식품의 물성

 식품의 물리적 성질 즉, 식품의 물성은 맛, 냄새, 색상과 함께 식품의 기호에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 이러한 물리적 특성은 주로 식품의 조리 및 가공 적성을 결정하며, 소비자들이 식품을 선택하고 소비하는 데 중요한 역할을 합니다. 식품과 관련된 물성은 주로 콜로이드와 텍스처로 분류할 수 있습니다.

식품의 콜로이드

 식품의 콜로이드란, 미립자가 액체 중에 분산된 형태를 말합니다. 이는 고체 미립자가 액체 용매 내에서 분산된 것을 의미합니다. 콜로이드는 주로 미립자의 크기와 용매와의 상호 작용에 따라 분류됩니다. 진용액은 용질 입자의 크기가 1nm 이하로 애무 작은 경우를 가리킵니다. 이러한 경우 용질 입자가 물 분자와 거의 동일한 크기이거나 더 작아서 용질 입자가 물 내에서 완전히 분산되어 균일한 용액을 형성합니다. 이러한 진용액은 투명하고 안정적이며, 용질 입자가 용매 내에서 쉽게 분산되어 섞이므로 입자가 침전하지 않습니다. 현타액은 용질 입자의 크기가 1nm보다 큰 경우를 가리킵니다. 이 경우 용질 입자는 용매 내에서 완전히 분산되지 않으며, 크기가 크기 때문에 물리적인 섞임으로 인해 가라앉지 않습니다. 그러나 현타액은 불안정한 상태이며, 용질 입자가 시간이 지남에 따라 용액에서 침전할 수 있습니다. 현타액은 주로 고체 입자가 액체 용매에 분산된 경우에 나타납니다. 콜로이드 용액은 용질 입자의 크기가 진용액과 현타액 사이에 있는 경우를 가리킵니다. 이러한 경우 용질 입자는 상대적으로 작지만, 진용액처럼 완전히 분산되지 않습니다. 대신 용질 입자는 용매 내에서 부분적으로 분산되어 있으며, 용액의 안정성을 유지합니다. 이러한 세 가지 용액 유형은 식품 산업에서 중요한 역할을 합니다. 용액의 형태와 안정성은 제품의 품질과 유효성에 영향을 미치며, 제조 및 저장 과정에서 이를 관리하는 것이 중요합니다.

1) 졸(Sol)

 졸(Sol)은 고체 입자가 액체 용매에 분산되어 있는 형태를 말합니다. 이는 고체 입자가 용매 중에 분산되어 있지만 용액에서 침전되지 않는 것을 의미합니다. 좋은 용액 내에서 미세한 입자가 균일하게 분산되어 있으며, 이것은 용액이 투명하고 안정적인 상태를 유지하는 데 중요합니다. 우유, 된장국, 달걀흰자, 수프 등이 졸에 속합니다. 

왼쪽은 생달걀, 오른쪽은 우유

이러한 액체 식품은 고체 입자가 용액 내에서 분산되어 있으며, 이는 용액이 투명하고 안정적인 상태를 유지하고 있음을 나타냅니다. 또한 젤라틴을 넣고 끓인 용액도 졸에 속합니다. 젤라틴은 수용성 단백질로, 물에 녹여서 사용할 때 졸 형태로 나타납니다. 젤라틴은 물 분자와 상호 작용하여 용액 내에서 분산되고, 이는 용액이 젤라틴을 포함하여 균일하게 혼합되어 있음을 나타냅니다. 이러한 졸 형태의 액체 식품은 우리가 흔히 일상에서 볼 수 있는 다양한 음식 중 일부입니다. 이러한 식품들은 용액이 안정적이며 고체 미립자가 용액 내에서 균일하게 분산되어 있어 맛과 질감을 향상하고 제품의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

2) 겔(Gel)

 졸(Sol)이 냉각되거나 물의 증발로 분산매가 줄어들면 고체 상태로 굳어지는 것을 겔(Gel)이라고 합니다. 겔은 용액이 굳어져서 고체와 액체 사이의 중간 형태를 가지게 됩니다. 예를 들어, 뜨거운 전분 분산액이나 젤라틴 분산액을 냉각하면 굳어서 겔이 됩니다. 전분 분산액은 뜨거운 상태에서는 졸 형태로 존재하지만, 냉각하면 전분 분자가 서로 겹쳐 굳어져서 고체 상태가 됩니다. 젤라틴 분산액 역시 뜨거운 상태에서는 졸 형태로 존재하지만, 냉각하면 젤라틴 분자가 서로 교착되어 겔로 굳어집니다. 식품에서 겔 형성은 달걀, 두부, 치즈, 젤라틴과 같은 단백질 같은 단백질 겔, 과일잼이나 젤리 같은 펙틴 겔, 전분이나 양갱 등에서 발견되는 당질 겔 등이 있습니다.

