고령친화식품의 점도 특성 조사를 통한 품질기준 세분화

시중 유통품 113종, 특수용도식품 12종 및 고령친화인증제품 35종을 포함하여 총 160종을 실험재료로 선정하였으며, 인터넷 쇼핑몰을 통해 구매하였다. 일반 시중 유통품은 식품의약품안전처가 제작한 '저작 및 연하곤란자를 위한 조리법 안내' 가이드라인(2019)에서 제시된 '국제 연하곤란식 표준화체계(International Dysphagia Diet Standardization Initiative, IDDSI)를 적용한 한국형 음식특성과 종류'를 참조하여 선정하였다. 특수용도식품은 시판 중인 주요 제품 점도 측정 중 모든 시료들은 섭취 혹은 보관에 있어 권고되는 온도범위를 유지하였다. 제조사에서 제시하는 온도범위가 다양한 경우, 제시된 모든 온도범위에서 실험을 진행하였다. 식품공전에 제시된 기준에 따라 냉장시료는 9±1°C, 실온시료는 19±1°C, 온장시료는 62±2°C의 온도조건을 설정하였으며, 모든 시료들은 해당 조건에서 12시간 이상 보관하여 사용하였다. 단, 제조사에서 지정한 별도의 조리법이 있는 시료나 특별히 지정된 온도범위가 있는 시료들에 한하여 제조사의 조건에 따라 제조 및 보관을 실시하였다.

점도는 한국산업표준 고령친화식품(KS H 4897)(Korean Industrial Standards, 2020)에서 제시된 방법에 따라 Brookfield 점도계(DV-Ⅱ+RV Viscometer, Brookfield, USA)를 이용하였다. 600 mL 비커에 시료 약 500 g을 취하여 준비한 다음 시료 특성에 따라 spindle number 1~4를 이용하여 12 rpm에서 2분간 측정하였다. 3회 이상 반복 측정하였으며, 20% 토크 범위 내에서 수행되었다.

원주 측정 눈금(1 mm 간격)이 있는 시트와 링(지름, 30 mm, 높이, 28 mm)을 이용하여 시료의 유동성을 확인하였다. 평평한 곳에 놓인 시트 중앙부의 동심원에 링을 위치시킨 다음, 시료 20 mL를 주입한다. 30초간 정치시켜 시료가 안정화 될 수 있도록 한 다음, 링을 수직으로 들어 올리고 다시 30초간 방치시킨다. 이후 동심원의 중심에서 시료의 바깥 가장자리까지의 거리를 측정하되, 시트 내 표시된 6방향의 측정 눈금을 각각 취해 평균치를 구해 LST 수치로 하였다.

10 mL 주사기(BD 10 mL syringe, Becton, Dickinson and Company, ⓒ 2010 BD, Singapore)를 이용하여 IDDSI Level을 측정하였다. 주사기 입구를 손가락으로 막은 뒤 시료를 10 mL 주입한다. 손가락을 제거한 후 10초 동안 시료를 흘려 보내고, 다시 주사기를 막는다. 이 때 주사기에 남아 있는 시료의 양을 측정한다.

본 연구의 통계분석은 SPSS for Windows 12.0 (SPSS Inc., USA)를 사용하여 분석하였으며, 시료의 유동적 특성을 파악하기 위하여 기술 통계분석(Descriptive analysis)를 실시하였다. 점도에 대한 시료 및 조건별 차이는 선형모형(General linear model)을 이용하여 Tukey HSD multiple range test로 유의성을 검증하였다(p<0.05).

