물성의 기술

그림으로 이해하는 식품의 과학

최낙언 지음

예문당 2019년 10월 24일 출간 종이책 : 2019년 10월 25일 출간

작품소개

책소개

식품에서 맛보다 중요한 것은 물성이다!
물성이 맛의 핵심이다

그 어느 때보다 음식의 맛에 관심이 높아지고 새로운 조리법이 등장하는 세상이지만 물성이 맛의 핵심이라는 말에 선듯 동의하는 사람은 많지 않을 것이다. 물성은 식감뿐 아니라 외관(시각)과 맛(미각)과 향(후각)에 직접적인 영향을 주며, 심지어는 먹는 소리(청각)에도 영향을 준다. 식품에서 오감 전체에 영향을 주는 것은 오직 물성뿐이다.

같은 재료로 물성을 바꾸는 것만으로도 다양한 식품을 만들 수 있고, 물성의 기술은 모든 식품에 적용되는 공통의 기술이라 제대로 알면 유용하다. 그러나 아쉽게도 물성은 공부하기가 쉽지 않다. 물성에 대한 사람들의 관심이 크지 않고, 물성에 관심이 있더라도 마땅한 교재가 없고 교육도 없어서 공부하기가 어렵다.

이 책은 『맛의 원리』, 『물성의 원리』에 이은 세 번째 ‘맛 시리즈’ 작품으로써 물성에 대해 보다 심도 있고 실전에서 활용 가능한 내용을 담고 있다. 제품 하나하나에 대한 구체적이고 기술적인 내용보다는 식품 전반에 쓰이는 공통의 기술에 관한 것을 다룬다. 공통의 원리를 먼저 알고, 개별적인 기술을 구체적으로 알면 제품을 개발하거나 생산을 할 때 흔히 직면하는 복잡하고 암담한 현상에도 하나하나 해결하는 방향을 찾을 수 있을 것이다.

목차

PART 0 식품의 가치를 바꾸는 물성의 기술
1장 물성의 기본 이론
2장 물성의 기본 기술

PART 1 증점, 물의 흐름성을 억제
1장 점도의 원리
2장 소스와 단기간의 점도 부여
3장 시럽과 장기간의 점도 유지 기술
별첨 1 산미료의 개별 특성
별첨 2 증점다당류의 개별 특성
용어설명

PART 2 겔화, 물의 흐름성을 고정
1장 겔화의 원리와 종류
2장 단백질, 겔화(Folding/Unfolding)
3장 단백질의 겔화: 육가공/수산가공
4장 우유 단백질과 치즈의 과학
5장 달걀을 이용한 겔
6장 콩 단백질을 이용한 겔: 두부

PART 3 유화, 녹지 않은 성분과 조화
1장 계면현상과 유화의 원리
2장 유화제의 종류 및 특성
3장 음료에서의 유화
4장 소스에서의 유화
5장 크림과 거품의 과학
6장 유화제의 다양한 기능

PART 4 제형, 결정·분말·과립
1장 결정화(Crystallization)
2장 분말화 및 과립화
3장 미세화(Size reduction)

PART 5 온도, 동결과 가열
1장 온도의 과학
2장 동결(Freezing), 아이스크림의 과학
3장 베이킹, 빵의 과학
4장 로스팅, 스테이크의 과학
별첨 3 물성의 측정

책 속으로

젤라틴의 겔은 가역적이라 식히면 응고되고 다시 가열하면 녹는다. 하지만 보통 단백질은 한 번 굳으면 끝인 경우가 많다. 일반적으로 단백질은 저장체의 형태로 작고 단단하게 뭉쳐 있다가 가열하면 길게 풀려 서로 엉키고 강한 결합을 형성해 항구적이고 되돌릴 수 없는 방식으로 응고된다. 액상의 달걀은 물에 풀 수 있고, 그것을 가열해서 응고시킬 수 있지만, 삶은 달걀은 물에 녹이지 못하는 이유이다.
소스를 만들기 위해 뜨거운 소스에 차가운 단백질을 섞을 때는 조심해야 한다. 가장 안전한 방법은 소스 일부를 계속 저으면서 단백질을 부어 먼저 부드럽게 데우고 희석시킨 다음, 이 혼합물을 나머지 소스에 첨가하는 것이다. 만약 단백질을 직접 소스에 넣으면 부분적으로 과열되면서 거친 입자들로 응고된다. 요리사들은 때때로 간 또는 조개와 갑각류 내장 페이스트를 버터에 넣고 이긴 다음 냉각시킨다. 이 혼합물 한 덩어리를 소스에 넣으면, 버터가 녹으면서 소스 속으로 점도제단백질 들이 서서히 배출된다. 단백질끼리 미리 엉키지 않게 하는 방법이다. 밀가루나 전분과 미리 혼합시키는 것도 좋다. 그러면 소스의 단백질들이 응고되는 것을 막을 수 있다. 긴 전분 분자들이 단백질 사이에 끼어들어 강한 결합을 막아주기 때문이다. -p45~46

