22-1식품의 저장성을 좌우하는 지표인 수분활성도(A_w)가 무엇을 뜻… | 2022년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

(1) 정의 — 식품에 들어 있는 수분 가운데 미생물의 증식이나 화학반응에 실제로 이용될 수 있는 자유수의 정도를 나타내는 값. 같은 온도에서 순수한 물의 수증기압에 대한 식품의 수증기압 비로 정의한다.

(2) $A_w = \dfrac{N_w}{N_w + N_s}$

[해설]

식품의 수분은 성분과 결합해 움직이지 못하는 결합수와, 자유롭게 이동하며 용매로 작용하는 자유수로 나뉜다. 미생물이 쓰고 화학반응에 참여하는 것은 자유수뿐이므로, 총 수분함량이 아니라 자유수의 비율이 보존성을 좌우한다. 이를 수치로 나타낸 것이 수분활성도다.

측정 기준은 수증기압이다. 같은 온도에서 $A_w = \dfrac{P}{P_0}$이며, 여기서 $P$는 식품이 나타내는 수증기압, $P_0$는 순수한 물의 수증기압이다. 순수한 물은 $A_w = 1$이고, 용질이 녹아 있는 식품은 $P \lt P_0$이므로 $A_w \lt 1$이 된다.

묽은 용액에서는 라울(Raoult) 법칙이 성립해 수증기압비가 물의 몰분율과 같아진다. 그래서 몰수로도 쓸 수 있다.

$A_w = \dfrac{P}{P_0} = X_w = \dfrac{N_w}{N_w + N_s}$

한 가지 짚어 둘 것이 있다. 일부 교재는 정의를 '식품이 나타내는 수증기압에 대한 순수한 물의 최대 수증기압의 비'로 적어 두었는데, 'A에 대한 B의 비'는 $B/A$이므로 그대로 읽으면 $A_w = P_0/P$가 되어 버린다. 그러면 값이 항상 1 이상이 되어 같은 책의 공식($P/P_0$)과도 어긋나고 수분활성도의 정의역도 벗어난다. 분자ㆍ분모가 뒤바뀐 표기이니, 순수한 물의 수증기압에 대한 식품의 수증기압 비로 기억해야 한다.