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단백질에 의한 에멀전 및 기포의 안정화(Protein stabilization of emulsions and foams)

전문가 제언: □ 식품의 분산은 에멀전 및 기포형태를 택한다. 기포형성이나 에멀전화 특성은 이와 같은 분산의 제조단계에서 중요하다. 부가하여 안정성은 식품분산에 중요한 성질로서 특히 식품 외양의 건전성 및 완전성은 소비자의 품질인지에 심대한 영향을 미치는 것으로 믿어도 된다.

□ 본질적으로 분산은 열역학적으로 불안정하고 이들의 상대적 안정성은 집합된 분산입자의 응집, 이어 뒤따르는 크리밍(침강), 분산된 입자 및/또는 오스트발트 숙성의 부분적 또는 전체적 합체 등으로 나타나고 결국에는 열역학적으로 안정된 형태를 찾아 분산의 붕괴로 이어진다.

□ 기포형성과 에멀전화 특성 및 유도된 분산의 안정성은 계의 표면활성성분 성질에 좌우된다. 식품에서 가장 중요한 표면활성 성분은 단백질과 저 분자량 계면활성제이다. 식품단백질 중 카세인이 기포형성 및 에멀전화 성질에서 가장 우량하다. 이는 κ-카세인을 제외하고 모든 카세인이 공기-물 및 기름-물 계면에 강하게 흡착되는 경향을 가져 안정된 에멀전제품(아이스크림, 크림 혼성주, 거품　낸 토핑, 커피 분말크림, 유아영양식 등)에 사용되고, 따라서 이들 제품에 대해서는 장기간의 안정성이 가장 핵심적인 요소이다.

□ 식품의 에멀전 및 기포에 단백질 및 지질의 분포는 계면 및 벌크 상에서의 경쟁적 및 협동적 흡착에 의하여 결정된다. 단백질은 표면활성으로 유체계면의 계면장력을 저하시키고, 용액의 pH 및 이온강도에 따라서 대부분 단백질의 표면과잉은　2~3mgm-2정도이다. 일단 단백질이 흡착되면 소수성 표면에서 배열이 현저히 달라진다. 이런 배열변화는 단백질의 계면 변성의 형태로 나타난다. 그러나 단백질이 계면에서 흡착되기 전 열적 및 압력에 의한 변성은 완전히 다른 표면 및 에멀전화 성질을 나타내므로 이들의 복합적 변성효과를 숙지해야 한다. 위와 같은 유체-유체 계면에서 단백질의 배열변화와 표면 유체변형학적 거동의 상관관계를 연결시키는 것도 중요하다. 또한 계면 층의 성질과 기체 기포사이의 불균등화 반응과 같은 벌크 성질 간의 상대적 기여도를 결정하는 것도 기포 및 에멀전의 안정화를 평가하는데 중요한 요소임으로 이들을 구분하여 평가하는 기술이 필요한 것으로 보인다.

저자: Damodaran, S
자료유형: 학술정보