이번 여름에는 먹어볼까?-액화질소 아이스크림

질소? 질식하는 소인가요?

질소 N2는 화학의 입문에서 만날 수 있는 가장 친근한 화학물질 중 하나입니다. 가장 큰 특성으로는 무색, 무미, 무취의 기체라는 점이죠. 즉 우리가 가장 자주 쓰는 감각 기관인 눈, 코, 입으로 느낄 수 없는 기체입니다. 우리가 호흡하는 공기 중 78%나 포함되어 있지만, 인체에는 아무 영향을 끼치지 않아 일상생활에서 우리는 질소와 함께하고 있다는 것을 인식하지 못하죠.

질소 기체는 과학 기술의 발전으로 1895년부터는 액체 상태로 분리해낼 수 있게 되었습니다. 이렇게 얻어진 질소는 액화질소라고 불리며 우리 생활에서 많이 활용되고 있습니다. 병원과 실험실에서 세포나 박테리아를 냉동 보관할 때 사용하기도 하고, 생명체를 급속 냉동 시킨 후 복원하는 연구를 할 때 액화질소가 급속 냉동을 시키는 주요 화학물질로 사용되기도 합니다. 주로 연구 목적으로 사용되던 액화질소가 여름을 맞이하여 우리가 자주 가는 카페에도 나타나기 시작했습니다! 바로 아이스크림을 냉동시키는 용도로 말이죠!

액화질소와 우유의 이색적인 만남

이번에 방문한 아이스크림가게에서 질소 아이스크림을 만드는 과정을 직접 두 눈으로 볼 수 있었습니다. 액화질소와 우유의 첫 만남은 흡열반응인데요. 흡열반응이란 물리적 혹은 화학적 반응 과정에서 열을 흡수하는 것입니다. 액화질소의 경우 질소탱크에서 우유가 들어있는 그릇으로 들어가게 된 후, 액체 상태에서 기체 상태로 물리적 상태가 변하게 되는데, 이 과정에서 우유가 가지고 있는 열을 흡수해, 우유가 얼게 되는 것입니다. 흡열반응은 생활 속에서도 많이 볼 수 있습니다. 예를 들어 주사를 맞기 전에 알코올 소독을 하면 피부가 차갑게 느껴지죠? 알코올이 액체에서 기체상태로 날아가면서 피부의 열을 흡수해 차갑게 느껴지는 것입니다.

사진 속 그래프로 설명을 하면 액체 상태의 질소 (A)가 열(B)를 흡수해 기체 상태의 질소(C)로 바뀌는 과정에서 heat input이라고 표시된 만큼의 열을 흡수해 반응을 하게 되는 것입니다. 이렇게 액화질소를 만나 얼어버린 우유에 원하는 과일 토핑을 넣고 잘 섞어주면 액화질소 아이스크림이 되는 것이죠!

일반 아이스크림이랑 뭐가 다르지?

내가 먹는 아이스크림에 액화질소라니, ‘화학물질을 먹어도 되는 건가?’라고 생각하는 분들도 있으실 거예요. 그러나 질소는 인체에 무해하며 100% 배출되는 기체이기 때문에 걱정할 필요가 없습니다! 또한 액화질소는 아이스크림을 만드는 과정에서 전부 기체 상태로 공기 중에 날아가기 때문에 실제로 우리가 먹는 아이스크림에는 질소가 포함되어 있지 않아요.

그렇다면 왜 액화질소로 아이스크림을 만드는 것일까요? 멋있어 보여서? 아닙니다! 그 이유는 신선도와 관련이 있는데요. 일반적으로 우리가 매장에서 사 먹는 아이스크림은 공장에서 생산된 상태로 나오게 되는데, 이것들의 정확한 유통기한을 확인하기 쉽지 않습니다. 또한 아이스크림을 만드는 과정에서 조금 더 낮은 온도에서 우유를 얼리기 위해 여러 첨가물이 들어가죠. 하지만 액화질소 아이스크림은 주문을 받은 후 신선한 우유로 그 자리에서 바로 만들죠. 또 액화질소 자체의 온도가 매우 낮으므로, 우유에 첨가물을 넣을 이유가 없기 때문에 신선한 천연재료로 조금 더 건강한 아이스크림을 먹을 수 있다는 장점이 있습니다!

액화 질소 아이스크림뿐만 아니라 우리가 편의점에서 흔하게 볼 수 있는 구슬아이스크림에도 액화질소가 사용되는데요. 아이스크림 방울을 액체 상태로 액화질소에 떨구면 동그랗게 얼게 되고 그것을 모아서 구슬아이스크림을 만드는 것입니다. 이렇게 요리과정을 과학적으로 분석해서 새로운 음식을 만드는 것을 분자요리라고 합니다. 분자요리에서 액화질소는 흔하게 사용되는 화학물질 중 하나입니다. 실제로 액체질소로 아이스크림뿐만 아니라, 양념을 급속 냉각 시키거나 과일을 가루로 만들어 소화를 용이하게 만들기도 합니다.

점점 더 더워지는 날씨, 천연재료를 사용해 건강에도 좋고 만드는 과정도 신기해, 입과 눈이 즐거워지는 액화질소 아이스크림과 시원한 여름을 보내는 것은 어떨까요?