식품의 물성

식품의 기호에 영향을 미치는 요인은 맛, 냄새, 색 이외에도 입안에서 느껴지는 촉감이 중요한데 이것이 식품의 물리적 성질이다. 식품이 가지는 이러한 물리적 특성은 식품의 조리 및 가공 적성을 결정하는 데 중요하다. 물성은 흐름을 포함한 물질의 변형으로 외부에서 힘이 가해졌을 때 물질이 반응하는 성질을 말한다. 식품과 관계된 물성은 교질성과 텍스처 2가지이다.

 액체 식품은 용매에 분산되어 있는 용질 입자의 크기에 따라 세 가지로 나뉜다. 물에 직경 1nm이하의 크기를 가진 용질이 용매에 녹아 균질한 상태를 유지하는 용액을 진용액이라 한다. 가장 안정한 상태의 용액으로 소금이나 설탕이 물에 녹아있는 경우이다. 현탁액은 입자가 커서 저어 주면 섞이지만 방치하면 입자가 분리되어 가라앉는 불안정한 상태의 용액이다. 지방이나 생전분 입자가 찬물에 녹아 있는 용액이 현탁액의 예이다. 교질용액은 입자가 진용액과 현탁액 용질의 중간 크기를 가진 용액으로 입자가 녹지도 가라앉지도 않고 잘 분산되어 존재한다. 단백질, 펙틴물질, 셀룰로스, 헤미셀룰로스와 조리된 전분 용액이 일반적인 교질 용액의 예이다. 식품 물성의 대부분은 식품이 교질 상태로 존재한다는 개념을 기초로 분산되어 있는 용질을 분산상이라 하고, 이를 분산시키고 있는 용매를 분산매라 한다. 이를 통틀어 분산계라 하는데 식품에서는 다양한 분산계가 존재한다. 교질 상태는 진용액과 현탁액의 중간 단계로 교질입자가 진용액의 입자보다 커서 분산매에서 빠르게 움직이지 못한다. 따라서 교질용액은 진용액처럼 균질하고 안정한 상태는 아니지만 교질 입자의 브라운 운동, 분산된 입자 표면의 동일 전하 사이의 반발력으로 교질입자가 서로 떨어져 있게 하는 힘, 교질입자 표면에 물 분자가 결합되어 보호막을 형성하는 것과 같은 요인에 의해 안정화될 수 있다. 분산매가 액체이고, 분산질이 고체 또는 액체인 교질입자가 분산되어 전체가 액체 상태일 때를 졸이라 한다. 우유 된장국 호화전분액, 달걀흰자, 수프, 한천과 젤라틴을 넣고 끓인 용액 등이 졸에 속한다. 호화전분이나 젤라틴 수용액과 같이 분산매와 분산상 사이에 친화성이 있어 잘 분리되지 않고 안정한 상태를 유지하고 있는 상태를 친수성 졸이라 한다. 한편, 기름과 물 같이 분산상과 분산매가 서로 친화성이 적어 입자가 가까이 닿게 되면 서로 합쳐져 안정성이 깨지는 졸을 소수성 졸이라 한다. 소수성 졸에 친수성 졸을 첨가하면 용액의 안정성이 높아지는데, 이러한 친수성 졸을 보호교질이라 한다. 졸이 냉각하여 굳거나 물의 증발로 분산매가 줄어들어 반고체 상태로 굳어지는 것을 젤이라 한다. 젤은 용해도 감소 또는 응고에 의하여 형성되는데, 젤 형성 동안 비교적 커다란 교질입자가 헐겁게 결합하여 연속적인 망상구조를 형성하며, 그 내부에 분산매를 가두게 된다. 젤은 일반적으로 온도가 낮고, 농도가 높을수록 잘 일어나며, 일정한 온도와 농도에서 방치 시간이 길어지면 점도가 증가하면서 젤 형성 능력이 커진다. 식품에서 젤 형성은 달걀, 두부, 치즈, 젤라틴 같은 단백질 젤, 과일 잼이나 젤리 같은 펙틴 젤, 전분 묵, 양갱 같은 당질 젤 등이 있다. 분산질인 액체가 분산매인 액체에 녹지 않고 미세하게 잘 분산되어 있는 교질 상태를 유화액이라 한다. 물과 기름의 혼합물은 서로 섞이지 않아 불안정한 상태이나 유화제를 첨가하면 두 액체 면에 작용하여 계면장력을 낮추어 줌으로써 두 액체가 혼합되어 안정한 상태의 유화액을 형성할 수 있다. 유화제는 한 분자 내에 친수성기와 소수성기를 동시에 가진 양성 물질로 친수기는 물과 결합하고 소수기는 기름과 결합하여 물과 기름의 계면에 피막을 형성함으로써 계면장력을 낮출 수 있다 유화액에는 물속에 기름이 분산되어 있는 수중유적형과 기름 속에 물이 분산되어 있는 유중 수적형의 두 가지 형태가 있다. 수중유적형에는 우유, 아이스크림, 마요네즈 등이 속하고, 유중수적형에는 버터, 마가린 등이 있다. 유화제로는 단백질, 난황이나 콩의 레시틴, 모노글리세라이드와 다이글리세라이드 등이 있다. 거품은 분산매인 액체에 기체가 분산되어 있는 교질상태이다. 기체는 가벼워서 액체 속에서 위로 떠오르기 때문에 안정한 분산계를 형성하지 못하므로 유화액에 유화제가 들어가야 안정화되듯이, 거품의 경우에도 기체와 액체 사이에 기포제가 흡착되어 막을 이루어야 안정화된다. 달걀흰자나 젤라틴 등에 함유된 수용성 단백질이 기포를 일으키는 데 사용된다. 맥주의 거품은 맥주 중의 단백질과 호프 성분이 기체와 액체 표면에 흡착하여 맛있는 맥주 거품을 만든다. 사이다와 같은 탄산음료는 많은 탄산을 함유하고 있으나 컵에 따르면 거품이 바로 사라지는데 이는 기포제가 없기 때문이다. 맥주의 경우에서는 거품이 바람직하지만 두부 제조시에는 거품이 생기는 것이 바람직하지 않기 때문에 거품이 생기는 것을 막기 위하여 소포제를 사용하기도 한다. 교질용액은 소금, 설탕 등을 물에 녹인 진용액과는 서로 다른 성질을 가진다. 교질용액은 입자 크기, 입자 모양과 굴곡성, 입자 표면의 성질, 입자와 입자 사이의 상호작용 등에 따라 다른 성질을 나타낸다. 식품의 텍스처는 식품을 입에 넣었을 때 식품의 질감이 입속, 손, 귀, 눈, 피부에서 느껴지는 식품의 물리적인 성질을 의미한다. 텍스처 형성에는 물리적인 요소와 화학적인 요소가 함께 작용하는데 화학적 요소는 맛, 향기, 색 등을 발현하는데 관여하며, 물리적인 요소인 식품의 구조, 조직, 점성, 점조성 등이 텍스처에 영향을 준다. 사과는 아삭아삭한 감촉을 주고 가래떡은 씹으면 쫄깃하며 미역은 미끈미끈한 느낌을 주는 것을 텍스처라 한다. 식품의 텍스처 측정은 주관적, 감각적 평가인 관능적인 방법과 객관적인 기계적 측정 결과를 종합하여 평가한다. 식품의 텍스처는 식품의 구조를 이루고 있는 요소들의 복합체가 인간의 감각체를 통하여 느껴지는 것이다.