수분 활성을 활용해 적절한 질감을 얻고 유지하세요

많은 사탕은 쫄깃함, 바삭함, 부드러움, 입자가 굵은 느낌, 끈적임, 혹은 말랑함 등 각기 독특한 식감을 지니고 있습니다. 과자의 풍미 또한 마찬가지로 독특합니다. 이 두 가지 요소가 어우러져 고객 경험을 형성합니다. 수분은 과자 제품의 식감에 있어 핵심적인 역할을 합니다. 실제로 식감과 품질을 극대화하는 이상적인 수분 활성도 범위, 즉 ‘최적점’이 존재합니다. 수분 측정을 정확하게 하는 것은 거의 모든 제품에 있어 매우 중요합니다. 수분 활성도는 수분을 측정하고 모니터링하는 가장 효과적인 방법입니다.

수분 활성도를 활용하면 적합한 사양을 쉽게 선택할 수 있습니다

수분 활성도는 식품의 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 수분 활성도가 높은 식품은 촉촉하고, 육즙이 풍부하며, 부드럽고 쫄깃한 식감을 지닙니다. 이러한 제품의 수분 활성도가 낮아지면 딱딱함, 건조함, 눅눅함, 질김과 같은 바람직하지 않은 식감 특성이 나타납니다. 수분 활성도가 낮은 제품은 바삭하고 아삭한 식감을 보이는 반면, 수분 활성도가 높은 제품은 질척한 식감으로 변합니다.  수분 활성도는 제품의 식감과 밀접한 관련이 있으므로, 중요한 식감 특성과 관련된 규격을 설정하기가 쉽습니다.

중요한 수질 관련 요인들이 제품이 허용 기준을 충족하지 못하게 되는 지점을 결정한다

질감 문제가 발생하는 경우는 두 가지가 있습니다. 제품이 제조되는 순간부터 문제가 생길 수도 있고, 진열대에 놓여 있는 동안 시간이 지남에 따라 문제가 생길 수도 있습니다. 쫀득해야 할 초콜릿 칩 쿠키가 생산 라인에서 이미 바삭한 상태로 나온다면, 베이킹 과정에서 수분이 너무 많이 제거된 것일 가능성이 높습니다.  또 다른 문제는 제품이 보관 중에 상변화를 겪을 때 발생합니다. 유리전이나 결정화와 같은 이러한 변화로 인해 매끄러운 제품은 입자가 굵은 상태로, 부드러운 제품은 딱딱한 벽돌처럼 변할 수 있습니다.

크래커, 감자칩, 팝콘, 옥수수 팝콘은 수분 활성도가 높아짐에 따라 각각 바삭한 식감을 잃게 됩니다. 건조 스낵 제품의 바삭함 정도와 전반적인 쾌감적 식감은 수분 활성도의 함수입니다(Katz and Labuza, 1981). 임계 수분 활성도는 제품이 감각적 관점에서 수용 불가능해지는 지점을 나타냅니다. 이는 단순 당 식품 시스템에서 무정형에서 결정질로의 변형이 일어나고 용해성 식품 성분의 이동이 시작되는 범위에 해당합니다. 과도한 건조나 급속 건조, 또는 유리질 물질의 수분 재흡수는 제품의 갈라짐과 과도한 파손을 유발하여 제품 손실을 초래할 수 있습니다.

수분 활성도: 식감 문제를 예방하는 간단한 방법

수분 활성도는 이러한 문제를 예방하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 우선, 관능 검사를 통해 제조 공정 중 허용 가능한 수분 활성도 수준을 정의할 수 있습니다. 규격이 설정되면 모니터링은 간단합니다. 각 로트나 배치에 수분 활성도 측정기를 사용하기만 하면 됩니다. 증기 흡착 분석기를 활용해 문제가 발생하기 전에 미리 파악하는 것은 더욱 효과적인 방법입니다. 수분 흡착 등온선을 통해 식감 변화에 결정적인 영향을 미치는 수분 활성도 수준을 파악할 수 있습니다.

등온선은 물의 결정적 수화 활성을 정확히 파악해 줍니다

일반적으로 임계 수분 활성도는 광범위한 조직 연구를 통해 파악되지만, 더 쉬운 방법이 있습니다. 고해상도 동적 등온선 곡선(그림 1 참조)을 활용하면 수분 흡착 곡선의 급격한 변곡점을 통해 적절한 조직이 상실되는 지점을 정확히 파악함으로써 임계 수분 활성도 값(RHc)을 식별할 수 있음이 입증되었습니다.

워싱턴 주립대학교 연구진이 수행한 한 연구에서는 수분 활성도가 낮은 스낵 쿠키의 동적 등온선 곡선을 통해 임계 수분 활성도를 파악할 수 있는지, 그리고 이 수분 활성도를 식감 안정성의 지표로 활용할 수 있는지 확인하고자 했다.

연구진은 수분 활도가 온도에 비해 바삭함에 미치는 영향이 더 크며, 임계 수분 활도가 실제로 적절한 식감이 상실되는 초기 지점을 정확히 파악해 준다는 사실을 발견했다.  이는 임계 수분 활도를 활용하면 식감 손실의 정확한 시점을 매우 정밀하게 파악할 수 있음을 의미하며, 이는 식감 연구보다 훨씬 적은 노력과 시간으로 RHc 값을 얻을 수 있다는 점에서 중요하다. 또한, 중량 기준으로 판매되는 제품의 경우, 식감 안정성에 영향을 미치는 정확한 수분량을 파악하는 것은 수익성에 직접적인 영향을 미친다.

자료

카터, 브래디 폴. 동적 이슬점 등온선을 통한 임계 수분 활성도의 실용적 적용에 관한 연구. 워싱턴 주립대학교, 2015. 논문 링크.

Katz, E. E. 및 T. P. Labuza. “수분 활도가 스낵 식품의 감각적 바삭함과 기계적 변형에 미치는 영향.” Journal of Food Science 46, 제2호 (1981): 403-409. 논문 링크.

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