단백질은 크게 직선으로 된 형태인 섬유형과 둘둘 말려진 형태인 구형으로 나눌 수 있다. 구형단백질 중에서 알부민은 물, 염용액, 묽은 산/알칼리에 잘 녹으며 가열하면 풀려서 응고된다. 글로불린은 물에 잘 녹지 않으나 염용액, 묽은 산/알칼리에는 잘 녹으며, 가열에 의해 응고한다. 글루텔린(Glutelin)과 프롤라민(Prolamin)은 물, 염용액에 잘 녹지 않지만 묽은 산/알칼리에 잘 녹으며, 가열에 의해서는 응고되지 않는다. 글루텔린과 프롤라민은 곡류의 종자에 많고, 콩에는 알부민과 특히 글로불린이 많다.
섬유 형태의 단백질 중 대표적인 것이 근육과 콜라겐이다. 근육은 액틴과 미오신으로 구성되어 있으며, 미오신이 액틴 사이를 미끄러져 들어가면 수축이 되고 빠져나오면 이완이 된다. 동물에게 가장 흔한 단백질이 섬유상 단백질인 콜라겐인데, 콜라겐은 고정된 길이를 가지고 있고 근육보다 훨씬 강력한 강도를 가지고 있다. - p114

탄산은 콜라, 발효유, 맥주, 샴페인, 빵, 김치 심지어 로스팅한 커피에도 들어 있다. 발효에는 미생물이 개입하고 미생물은 유기물을 분해하여 이산화탄소를 만든다. 심지어 커피처럼 가열을 해도 유기물이 열에 의해 분해되면서 이산화탄소가 만들어진다. 이처럼 이산화탄소는 친숙한 것이며, 원래 생명은 이산화탄소로부터 만들어진 것이기도 하다. 식물이 이산화탄소와 물을 이용하여 만든 포도당이 모든 유기물과 생명이 시작되는 분자이기 때문이다.
태초의 지구에는 산소는 없고 이산화탄소가 있었다. 이산화탄소는 물에 녹으면 탄산이 된다. 탄산과 소금이 녹아 있는 바다가 생명의 가장 기본적인 조건을 제공하는 곳이고 실제로 여기서 모든 생명이 탄생했다. 그리고 우리 몸은 산소와 이산화탄소 농도를 감지하는 센서가 있다. 다른 동물도 마찬가지다. 그래서인지 탄산은 스트레스를 해소하는 기능이 있다.
물에 녹은 탄산은 입안에서 터지는 재미를 준다. 스파클링 와인, 샴페인에는 후발효를 통해 만들어진 탄산이 가득 녹아있다. 그리고 마실 때 미세한 버블을 만들며 혀를 자극한다. 이런 거품은 맥주의 매력이기도 하고 탄산음료의 매력이기도 하다. 사실 예전에는 탄산을 일부 광천수에서나 느낄 수 있었다. 미국에서 소다수는 금주령 시기에 커다란 위안이기도 했고, 그것이 콜라의 탄생을 촉진하기도 했다. 탄산의 거품은 칼로리 없이 음식의 질감과 모양 그리고 우리가 먹고 마실 때 느끼는 즐거움을 획기적으로 높여주는 매력적인 요소인 것이다. -p232~233

초콜릿의 가장 큰 매력 중

출판사 서평

식품에서 맛보다 중요한 것은 물성이다
달걀 하나로 만들 수 있는 요리법은 수백 가지이고, 각각 요리법에 따라 수십 가지의 형태와 물성을 가진다. 똑같은 오징어도 살아있는 회로 먹을 때와 익혀서 먹을 때, 완전히 건조했을 때와 반 건조했을 때의 경험이 전혀 다르다. 맛 성분이나 향기 성분이 변한 것이 아니라 물성만 변한 것인데 그렇다.
바삭한 스낵이나 부드러운 솜사탕도 입에 들어가 녹아야 맛으로 느껴진다. 하지만 그것들을 미리 물에 담갔다가 주면 좋아할 사람은 별로 없을 것이다. 아이스크림도 입안에서 사르르 녹아야 맛있지, 미리 녹여놓은 아이스크림을 좋아하는 사람은 없을 것이다. 사실 일단 한 번 녹은 아이스크림은 다시 냉동고에 넣어 아무리 잘 얼려도 제 맛이 나지 않는다. 아무리 맛 성분과 향기 성분이 그대로 있어도 집에서 쓰는 냉동고로는 공장에서 만들어진 상태처럼 얼릴 수 없기 때문이다. 고기를 구울 때, 문어를 삶을 때도 식감에 집중한다. 물성이 제대로여야 맛도 제대로 나기 때문이다.

