식품의 응고작용과 태극기

[파워맨]

식품의 응고작용과 태극기

■ 잼을 만들기 위한 조건으로 펙틴, 산, 당(설탕)의 세가지 조건을 만족시켜야 합니다.

펙틴 : 1.0 ~ 1.5%, 잼의 응고작용을 돕습니다.

산 : ​pH를 3.0내외로 맞춰야하고 이때 유기산을 0.3%내외로 첨가합니다. 잼의 응

고작용과 미생물 생장 억제를 돕습니다.

당 : ​당도 65brix내외로 수분을 억제하고 수분활성도를 낮추며, 잼의 응고작용과

미생물 생장 억제를 돕습니다.

이때 잼의 응고작용을 더욱 돕고 영양강화 그리고 미생물 억제의 산도조절을 위해 산도조절제인 젖산칼슘, 구연산칼슘 등을 첨가하기도 합니다. 칼슘이온 Ca​²⁺은 혈액의 응고작용에도 꼭 필요한 무기질입니다.

펙틴외에도 잼에는 카라기난, 아라비아검, 로커스트콩검 등의 검류를 첨가시켜 점도를 높이는데 검류들은 분자량이 높은 다당류입니다. ​아이스크림 등의 점성을 높여주는 안정제로도 사용됩니다. 고분자일수록 극성이 줄어들고 비극성용매로써 응집력이 강해져 유화제, 천연세제로도 사용됩니다.

■ 두부를 만들기 위한 조건으로 ​금속이온과 산에 의한 응고작용이 필요합니다.

​염화마그네슘, 황산칼슘, 염화칼슘, 글루코노델타락톤 등을 첨가하여 두부를 응고시켜며 동시에 적절한 수분 보수성을 갖게 해줍니다. 염화마그네슘, 황산칼슘 등의 화합물은 물에 녹으면서 마그네슘, 칼슘 등이 최외곽전자수의 안정인 옥텟규칙에 의해 2가 양이온으로 분리됩니다. 금속양이온들은 두부 단백질인 글리신과 결합하여 응고작용을 합니다.

콩 단백질에 산을 첨가하여 응고시킬 수 있습니다. 단백질과 아미노산과 같은 성분은 양성자 교환에 의해 발생하는 양전하(+)와 음전하(-)의 수가 같을 때 전하를 띠지 않는 등전점이 되는 pH는 4~6사이인데, 등전점에서는 응고작용이 일어나기 시작하며 그이하 pH는 응고작용이 더 강해지는 경향이 있습니다. 이렇게 식초와 같은 산은 등전점을 낮추므로 두유는 응집되어 두부가 될 수 있습니다.

​등전점은 음양균등의 원리로 H₂A⁺과 A^-의 농도가 같은 pH입니다. 이온의 경우 H⁺와 OH⁻의 관계와도 같으며, 이러한 원인은 아미노산이 아민기와 카르복실기로 펩티드결합의 기본구성으로 되어 있어서 그렇습니다. 등전점이하에서는 + H⁺이며, 이상에서는 - H⁺가 됩니다.

<그림출처 : ​Isoelectric point - 위키백과>

콩단백질 글리신의 등전점(pl)은 pH 6.2 정도로​ 두 pk값의 평균값을 가집니다. 이는 쯔비터이온으로서 이때 pk값은 아미노산이 가지는 두가지 성질인 산과 염기에서 각각 절반정도 해리된 상태의 pH를 의미합니다.

​■ 치즈를 만들기 위한 조건으로 우유에 산을 첨가합니다.

​두부와 원리는 비슷합니다. 우유에 식초, 레몬 등의 산을 첨가하면 카제인과 유청이 분리되는데, 치즈는 침전된 카제인 덩어리를 가지고 만든 것입니다.​ 유청단백질은 물에 잘 녹는데 반해, 카제인은 그 반대입니다. 카제인의 음전하(-)가 산의 수소(+)와 결합하여 음전하끼리의 반발력을 없애고 서로 분자간 인력에 의해 응집됩니다.

카제인나트륨(sodium caseinate)의 경우는 카제인과 나트륨​(Na)이 결합되어 있는 식품첨가물입니다. 카제인에 나트륨 Na⁺가 결합되어 있는데, 물의 O^- 를 만나 물과 서로 결합하므로 물에 용해되기 쉽게 만든 카제인입니다.

