패스트푸드 햄버거가 썩지 않는 이유- 식품저널뉴스

가공식품에서 수분 조절의 마술
몇 년 전의 일이다. 모 방송 프로그램에서 패스트푸드 햄버거와 수제 햄버거를 48시간 함께 보관하면서 세균수가 얼마나 늘었는지 실험한 적이 있었다. 실험결과는 수제 햄버거는 세균수가 늘면서 부패한 반면, 패스트푸드 햄버거는 세균수가 0이었다는 것이다. 세균수 0은 완전 무균 상태이다. 해당 방송에선 패스트푸드 햄버거에 뭔가를 넣었으려니 하며 의혹의 눈초리를 보냈다.

식품이 썩지 않는 이유
흔히 일반 소비자들은 음식이 썩지 않았다고 하면 혹시 뭐 이상한 것을 넣은 것은 아닐까하고 의심한다. 그러나 의외로 썩지 않은 식품이 많다. 과자ㆍ스낵ㆍ사탕ㆍ초콜릿ㆍ껌 같은 가공식품을 비롯해 설탕ㆍ밀가루ㆍ분유ㆍ소금 같은 식품원료까지 종류가 다양하다. 썩지 않는 식품의 공통점은 수분 함량이 적다는 것이다. 건조는 전통적으로 식품을 오래 보관하는 방법으로 활용돼 왔다. 명태를 말린 북어, 마른 오징어, 육포, 곶감이나 건포도처럼 말린 과일, 무말랭이, 김, 고추 등처럼 자연 건조하는 것이 일반적이지만 볶은 땅콩이나 깨소금, 미숫가루처럼 인위적으로 열을 가해 건조하는 식품도 있다. 이들 농수산건조품에 대해서는 “안 썩는 것이 이상한데?”라고 생각하는 소비자는 거의 없다.

식품의 가공이란 전통적인 식품 보존방법을 좀 더 개선된 방법으로 만들고 설비를 사용해 보존할 식품의 대량 생산이 가능하게 만드는 공정이다. 수분을 다량 함유한 식품은 쉽게 썩을 수 있다. 대부분의 식품원료, 즉 농수산 1차 산물들은 수분 함량이 80~90% 정도이다. 높은 수분 함량과 함께 단백질과 탄수화물 등 세균과 곰팡이의 먹이가 될 수 있는 영양분조차 많으니 당연히 썩을 수밖에 없다. 그러나 수분 함량이 70% 이하만 되어도 사막지대에서 발견되는 일부 건조기후에 강한 균 빼고는 대부분의 세균이 죽는다. 곰팡이는 좀 더 오래 살아남을 수 있는데, 곰팡이는 혹독한 환경을 견디기 위해 포자라는 것을 만들어 동면상태로 지낸다. 그러다가 다시 수분이 많아지고 살기에 적당한 환경이 되면 발아하여 활발히 증식한다.

미생물 증식은 자유수 함량이 결정
수분을 60% 이하로 증발시킨 식품은 미생물이 증식되지 않아야 한다. 여기에 해당되는 식품으로는 빵류, 면류, 밥류 등이 있다. 그러나 오래 보관한 빵처럼 이같은 부류에 해당하는 식품에서 가끔 곰팡이가 핀 것을 볼 수 있는데, 이것은 약간 다른 개념으로 설명할 수 있다. 부드러운 빵의 수분 함량은 얼마나 될까? 레시피와 제조방법에 따라 차이는 있겠지만 최대 20%를 넘지 않는다. 수분 함량 60% 이하이면 미생물이 살 수 없으므로 당연히 곰팡이가 없어야 하겠지만 곰팡이는 종종 발견된다.

식품의 조직을 자세히 살펴보면 조직을 구성하는 전분과 단백질 사이로 물이 채워져 있는데, 이 물은 증발이나 흡수 등 자유롭게 이동 가능하다고 하여 자유수라 한다. 반대로 전분 사슬이나 단백질, 식이섬유 등에 흡수된 물도 존재하는데 이들은 조직과 결합되어 있다고 하여 결합수라 부른다. 수분은 60%보다 훨씬 낮지만 세균이 증식할 수 있는 이유는 바로 빵 안의 수분 중 상당수가 자유수의 형태로 존재하기 때문이다.

