23-2서로 섞이지 않는 물과 기름을 함께 혼합할 때 유화제가 어떤 역… | 2023년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

유화제는 한 분자 안에 친수성기와 친유성기를 함께 가져 물과 기름의 경계면에 흡착·배열한다. 그 결과 경계면의 표면장력이 낮아져 기름이 작은 방울로 쉽게 쪼개져 분산되고, 방울 표면을 유화제가 둘러싸 다시 뭉치는 것을 막아 유화액이 안정하게 유지된다.

[해설]

물과 기름이 섞이지 않는 까닭은 두 액체 사이의 경계면에 큰 장력이 작용해, 계면적을 최대한 줄이려는 방향(=서로 뭉쳐 두 층으로 갈라지는 방향)으로 계가 움직이기 때문이다. 유화를 일으키려면 이 장력을 낮춰 계면적을 넓히는 데 드는 에너지를 떨어뜨려야 한다.

유화제는 양친매성 분자다. 친수성기는 물 쪽으로, 친유성기(소수성기)는 기름 쪽으로 향한 채 경계면에 단분자막을 이루어 늘어선다. 이렇게 흡착하면 경계면의 표면장력이 크게 낮아져 교반 같은 작은 에너지만으로도 기름이 미세한 방울로 분산된다. 나아가 방울 표면을 감싼 유화제 막이 정전기적 반발과 입체 장애로 방울끼리의 합일(재응집)을 막아 분산 상태를 오래 유지시킨다.

참고로 엄밀하게는 액체–액체 경계면에 작용하는 힘은 계면장력이라 부르고, 표면장력은 액체–기체 경계면에 쓰는 말이다. 다만 발문이 표면장력이라는 용어로 물었으므로 답안도 그 용어를 그대로 써서 쓰면 된다.

근거 : 「식품첨가물의 기준 및 규격」(식품첨가물공전) 총칙의 용어 정의 — 유화제는 섞이지 않는 둘 이상의 상을 균질하게 섞거나 그 상태를 유지시키는 첨가물이다.