과일의 당도 측정 원리와 비교

한여름 더위를 가시게 하는 수박을 사러 가면 '당도 보장'이라는 광고를 볼 수 있다. 
당도를 확인하는 가장 좋은 방법은 수박을 깨서 먹어보거나 당도 측정을 하는 것이지만 이러면 팔 수가 없다. 
과일은 보통 90%의 수분과 10%의 당으로 이뤄져 있다. 과일의 당은 크게 포도당(글루코오스)과 과당(프룩토오스),
설탕 (자당·수크로오스)으로 구성돼 있다. 
사람의 혀가 감지하는 단맛의 정도는 설탕을 1이라고 하면 과당은 1.2~1.6, 포도당은 0.6~0.8로 조금씩 다르다. 
결국 과일의 맛이란 과즙 속에 함유돼 있는 당의 종류와 농도에 의해 결정된다. 
과일의 당도는 주로 과즙에서 수분을 뺀 고형물 속에 당의 무게가 얼마인지를 나타낸다. 

 

1. 과일의 당도

당도 측정 대상은 단순 설탕뿐 아니라 과당, 포도당, 산, 미네랄, 비타민 등 수용성 고형물 전체를 포함합니다. 
정확히 말하면, ‘순수한 당도’보다는 ‘단맛을 유발하는 성분의 총량’을 나타냅니다.

▣ 브릭스(Brix)란?
브릭스(Brix, °Bx)는 과일 주스나 음료, 시럽 등에 포함된 용해성 고형물 (Soluble solid contents)의 농도를 나타내는 단위.
이에 따라 브릭스(Brix)는 "당도를 숫자로 표현한 단위"라고 보면 됩니다.
  1 Brix = 100g의 용액 속에 자당(설탕) 1g  녹아있다.
(예) 사과즙 100g에서 브릭스가 15라면, 그 안에 당류가 약15g 포함되어 있다.

 

2. 과일별 당도

과일 종류별 당도는 정해진 규정이라기보다는 품종, 재배 환경, 숙성 정도에 따라 달라지는 범위가 있습니다. 
그러나 품종별, 재배 환경별 편차가 크기 때문에 이러한 수치는 참고용으로만 사용하는 것이 좋습니다. 

▣ 과일 종류별 당도 범위
● 사과 : 9~14°Bx
● 배 : 10~14°Bx
● 포도 : 13~21°Bx
● 복숭아: 8~13°Bx
● 감귤 : 10~14°Bx
● 참외 : 12~15°Bx
● 수박 : 10~12°Bx 

3. 어떻게 과일의 당도를 측정할까?

당도를 측정하는 방법은 과일즙을 뽑아 굴절율을 측정하여 확인하는 방법과 가시광 혹은 근적외선을 이용한 방법이 있다.
과거에는 수박을 열어봐야 했지만 지금은 근적외선을 쬐어 수박을 통과한 전후의 값을 비교한다. 
당의 함량에 따라 근적외선의 흡수율이 달라지는 데 이를 이용해서 과일의 당 함량을 알아내는 것이다.
이렇게 측정 대상을 훼손시키지 않거나 측정에서 발생하는 영향을 최소화한 검사법을 '비파괴 검사'라고 한다.
비파괴 검사는 건축, 선박, 항공기, 철도, 가스, 산업 인프라 등의 품질 확인과 유지·보수에서 광범위하게 활용되고 있다.
육안 검사도 비파괴 검사의 일종으로 볼 수 있지만 과학기술의 발전에 따라 새로운 비파괴검사법이 등장하고 있다.

(1) 굴절식 당도계
 빛이 액체를 통과할 때 농도에 따라 굴절각이 꺾이는 정도(굴절률)를 이용해서 당도를 측정.
 과즙을 채취하여 빛의 굴절률을 측정하여 당도를 확인하는 방법으로, 일반적으로 널리 사용됩니다.
굴절계는 가장 많이 쓰이는 방식입니다. 빠르고 간단하고, 요즘은 작고 저렴한 디지털 제품도 많습니다.
●  광학 굴절계: 프리즘 위에 과즙 몇 방울을 떨어뜨리고, 눈으로 선을 읽는 방식이에요.
●  디지털 굴절계: 기계가 자동으로 빛의 굴절률을 계산해 수치(°Bx)를 보여줘요. 온도 보정도 가능

(2) 비파괴식 당도계 : NIR(근적외선) 방식
과일 표면에 빛을 비추어 당도를 측정하는 방법으로, 과일에 손상을 주지 않고 측정이 가능합니다. 
측정원리는 근적외선을 사과에 쬐어 반사돼 나오는 빛의 파장을 재는 것이다. 
당은 특정 파장의 근적외선을 흡수하는 성질이 있는데, 과일 속에 당이 많이 들어 있으면 빛의 흡수가 많아 반사광이 작아진다.

