최신 제과제빵 재료과학(수정본)

[만델린]

 

 ▶제과제빵 재료과학

1.탄수화물(Carbohydrate)

 당질(Glucide)이라고도 함. 지방,단백질과 함께 식품의 3대 영양소.

원소 분석에의하여 탄소와 물이 결합한 형태,Cm(H2O)n로 나타낼 수 있는 화합물이라는 뜻에서 탄수화물 이라고 명명.

1)단당류:탄수화물의 성질을 가진 가장 기본적인 단위의 당.

 ▶포도당(글루코스):과일(포도),벌꿀 등에 존재. 전분을 효소분해하여 공업적으로 생산되며, 감미료로 널리 이용됨.상대적 감미도:75. 분자식 C₆H₁₂O₆. 선광도(+52.5°)가 +(우선성)이기 때문에 덱스트로스라고도 한다.

 ▶갈락토스:포유동물의 젖에 존재하는 유당(락토오스)의 구성 성분. 뇌의 발달과 관련있는 물질.

 ▶과당(果糖,프럭토스):과일, 벌꿀 등에 함유되어 있다. 상대적 감미도 175.

 비선광도 -92.4°

 프럭토스는 선광도가 -(좌선성)이기 때문에 레부로스라고도 한다.

*단당:Fehling 시약과 반응하여 환원당의 성질을 나타내므로 환원당에 속한다.

 단당+펠링시약(청색)→적색

2)과당류(소당류,올리고당)

 단당이 2개~9개 결합한 당. 단당의 결합수에 따라 이당류, 삼당류 등으로 분류할 수 있다.

▶자당(수크로오스):포도당+과당으로 된 비환원당. 사탕수수,사탕무에 다량 함유, 설탕의 원료가 됨. 비선광도 +66.53°.상대적 감미도 100

 인벌타제에의하여 포도당(비선광도 +52.5°)과 과당(비선광도 -92.4°)으로 분해되며 이 혼합물은 비선광도: -20°를 나타낸다. 이 반응을 전화라고 하며, 이 생성물을 전화당이라고 한다.

▶유당(락토오스):포도당+갈락토스의 이당류. 포유동물의 젖에만 함유되어 있는 유일한 물질. 우유에 4.5%, 모유에 7% 함유됨.

 유당불내증(우유를 마시면 속이 거북해지는 현상)의 원인 물질. 유산균에의하여 유산이 생성됨.

▶맥아당(말토오스):포도당+포도당이 결합된 이당류의 일종. 맥아에 다량 함유. 전분에 아밀라제가 작용하여 생성됨. 전분(녹말)이 포도당으로 분해될 때의 중간 산물. 상대적 감미도 32.

 *당의 감미:감미가 강한 순서부터 나열하면

 과당(프럭토스)〉자당(수크로오스)〉포도당( 글루코스)〉맥아당(말토오스)〉갈락토스〉유당(락토오스)

▶라피노오스:갈락토스+글루코스+과당으로 된 삼당류. 인체내 소화효소에 의하여 가수분해되지 않으며, 콩을 많이 먹었을 때 장내에서 세균에 의하여 가스가 발생.

3)다당류:단당이 10개 이상 결합한 당

▶전분(녹말,Starch)

 글루코스의 중합체. 식물의 종자,뿌리 등에 존재. 전분은 곧은 사슬(알파 1→4 결합)로 된 아밀로스와 알파 1→4 결합의 곧은 사슬에 군데군데에 알파 1→6 결합으로 가지가 있는 아밀로펙틴으로 되어 있다. 보통의 전분립은 아밀로스가 15～30%,아밀로펙틴이 70~85%로 구성되어 있지만 찹쌀, 찰옥수수 등은 거의 전부가 아밀로펙틴만으로 되어 있다.

 DP:Degree of polymerization.아밀로스는 글루코스의 중합도가 수천정도로서 분자량은 수만～수십만 정도,아밀로펙틴은 DP가 수십만～수백만으로서 분자량은 10⁷~10⁸에 이른다. 아밀로펙틴의 가지사슬의 평균 길이는 전분의 종류에 따라 약간 다르다. 전체를 평균하면 가지사슬 한 개의 중합도는 20~30정도에 이른다.

