식품 품질과 영양: 신선도와 저장 방법의 영향

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식품 품질과 영양: 신선도와 저장 방법의 영향

식품의 영양가와 품질은 저장 방법과 보관 조건에 따라 현저한 차이를 보인다는 과학적 연구 결과들이 축적되고 있다. 특히 냉동 보관과 신선 보관 사이의 영양소 보존 효과, 그리고 적절한 저장 온도와 방법의 중요성이 부각되고 있다. 연구에 따르면 일부 식품의 경우 냉동 보관이 신선 보관보다 더 높은 영양소 보존율을 보이며, 냉장 보관 시에도 저장 기간과 방법에 따라 영양소 손실이 크게 달라지는 것으로 나타났다.

냉동 보관과 신선 보관의 영양학적 비교

냉동 식품의 영양소 보존 메커니즘

냉동 보관은 영양소 보존을 위한 탁월한 방법으로 과학적으로 입증되었다. 신선한 식품을 급속 냉동하면 일반적으로 -18°C 이하의 온도에서 세포벽이 파괴되어 효소가 불활성화되며, 이를 통해 영양소 손실이 최소화되고 음식의 신선도가 더 오래 유지된다. 급속냉동기술의 발달로 영하 40°C 이하의 저온에서 식품을 단시간 내에 얼리는 것이 가능해졌으며, 이 과정에서 식품 내 세포나 조직에 아주 작은 결정이 생성되어 세포나 조직의 파괴가 거의 없다.

냉동 과정 자체가 영양소를 저하시키는 것은 아니며, 영양소는 냉동하기 전의 전처리 과정에서의 손실과 저장온도에 의해 달라진다. 특히 탄수화물, 단백질, 지방과 같은 에너지 영양소는 고온이나 저온에 변화가 없다. 미국 캘리포니아 대학교 연구팀의 연구에 따르면 냉동 과일과 채소가 보관이 쉬운 것 외에도 더 많은 영양분을 공급할 수 있음을 발견했다.

신선 식품의 영양소 변화 패턴

신선한 채소와 과일을 상점에 납품하는 동안 품질과 건강상 이점에는 영향이 간다. 이동 시간이 길면 길수록 신선한 채소는 냉동 제품보다 영양 밀도가 떨어진다. 채소는 수확 후 즉시 영양소의 일부를 잃는데, 그 중 비타민 C는 파괴되기 쉬운 것으로 알려져 있으며 맨 처음으로 감소한다.

영국에서 발표된 연구에 따르면 냉동 채소가 신선한 채소나 과일보다 항산화 물질이 더 높다고 나타났다. 40개의 실험을 통해 사람들이 많이 구매하는 과일과 채소를 대상으로 3일 보관된 과채를 비교했을 때, 삼분의 이의 결과에서 냉동 음식이 비타민 C, 폴리페놀, 안토시아닌, 루테인, 베타카로틴과 같은 항산화 물질이 더 높았다. 신선 제품은 더 오랫동안 보관될수록 비타민 C와 B 같은 수용성 비타민이 손실되기 쉽다.

특정 식품별 최적 저장 방법과 영양소 변화

시금치의 저장 방법별 영양소 비교

시금치는 냉동 보관이 신선 보관보다 유리한 대표적인 채소이다. 시금치를 실온에서 보관하면 일주일 안에 시금치에 함유된 비타민C가 100% 손실된다. 냉장고에 보관해도 75%의 손실을 막지 못한다. 반면 시금치를 냉동 보관하면 비타민C가 30%밖에 손상되지 않는다.

또한 시금치를 냉동 보관하면 오히려 비타민E 농도가 증가한다는 연구도 있다. 냉동 과정에서 세포벽이 파괴돼 비타민E 흡수율이 높아지기 때문이다. BBC Future가 국외 저널에 실린 식품 영양 연구를 바탕으로 1000개의 음식을 분석해 영양 성분에 따라 순위를 매긴 결과, 일반 시금치는 100점 만점에 59점으로 45위를 차지했지만, 냉동 시금치의 점수는 100점 만점에 64점으로 24위까지 올라가는 것으로 나타났다.

브로콜리의 냉장 보관 시 영양소 손실

브로콜리는 저장 조건에 따라 영양소 손실이 크게 달라지는 채소이다. 브로콜리에 풍부한 비타민 C는 수용성이며 매우 불안정한 영양소로, 데친 후 실온에서도 24시간 안에 약 40%, 냉장 보관 시에도 2일 이내에 최대 60%까지 손실된다. 즉, 건강을 위해 일부러 먹는 브로콜리가 냉장 보관을 시작하는 순간부터 시간이 지날수록 비타민 C는 거의 사라지고 섭취하는 의미가 크게 줄어든다.

