[귀농귀촌] 식품 가공 - 동결건조

동결 건조 (Freeze drying)

식품을 동결시킨 다음 고도의 진공하에서 식품 중의 빙결정을 직접 승화시켜 건조 제품을 만드는 방법이다. 수분이 많은 식품을 진공 중에 두면 급격히 증발이 일어나 증발열을 빼앗기게 되므로 식품은 저절로 동결하게 된다. 이것을 자기동결이라고한다. 그러나 이때 발포하거나 조직이 파괴되는 일이 많으므로 미리 식품을 동결시 켜둔다. 이것이 이 방법의 제1단계 과정이다.

다음은 감압과정이다. 압력을 내리면 물은 100℃ 이하에서도 비등증발 하는데, 4.58 mmHg로 감압하면 0℃에서 비등하게 된다. 즉 물의 포화증기압은 0℃에서 4.58 mmHg이다. 또한 -10℃에서는 1.95 mmHg, -20℃에서는 0.77 mmHg로 감소한다. 저온에서 승화를 계속시키기 위해서는 건조실 내의 수증기압을 상당히 낮게 유지할 필요가 있다. 그러므로 건조실 내의 공기를 제거하여 저압으로 하면 건조속도가 빨라지므로, 건조실 내는 일반적으로 1~0.01 mmHg 정도로 유지한다.

○ 동결건조 제품의 특징

세균과 바이러스 등 살아 있는 미생물, 육류와 수산물 같은 생체식품, 효소와 호르몬 같은 활성물질 등은 변성과 사멸이 일어나기 때문에 그대로 두어서는 장기간 보존이 불가능하다. 자연건조나 열풍건조 등은 변성이 일어나고 본래의 모습과는 다른 형태가 되게 마련이다. 따라서 형태적으로나 기능적으로 시료가 가지고 있는 본래의 상태를 잃지 않고 원상복원이 좋게 되도록 하는 것이 동결건조법의 최대 목적이다.
그 예로 오징어가 마른오징어가 되고 나면 다시 원래의 오징어로는 되돌아갈 수 없게 되는 것이 있다. 이와 같은 결점을 해결하고자 하는 건조방법이 동결건조법이고 이 방법에 의하면 원래의 형태가 붕괴되지 않을 뿐 아니라 기능적인 활성도 손상되지 않고 효소활성과 세포의 생명까지 유지된다는 것이 본 기법의 특징이다.

이들을 구체적으로 장단점을 나열해 보면 다음과 같다.

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장 점

- 피건조물, 특히 생체의 경우는 동결건조에 의해 본래의 형태 그대로 유지할 수 있다. 다시 말하면 최초에 원료를 동결시킨 상태로 유지, 고정하며 그 상태로 건조를 완료할 수 있어 건조 후에도 원래의 모습을 갖고 있다.

- 모든 공정이 저온하에서 처리되기 때문에 피건조물 원래의 기능과 활성이 유지된다.

- 액상의 원료일 경우에도 동결에 의해 임의의 구조를 만들어 porous(다공성)한 구조로 유지시킬 수 있다.

- 표층에 막 모양의 것이 생기지 않고 균일하게 건조된다. 원료 내부에서도 탈수가 잘 되기 때문에 건조도가 양호하고 건조 후의 함수율도 낮다.

- 변성이 적게 일어난다. 식품을 급속히 동결한 후 극히 낮은 온도와 진공 상태에서 승화 탈수를 하므로 가열 또는 산화에 의한 성분의 변성, 비타민의 손실, 변색 및 이취가 일어나지 않게 되고 세균의 증식오염과 산소에 의한 변질도 일어나지 않는다.

- 건조 중 경화가 발생되지 않는다. 내부에서 수분이 승화 탈수되기 때문에 표면강화가 일어나지 않아 건조도가 좋게 되므로 제품의 함수율도 낮게(27% 이하 정도)할 수 있다.

단 점

- 건조물은 다공성 형태가 되기 때문에 표면층이 넓게 되므로 산화되기 쉽고, 흡수성이 크기 때문에 건조 후 보존에 있어 특별한 주의가 필요하다. 또 용적량 비율도 높고 형태가 부서지기 쉬우므로 수송에 유의하여야 한다.

- 장치 설비와 조작비가 타 건조법에 비해 높은 단점이 있다.

 

[귀농귀촌] 식품 가공의 기초 공정

 

[귀농귀촌] 식품 가공의 정의

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