 아밀로스는 수용액중에서 요오드 이온, 지방산 등이 존재하면 이것을 중심으로 나선상으로 코일을 감는 성질을 갖고 있다 (이것을 헬릭스 helix라고 한다). 한번 감았을 때의 나선의 크기는 글루코스 6개의 길이이며, 이것이 1단위로서 한바퀴분에 해당된다. 따라서 요오드 이온 1개로서 6개의 글루코스 단위가 하나의 나선을 감게되는 셈이다. 이 나선의 수로서 요오드-아밀로스의 색깔이 달라진다. 3바퀴 붉은색, 5바퀴 자색, 6～7바퀴 청자, 10바퀴이상에서 청색을 띤다. 아밀로펙틴도 헬릭스를 형성하기 때문에 요오드와 반응한다.

 아밀로스:요오드 용액에 의해 청색을 띤다.

 아밀로펙틴:요오드 용액에 의해 적자색을 띤다.

 전분의 호화:전분립을 실온에서 흡수시키면 변화를 일으키지 않고 가역적으로 흡수, 건조 시킬 수 있다(최고 40~50%까지 흡수 가능). 그러나 이 전분립을 물에 현탁하여 가열하면 불가역적인 변화가 일어난다. 즉 전분립내에 규칙적으로 배열하여 일부 결정 구조를 취하고 있는 아밀로스와 아밀로펙틴의 분자내에 가열에 의하여 물이 스며들어 결정 구조가 파괴됨과 동시에 불가역적인 흡수 현상이 일어나서 전분립이 팽윤하기 시작한다. 이것을 팽윤(swelling)이라고 한다. 가열을 더 계속하면 팽윤이 계속되어 전분립이 붕괴되어 호상으로 된다. 이 현상을 호화(gelatinization,알파-화)라고 한다.

 호화한 전분 용액을 천천히 냉각하면 침전하게 된다. 이와같은 성질은 전분중의 곧은 사슬 성분 즉, 아밀로스에 현저하게 나타난다. 이 현상을 전분의 노화(retrogradation)이라고 한다. 전분에서는 아밀로스가 노화되기 쉽고, 아밀로펙틴은 노화되기 어렵다. 식품이 냉장상태에서는 노화가 가장 빠르게 진행하고, 냉동한 경우는 수분이 동결되어 노화가 일어나지 않는다.

 *노화:빵과 케익이 딱딱해지는 현상,-18℃ 이하에서는 노화가 거의 정지하나 냉장온도 (-7℃~10℃)에서 가장 빨리 노화한다.

 2.유지(Oil and Fat,지질 Lipids)

 지방(脂肪)을 식품에서는 유지(油脂)라고 하는 경우가 많다. 유(油)란 상온에서 액체상태의 것을 말하며, 지(脂)란 고체를 말한다. 따라서 대부분의 식물유는 油로, 포유동물脂는 脂에 해당한다.

정의:유지란 우리가 일상생활에서 사용하고 있는 식용유, 휘발유와 같이 물에 녹지 않고, 유기용매-에텔, 클로로포름, 벤젠 등- 에 녹는 유기화합물을 말한다.

지질의 분류

 단순지질:지방산과 글리세롤이 결합한 형태

 복합지질;인지질, 당지질

 유도지질:지방산 등

1)지방산

 지방산은 대개 탄소수가 14,16,18과 같이 곧은사슬의 긴사슬로서 우수의 탄소수로 구성되어 있다. 지방은 트리글리세라이드(Triglyceride)라고도 하며, 글리세롤 1분자에 지방산 3분자가 결합해 있다. 지방산은 지방의 검화(가수분해)에 의하여 얻을 수 있다.

 (1)포화지방산

 이중결합을 갖고있지 않은 곧은 사슬 형태의 지방산. 동물성 기름에 많이 들어 있다. 탄소수가 증가함에 따라 융점과 비점이 높아진다. 대표적인 포화지방산:팔미트산,스테아르산

명 칭	탄 소 수
부티르산	4
카프로산	6
카프릴산	8
카프르산	10
라우르산	12
미리스트산	14
팔미트산	16
스테아르산	18
아라키드산	20

 (2)불포화지방산

 탄소와 탄소 사이에 2중 결합을 지닌 지방산. 2중 결합수가 많을수록,탄소수가 작을수록 융 점이 낮다.

 대표적인 불포화 지방산:올레산(2중 결합 1개),리놀레산(2중 결합 2개),리놀렌산(2중 결합 3개)

명 칭	탄소수	이중결합수
올레산	18	1
리놀레산	18	2
리놀렌산	18	3
아라키돈산	20	4

*필수지방산:리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산

 2)글리세린

 글리세롤이라고도 한다. 비중은 물보다 크다. 글리세린은 수분 보유력이 커서 식품의 보습 제로 사용하고, 물-기름 유탁액에 대한 안정 기능이 있어 크림을 만들 때 물과 지방의 분리를 억제하게 한다.

