))\}$$

피크 면적은 1ml의 아세토니트릴에 건조 시료를 넣어 HPLC로 측정한 값으로 계산한다. 캡사이신 1g을 표준 물질로 사용하여 계산을 보정하고, ppmH 값에 15를 곱하면 스코빌 척도(SHU)가 된다.

2008년에는 영국 옥스퍼드 대학교의 리차드 콤프톤 연구팀이 탄소 나노튜브를 이용하여 더 저렴하고 간단하게 캡사이신 농도를 측정하는 방법을 개발하여 특허를 출원했다.

하지만, 스코빌 척도는 재배 조건, 실험 방법의 불확실성, 수분 함량 등에 따라 결과가 달라질 수 있다는 점을 고려해야 한다.

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3. 측정 방법

초창기에는 여러 명(보통 5명)의 피험자가 매운맛을 느끼지 않을 때까지 고추 추출물을 설탕물에 희석하여 그 배율을 스코빌 지수로 사용했다. 이 방법으로 카프사이신을 거의 포함하지 않는 피망은 스코빌 지수가 0, 하바네로는 30만으로 평가되었다. 하지만 이 방법은 피험자의 주관에 의존한다는 문제가 있었다.

최근에는 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 카프사이신 양을 전기적으로 측정하는 방법(길레트법 등)이 개발되었다. 현재는 측정 기기를 이용한 방법이 주류를 이루지만, 스코빌 지수가 오랫동안 널리 사용되었기 때문에 기계로 측정한 캡사이신 양을 스코빌 지수로 환산하여 표기하는 방법이 일반적이다.

3.1. 스코빌 감각 검사 (Scoville Organoleptic Test)

스코빌 관능 검사에서는 말린 고추를 알코올에 녹여 매운 성분(캡사이시노이드)을 추출하고, 이를 설탕물에 희석한다. 훈련된 5명의 시험관에게 캡사이시노이드 농도를 점차 낮추면서 희석액에서 매운맛이 더 이상 느껴지지 않을 때까지 실험을 진행한다. 과반수(최소 3명)가 매운맛을 감지하지 못하면, 그 희석 비율을 기준으로 매운 정도를 100 SHU의 배수로 평가한다.

주관적 평가를 사용하는 다른 자료에서는 "매운맛 또는 캡사이시노이드 농도를 결정하는 데 사용되는 기존 방법은 시험관 패널을 사용하는 것입니다(스코빌 관능 검사법). ... 고추의 매운맛은 스코빌 매운맛 단위(SHU)로 측정됩니다. 이 측정값은 시험관 패널이 매운맛을 감지할 수 있는 고추 추출물의 최고 희석 비율입니다."라고 언급한다.

스코빌 관능 검사는 시험관의 미각과 구강 내 매운맛 수용체 수에 따라 결과가 달라지는 인간의 주관성 때문에 부정확하다는 단점이 있다. 사람마다 매운맛을 느끼는 정도가 다르기 때문이다. 또 다른 단점은 감각 피로인데, 짧은 시간에 여러 샘플을 맛보면 캡사이시노이드에 대한 미각이 무뎌진다. 실험실 간 결과 편차도 최대 ±50%에 이른다.

초창기에는 여러 명(보통 5명)의 피험자가 매운맛을 느끼지 않을 때까지 고추 추출물을 설탕물에 희석하여 그 배율을 스코빌 지수로 사용했다. 이 방법으로 피망은 스코빌 지수가 0, 하바네로는 30만으로 평가되었다. 하지만 이 방법은 피험자의 주관에 의존한다는 문제가 있다. 혀가 매운맛에 익숙해지기 때문에 혀를 식히는 등의 조치가 필요했고, 1인당 작업량은 8시간에 6개 샘플이 한계였다는 증언이 있다.

최근에는 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 캡사이신 양을 전기적으로 측정하는 방법(길레트법 등)이 개발되었다. 현재는 측정 기기를 이용한 방법이 주류를 이루지만, 스코빌 지수가 오랫동안 널리 사용되었기 때문에 기계로 측정한 캡사이신 양을 스코빌 지수로 환산하여 표기하는 방법이 일반적이다.

3.2. 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)

1980년대 이후로 고추의 매운맛은 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 정량적으로 측정되어 왔다. 이 방법은 매운맛을 내는 캡사이시노이드의 농도를 측정하며, 일반적으로 캡사이신 함량을 주요 지표로 사용한다. 한 논문에서는 "캡사이시노이드를 확인하고 정량화하는 가장 신뢰할 수 있고 빠르며 효율적인 방법은 HPLC이며, 그 결과는 백만분율(ppm)에 16을 곱하여 스코빌 매운맛 단위로 환산할 수 있다"고 언급하고 있다.

HPLC 방법은 미국 향신료 무역 협회(American Spice Trade Association, ASTA)의 1985년 "매운맛 단위"를 사용하는데, 이는 건조된 고추 질량 1백만 부당 캡사이신 등가물 1부로 정의된다. 이러한 "매운맛 백만분율"(ppmH)은 다음 계산식으로 구한다.

:\text{ppmH} = \frac{\text{피크 면적}({\text{캡사이신})} + 0.82\cdot \text{피크 면적}(\text{디하이드로캡사이신)}}{\text{피크 면적}(\text{표준물질)}}

피크 면적은 1ml의 아세토니트릴에 시험할 물질의 건조 샘플을 사용하여 HPLC 추적에서 계산된다. 계산을 보정하는 데 사용되는 표준물질은 캡사이신 1g이다. 스코빌 매운맛 단위는 ppmH 값에 15를 곱하여 구한다. 이 ppmH 정의에 따르면, HPLC를 사용하여 동시에 측정할 수 있음에도 불구하고, 두 가지 주요 캡사이시노이드 이외의 매운맛 화합물은 무시된다.

최근에는 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 카프사이신의 양을 전기적으로 측정하는 길레트법 등이 개발되었다. 현재는 피험자의 주관에 의존하지 않는 측정기기를 이용한 고추 매운맛 측정법이 주류를 이루고 있다. 그러나 스코빌 지수가 오랫동안 사용되어 너무나 보편화되어 있기 때문에, 기계 측정한 카프사이신 양의 수치를 스코빌 지수로 환산하여 표기하는 방법이 일반화되고 있다.

4. 스코빌 척도 목록

스코빌 척도는 고추류의 매운 정도를 나타내는 지표이다. 같은 종이라도 품종, 재배 환경(기후, 토양 등)에 따라 스코빌 지수가 10배 이상 차이 나는 경우가 있으며, 특히 고추에서 이러한 현상이 두드러진다. 100만 스코빌 이상은 "슈퍼 핫(Super Hot)"으로 분류되지만, 순수 캡사이신보다는 훨씬 낮은 수치이다.

4.1. 고추 품종별 스코빌 척도

4.2. 순수 화학 물질별 스코빌 척도

5. 한국의 고추와 스코빌 척도

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