선정된 시료 160종 중 점도계를 통해 유효한 점도 측정수치를 얻을 수 있었던 시료 89종 115개에 대한 점도측정 결과를 Table 1에 나타내었다. 시중 유통품 60종 80개와 고령친화인증을 받은 고령친화식품 29종 35개에서 점도를 측정할 수 있었으며, 이 외 시료는 Toque 수치가 지나치게 낮거나 높아서 측정이 불가능하였다. 시중 유통품의 점도는 223.20~67,157 mPa·s 범위로 나타났으며, 냉장보관한 메이플시럽이 223.20 mPa·s 로 최소값을, 동파육무스가 67,157 mPa·s 로 최대값을 보였다. 이들을 식품의약품안전처가 제작한 '저작 및 연하곤란자를 위한 조리법 안내' 가이드라인(2019)에 따라 구분하였을 때 레벨 2(진한 과즙, 251.88~2,341.75 mPa·s), 레벨 3(꿀, 223.20~49,064.30 mPa·s), 레벨 4(푸딩, 퓨레, 2,685~67,293 mPa·s), 레벨 5(다지거나 갈은 수준, 13,443.50~67,326.40 mPa·s), 레벨 6(부드러운 수준, 2,206.20~67,058.60 mPa·s)로 나눌 수 있었다. 레벨이 상승함에 따라 점도의 범위도 함께 상승하여 점진적으로 점도가 높아지는 경향을 보였으나 제품의 점도가 혼재되는 구간이 발생하여 레벨 간 제품의 점도 범위가 뚜렷하게 설정되지 않았다. 따라서 점도를 기준으로 국내 유통 제품의 성상을 명확하게 구분하기 위한 별도의 기준이 마련되어야 할 것으로 판단된다.

점도측정 결과, 레벨 0(물)과 레벨 1(맑은 과즙)에 해당하는 제품군은 Toque 수치가 지나치게 낮고 흐름성이 높아 유효한 점도 수치를 얻을 수 없었고, 레벨 7(일반)은 점도 측정이 부적합한 질감의 식품으로 시료 선정단계에서 제외하였다. LST의 경우, 레벨 3의 식품군은 대부분 측정이 가능하였으나, 레벨 4~6에 해당하는 식품군은 절반 이상 측정이 불가하였다. 또한 일본 연하조정식 학회에서 제시한 3가지 등급구분(Mildly thick, Moderately thick, Extremely thick)은 레벨 3단계의 식품군에서만 집중적으로 적용할 수 있었으며, 이외 단계에서는 LST 수치가 너무 낮거나 높아 등급을 구분할 수 없었다. IDDSI test 역시 레벨 3의 식품군까지는 수행이 가능하였으나, 레벨 4의 식품군부터는 수행이 불가능하여 수치를 얻을 수 없었다. 국제 연하곤란식 표준화체계(International Dysphagia Diet Standardisation Initiative, IDDSI)(2019)에 따르면 Extremely thick(레벨 4, 매우 걸쭉한 정도) 수준부터는 Fork Drip Test나 Spoon Tilt Test를 사용하는 것이 적절하며, 본 연구의 결과에서도 동일하게 나타났다.

고령친화인증제품의 점도는 2,526.33~67,326.40 mPa·s 범위로 나타났으며, 고단백흑임자죽이 2,526.33 mPa·s 로 최소값을, 온장보관한 연하도움식 소고기죽이 67,326.40 mPa·s 로 최대값을 보였다. 고령친화인증제품은 연하 및 저작활동에 어려움을 겪는 고령층을 대상으로 하는 제품들로 대부분 죽 형태였으며, 레벨 5(다지거나 갈은 수준)로 분류되었다. 반면, 특수영양식품, 특수의료용도식품 등 특수용도식품 12종의 경우, 흐름성이 매우 높은 액상제형의 제품으로 점도를 측정할 수 없었다. 특수용도식품 내 고령자용 영양조제식품, 환자용 영양조제식품 등 고령층을 대상으로 하는 제품들이 상당수 포함되어 있다는 점과 고령층의 음식섭취에 있어서 물성이 중요한 요소로 작용한다는 점을 고려하였을 때, 특수용도식품의 물성에 대한 적절한 기준과 측정방법이 마련되어야 할 것이다.

