[식품첨가물/산도조절제] 산도조절제의 기능 / 유기산 미생물 억제 작용 원리

산도조절제는 식품의 pH(산/알칼리)를 조절하는 데 사용되는 식품첨가물로 알려져 있습니다. 산도조절제가 가진 기능 중 하나는 식품의 미생물의 증식을 억제해 제품의 유통기한 연장에 도움을 주기도 합니다.

산도조절제에는 구연산, 푸마르산, 사과산과 같은 유기산류, 인산염류 등 다양한 첨가물들이 포함됩니다. 오늘은 여러 산도조절제 중 유기산이 어떤 작용으로 미생물을 제어하는지 그 원리를 소개하겠습니다.

 

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일반적으로 유기산의 미생물 제어 능력(항균 효능)은
① pH 저하
② 비해리 유기산의 비율
③ 유기산 자체가 갖는 항균력
이 복합적으로 작용하여 발생하게 됩니다.

유기산은 pH에 따라 해리형과 비해리형이 공존하는 형태로 존재하는데, pH가 낮아지게 되면 비해리형 분자의 비율이 증가하게 됩니다. 

해리 형태의 유기산은 이온 형태로 미생물 표면에 흡착되지만, 비해리 형태의 유기산은 세포막을 투과해 미생물 균체 내부에 쉽게 침입할 수 있습니다. 

이렇게 균체 내부로 침입한 비해리 형태의 유기산은 미생물 내부에서 해리되어 프로톤을 생성합니다. 이에 따라 미생물 내의 pH는 저하되고, 효소는 불활성화 되게 됩니다. 또한 세포 내에서 양성자를 제거하기 위한 작용을 진행하며 에너지 소비가 증가하며 이는 미생물의 성장 지연을 유발하게 됩니다.

 

 

이를 정리하면 ① 해리 형태의 유기산보다 비해리 형태의 유기산이 더 강한 효능을 띄며, ② pH가 낮아질수록 해리 형태보다 비해리 형태의 유기산의 비율이 더 커지기 때문에 미생물 억제 효능도 더 강해진다고 할 수 있습니다.

 

그렇다면 왜 pH가 낮아질수록 비해리 형태의 유기산이 증가하는 것일까요? 이는 pH가 낮아지면 수소 이온 농도가 증가해 유기산의 해리가 억제되기 때문입니다.

 

추가로 말씀드리면 유기산의 효과가 모든 미생물에 일괄적으로 효능이 있는 것은 아닙니다. 미생물에 따라 유기산별 효과가 다릅니다. 예를 들어 어떤 미생물은 산성 조건에서 충분한 수준의 소르빈산을 첨가해도 제어되지 않는 경우도 있다. 따라서 유기산을 사용해 미생물 제어를 고려하고자 한다면 적용 시의 pH와 사용하고자 하는 유기산이 대상 미생물에 작용하는지를 함께 고려할 필요가 있습니다.