 3)지방의 화학적 반응

 (1)가수분해:지방산과 글리세린으로 된다. 유리 지방산 함량이 높아지면 튀김 기름은 거품 이 많아지고, 발연점(연기가 나기 시작하는 온도)이 낮아진다.

 (2)산화:유지가 대기중의 산소와 반응하여 산패되는 것을 자가산화(자동

 산화,Auto-oxidation)라 한다. 산화과정중의 과산화물은 무미,무취이지만 이것은 불안정 하여 길이가 짧은 알데히드,케톤, 알코올과 같은 휘발성 물질로 분해되어 냄새가 나게된다 (산패취).

 산화에 영향을 주는 요인:2중 결합의 수, 불포화도, 부산화제(금속,자외선,생물학적 촉매),온 도

4)지방의 안정화

 (1)항산화제:산화적 연쇄반응을 방해함으로써 유지의 안정효과를 갖게 하는 물질. 식품첨가 용 항산화제에는 비타민 E, 프로필 갈레이트, BHA, NDGA, BHT 등이 있다.

 (2)수소 첨가:지방산의 2중 결합에 수소를 첨가, 불포화도를 감소시키는 것을 말한다. 불포 화도가 감소되어 포화도가 높아짐으로 융점이 높아지고, 단단해 진다. 이러한 유지의 수 소첨가를 경화(hardening)라 하며, 경화에의하여 만들어진 유를 경화유(hardened oil)라 한다. 쇼트닝, 마아가린과 같이 값싼 유지 원료로부터 일정한 굳기를 가지는 유지가공품 을 공업적으로 생산하는데 널리 이용되고 있다.

 3.단백질

 단백질(Protein)이란 20여종의 아미노산이 연결된 고분자 화합물이다. 단백질의 원소 구성은 C,H,O 그리고 N로 구성되어 있으므로 탄수화물,지방질과의 차이점은 N를 함유하고 있다는 점이다.

 밀가루의 단백질: 밀은 제분되어 밀가루로 되었을 때 발효와 굽는 과정에서 발생하는 가 스를 보유하여 가볍고 잘 부푼 빵을 만들게 하는 유일한 곡물이다. 이러한 특성은 밀의 단백질에 의한 것이며, 이 단백질은 물과 결합하여 글루텐(밀가루와 물이 반죽으로 혼합 될 때 응집성, 신장성, 탄력성, 점성, 유동성을 가진 물질)을 형성, 실제적으로는 반죽이 가스를 보유할 수 있게 하는 것이다.

 글루텐 형성의 주요 단백질:글리아딘과 글루테닌은 물과 함께 반죽할 때 형성되는 글루텐 의 주 성분을 이루는 단백질이다.

 4.이스트

 1)이스트에 들어 있는 효소:프로테아제.리파제, 인베르타제, 말타제, 치마제.

 이스트는 말타제가 충분히 함유된 것이 좋다. 최적 pH는 6.0~6.8.적정온도 30℃ 전후.

 2)취급과 저장:

 소량의 물에 풀어서 믹싱하면 고루 분산되어서 좋다.

 이스트와 소금은 가급적 직접 접촉하지 않도록 해야 한다.

 5.밀가루

 제빵용:경질 소맥을 제분해서 얻은 강력분을 사용한다. 단백질 함량은 12~14%로 최소 10.5% 이상, 회분은 0.40~0.50이 바람직하다.

 제과용:연질 소맥분을 제분해서 얻는 박력분을 사용하는데 평균 7～9%의 단백질과 0.40% 이하의 회분이 함유된 것이 좋다.

 *밀가루로 빵을 만드는 이유

밀가루에 물을 넣으면 밀가루에 함유되어 있는 단백질과 전분이 물을 흡수하게 된다. 이것을 휘젖거나 이기면 차츰 끈기가 있는 상태로 변해가는데 이것은 밀에 함유된 중요한 단백질인 글루텐의 작용에 의한다. 글루텐은 물을 흡수하면 가까운 것끼리 서로 달라붙어서 글루텐 알맹이가 된다. 더욱 휘져으면 넓은 범위에 걸쳐 글루텐 끼리의 끌어당김이 일어나서 섬유상으로 결합한다.