점도계, Line Spread Test(LST), IDDSI flow test 총 3가지 측정방법을 활용하여 선정된 시료 160종의 점도를 측정하고, 이를 토대로 상관성을 분석하였다(Fig. 1). 선정된 시료 중 총 70종 92개의 시료에서 점도계와 LST 수치를 모두 얻을 수 있었으며, 이 중 46종 62개의 수치를 통해 분석하였을 때, 두 시험법이 음의 상관관계를 가지고 있음을 확인할 수 있었다(R²=0.802). 즉, 점도계의 점도 수치가 증가할수록 LST Sheet 내 시료의 확산거리가 감소하게 된다는 특징을 나타났으며, 이러한 결과는 이전의 연구결과에서도 동일하게 확인되었다. Budke 등(2008)은 다양한 종류와 농도의 증점제와 음료 3종을 혼합한 10종의 샘플에 대하여 점도계와 LST 측정 수치의 유사성을 비교한 결과, 점도와 LST 측정 수치는 음의 상관관계를 보인다고 보고하였다. 점도계와 LST 수치 간 상관성이 확인된 총 62개의 시료 중 61개는 20,000 mPa·s 미만의 점도를 가지고 있었으며, 반대로 점도계와 LST 모두 측정하였으나 측정 수치 간 상관성이 나타나지 않아 제외된 30개의 시료 중 23개는 20,000 mPa·s 이상의 점도를 가지고 있었다. LST를 통해 점도를 측정하기 위해서는 시료가 확산될 수 있는 정도의 적절한 점도가 필요하며, 점도가 지나치게 낮은 경우에도 측정범위를 벗어나게 되어 측정이 어려울 수 있다(Budke et al., 2008). 또한 크기가 큰 건더기가 있을 경우, 시료의 확산에 영향을 줄 수 있어 LST를 통해 점도를 확인할 수 있는 시료의 범위는 제한적이다(Bhaduri et al., 2019). 일본 연하조정식 학회 분류 등급표에서는 LST 측정결과를 기준으로 3가지 등급을 제시하고 있다. 30~32 mm에 해당하는 시료는 Extremely thick(높은 점성), 32~36 mm에 해당하는 시료는 Moderately thick(중간 점성), 36~43 mm에 해당하는 시료는 Midely thick(묽은 점성)으로 구분되며, 이 외 범위는 등급화하지 않았다(Budke et al., 2008). 한국식품연구원의 고령친화형 영양기능성 식품 개발 연구보고서(2020)에 따르면 국내 시판 중인 호상 및 액상 요거트 10종에 대하여 LST를 측정하였을 때, 액상 요거트 2종을 제외한 8종은 일본의 연하 조정식 분류 등급 범위에 포함되지 않았다. 이를 통해 흐름성을 기준으로 국내 유통 제품들을 분류함에 있어서 일본의 연하 조정식 분류 등급표의 한계점을 확인하였다(한국농수산식품유통공사, 2017). 또한 국제 규격에서 제시하는 점도등급 기준과 실제 점도측정 결과를 비교하였을 때, LST에서 제시하는 3가지 등급과 실제 시중 유통품 측정결과 간 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다(Table 2). 즉, LST로 흐름성을 확인하고, 이를 기반으로 분류할 수 있는 식품군은 제한적이며, LST 단일 기준으로 제품의 점도를 구분하기 어려울 수 있다.

Fig. 1. Correlation between viscosity measurements.

