음식에서 수분을 제어하면 오래 저장할 수 있다. 그 원리와 수분 함량을 낮춰 만든 대표적인 음식인 잼을 만드는 방법에 대해 알아보자. 딸기에는 물과 당이 많이 들어있다. 수분이 많고 껍질 같은 보호막이 없어서 쉽게 무르고 금방 미생물에 오염될 수 있다. 미생물이 딸기를 먹기 전에 내가 먼저 먹어야 한다. 오래 두고 먹기 위해서 저장 방법들이 생겨났다.
대부분의 미생물은 사람이 사는 것과 비슷한 환경에서 잘 자란다. 물, 양분, 산소와 같은 기본적인 요소들을 필요로 하고 특정 온도와 산도에 대한 선호도를 가지고 있다. 미생물을 제어하기 위해서는 환경의 화학적, 물리적인 조건들을 바꿔주어야 한다. 혐기 조건에서 번성하는 미생물들이 있다. 클로스트리디움 보툴리눔은 가장 치명적인 것 중 하나이다. 이것들의 독소는 사람을 죽일 수 있을 정도이기 때문에 이 균이 자라지 않도록 제어해야 한다. 산도나 고온, 압력 등의 조건을 주어 유해균을 사멸시킨다. 이런 조건들을 가하면 음식물의 맛이나 풍미, 식감 등에도 영향이 가서 원하는 대로 먹지 못할 수 있다. 음식을 크게 변화시키지 않으면서 미생물을 제어할 수 있는 대표적인 조건은 수분 함량을 조절하는 것이다. 소금이나 설탕, 건조와 같은 방법들이 이에 속한다. 미생물이 음식에서 사용할 수 있는 수분의 양을 감소시키는 것이다.
모든 살아있는 물질은 세포의 집합체이고 그 세포들은 분자로 이루어져 있다. 그 분자들은 원소로 이루어져 있고, 각각의 원소는 원자로 이루어져 있다. 과일, 채소, 고기는 주로 탄소, 수소, 산소 원소로 구성되어 있으며, 이들은 대부분 물, 탄수화물, 단백질, 섬유질의 분자로 배열되어 있다. 물론, 여러분이 그것을 적절하게 준비하기 위해 여러분이 먹는 모든 것의 정확한 화학 성분을 알 필요는 없다. 명심해야 할 중요한 것은 모든 음식에 물이 들어 있다는 것이다. 식품 안전의 관점에서 가장 중요한 것은 식품의 절대적인 수분 함량이 아니라 수분 활성도이다. 수분활성도는 분자가 이용할 수 있는 물의 양이다.
모든 유기체는 살기 위해 물을 필요로 하기 때문에 우리는 그들이 이용할 수 있는 물의 양을 줄임으로써 즉, 음식의 수분 활동을 줄임으로써 그들이 우리의 음식을 오염시키는 것을 막을 수 있다. 음식에서는 소금과 설탕을 이용해 수분 활성도를 조절한다. 이들을 음식에 넣으면 물 분자와 결합해 물 분자를 묶어서 미생물이 사용할 수 없게 한다. 충분한 소금과 설탕을 첨가하면 음식이 여전히 많은 물을 포함하고 있음에도 불구하고 미생물들이 생존에 활용할 수 있는 충분한 물 분자가 없을 것이다. 음식에 얼마큼의 설탕을 넣어야 적당한지 계산할 수 있는 값이 있다. 수분활성도 water activity(aw)의 값을 이용하면 된다. 순수한 물은 1.0의 aw를 가지고 있다. 이상적인 보존 목표는 0.85 ~ 0.80(aw)이다. 딸기에 설탕을 넣으면 딸기의 물은 침출되기 시작할 것이고 설탕과 결합하여 시럽을 만들 것이다. 시럽이 많은 딸기는 설탕이 첨가되기 전에 딸기만큼 많은 물을 가지고 있지만, 그들의 수분 활동은 모두 물 분자와 결합하는 설탕 분자들 덕분에 감소했다. 여기에 열을 더하면 수분 활성도가 훨씬 감소하여 더 많은 시간을 벌 수 있다.