보통 식품을 구성하는 원료들은 열을 가하면 수분을 비교적 쉽게 잃어버리는 반면, 한 번 수분을 잃어버리고 난 후에는 수분을 공급해도 빨리 흡수하지 않고 서서히 흡수한다. 이는 전분질, 단백질 등의 식품을 구성하는 성분의 속성 때문에 일어나는 것으로 이들 성분과 결합된 수분이 결합수, 결합하지 않은 쪽은 자유수라고 말할 수 있다. 결합수는 식품 내 구성성분에 의해 흡수되어 있어 미생물이 이용하기가 어렵지만 조직 사이에 분포되어 있는 자유수는 미생물이 쉽게 이용할 수가 있다.

동일한 수분 함량이라도 달라지는 수분 보유력의 마술
식품 소재별로 수분을 보유하는 능력은 각기 다른데, 단백질과 식이섬유ㆍ다당체 검류 등은 수분 보유력이 높은 반면, 전분이나 단순당ㆍ미네랄 등은 수분 보유력이 상대적으로 낮다. 그래서 전분질로 많이 구성된 스낵은 질소 충전과 같은 포장을 하지 않으면 쉽게 수분을 흡수해 눅눅해지고, 스낵에 묻어있는 튀김유가 흡수한 수분과 반응해 쉽게 산패가 일어나기 때문에 전체적인 품질이 쉽게 떨어진다. 구운 김의 경우 기름을 발라 구웠지만 표면에 묻어있는 소금이 수분을 쉽게 흡수하므로 전반적으로 눅눅해지기 쉽다.

반면, 소시지, 햄 등 육가공은 원료 고유의 단백질과 추가로 넣는 식이섬유가 수분을 잡아 놓는 능력이 좋아 비교적 높은 수분 함량과 미생물이 좋아하는 풍부한 영양소를 가지고 있음에도 불구하고 냉장 보관 시 일정기간 미생물 증식을 지연시킬 수 있는 것이다.

수분 보유력의 효과를 극적으로 보여주는 것으로 브라우니의 예를 들 수 있다. 브라우니는 부드럽고 달콤한 맛이 특징이므로 설탕 등 단순당 함량이 높아야하고, 수분도 비교적 많이 가지고 있어야 한다. 그러나 단순당 함량이 높은 상태에서 수분도 높으면 미생물 증식은 피할 수 없게 된다. 그래서 상온 유통하는 조건에 유통기한을 비교적 길게 잡아야하므로 최종 제품의 수분 함량을 떨어뜨리는 방식으로 제조하거나 항균소재를 첨가하는 방식으로 미생물 증식을 최대한 억제할 수밖에 없다. 그러나 제품 내 수분이 전분질이나 단백질 등을 이탈하지 않도록 억제하고 가급적 많은 양의 수분을 결합수로서 존재하게 한다면, 수분 함량은 높아도 미생물 증식은 잘 되지 않는 부드럽고 촉촉한 브라우니를 만들 수 있을 것이다. 보통 이러한 목적으로 사용되는 것은 유화제, 검류, 유지류이다.

한편 결합수를 늘리는 수분 조절은 단순히 원료 첨가에 의해서 조절할 수 있는 것은 아니고 적절한 방식으로 가공해야 효과를 낼 수 있다. 수분 조절이 자유롭게 되면 놀라운 방식으로 변신하게 될 식품이 많이 있다. 떡에 수분 보유 기술이 적용된다면 냉동실에 넣어도 딱딱해지지 않는 떡을 만들 수 있고, 편의점에서 많이 팔리는 도시락류, 삼각김밥 등의 유통기한을 획기적으로 늘릴 수 있다. 특히 삼각김밥은 데우지 않아도 보슬보슬하게 갓 지은 밥의 식감을 유지할 수 있다. 적절한 수분 조절 기술 적용 시 각 가정에서는 보온밥통에 넣지 않아도 아침에 지은 밥을 그냥 두고 저녁에 먹을 수 있는 날이 올 수 있다. 이렇듯 식품에서 수분 조절은 단순하지만 중요한 역할을 하므로 좀 더 깊이 연구해볼 가치가 있다.