▣ 당도 측정 시 유의사항:
● 과일의 품종, 재배 환경, 숙성 정도에 따라 당도가 달라질 수 있습니다.
● 당도 측정 시 과일의 여러 부위에서 채취하여 평균값을 측정하는 것이 좋습니다. 
● 당도 외에도 산도, 과즙, 식감 등 다양한 요소들이 과일 맛을 결정합니다. 

 

4. 마트 과일 당도, 어떻게 측정했을까?

마트나 온라인 쇼핑몰에는 ‘브릭스 14’ 라고 과일에 당도를 표시하여 판매하는 것을 볼수있다. 
그 과일은 상처도 없고, 자르지도 않았는데 어떻게 당도를 측정한 걸까?
이때 사용되는 기술이 바로 NIR(근적외선) 비파괴 당도 측정기입니다.
● 과일 껍질 위에 빛을 쏘면 내부 성분에 따라 반사·흡수되는 양상이 달라집니다.
● 그 패턴을 분석해 당도(브릭스)를 빠르게 예측할 수 있습니다.
● 과일을 자르지 않아도, 단 몇 초 만에 당도를 측정할 수 있다는 게 가장 큰 장점입니다.
이런 비파괴 측정 기술은 ±0.3~0.7 Brix 수준의 정밀도로 꽤 신뢰할 수 있습니다. 
최근에는 농장에서 출하할 때 당도를 미리 측정하고, 일정 기준 이상이면 라벨에 “브릭스 보장”이라고 표시한다.

 

5. 브릭스 측정의 정확도 및 한계

(1) 정확도가 높다.
요즘 많이 쓰는 디지털 굴절계는 아주 정확하게 측정할 수 있습니다. 당도(°Bx) 측정오차가 
±0.1 ~ ±0.2 Brix 오차 정도입니다.
이 정도면 일상적인 당도 판단에는 충분히 믿을 수 있는 정확도입니다.

(2) 브릭스는 ‘설탕만’재는 게 아니다.
브릭스는 자당(sucrose) 농도 기준으로 만들어진 단위지만, 실제 측정 대상은 과일즙 전체에
녹아 있는 모든 '용해성 고형물'입니다. 즉, 브릭스 수치 안에는 이런 것들이 포함됩니다.
● 당분 (과당, 포도당, 자당 등)
● 산 (신맛을 내는 유기산, 특히 감귤류에서 많아요)
● 비타민, 미네랄, 아미노산 등 기타 물질

(3) 감귤 같은 과일은 ‘산 때문에 더 높게’나올 수도 있습니다.
예를 들어 감귤처럼 신맛이 강한 과일은, 산도도 브릭스 값에 포함되기 때문에 실제보다 당도가 높게 측정되는 경우도 있습니다. 
그래서 고급 식품 산업에서는 ‘산 보정 브릭스(AcidCorrected Brix)’라는 걸 따로 쓰고 있습니다.
달콤함 vs 신맛의 균형을 봐서 더 정확한 맛 판단을 하려는 것입니다.

(4) 같은 브릭스여도 ‘맛’은 다를 수 있습니다.
브릭스가 같다고 다 같은 맛은 아닙니다.
수박 12Brix와 포도 12Brix는 맛과 식감이 전혀 다릅니다
 과일별로 당 성분 과당(깔끔한 단맛) vs 자당(풍부한 단맛) 비율이 다릅니다.
브릭스가 13이어도 산도가 높으면 신맛이 앞설 수 있습니다.
브릭스는 신뢰할 수 있는 당도측정 수단이지만 우리가 느끼는 맛의 밸런스는 당류 종류 + 산도
+ 과일 특성의 조합이어서 맛을 100% 보장하는 절대적인 기준은 아닙니다.
브릭스는 과일의 당도를 숫자로 보여주는 매우 유용한 기준입니다. 하지만 숫자만 믿기보다는
과일의 종류, 산도, 당 성분까지 함께 고려해야 진짜 맛있는 과일을 고를 수 있습니다.