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IDDSI flow test는 총 27종 37개의 시료에 대하여 수행되었으며, 이 중 13개의 시료가 점도계와 IDDSI test의 상관성을 분석하기 위해 활용되었다. 점도계와 IDDSI는 양의 상관관계를 가지고 있으며, R² 수치는 0.811로 나타났다. Kim 등(2018)이 6종 상업용 증점제 시료의 점도를 확인하기 위해 수행한 연구결과에서도 점도계와 IDDSI flow test는 강한 양의 상관관계를 보였다고 보고하였다. 두 측정법에서 상관성을 보인 13개의 시료는 285.13~3,526 mPa·s 범위의 점도를 가지고 있었다. 전체 시료 중 31종 시료의 IDDSI flow test 결과를 국제 연하곤란식 표준화체계에 따라 구분할 수 있었으며, 이들의 점도는 285.13~7,302.40 mPa·s로 확인되었다. 이 중 일부 시료를 제외하면 IDDSI flow test로 측정할 수 있는 점도 범위의 상한선은 4,000~5,000 mPa·s 임을 알 수 있었다. IDDSI test는 주사기 내 시료 잔여물의 부피를 측정하는 측정방법으로 주사기 입구보다 큰 건더기를 가진 시료는 측정이 어려울 수 있다. 높은 점도의 시료들도 시료가 흘러나오지 않을 정도의 낮은 흐름성을 가지기 때문에 적합하지 않으며, 낮은 점도 혹은 중간 점도의 시료에 적합할 수 있다(Budke et al., 2008). 이러한 이유로 국제 연하곤란식 표준화체계(International Dysphagia Diet Standardisation Initiative, IDDSI)(2019)에서는 일정 수준의 흐름성을 가지는 Thin(레벨 0, 물처럼 흐르는 정도), Slightly thick(레벨 1, 쉽게 흐를 정도의 걸쭉한 정도), Mildly thick(레벨 2, 약간 걸쭉한 정도), Liquidised/ Moderately thick(레벨 3, 액상의 걸쭉한 정도/ 중간정도 걸쭉한 정도) 수준까지 IDDSI flow test를 적용하도록 권고하고 있다. 또한 IDDSI flow test는 시료의 성분에도 영향을 받을 수 있다. 다양한 성분의 증점제에 대하여 IDDSI flow test를 수행한 결과, 전분 기반 식품 증점제를 적용한 시료는 점도계와 IDDSI flow test 측정 수치 사이의 상관성이 낮게 측정되어 IDDSI test가 전분 기반 식품의 점도를 결정하는 데 적합하지 않을 수 있음을 확인하였다(Kim et al., 2018).

연하곤란자에게 제공되는 식품은 점도가 지나치게 낮거나 높으면 기도로 흡인되거나 폐색을 초래할 수 있다. 따라서 연하곤란자에게 섭취하기에 적절한 점도 범위를 탐색하기 위하여 많은 연구들이 이루어져 왔다. 이러한 연구의 대부분은 미국영양학학회(American Dietetic Association) 소속 National Dysphagia Diet Task Force의 National dysphagia diet: standardisation for optimal care의 권고에 따라 Thin liquid(1~50 mPa·s), Nectar(51~350 mPa·s), Honey(351~1,750 mPa·s), Spoon thick(>1,750 mPa·s) 범위 내에서 수행되었다. Newman 등이 연하곤란장애를 가진 성인을 대상으로 한 연하 생리학, 효능 및 안전성에 미치는 영향을 연구한 33개의 문헌을 분석한 결과, Thin liquid 점도보다 더 높은 수준의 점도에서 흡인성 질환의 유병률이 상당히 감소하였다. 따라서 Nectar 수준의 점도로 증점된 액체는 기도 침투나 흡인이 발생할 가능성을 낮추고, 피험자에게 안전하게 섭취될 수 있음을 확인할 수 있었다(Newman et al., 2016). 또한 Clavé 등(2006)이 연하곤란증상을 보이는 뇌손상 환자 46명, 신경퇴행성 질환자 46명, 대조군 8명을 대상으로 Thin liquid(20.4 mPa·s), Nectar(274.4 mPa·s) 및 Pudding(3,931.2 mPa·s) 점도의 덩어리를 삼키는 과정을 비디오 형광투시법으로 연구한 결과, Nectar 수준의 점도가 연하과정 중 구강 및 인두 단계의 효능과 안전성을 크게 상승시킨다고 보고하였다. Dantas 등(1990)은 건강한 피험자를 대상으로 한 비디오 투시-압력 측정 연구에서 점도가 Nectar(200 cP)에서 Paste(60,000 cP)로 증가할 때 구강 및 인두 단계의 통과시간이 증가한다고 보고하였으며, 이는 매우 높은 점도 수준의 식품이 인두 내 이동속도와 시간을 증가시키고, 후두로의 침투나 흡인 가능성을 낮출 수 있음을 의미한다. 이러한 연구결과를 종합하였을 때, 연하곤란자와 건강한 사람이 모두 포함된 고령층에서 연하곤란을 발생시키지 않는 점도 범위는 200~60,000 mPa·s로 확인되었다. 선행연구 결과를 토대로 도출된 점도 범위에 포함되지 않는 시료 23종을 등급화 대상에서 제외하였으며, 200 mPa·s 미만의 측정수치를 얻은 시료 2종과 60,000 mPa·s 이상의 점도를 보이는 시료 21종이 제외된 시료에 포함되었다. 상한선 초과로 제외된 21종의 시료는 60,477~67,450 mPa·s 사이에 분포하고 있는데, 이 중 13종이 일반적인 죽 형태를 갖춘 고령친화식품이었다. 시료 속 고형분 함량과 점도는 양의 상관관계에 놓이는데, 특히 고형분의 입자 농도가 증가할수록 입자 간 결합력이 증가하여 점도 역시 증가하는 추세를 보인다. 일반적인 죽은 쌀알을 비롯한 원료의 형태가 유지되는 성상을 가지고 있으며, 높은 고형분 함량으로 인해 점도가 높아져 설정된 점도범위를 벗어나는 것으로 추정된다(Park et al., 2021).

