[식품기사필기]식품화학_자유수와 결합수 정의 차이점

 

 

이미지출처_구글

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물에는 생물이 이용가능한 물이 있고

이용이 불가능한 물이 있습니다.

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식품 중의 물은 한가지 형태로 존재하지 않습니다. 물은 식품의 화학적 조성, 물리적 구조에 따라서

서로 다른작용을 하며, 또한 물이 존재하는 형태에 따라서도 그 역할이 다릅니다. 

 

예를들어, 난용성 물질과 유탁액(emulsion) 이 되어 그 물질을 분산시키기도 하며, 친수성 고분자

물질인 단백질과 전분은 물에 흡수되어 콜로이드(colloid) 용액을 만들며, 함량에 따라서 2개의 구조가

다른 가역적으로 서로 변하는 sol과 gel이 되어 식품으로 존재합니다. 

 

 

즉, 간단하게 설명하자면 물에는 두가지 성질이 존재하며 그것은 이용가능 여부에 따라

나뉜다고 생각하시면 됩니다. 

 

 

 

 

 

 

 

그렇다면 이용가능한 물이 무엇일까요? 그것이 바로 자유수(free water) 입니다.

식품 중에서 운동이 자유로운 물로 염류, 당류, 수용성 단백질들을 녹이는 용매로 작용하는 물입니다.

자유수는 가열하면 쉽게 건조가 가능하며 압력을 가하면 식품으로부터 쉽게 유리됩니다.

 

< 자유수의 특징 >

- 식품을 건조나 동결시키면 쉽게 제거되고 결빙될 수 있다

- 0℃에서 얼고 100℃에서 끓는다

- 용매로 작용하여 조직 속의 여러 물질을 녹인다

- 미생물의 번식에 이용될 수 있으며 식품의 저장성과 관계가 깊다

- 효소반응 및 화학반응에 참여하여 물질을 운반 또는 확산하는 매개체가 된다

- 표면장력이 크다

- 점성이 크다

- 비중은 4℃ 에서 최고이다 (얼음으로 변하기 직전 최고 응축)

 

반대로 자유수의 성질과 전혀 다른 성질을 갖는 것이 결합수(Bound water) 입니다.

식품의 구성성분인 단백질, 탄수화물의 분자와 수소결합하여 -18℃이하에서도 액체

상태로 존재하는 물입니다. 

 

< 결합수 특징 >

- 당류와 같은 용질에 대하여 용매로써 작용하지 않는다.

- 수증기압은 정상적인 물의 경우보다 낮으므로 대기 중에서 100℃ 이상으로 가열하여도 

  제고되지 않는다.

- 0℃에서는 물론 그보다 낮은 온도 -40℃에서도 얼지 않는다

- 동 식물에 존재할 대 조직에 큰 압력을 가하여 압착해도 제거되지 않는다

- 정상적인 물보다 밀도가 크다

- 식품에서 미생물의 번식과 발아에 이용되지 못한다

- 식품성분의 구조와 특성유지에 필요하다

- 식품의 맛과 품질의 안정성에 관계한다.

 

 

결합수는 단백질의 막에 제일 가깝게 강하게 붙어서 생물이 이용할 수 없고

펩타이드 결합과 같은 가수분해 작용 등에 이용됩니다.

 

자유수는 자유롭게 분자사이를 왔다갔다하며 필요할 때 마다 쓰이고 생물이

그것을 이용해서 다른 대사활동하는데 사용이 됩니다.

 

용질은 첨가되면 자유수는 겷바수와 상호작용하여 결합수로 전환을 용이하게 합니다.

 

그래서 만약 소금과 같은 용질이 들어간다면 자유수와 결합수에 변화가 생길 수도 있습니다.

 

표로 정리하면 이렇습니다.

 

성질	자유수	결합수
용매로서의 작용성	소금,당류의 용매로서 작용	용매로서 작용하지 않음
수증기압	17.5 torr	단백질 등의 용질에 강하게 결합된 형태로 수증기압을 나타내지 않음
어는점/끓는점	0,100	100보다 더 높아야함
밀도	0.998 g/cm3	자유수보다 높다

 

 

 

*참고도서_크라운출판사 2020식품기사필기시험문제,

              2019EBS수능특강 생명과학1

              라이프사이언스, 식품화학 길라잡이

*참고자료_미생물학 대학전공수업

 

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