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수려한집게벌레191
설탕을 많이 넣은 음식이 쉽게 상하지 않는 이유는 무엇인가요?
설탕을 많이 넣은 음식이 쉽게 상하지 않는 이유는 무엇인가요?
삼투압과 미생물 활동 억제, 수분 활성도 감소와 관련 지어 설명 부탁드려요~
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
설탕을 많이 넣은 음식이 쉽게 상하지 않는 이유는 삼투압 작용과 수분활성도 감소로 인한 미생물 활동 억제 때문입니다.
설탕은 물과 결합하려는 성질이 강합니다. 음식 속에 설탕이 많이 들어가면 주변의 자유수(미생물이 실제로 이용할 수 있는 물)가 줄어들고, 그 결과 수분활성도(Aw)가 낮아집니다. 대부분의 세균은 Aw가 0.95 이상에서만 잘 증식하는데, 설탕이 많은 잼이나 꿀은 Aw가 0.9 이하로 떨어지므로 세균은 거의 자라지 못합니다.
또한 삼투압 효과도 중요한데, 고농도의 설탕 용액에서는 미생물 세포 내부의 수분이 밖으로 빠져나가 탈수 상태가 됩니다. 이렇게 되면 미생물은 대사 활동을 유지하기 어렵고 증식이 억제됩니다. 결국 설탕은 미생물에게 불리한 환경을 만들어 음식이 쉽게 부패하지 않도록 하는 것입니다.
즉, 설탕은 삼투압으로 미생물을 탈수시키고, 수분활성도를 낮춰 자유수를 줄임으로써 미생물의 생육을 억제합니다. 이 때문에 잼, 꿀, 시럽 같은 고당 식품은 오래 보관해도 쉽게 상하지 않는 것입니다.
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채택된 답변안녕하세요.
질문해주신 것처럼 설탕이 많이 들어있는 음식이 쉽게 상하지 않는 이유는 미생물이 생존하고 증식하기 위한 환경을 억제하기 때문입니다. 설탕이 많이 녹아 있는 상태에서는 용액의 농도가 매우 높아지기 때문에 미생물 세포 내부보다 외부 용액의 농도가 더 높아집니다. 따라서 삼투압 차이에 의해 세포 안의 물이 바깥으로 빠져나가는데요, 이 현상을 삼투에 의한 탈수라고 하며, 이때 세균이나 곰팡이 세포는 수분을 잃으면 효소 반응과 대사 과정이 제대로 이루어지지 못해 성장과 증식이 크게 억제되는 것입니다.
다음으로 수분활성도라는 개념이 중요한데요, 이는 미생물이 실제로 이용할 수 있는 자유로운 물의 비율을 의미합니다. 설탕이 존재할 경우 친수성 작용기로 물과 강하게 결합하여 물 분자를 붙잡아 두기 때문에, 음식 속에 물이 존재하더라도 미생물이 사용할 수 있는 물은 크게 줄어듭니다. 즉, 대부분의 세균은 일정 수준 이상의 수분활성도가 있어야 증식할 수 있는데, 고농도 설탕 환경에서는 이 기준을 충족하지 못하는 것입니다. 게다가 높은 농도의 당은 단백질의 구조를 변화시키거나 효소의 반응 속도를 떨어뜨립니다. 즉 설탕이 많은 환경에서는 미생물의 효소 단백질도 안정적으로 작동하기 어려워지므로 미생물의 대사 자체가 비효율적이게 됩니다. 따라서 당 함유량이 높은 식품은 일반적인 상온에서도 비교적 오래 보관이 가능합니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
설탕이 과하게 포함된 음식이 쉽게 상하지 않는 이유는 미생물이 살수 없기 때문입니다.
저농도의 설탕은 미생물이 활발하게 생존할 수 있습니다. 하지만 고농도의 설탕이 포함된 잼이나 꿀과 같은 곳에서는 미생물이 살수가 없습니다.
그 이유는 삼투압 때문인데 삼투압은 물이 저농도에서 고농도로 이동을 하는 현상인데 만약 잼에 미생물이 들어오게 되면 미생물 내의 물이 잼 쪽으로 전부 이동을 하게 되어 미생물이 사멸을 하게 되기 때문입니다.
수분 활성도의 경우는 설탕의 경우 매우 높은 친수성 물질이라 잼과 같은 곳에서는 수분이 모두 잼과 결합이 되어 있어 수분이 없는것과 마찬가지인 상태가 되어 미생물의 침투를 막을 뿐 아니라 장기보관이 가능해 집니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)