 이 작은 실모양의 글루텐 섬유는 처음은 낱낱이 흩어져 있으나 휘젓는 일을 계속하면 한 방향으로 늘어서고 다시 十자 모양으로 교차하여 입체적인 그물눈을 만들어 강한 탄력성을 나타낸다. 이들의 작용이 끈기의 본체라 본다. 전분 입자는 글루텐의 섬유에 달라붙어서 그물눈 사이에 끼어 있다.

 6.감미제

 1)자당(설탕):사탕수수나 사탕무로부터 얻어진다.

 2)포도당과 물엿

 3)유당

♠감미제의 기능:

 1)이스트 발효제품에서의 기능

 ▶발효가 진행되는 동안 이스트에 발효성 탄수화물을 공급한다.

 ▶이스트에 소비되고 남은 당은 밀가루 단백질과 환원당 사이의 반응(메일라드 반응)과 캐러멜화를 통해 껍질에 색을 내게 된다.

 ▶속결과 기공을 부드럽게 만든다.

 ▶수분 보유력이 있어 노화를 지연시키고, 보존 기간을 늘린다.

 2)과자 제품에서의 기능

 ▶단맛을 낸다.

 ▶노화를 지연시키고, 신선도를 오래 지속시킨다.

 ▶밀 단백질을 연화시킨다.

 ▶캐러멜화를 통해 구운색을 들인다.

 ▶감미제의 특성에 따라 독특한 향을 낸다.

 7.우유와 우유 제품

 1)우유

 (1)우유 단백질

 케이신:산과 렌닌 효소에 의하여 응고된다. 유청(유장)단백질인 락토알부민과 락토글로불 린은 열에 의하여 변성,응고된다.

 (2)유당

 젖산(유산)균에 의하여 발효되나 제빵용 이스트에 의해서는 발효되지 않는다.

 (3)유지방

 우유를 원심 분리하여 크림을 얻을 수 있다.

 (4)광물질

 회분 함량이 0.6~0.9%인 우유에는 상당량의 광물질이 함유되어 있다. 칼슘과 인이 전체 의 1/4을 차지한다.

 (5)효소와 비타민

 우유중의 효소는 열에 민감하기 때문에 살균과정 또는 분유 제조시 대부분 불활성화 된 다. 비타민 A ,리보플라빈, 티아민은 우유에 풍부하지만 비타민 D,E는 결핍되어 있다.

2)유제품 

 (1)분유

 분유에는 전지분유, 탈지분유, 부분 탈지분유가 있다. 우유를 건조시킨 것이 전지분유이 고, 탈지유를 건조시킨 것이 탈지분유, 지방을 부분적으로 제거하여 우유를 건조시킨 것 이 부분 탈지분유이다.

 *분유의 기능:글루텐을 강화하여 반죽의 내구성을 높인다.

 완충작용이 있어, 배합이 지나쳐도 잘 회복된다.

 밀가루의 흡수율을 높인다. 분유 1% 증가할 때마다. 물 1%가 증가한다.

 발효내구성을 높인다.

 (2)유장 제품

 유장은 우유에서 지방과 케이신(카제인)을 제거하였을때 남는 물질이다. 수용성 비타민, 광물질, 유청 단백질(락토알부민, 락토글로불린)과 대부분의 유당이 함유되어 있다.

8.계란과 난제품

 1)계란

 계란의 부위별 구성

 껍질:10.3%, 전란:89.7%(흰자:59.4%, 노른자: 30.3%),

 노른자와 흰자의 성분표(기준:계란 100g중)

		수 분	지 방	단백질	회 분	포도당	기 타
노른자		49.4	32.6	16.2	1.8		-
흰 자		88.9	0.1	10.2	0.8		-

 *전란의 수분 함량은 73.0%

 2)계란의 기능:영양가를 향상시킨다.

 향,속결,풍미를 개선한다.

9.유지 제품

 1)버터:우유 지방 80~81%

 2)마가린:천연 버터 대신 사용되는 인조 버터

 3)유지의 기능

 쇼트닝 기능,공기 혼입 기능, 크림화 기능, 안정화 기능, 식감과 저장성

10.이스트 푸드:이스트의 발효를 촉진시키고, 빵 반죽의 질을 개량하는 물질 즉, 제빵개량제.

 전분+황산칼슘+염화나트륨+염화암모늄+브롬산칼륨

11.팽창제

 빵,과자 제품을 부풀려 부피를 크게 하고, 부드러움을 주는 첨가제.

 천연품:효모(이스트), 합성품(베이킹 파우더, 중조, 암모늄계 팽창제, 기타)

[◐、ㅇFㅇセ、◑]

첫빵