물성은 가장 논리적이고 실전적인 기술이다
식품을 건축물에 비유하면 물성은 건물의 뼈대와 같고, 맛이나 향은 벽지나 인테리어 정도라고 할 수 있다. 겉보기에는 맛과 향이 화려하지만, 구조가 없다면 벽지를 어디에 바르고 가구를 어디에 둘 것인지 고민할 수밖에 없다. 그래서 새로운 식품을 개발할 때 가장 먼저 고려하는 것이 물성, 제품의 뼈대를 설계하는 일이다.
물성을 제대로 구현하는 것은 생각보다 어렵다. 식품에서 조미료나 향료는 대부분 단순히 첨가만 하면 되는 경우가 많지만, 물성은 원료와 배합 비율 그리고 투입 순서와 공정까지 정확히 맞아야 원하는 대로 만들어진다. 그러니 원료의 특성뿐 아니라 공정과 공정의 원리까지 잘 알아야 한다.
그나마 크게 위안이 되는 것은 물성은 물리적인 현상이라 변수들이 논리적으로 연결된다는 점이다. 한 번이라도 원리를 제대로 알면 항상 재현이 가능하고 시행착오를 확 줄일 수 있다. 식품의 수많은 이론 중에서도 제대로만 공부하면 실전에 가장 도움이 되는 분야가 바로 물성 이론이다.

식품의 가치를 바꾸는 물성의 기술
최근 세계 미식계의 가장 핫한 트렌드 중 하나였던 분자요리는 맛과 향을 분자적으로 이해하고 재결합하여 사람들의 예상을 뛰어넘는 새로운 요리들을 선보이며 화제가 되었다. 사과 맛이 나는 캐비어, 기존과 전혀 다른 가벼운 식감의 무스 등.
이런 새로운 시도가 식품공학의 측면에서 보면 그다지 새로운 기술은 아니다. 가공식품에서나 사용하던 기술이 주방에서 이루어졌다는 것이 새로울 뿐이다. 액체질소를 이용한 아이스크림 만들기, 단백질 접착제의 사용, 알긴산나트륨을 사용한 구슬 모양의 젤리 등 분자요리에 사용하는 기술들은 이미 가공식품에서 사용하는 기술들이다. 분자요리의 핵심은 화려한 기술보다 오히려 과학이라는 새로운 틀을 통해 음식과 요리를 재해석하고 맛의 본질에 다가가고자 한 것이다.
얼마 전 미국의 푸드테크 기업인 저스트의 창업자가 한국을 방문하여 자사의 대표 제품인 ‘저스트 에그’를 시연하여 화제가 되었다. 저스트 에그로 만든 요리를 맛본 참석자들은 달걀과 구분을 할 수 없다는 반응을 보였다고 한다. 기존 축산 시스템의 문제를 해결하고 열약한 식량 시스템에 처한 국가들을 돕기 위해 이미 푸드테크 기업들은 다양한 시도를 벌이고 있다.
식품산업은 이미 성숙 산업이라 맛과 향만 가지고 차별화하기는 쉽지 않다. 그나마 물성이 아직 차별화와 고급화의 여지가 남아 있다. 따라서 남들보다 뛰어난 물성의 기술을 확보한다면 그것을 바탕으로 맛이나 향을 차별화하고 다양화하여 성공할 수 있다. 그리고 물성은 모든 식품에 적용되는 공통의 기술이자 기반의 기술이라 제대로 알면 쓸모가 많다. 특별한 재료나 특별한 기술은 특별한 기회를 만나야 성과를 낼 수 있는데, 물성의 기술은 공통의 기술이라 남보다 섬세하게 알면 성과를 내기 쉽다.

작가정보

저자(글) 최낙언

서울대학교와 대학원에서 식품공학을 전공하고, 1988년 12월 해태제과에 입사하여 기초연구팀과 아이스크림 개발팀에서 근무했다. 2000년부터 서울향료에서 소재 및 향료의 응용기술에 관하여 연구했으며, 2013년부터 ㈜시아스에서 식품관련 저술활동을 했다. 현재는 ㈜편한식품정보 대표로 있다.
2009년, 첨가물과 가공식품에 대한 세간의 불량지식을 사실인 양 다룬 TV 프로그램에 충격을 받고는 올바른 답변을 찾기 위해 ‘www.seehint.com’을 만들어 여러 자료를 모으기 시작했다. 저자의 주 관심사는 ‘새로운 지식의 시각화 도구’를 만드는 것이다. 식품을 공부하던 중 자연과학 공부에 매료되었고, 이미 밝혀진 다른 분야의 지식을 그대로 연결하고 활용만 해도 식품의 많은 문제가 해결된다는 것을 알게 된 후, 2016년에 ㈜편한식품정보를 설립하여 지식을 구조화하고 시각화하여 동시에 전체와 디테일을 모두 확인할 수 있는 수단을 개발 중에 있다.
저서로는 『GMO 논란의 암호를 풀다』, 『식품에 대한 합리적인 생각법』, 『불량지식이 내 몸을 망친다』, 『Flavor, 맛이란 무엇인가』, 『진짜 식품첨가물 이야기』, 『감칠맛과 MSG 이야기』, 『감각 착각 환각』, 『맛 이야기』, 『내 몸의 만능일꾼, 글루탐산』 등이 있다. 이번 『물성의 기술』은 『맛의 원리』, 『물성의 원리』에 이은 예문당 ‘맛’ 시리즈 세 번째 작품이다.