식품의 리올로지와 지질의 기능성

리올로지는 흐름을 포함한 물질의 변형에 관한 학문으로 외부의 힘이 가해졌을 때 물질의 변형 및 흐름의 특성을 규명하고 정량적으로 표현하는 학문이다. 소비자들이 사과의 조직을 알아보기 위해 직접 손이나 손가락으로 눌러보거나 찔러보기도 하고, 입속에서 씹어 봄으로써 사과의 조직이 단단한지 부드러운지 등의 조직 특성을 이해하는 것과 같이 식품 조직의 물리적 특성에 따라 작용하는 힘에 의해 일어나는 변형의 정도가 다른 리올로지 특성이 나타난다. 식품은 구조적으로 매우 복잡한 성분들이 서로 결합된 상태로 존재하므로 전체적인 구조는 이질적이며, 특정한 한 가지 성분만으로 식품 전체의 조직 특성을 설명하는 것은 불가능하다. 탄성, 소성, 점성, 점탄성 등의 리올로지 특성이 복합적으로 작용하여 식품의 전체적인 구조 특성을 설명할 수 있다. 탄성은 외부에서 힘을 가하면 비례하여 그 힘만큼 변형되었다가 외부에서 주어진 힘이 제거되면 바로 원형으로 되돌아가는 성질을 말한다. 스프링이나 고무줄을 손으로 당겼다가 놓으면 원상태로 돌아가는 것이 탄성의 대표적인 예이다. 식품에는 이상적인 탄성 성질을 가진 식품은 거의 존재하지 않는다. 식품 중 탄성을 나타내는 것은 젤라틴 젤, 두부, 한천 젤, 어묵 등이다. 소성은 외부에서 힘의 작용을 받아 변형된 것이 힘을 제거하여도 원상태로 복귀하지 않는 성질을 말한다. 소성을 가진 식품은 어느 정도의 힘에 도달될 때 까지는 변형이 일어나지 않으나 항복치 이상이 되면 변형이 일어난다. 소성을 나타내는 대표적인 식품은 버터, 마가린, 쇼트닝, 생크림 등이 있다. 시럽, 식용유, 수프, 국 등 액상 음식을 그릇에 담고 저을 대 손에 느껴지는 저항감이 매우 다르다. 이러한 흐름에 대한 저항감을 점성이라 한다. 점도는 액체가 가지고 있는 고유한 특성으로 끈적끈적한 정도를 나타낸다. 점성은 용매, 용질에 따라 다른데 간장이나 식초는 저항이 적어 비교적 잘 흐르며 점성이 적은 반면, 물엿, 수프, 토마토 퓌레 등은 저항이 커서 점성이 큰 식품이다. 점탄성은 점성과 탄성의 양쪽 특성을 동시에 가지면서 양쪽 특성의 중간 역학적 움직임을 나타내는 것을 말한다. 대부분의 식품이 가지고 있는 성질이지만 매우 복잡하고 관련 요인이 많아 측정하기가 어려운 편이다. 인절미, 씹은 껌이나 밀가루 반죽을 늘였다가 놓으면 축소하는 현상이 이러한 성질을 보여준다. 점탄성체는 예사성, 바이센베르그 효과, 겸점성, 신전성 등의 특성을 가진다. 브라운 운동은 액체나 기체 내에 미립자가 부유하고 있으면서 입자가 불규칙한 운동을 하고 있는 상태이다. 물 분자가 항상 불규칙한 운동을 하고 있어 떠도는 교질 입자와 충돌하여 일어나는 현상이며 브라운 운동에 의하여 입자가 침전하지 않고 안정하게 물속에 분산된다. 틴달현상은 교질 용액에 강한 빛을 비추면 교질 입자가 가시광선을 산란시켜 빛의 통로가 희게 보이는 현상이다. 이온과 같이 작은 분자는 통과하나 교질 입자과 같이 큰 입자는 통과하지 못하는 성질을 가지고 있다. 흡착이란 교질입자의 표면적이 커서 다른 물질을 잘 흡착하는 성질이다. 반투성은 이온과 같이 작은 분자는 통과하나 교질 입자와 같이 큰 입자는 통과하지 못하는 성질이다. 침전이란 소수성 졸 용액에 소량의 전해질을 넣으면 교질입자가 엉기는 현상이다. 친수성 졸은 입자를 둘러싼 물에 의하여 안정화되어 있지만 과량의 전해질을 가하면 입자에 붙어있던 물 분자가 떨어지면서 입자들이 엉기게 되는데 이를 염석이라 한다. 예사성은 점액상 유체 중 난백이나 참마를 강하게 교반 후 젓가락을 이용하여 끌어올리면 실같이 꼬여 올라오게 되는 현상이다. 바이센베르그 효과란 액체가 탄성을 지닌 경우에 나타나는 현상으로 연유에 젓가락을 세우고 회전시키면 연유가 젓가락을 따라 올라가는 현상이다. 경점성은 점탄성을 나타내는 식품의 경도이고. 상이한 형태와 크기를 가진 복합물질로 구성된 토마토케첩, 마요네즈 등이 이러한 특성이 적용된다. 신전성이란 국수 반죽과 같이 대체로 고체를 이루고 있으며, 긴 끈 모양으로 늘어나는 성질이다.

인구의 고령화화 식습관으로 인한 질병이 증가함에 따라 건강의 질적 향상과 질병의 예방을 위해 식품의 3차 기능인 생체조절 기능이 세계적인 관심사가 되고 있다. 우리나라는 1977년 영양식품이 분류된 이후 식품의 제3기능에 주목하여 특수영양식품, 건강보조식품 제도를 거쳐 현재 기능성을 가진 식품들이 건강기능식품으로 관리되고 있다. 건강기능식품은 불균형한 식사에서 결핍되기 쉬운 영양소나 인체에 유용한 기능을 가진 원료를 함유하여 건강에 도움을 주는 식품이다. 동물 시험, 인체 실험 등 과학적 근거를 갖는 원료는 건강기능식품의 기능성 원료로 사용되고 영양 기능 정보를 표시하여 소비자가 기능 정보를 바르게 알고 섭취하도록 관리되고 있다. 현재 우리나라의 건강기능식품은 ‘건강기능식품에 관한 법률’에 준하여 인체에 유익한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조, 가공한 식품으로 정의되며, 여기서 기능성이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 말한다. 지질의 특성을 갖는 물질 중 기능성을 나타내는 소재로는 다가불포화지방산, 공액리놀레산, 레시틴, 및 식물 스테롤이 있다. 이 밖에 구조지질과 지방 대체물도 저칼로리 지방 소재 기능성 물질로서 연구되고 있다. 한편, 현대인은 다가불포화지방산의 과잉 섭취에 비해 상대적으로 낮은 다가불포화지방산을 섭취하고 있어 지방산의 중요성이 대두되고 있다.