왼쪽은 두부, 가운데는 딸기 잼, 오른쪽은 밤 양갱

이러한 겔 형성 재료는 제품에 적절한 겔 형태를 부여하여 부드러운, 쫄깃한 또는 고체 질감을 만들어내는 데 도움이 되며, 제품의 텍스처를 조절하는 데 사용됩니다. 제품의 물성을 조절하여 고체, 액체 또는 젤 상태로 변환시키는 데 도움이 됩니다. 이는 사용 편의성을 향상하고 다양한 응용 제품을 만들어내는 데 도움이 됩니다. 

3) 유화(Emulsion)

 유화(Emulsion)는 서로 화합되지 않는 두 액체가 미세하게 분산되어 있는 상태를 가리키는데, 이때 한 액체가 다른 액체에 녹아들거나 혼합되지 않고 떠 있는 것이 특징입니다. 유화제는 물과 기름의 혼합물이 안정적인 상태로 유지될 수 있도록 도와주는 역할을 합니다. 이러한 유화제는 물과 기름 사이의 계면장력을 낮춰주어 두 액체가 서로 더 잘 혼합될 수 있게 만들어줍니다. 이를 통해 유화제를 우리가 흔히 볼 수 있는 다양한 제품들의 안정성과 질감을 향상하는 데 사용됩니다. 유화액은 물과 기름의 두 성분의 비율에 따라 다양한 형태의 유화액이 형성될 수 있는데, 그중 가장 흔한 형태는 물속에 기름이 분산되어 있는 수중유적형(water in oil, W/O)과 기름 속에 물이 분산되어 있는 유중수적형(oil in water, O/W)이 있습니다. 수중유적형은 우유, 아이스크림, 마요네즈 같은 제품들에 사용되며, 유중수적형에는 버터, 마가린 등이 있습니다.

왼쪽은 아이스크림, 오른쪽은 버터

식품의 텍스처

 식품의 텍스처는 식품의 물리적 특성으로서, 제품이 입안에서 느껴지는 느낌이나 구조를 나타냅니다. 식품의 텍스처는 물리적 요소와 화학적 요소가 함께 작용합니다. 각각의 요소들이 제품의 텍스처를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 화학적 요소는 맛, 향기, 색감 등을 발현하는 데 관여하며, 물리적 요소는 제품의 구조, 조직, 점성, 점조성 등을 형성합니다. 이는 제품의 식감과 입안에서의 경험에 직접적인 영향을 줍니다. 

화학적 요소는 주로 원료의 화학적 특성과 반응을 통해 발현됩니다. 예를 들어, 단백질의 응고나 단맛, 산미, 쓴맛 등은 화학적 요소에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 단맛이 강한 제품들은 달콤하고 부드러운 텍스처를 가진 경우가 많으며, 산미가 강한 제품은 더 상쾌하고 산뜻한 텍스처를 가진 경우가 많습니다. 이러한 맛과 향기는 제품의 텍스처와 함께 상호작용하여 소비자의 취향과 만족도를 결정합니다.

물리적 요소는 주로 제품의 구조와 농도, 점성, 점조성 등을 형성합니다. 이들은 주로 원료의 물리적 특성과 제조 과정에서의 물리적 조작에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 반죽의 섞임 정도나 고체 물질의 입자 크기와 분포는 제품의 구조와 조직을 결정하는 중요한 요소입니다.

물리적 요소와 화학적 요소는 상호작용하여 제품의 최종적인 텍스처를 형성합니다. 따라서 제품의 품질을 유지하고 소비자의 만족도를 높이기 위해서는 두 요소를 모두 고려하여 제품을 개발하고 제고하는 것이 중요합니다.