식품이야기 - 수분활성도

식품기사 필답형에서 자주 보이는 수분활성도에 관해서 포스팅 해보려고 합니다.

 

수분활성도 의 정의는 다음과 같습니다.

식품 내부의 물 분자가 화학 반응에서 참여하는 정도를 나타내는 지표로써 화학적으로 결합된 결합수가 아닌 미생물이 이용가능한 자유수를 나타내는 지표 일정한 온도에서 식품의 수증기압과 순수한 물의 수증기압의 비율

정도로 나태낼 수 있습니다.

 

그럼 여기서 

 

자유수란?

물리적으로 식품의 내부 조직에 있는 상태이나 열 역학적인 운동이 자유로운 수분으로 이동이 쉽게 일어나고 미생물의 생장에 자유롭게 이용가능한 수분입니다.

 

자유수는

 

1.이동성을 가지고 있으며

2. 다른 식품 성분들을 이동시키며

3. 화학 반응을 통해 저장에 영향을 주고

4. 냉동이나 건조로 역활이 억제 되며

5. 용질을 잘 녹이고

6. 미생물 생육/증식에 이요되며

7. 표면 장력이 크며

8. 비중이 4℃에서 가장 큽니다.

 

 

 

결합수란?

식품의 구성 성분 중 단백질, 전분 등 과 결합하여 있는 수분으로 : -30℃ 에선 동결이 안되며 자유로운 이동이 불가능하여 미생물 성장에 사용이 불가능하며 일반적인 물로서의 역활을 하지 못합니다.

 

결합수는

1. 당류와 같은 용질에 대한 용매로 작용되지 않으며

2. 100도 이상으로 가열하여도 잘 제거되지 않고

3. 미생물 증식, 생육, 효소 반응 등에 사용되지 못하고

3. 잘 얼지 않으며

4. 밀도가 크며 제거되지 않습니다.

 

 

 

다시 돌아와서 수분활성도는 Aw(water activity)라고 표기하며 

식품의 수증기압 (p)                                                         물의몰(Mw)                   수분활성도(Aw) =                                                                         =                                                                                                              순수한 물의 최대수증기압(Po)                                물의몰(Mw) +   용질의 몰 (Ms)

라는 식으로 나타낼 수 있습니다. 

 

또한 이것을 상대습도와 상관하여 표시하면 다음과 같이 식을 나타낼 수 있습니다.

 

Ps = 대기중의 수증기압, Po = 같은 온도에서의 포화수증기압

 

 

순수한 물의 수분활성도는 = 1 입니다.

 

대부분의 식품은  0<AW<1  사이의 값을 가지고 있습니다.

 

과일, 채소와 같은 수분이 많은 식품은 0.98 ~ 0.99

수분이 적은 식품은 수분활성도 0.6 미만일 수 있습니다.

 

수분활성도 예시 - 수분이 많은 식품: 수분활성도 0.9 이상 (물이 1로 기준)   딸기: 0.94   수박: 0.93   브로콜리: 0.93   상추: 0.92   참치: 0.94   전복: 0.95  - 수분이 적은 식품: 수분활성도 0.6 미만   소고기: 0.57   돼지고기: 0.55   치즈: 0.4   버터: 0.15   초콜릿: 0.1

보통 곰팡이는 0.80 이상, 효모는 0.85 이상, 세균은 0.90 이상에서 생육이 가능 합니다. 

 

식품기사의 문제를 하나로 예시로 풀어보면

2021년 3회 필답형 문제입니다.  포도당 10%, 지질 20%, 비타민C 3%, 비타민A 1%와 그 외는 물을 함유하고 있는 식품의 수분활성도를 구하시오.  포도당 분자량  : 180 물 분자량 :  18 비타민C : 176 비타민A : 286 (소수성 물질로 계산에 미포함) (66/18) / (10/180+3/176+66/18) = 0.98058..........  = 0.98

 

이러한 수분활성도를 이용하여 식품에 저장하는데 활용합니다. 

1. 당장 ⇨ 설탕, 포도당 등의 당류를 첨가하여 수분활성도를 낮추는 당 저장 2. 염장 ⇨ 소금(NaCl) 등의 염류를 첨가하여 수분활성도를 저하시키는 염장저장 3. 건조 ⇨ 가열, 탈수, 등으로 식품 중의 수분을 제거하여 수분활성도를 저하시키는 건조저장 4. 냉동 ⇨ 식품 중의 수분을 동결하여 수분활성도를 저하시키는 동결저장

 

 

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