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학습자료/과학

탄산음료를 김이 빠지지 않게 보관하는 방법은?

대한민국 교육부 2015. 6. 17. 13:34


탄산음료를 김이 빠지지 

않게 보관하는 방법은? 

 

 

■ 뚜껑을 연 탄산 음료의 김이 빠지는 이유

방금 사와서 뚜껑을 연 탄산 음료는 시원하고 톡 쏘는 맛이 강합니다. 톡 쏘는 맛이 주는 상쾌함 때문에 많은 사람들이 탄산 음료를 마시지요. 그런데 한 번 뚜껑을 열었던 탄산 음료를 냉장고에 보관해 두었다가 며칠 뒤 다시 마셨을 때, 톡 쏘는 맛이 처음과 다른 것을 경험해 본 적이 있나요? 왜 이러한 차이가 생기는걸까요?


탄산 음료는 이산화탄소를 물에 녹인 음료입니다. 이산화탄소가 물에 녹았을 때 생성되는 것이 바로 ‘탄산’이지요. 이산화탄소가 물에 녹았을 때 일어나는 반응은 다음과 같습니다.


CO2(이산화탄소) + H2O(물) ⇔ H2CO3(탄산) → H+(수소 이온) + HCO3-(중탄산 이온)

시간이 지나면서 음료에 녹아 있는 이산화탄소가 조금씩 빠져나가며 남아 있는 탄산의 양도 감소하게 되고, 우리는 ‘김이 빠진’ 음료수를 마시게 됩니다. 뚜껑을 열었던 음료수는 아무리 뚜껑을 세게 닫고 냉장고에 보관해도 시간이 지나면 김이 빠진 맛이 나지만, 새 음료수는 공장에서 만들어진 지 한참이 지난 후에 뚜껑을 열어도 톡 쏘는 맛이 강렬합니다.

 

한 번 열었던 음료수가 뚜껑이 잘 안 닫혀져서 그런 차이가 나는 것일까요? 물론 음료수 병의 뚜껑을 아무리 세게 닫아도 뚜껑에 있는 나사선 사이의 틈으로 기체가 새어나올 것입니다. 하지만, 또 한 가지 중요한 이유는 탄산 음료가 공장에서 만들어지는 과정에 있습니다. 


사이다나 콜라와 같은 탄산 음료는 설탕 등 여러 가지 식품 첨가물을 사용하여 맛을 낸 용액에, 이산화탄소를 인공적으로 용해시켜 만든 것입니다. 하지만 보통의 조건으로 이산화탄소를 용해시키면 이산화탄소의 용해도가 그리 높지 않아 우리가 원하는 만큼 톡 쏘는 맛을 낼 수 없기 때문에, 우리가 살고 있는 지구의 대기압인 1기압보다 더 높은 3~4기압의 압력을 가합니다.


기체의 용해도는 온도뿐만 아니라 압력의 영향도 받습니다. 고체와 액체의 경우는 온도가 높을수록 용해도가 높아지고, 압력의 영향은 거의 받지 않습니다. 하지만 기체의 경우에는 고체와는 반대로 온도가 낮을수록 용해도가 증가하고, 압력이 높을수록 용해도도 높아집니다. 고체와 반대로 온도가 낮을수록 용해도가 증가하는 것은 온도가 낮을수록 기체 분자의 운동이 덜 활발해져 액체 분자의 운동과 비슷해지고 그에 따라 액체 분자와 잘 섞이기 때문입니다. 또한 압력이 높을수록 기체 분자가 용액 밖으로 탈출하는 것을 막을 수 있기 때문에, 압력이 높을수록 기체의 용해도는 증가하게 됩니다.


▲ 온도와 압력에 따른 기체의 용해도 곡선



그렇기 때문에 탄산 음료 제조 과정에서 압력을 3~4기압으로 높이면 이산화탄소를 보다 많이 용해시킬 수 있는 것입니다. 그리고 음료수 병 안의 압력을 이렇게 높게 유지한 채로 뚜껑을 밀폐하여 제조됩니다. 그런데 밀폐된 탄산 음료의 뚜껑을 여는 순간, 높은 압력을 형성하고 있던 병 속의 기체가 기압 차이에 따라 빠져나오게 되고, 병 속의 압력은 대기압과 같은 1기압으로 낮아집니다. 압력이 낮아졌기 때문에 기체의 용해도는 낮아지게 되고, 탄산 음료에 녹아있던 이산화탄소는 밖으로 빠져나오기 시작합니다. 음료수 병의 뚜껑을 열었을 때 피식 소리와 함께 거품이 형성되는 것은 바로 이 때문입니다.


그리고 뚜껑을 연 음료수는 제조 당시보다 압력이 낮아졌기 때문에 낮아진 용해도만큼 이산화탄소가 음료에서 병 속의 빈 공간으로 빠져나오게 되고, 뚜껑을 닫고 냉장고에 보관해도 김이 계속 빠지게 되는 것입니다.

  

 

■ 탄산 음료를 김이 빠지지 않고 오래 보관하려면?

뚜껑을 연 탄산 음료 속의 이산화탄소가 빠져나가지 않게 하기 위해서는 기체의 용해도를 최대한 높일 수 있는 환경에서 보관해야 합니다. 그러기 위해서는 낮은 온도, 높은 압력을 유지해야 하겠지요. 냉장고에 보관함으로써 낮은 온도를 유지할 수 있기 때문에, 다른 조건을 생각해 봅시다.


뚜껑을 연 상태에서 병을 찌그러뜨린 후 다시 뚜껑을 닫아 보관하게 되면, 병 안의 빈 공간이 적어져 이산화탄소가 빠져나올 공간도 적어지기 때문에 김이 빠지는 것을 조금은 막을 수 있습니다. 어차피 한 번 뚜껑을 열면 완벽한 밀폐는 불가능하기 때문에 병 밖으로 나오는 기체의 양은 비슷하다고 하면, 이산화탄소가 음료 밖으로 빠져나올 수 있는 공간 자체를 줄이는 것이 도움이 될 수 있습니다.

 

그리고 시중에서 판매되는 압축 마개를 이용할 수도 있습니다. 압축 마개는 고무 펌프를 이용해 공기를 넣어 병 속의 압력을 높여 줌으로써 기체의 용해도를 높일 수 있도록 해 줍니다. 또한 중요한 것은, 탄산 음료 병을 ‘절대’ 흔들지 않고 조심스럽게 보관하는 것이 김이 빠지는 것을 막는 데 도움이 됩니다.

 


■ 탄산 음료와 일반 생수병의 차이

PET 소재로 만들어진 탄산 음료 병과 생수 병을 비교해서 관찰하면 두 가지 병은 차이가 있습니다. 탄산 음료 병은 생수 병에 비해 병과 뚜껑의 재질이 더 단단하고, 생수는 병의 윗부분까지 가득 차 있는 데 비하여 탄산 음료는 윗부분이 비워진 채 내용물이 담겨 있습니다.

 

앞서 알아보았듯이 탄산 음료는 3~4기압의 높은 압력으로 보관되어 있으므로 압력차에 의해 병이 팽창하는 것을 방지하기 위해 병과 뚜껑의 재질이 생수 병에 비해 더 단단합니다. 또한 흔들리거나, 충격을 받았을 때 음료에 용해되어 있던 기체가 빠져나오는 것을 대비하여, 생수 병과는 달리 탄산 음료는 병에 끝까지 차 있지 않고 공간을 남겨 두었습니다. 공간이 너무 적다면, 마구 흔든 후 뚜껑을 열었을 때 큰 참사가 일어날 것입니다.


[자료출처: 에듀넷]








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