이를 토대로 200~59,999 mPa·s 점도를 가지는 국내 유통 제품 89종 116개를 점도 기준으로 구분할 수 있었다(Fig. 2, Table 3). 200~4,999 mPa·s 범위를 1단계, 5,000~19,999 mPa·s 범위를 2단계, 20,000~59,999 mPa·s 범위를 3단계로 등급화 하는 1안과 200~4,999 mPa·s 범위를 1단계, 5,000~34,999 mPa·s 범위를 2단계, 35,000~59,999 mPa·s 범위를 3단계로 등급화 하는 2안을 제시하였으며, 선형모형을 통해 유의적 차이를 검증한 결과, 각 그룹 간 유의적 차이가 있음을 확인할 수 있었다(Tukey HSD, p<0.05). 1안은 앞서 수행한 점도측정방법 간 상관성 분석을 바탕으로 등급화 기준을 세분화하였다. IDDSI flow test를 원활하게 수행할 수 있었던 200~4,999 mPa·s 점도 범위를 1단계로 분류하였고, 2단계는 LST를 수행하기에 적합한 흐름성을 가진 것으로 확인된 5,000~19,999 mPa·s 점도 범위로 설정하였다. 이를 제외한 20,000~59,999 mPa·s 범위에 대하여 3단계로 분류하였다. 2안은 1안과 동일하게 IDDSI flow test를 원활하게 수행할 수 있었던 200~4,999 mPa·s 점도 범위를 1단계로 분류하되, 그룹 간 차이가 뚜렷하게 나타나는 35,000 mPa·s를 기준으로 2단계와 3단계를 구분하였다. 일본의 Smile Care Foods 규격(2020), 유니버설 디자인 푸드(Universal Design Food, UDF)(2020), 연하조정식 학회(2013) 등도 연하곤란자용 식품을 3단계로 구분하고 있고, 국제 연하곤란식 표준화체계(IDDSI)에서는 액상식품의 흐름성을 레벨 0에서 3까지 총 4단계에 적용하고 있다. 즉, 일반적으로 국제규격에서 점도를 3단계로 구분하고 있으며, 국내 유통 제품을 3단계로 구분한 1안과 2안은 적절하게 분류되었다고 판단된다. 그러나 본 연구는 국내 유통 제품 중에서도 식품의약품안전처의 '저작 및 연하곤란자를 위한 조리법 안내' 가이드라인(2019)에서 제시한 한국음식을 중심으로 수행되었으며, 이로 인하여 시중 유통품의 일부에 대해서만 점도 수치를 측정할 수 있었다. 또한 식품당 한 제품의 점도를 측정하였는데, 측정한 제품이 해당 종류 전체 또는 타사 제품의 점도와 유사하다고 보장할 수 없다(Garcia et al., 2005). 즉, 시료의 대표성을 확보하기 위해서는 한 식품 당 여러 제품의 점도를 측정하여 비교하는 연구가 필요하다.

Fig. 2. Viscosity rating model for commercial foods in Korea.