대부분의 보존 식품은 병원균이 자랄 수 없도록 화학적, 물리적 장벽의 조합에 의존한다. 설탕에 절이고 조리된 딸기를 깨끗한 유리 항아리에 밀봉한 다음 냉장고에 넣는 간단한 행동도 방어선이다. 주변 미생물들이 이동하기 어렵게 만드는 벽 하나가 더 있다는 것이다. 딸기에 설탕을 넣고 가열하여 수분 활성도를 낮춰 저장 기간을 늘렸다. 이 음식을 편하고 맛있게 먹으려면 흐르지 않고 잘 떠질 수 있도록 만들어주는 펙틴이라는 증점제가 필요하다. 과일이나 채소의 껍질에 많이 들어있는 천연 섬유로 겉껍질이나 과육을 단단하고 온전하게 유지시켜 준다. 사과와 오렌지와 같은 일부 과일들은 더 많은 펙틴을 가지고 있고, 딸기나 산딸기와 같은 어떤 과일들은 더 적은 펙틴을 가지고 있다. 펙틴이 거의 없는 딸기는 기껏해야 진한 시럽이 될 것이다. 잼을 만드는 유럽의 오래된 방법은 사과, 모과, 오렌지를 섞어서 딸기잼의 낮은 펙틴 수치를 해결한다. 펙틴 분말을 사서 넣으면 된다. 일반적인 펙틴은 화학적으로 열과 설탕과 결합할 때 점도가 높아지도록 설계되었다. 저당 펙틴은 더 적은 양의 설탕으로 작동하기 위해 추가적인 정제 과정을 거친다. 저당 펙틴은 잼의 전반적인 산도를 증가시켜 미생물 성장에 또 다른 장벽을 세운다. 그것들은 보통 소량의 과흡수 당인 덱스트로스와 산성화제인 구연산나트륨을 함유하고 있다. 그것을 사용하기 위해서는 산 또는 칼슘의 형태로 촉매가 필요하다. 일반 펙틴은 추가적인 촉매가 필요하지 않다. 많은 잼 조리법은 과일과 설탕 혼합물을 104°C에서 장시간 조리해야 한다. 80%의 수분활성도에 도달하고, 펙틴이 작용하여 충분히 겔화되어야 하기 때문이다. 설탕이 과일의 물 분자와 결합해서 물의 활동을 감소시키는 동시에 열은 물의 활동을 더 감소시키고 설탕과 탄소 분자가 촘촘한 다발로 다시 사슬을 맺게 하여 두꺼워지게 된다. 이상적인 온도를 달성하고 유지하기 위해서는 경계와 인내심이 필요하다. 휘젓고, 열을 조절하고, 기다리고, 반복하는 작업이다. 자칫하면 사탕이 되거나 타버릴 수 있기 때문에 주의해야 한다. 상용화된 펙틴의 덱스트로스는 일반적이든 저당적이든 과학적으로 건전한 지름길을 제공하여 당신이 그 모든 과정을 피할 수 있게 한다. 여러분이 과일과 설탕 혼합물에 펙틴을 첨가하면 그 덱스트로스는 여러분이 원하는 수분활성도에 거의 즉시 도달할 수 있도록 도와줌으로써, 잼을 오랜 시간 동안 조리할 필요가 없다. 혼합물을 1분 동안 끓이기만 하면 된다. 잼이 완성되었는지 확인하기 위해서는 찬 물에 완성물을 한 방울 떨어뜨려보면 된다. 모양이 유지되면 완성된 것이고, 금방 풀어지면 더 끓여주어야 한다. 완성된 잼을 더 오래 보관하기 위해서는 용기에 열처리를 해야 한다. 뚜껑이 있는 용기를 끓는 물에 담그거나 압력솥에 넣어 가열한다. 남은 산소는 밖으로 나가고 용기는 새로운 미생물에 대해 밀봉될 것이다. 허들을 추가하면 미생물을 더 잘 제어할 수 있다.
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