브로콜리에 들어 있는 설포라판은 항산화, 항암 작용으로 주목받는 성분이지만 그 자체로 존재하는 것이 아니라 '미로시나아제'라는 효소와 반응하여 생성되는 형태이다. 하지만 브로콜리를 삶으면 이 효소가 약해지고, 냉장 보관을 오래 할수록 그 효소는 완전히 사라지게 된다. 또한 브로콜리는 저장 중 엽록소가 빠르게 산화되며 색이 진해지거나 황변 현상이 생기고, 이 과정에서 식감이 질겨지며 쓴맛이 강해지고 항산화 효능은 크게 줄어든다.

기타 식품의 냉동 보관 효과

냉동을 하면 더 좋아지는 식품들이 여러 있다. 대표적인 것이 블루베리, 두부, 시금치이다. 2014년 미국 사우스다코타 주립대학교 식품학과 연구진은 신선한 블루베리를 냉동 보관할 경우 대표적인 항산화 물질인 안토시아닌의 농도가 더 증가한다고 밝혔다.

두부는 냉동해서 사용할 경우 두부표면의 뚫린 구멍을 통해 수분이 빠져나가면서 단백질 입자가 응축돼 단백질 함량이 무려 6배 증가한다. 브로콜리도 냉동을 하면 수분은 빠져나가고 영양소는 응축돼 생 브로콜리보다 식이섬유, 비타민, 미네랄 등 영양소 섭취에 효과적이다.

냉장 저장의 품질 변화와 한계

냉장 온도 조건과 영양소 보존

냉장 제품은 0~10도 사이에서 보관해야 하며, 대표적인 냉장 식품으로는 과채류, 원유, 우유, 두부, 달걀 등이 있다. 특히 상하기 쉬운 달걀의 경우 섭취 직전까지 지속적으로 냉장 상태로 유통해야 하므로 냉장고의 안쪽에 넣는 것이 바람직하다. 냉장고 문의 선반은 온도가 가장 높고 온도 변화가 심하기 때문이다.

삼성전자와 서울백병원 가정의학과 강재헌 교수 연구팀의 연구에 따르면, 냉장고 정온 유지 수준이 식품의 신선함과 영양소 보존에 큰 영향을 준다. 미세 정온 유지 기술을 갖춘 냉장고에 보관한 체리는 열흘이 지나도 비타민C 함유량이 변하지 않았고 항산화 능력도 71% 보존했다. 반면 다른 냉장고에 들어 있던 체리의 비타민C 함유량은 평균 24% 감소했으며, 항산화 능력 역시 평균 54% 줄어든 것으로 파악됐다.

채소 세척 후 보관의 미생물학적 변화

채소류는 세척 후 보관 방법에 따라 유해균의 증식 양상이 크게 달라진다. 식품의약품안전처 연구에 따르면, 부추와 케일 등의 채소는 모두 냉장온도에서 12시간 보관했을 때 세척 여부와 상관없이 유해균 분포에 변화가 없었지만, 세척한 뒤에 실온에서 12시간 보관한 경우 유해균 분포에 유의적인 변화가 확인됐다.

부추를 세척한 후 실온에서 12시간 보관했을 때 식중독균인 병원성대장균수가 평균 2.7배, 케일에 존재하는 유해균인 폐렴간균은 세척 후 실온에서 12시간 후 평균 7배 증가했다. 반면 부추와 케일 모두 세척하지 않고 실온에 12시간 보관한 경우 식중독균 또는 유해균의 분포 변화가 관찰되지 않았다. 이는 채소류 표면에 원래 분포하고 있던 세균이 세척과정에서 군집간의 평형이 깨지면서 유해균에 대한 방어 능력이 감소하는 것으로 해석된다.

저온 저장 중 발생하는 품질 변화

물리적 변화와 영양소 손실

저온 저장 중에는 다양한 물리적 변화가 발생한다. 냉동식품 표면의 수분 승화에 의한 표면 건조로 중량 감소, 수축, 연화, 변색이 발생하고 산화작용이 진행된다. Freezer burn이라 불리는 현상은 식품 표면과 주위의 압력차이로 인한 수분이 증발이 비가역적으로 내부로 진행되어 다공질의 건조층이 형성되는 현상으로, 냉동식품의 색, 조직, 향미, 영양가, 휘발성 물질 등을 비가역적으로 변화시켜 품질 저하를 유발한다.

