식품 수분 종류 : 자유수(유리수)와 결합수 + 수분활성도

식품에 존재하는 수분은 자유수(유리수)와 결합수라는 두 가지 형태가 있어요.

오늘은 이 두 가지 수분 형태와 식품 품질에 미치는 영향을 설명해 드릴게요.

---

📝 수분의 기능

물은 사람 체중의 약 2/3를 차지하며 10% 이상 손실되면 발열, 경련, 혈액순환 장애가 생기고 20% 이상 상실하면 생명이 위험해요.

수분은 체내에서 영양소를 운반하고 노폐물을 제거·배설해요.

수분은 체온을 일정하게 유지시키고, 건조 상태를 원상태로 회복시켜요. 

💡식품 수분
① 수분은 미생물이 번식하고 활동할 수 있는 환경을 제공해요. (높은 수분 = 높은 부패 위험)
② 효소 반응, 갈변 반응 등 품질 변화를 일으키는 화학 반응은 수분이 있을 때 활발하게 일어나요.
③ 수분은 식품의 부드러움, 촉촉함, 신선도 등 식품의 조직감과 맛에 직접적인 영향을 줘요.

💡식품 수분함량: 채소·과일 90%, 육류 50~65%, 곡류 8~15%

---

🌊 자유수 (유리수)

자유수는 식품 중에 유리상태로 존재하는 보통의 수분으로 자유롭게 이동할 수 있는 수분 형태에요.

📌 특징

식품 성분(단백질, 탄수화물 등)과 약하게 결합되어 있거나, 아예 결합하지 않고 자유러워요.

분자 이동이 자유롭고, 용매로서 다른 물질을 녹이는 성질이 강해요.

건조(100°C 가열)나 냉동 시 쉽게 얼거나(0°C 부근) 증발해요.

💡식품 품질 영향
① 미생물이 가장 쉽게 이용하여 번식 및 부패를 일으키는 수분이에요.
② 효소 활성 및 화학적 갈변 반응 등 품질 저하 반응을 촉진해요.

---

🛡️ 결합수

결합수는 식품 성분(탄수화물이나 단백질 등의 유기물)과 결합되어 있는 수분으로 조직과 단단하게 묶여 있는 수분 형태에요.

자유수와 정반대로, 자유수에 비해 활동성이 낮아요.

📌 특징

식품 분자(단백질이나 전분)에 결합으로 단단하게 붙잡혀 있어요.

분자의 이동이 거의 없어 용매로서의 기능을 거의 상실해요.

0°C 이하의 매우 낮은 온도에서만 얼거나, 아예 얼지 않아요.

건조 온도(100°C)보다 훨씬 높은 온도에서 장시간 건조해야만 제거돼요.

💡식품 품질 영향
① 미생물이 이용할 수 없어 부패나 변질에 거의 영향을 미치지 않아요.
② 대부분의 화학적, 효소적 품질 저하 반응을 촉진하지 않아요.

---

💧자유수(유리수)와 결합수 비교

자유수 (유리수)	결합수
식품을 건조시키면 쉽게 증발해요. 압력을 가하여 압착하면 제거돼요. 0°C 이하에서는 동결해요. 용질에 대해 용매로 작용해요. 미생물의 생육과 번식에 이용돼요. 식품의 변질에 영향을 줘요.	식품을 건조해도 증발되지 않아요. 압력을 가하여 압착해도 쉽게 제거되지 않아요. 0°C 이하에서도 동결되지 않아요. 용질에 대해 용매로 작용하지 못해요. 미생물의 생육과 번식에 이용되지 못해요. 보통의 물보다 밀도가 커요.

---

📉 식품 품질 지표: 수분 활성도 (Aw)

수분활성도는 식품 내에 존재하는 자유수의 양을 나타내는 지표에요. (수분 활성도가 높을수록 자유수의 비중이 높아요.)

📌수분활성도(Aw) = 식품이 나타내는 수증기압(P) / 순수한 물의 최대 수증기압(P0)

 

물의 수분 활성도 1.0이며, 일반 식품의 수분활성도는 항상 1보다 작아요.

미생물은 수분 활성도가 낮으면 생육이 억제돼요.

식품 제조 시 수분 활성도를 낮추는 것(건조, 염장, 당장 등)은 식품의 저장성을 높이는 원리에요.

💡수분 활성도: 물 1, 어류·채소·과일 0.98~0.99, 쌀·콩 0.60~0.64, 육류 0.92~0.97

💡미생물의 생육 최적 수분 활성도: 세균 0.94~0.99, 효모 0.88, 곰팡이 0.80

---

🔬 식품 저장 원리

식품 저장 기술은 자유수를 통제하여 수분 활성도를 낮추는 거에요.

저장 방법	수분 형태 통제 방식	목적
건조	자유수를 증발시켜 제거	수분 활성도를 0.6 이하로 낮춰 미생물 생육 차단
염장/당장	소금이나 설탕이 자유수를 흡착	자유수를 결합수처럼 만들어 미생물 이용 불가 상태로 전환
냉동	자유수를 얼음 결정으로 만듦	자유수의 활동을 정지시켜 화학 반응 및 미생물 활동 억제