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Table 3. Characteristics and types of commercial foods in Korea using viscosity rating model

구분	단계	대표농도	예시	물성 규격 (mPa·s)			예시
1안	3	초고추장		20,000~59,999			죽(흰죽, 전복죽, 야채죽, 타락죽 등), 잼, 연두부, 진한 소스류
				참고	LST (mm)	20.83~35.17
					IDDSI (mL)	10
	2	꿀		5,000~19,999			스프류, 꿀, 호상 요구르트, 유크림, 소스류, 퓨레
				참고	LST (mm)	19.83~47.17
					IDDSI (mL)	8~10
	1	드레싱		200~4,999			미음, 곡물음료, 시럽, 액상 요구르트, 묽은 소스류(드레싱 등)
				참고	LST (mm)	28.83~57.83
					IDDSI (mL)	0~9.9
2안	3	잼		35,000~59,999			죽(흰죽, 전복죽, 야채죽 등), 잼, 바나나
				참고	LST (mm)	20.83~35.17
					IDDSI (mL)	측정불가
	2	케찹		5,000~34,999			묽은 호박죽/팥죽, 타락죽, 스프류, 꿀, 유크림, 호상 요구르트, 소스류, 퓨레, 연두부
				참고	LST (mm)	19.83~47.17
					IDDSI (mL)	8~10
	1	드레싱		200~4,999			미음, 곡물음료, 시럽, 액상 요구르트, 묽은 소스류(드레싱 등)
				참고	LST (mm)	28.83~57.83
					IDDSI (mL)	0~9.9

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식품공전에 따르면 고령자를 섭취대상으로 표시하여 판매하는 식품 중 경도조절제품은 경도가 500,000 N/m² 이하이어야 하고, 경도가 20,000 N/m² 이하의 점도 조절 액상제품에 한해 점도 1,500 mPa·s를 갖추어야 한다. 그러나 일부 페이스트 형태의 제품들은 경도를 측정하기 어려울 수 있으며, 오히려 경도가 부정적인 품질 지표로 사용되기도 한다. 꿀의 경우, 질감을 평가하기 위한 변수로 경도, 점도, 접착력, 응집성, 탄력성, 점착성 및 씹힘성 등을 사용하고 있다(Oroian et al., 2016). 이 중 경도는 꿀이 결정화되는 과정에서 증가하는 변수로 꿀의 결정화는 품질적으로 바람직하지 않은 현상이며, 소비자 기호도가 떨어지는 원인으로 지목되기도 한다(Scripcă et al., 2021; Tappi et al., 2021). 또한 Szafrańska 등(2019)이 다양한 섬유질 첨가물을 포함한 치즈소스의 유변학적 특성을 관찰하기 위해 경도를 측정한 결과, 어떤 종류의 첨가물과 농도에서도 치즈소스의 경도는 100 mN을 초과하지 않는 것으로 보고하였다. 200 mPa·s 수준의 점도는 연하곤란자가 섭취하기 적절한 수준으로 알려져 있으나, 식품공전에서는 1,500 mPa·s를 점도의 하한선으로 설정하고 있어 연하곤란자가 섭취할 수 있는 일부 액상제품이 제외될 수 있다. 본 연구에서 측정한 시료 중 귀리우유, 매실청, 메이플시럽, 액상 요구르트, 콩국 등이 현재 제시되어 있는 점도규격의 하한선보다 낮은 점도를 나타냈다. 또한 점도는 점도계에서 전단속도에 따른 농축유체의 유변학적 변화를 측정하는 매개변수로써 얻어지는 반면, 경도는 텍스처 분석기를 통해 퓌레 등의 기계적 질감 특성을 측정하는 매개변수이다. 연하곤란자를 위한 물성조절식품의 물성을 판별하는데 있어 물, 과일주스, 퓌레, 증점제 등 액상 제품은 점도로 평가되어 왔으며, 걸쭉한 퓌레나 스튜를 비롯한 페이스트 제품은 경도, 응집력, 점착력 등으로 평가되었다(Giura et al., 2021). 또한 고령친화식품은 부드러운 질감을 가지기 때문에 경도를 측정하기 위해서는 시료를 담을 수 있는 용기가 필요하며, TPA 매개변수는 점탄성이 다른 시료 간 비교가 어렵다는 특징을 가지고 있어 유동성 식품을 측정하는 데 부적합할 수 있다(Funami et al., 2016). 따라서 고령친화식품 시장의 확대와 소비자의 선택권을 보장하기 위하여 점도조절식품의 물성규격이 다양화 되어야 할 것이며, 이를 위해서는 세분화된 점도기준이 요구된다.