냉동 저장 중 얼음 결정의 크기가 증가하면 조직 파괴가 일어나며, 유화계 파괴로 인한 현탁액, 유화액 파괴도 발생한다. 냉동식품 해동 시 식품에서 용액이 분리되는 drip 현상은 수용성 영양성분 손실, 풍미와 조직감 저하, 중량감소를 초래한다.

화학적 변화와 효소 반응

저온 저장 중에는 여러 화학적 변화가 발생한다. 비교적 높은 동결 온도에서 장기간 냉동한 경우 지방의 산화가 발생하며, 채소나 과일의 경우 효소적 갈변, 엽록소 파괴, ascorbic acid 파괴가 일어난다. 이는 blanching을 통한 효소의 불활성화로 예방할 수 있다.

단백질 불용화도 중요한 변화로, 용해성, 점도, gel 형성력, 기포 형성력이 변화한다. 이를 방지하기 위해서는 -30℃ 이하에서 저장하거나 단당류, 이당류, 올리고당류, 당알콜 등을 첨가하는 방법이 있다. 녹말의 노화는 냉장온도 범위(0~5℃)에서 오히려 촉진되며, 부분 냉동식품에서는 비동결부위에서 용질의 농축으로 인한 효소 반응이 촉진된다.

진공포장과 기타 보존 기술의 효과

진공포장의 보존 메커니즘

진공포장은 포장 용기 내의 산소를 제거함으로써 주요 부패 미생물인 호기성 균들의 성장과 지방산화를 지연시켜 저장성을 높이는 기술이다. 진공포장을 실시하면 포장내 산소농도가 급격히 감소하고 미량으로 남게 되는 산소마저 미생물이나 고기세포의 호흡에 이용되기 때문에 산소분압은 낮아진다.

진공포장은 내용물을 외부의 공기, 미생물, 곰팡이, 먼지 등의 오염요소로부터 완벽히 차단시키므로, 내용물의 부패나 변질을 막아 일반보존방법보다 최소 2-3배 이상 보존기간을 연장시킬 수 있다. 습기나 냄새의 유입 및 증발이 차단되므로 식품고유의 맛, 향, 색깔, 영양분 및 신선도가 보다 장기간 일정하게 유지된다.

CA 저장과 온도 관리

CA(Control Atmosphere) 저장은 기체 조절과 저온저장을 통한 신선도 유지 방법으로, CO2 조절을 통해 과일의 과숙, 노화를 방지하기도 한다. 농산물의 등급규격은 일반적으로 품목, 품종별 특성에 따라 수량, 크기, 색택, 신선도, 건조도, 결점, 성분함량 등 다양한 요소가 종합적으로 고려된다.

냉장실의 온도 변동 편차는 과채류의 항산화 지표에 영향을 미치며, 온도에 상관없이 저장 시간에 따라 미생물이 증식되는 것으로 보고되었다. 냉동 조건에서 항산화 성분의 보존율이 가장 높고, 온도가 증가될수록 항산화 지표 및 항산화 활성의 손실률이 증가하며, 저장 기간이 길어질수록 더욱 심화되는 것으로 나타났다.

결론

식품의 품질과 영양소 보존은 저장 방법과 조건에 따라 현저한 차이를 보인다. 냉동 보관이 항상 영양소를 파괴한다는 일반적인 인식과 달리, 시금치, 브로콜리, 블루베리 등 많은 식품에서 냉동 보관이 신선 보관보다 우수한 영양소 보존 효과를 보인다. 특히 급속냉동 기술의 발달로 세포 손상을 최소화하면서 영양소를 효과적으로 보존할 수 있게 되었다.

신선 식품의 경우에도 적절한 냉장 온도 유지와 보관 방법이 영양소 손실을 크게 좌우한다. 채소류는 세척 후 즉시 섭취하거나 냉장 보관해야 하며, 실온 보관 시 유해균 증식 위험이 높아진다. 진공포장과 같은 고급 보존 기술은 보존 기간을 2-3배 이상 연장시킬 수 있어 식품 안전성과 영양가 유지에 효과적이다.

따라서 식품의 종류와 특성을 고려한 맞춤형 저장 방법 선택이 중요하며, 냉동과 신선 보관의 장단점을 이해하여 적절히 활용하는 것이 영양소 섭취 효율성을 높이는 핵심이라 할 수 있다. 또한 온도 변동을 최소화하고 적절한 포장 방법을 사용하는 것이 식품의 품질과 영양가를 장기간 유지하는 데 필수적이다.

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