동결농축 (freeze concentration)
쉽게 풀면
액체를 얼려서 생긴 얼음만 걸러내고 남은 진한 액체를 얻는 방법으로, 열을 쓰지 않아 맛과 향이 잘 보존된다.
예를 들어 오렌지주스를 얼렸다가 녹이면 처음 녹아 나오는 액체에 단맛이 진하게 몰리고 나중에 남은 얼음은 맹물에 가까워지는 것처럼, 물만 얼음으로 분리해 내는 원리를 이용해, 열을 가하지 않고 진한 농축액을 만드는 방법을 떠올리면 됩니다.
왜 중요한가
열처리를 거치지 않아 향미 성분과 열에 민감한 영양소의 손실이 적어, 과일주스 농축액이나 커피 엑기스처럼 원료 본연의 풍미 보존이 중요한 제품의 고급 농축 기술로 활용됩니다.
동결농축은 열에 의한 향미 손실을 최소화할 수 있어, 오렌지주스 농축액이나 커피 엑기스처럼 향과 맛이 상품 가치를 좌우하는 고급 식품의 품질 유지 기술로 식품공학 연구에서 다루어집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
저온 농축법과 열농축법을 비교해 향기성분 보존 측면의 우위를 입증하는 결과이다.
이 결과는 열처리를 거치지 않는 동결농축의 이점이 실제 관능 품질로 나타남을 보여주는 근거로 인용됩니다.
조금 더 깊게 보면
증발농축에 비해 에너지 효율이 낮고 얼음결정에 붙어나가는 용질 손실을 완전히 막기 어려워 실제 산업 현장에서는 고부가가치 제품에 제한적으로 적용되는 경우가 많습니다.
동결농축은 얼음결정과 농축액을 분리하는 과정에서 일부 용질이 얼음에 갇혀 손실되는 수율의 한계가 있어, 이를 개선하기 위한 다단계 세척 공정이나 원심분리 기술이 함께 연구되고 있습니다. 동결농축은 냉각 속도가 지나치게 빠르면 얼음 결정이 미세해지면서 표면적이 늘어나 그만큼 용질을 물리적으로 가두는 손실이 커지므로, 오히려 완만한 냉각으로 큰 결정을 만들어 분리 효율을 높이는 경우가 많다.
주의할 점
동결농축은 향미 보존에 유리하지만 얼음 결정에 용질이 일부 포집되어 회수율이 낮고 에너지 효율이 떨어질 수 있다.
동결농축은 향미 보존에는 유리하지만 설비 투자비와 처리시간이 열농축보다 커서, 모든 식품에 경제적으로 적용 가능한 방법은 아니라는 점을 함께 고려해야 합니다.