콩의 경우 침전되지 않는 수용성 글로불린성분의 콩단백질을 분리대두단백(ISP)이라고 하는데, ​우유의 경우 마찬가지로 단백질에서 카제인과 분리된 유청단백은 수용성이어서 체내 흡수율이 좋아 근육강화제 등에 사용됩니다.

요구르트도 마찬가지로 우유에 젖산균이 산성조건을 만들어 카제인을 형성시키고 H⁺ 가 증가되어 걸죽한 상태로 점성을 높입니다.

​■ 게맛살의 점도(탄성)와 수분조절을 위해 칼슘을 첨가합니다.

​일부 맛살에는 영양 목적뿐만아니라 그보다는 맛살의 점도개선을 위해 탄산칼슘을 첨가합니다.

탄산칼슘은 탄산의 산소3개가 공명하는 구조에 2-와 탄산양이온의 2+가 결합되어 안정화된 구조입니다. 맛살의 수분함량은 물성을 변화시키는데, 칼슘은 물과 함께 작용하여 물질의 탄성과 보수성을 조절할 수 있게 됩니다.

게맛살 뿐만아니라 어묵, 라면 등의 밀가루와 전분 제품 등에 조직개량제로 사용되고 있습니다.​ 또한 칼슘은 식품의 습기를 방지하는 고결방지제로도 사용됩니다.

​■ 밀가루의 탄성과 점도를 강화하는 글루텐​

밀가루는 단백질함량에 따라서 구분되는데, 이때 단백질의 특성을 결정하는 것은 글루텐입니다. ​글루텐은 몇가지 불용성 단백질들을 통틀어 부르는 것입니다. 글루텐 함량이 높으면 밀가루의 조직은 이산화탄소를 포집하기 좋아 발효되기 좋은 빵이 될 수 있습니다.

밀가루는 크게 글루텐과 글리아딘으로 구분되는데, 글리아딘은 모노머(monomers)이고 글루텐은 폴리머(polymers)로써, 모노머가 모여 폴리머가 되는 개념인데, 폴리머의 용해도가 모노머보다 낮습니다. 이것은 구조적으로도 물에 수용성과 불용성의 특성이 나타난다는 것입니다. 잼을 만들때 사용하는 펙틴, 소스에 점성을 부여하는 전분도 고분자다당류입니다.

펙틴은 칼슘과 같은 금속이온과 작용하여 상승효과를 나타내는데, 글루텐도 적당량의 칼슘은 빵의 조직과 발효에 긍정적인 영향을 줍니다.​

​기본적으로 물에 잘녹는다는 것은 이온처럼 극성(+,-)을 잘 띠는 것으로서, 모노머도 폴리머처럼 구조가 커지고 복잡해지면 극성에 크게 영향을 받지 않게 됩니다.

​​■ 조직을 얼리는 아이스크림

​온도는 기체나 액체를 고체로 만들고, 수분의 활성도를 낮추어 점도를 높이고 분자들의 활동을 억제 시킵니다.

온도는 기체와 액체 뿐만아니라 고체의 운동을 정지시키고 반물질과 같은 음전하(-)물질도 수명을 연장시켜 줍니다.​

​■ 유지에 수소첨가하여 마아가린과 쇼트닝 제조

유지는 수소를 첨가하게 되면 액체상태를 고체상태로 만들 수 있습니다.​

​불포화지방산에 수소(H⁺)가 첨가되면 탄소가 수소와 결합하며 이중결합이 단일결합으로 바뀌면서 포화지방산이 되어 ​융점이 높아지면서 조직이 단단한 상태가 됩니다. 결국 불포화지방산의 전자(-)자리에 수소(+)가 들어가면서 빈공간이 채워져 단단해 집니다.

이렇게되면 유통기한도 길어지는데, 유지가 전자(-, OH-)를 잃는 일이 줄어들어 산화(산패)되기 어려워지기 때문입니다. ​

​결과적으로 식품의 응고와 결착력을 높이는 반응으로 칼슘과 같은 금속양이온, Brix와 같은 낮은 수분함량, 산과 pH 조절, 고분자화합물, 온도조절, 수소(H⁺)첨가 등이 있습니다. 이러한 작용들은 결국 물질의 음(陰,-)과 양(陽,+)의 음양체질조절과 같습니다.​