2008.2학기조리과학 중간고사 시험범위
비출석수업온라인강좌 및 그에 해당하는 교재범위
- 조 리 과 학 -
2008년 2학기 비출석수업온라인강좌
일 러 두 기
조리과학은 식품의 다양한 물리적, 화학적 특징을 이해하여 소비자가 영양적으로 기능적으로 그리고 심미적으로 만족스러워 할 수 있는 음식을 만드는 과학적인 근거를 이해하여 이것을 실행할 수 있게 하는 학문이다. 따라서 식품의 다양한 특징과 조리시의 변화 양상을 잘 알아야 소비자의 기대에 부응하게 된다. 여기서는 방송강의에서 강의하지 않았던 식품의 주관적인 평가법인 관능평가와 탄수화물 식품인 떡, 밀가루 팽창제, 두류, 유지의 산패, 한천과 젤라틴에 대해 공부한다. |
목 차
제1장 관능평가 제2장 떡 제3장 밀가루 팽창제 제4장 두류 제5장 유지의 산패 제6장 한천과 젤라틴 |
제 1장 관능평가
질이 좋은 음식을 만들기 위해서는 우선 음식을 정확하게 평가할 수 있어야 한다. 음식을 평가하는 방법에는 사람의 감각기관을 이용하여 평가하는 주관적 방법인 관능평가법과 기기를 통해 물리적ㆍ화학적 성질을 측정하는 객관적 방법이 있는데 이 두 가지를 종합, 병행하는 것이 보다 이상적인 평가법이다.
1. 관능평가의 의의
관능평가법(sensory evaluation method)이란 사람이 미각, 시각, 후각, 청각, 촉각 등의 감각을 이용하여 식품의 특성을 평가하는 방법이다.
미국의 Institute of Food Technologists(IFT)에서는 ‘관능평가는 식품과 물질의 특성이 시각, 후각, 미각, 촉각 및 청각으로 감지되는 반응을 측정, 분석 내지 해석하는 과학의 한 분야’라고 정의하였다.
2. 식품의 관능적 특징
가. 후각
식품의 냄새는 후각을 자극하여 먹고 싶다는 충동을 느끼게 한다. 후각세포는 코 위쪽에 있는 노란색 점액으로 덮여 있는 후각상피세포에 존재하며 사람은 보통 100~200만개의 후각세포를 가지고 있다. 후각세포의 한쪽 끝에는 섬모가 나 있고 반대쪽에는 후각신경이 연결되어 있는데 냄새를 내는 물질이 섬모에 닿아 후각세포를 자극하면 이 자극이 후각신경을 통해 뇌에 전달되어 냄새를 느끼게 된다.
후각은 매우 예민한데 코가 10-19 M 보다 낮은 농도에서 냄새나는 어떤 화합물의 존재를 검출할 수 있다고 한다. 그러나 냄새나는 곳에 오래 머물러 있으면 냄새의 강도가 점점 약해져 결국 냄새를 느낄 수 없게 되는데 이는 후각이 둔화되기 때문이다.
나. 미각
약 10,000개의 미뢰는 대부분 혀에서 발견되며 식품의 맛을 감지하는 수단이다. 사원미라고 불리는 짠맛, 쓴맛, 단맛과 신맛중 각각의 미뢰는 하나의 기본 맛 이상을 알 수 있지만 단맛을 검출하는 최상의 능력은 혀끝의 미뢰에 있으며, 짠맛은 혀끝의 미뢰에 의해 특히 뚜렷하게 알 수 있다. 신맛은 혀의 양쪽 옆면에서 그리고 쓴맛은 혀의 뒷부분에서 가장 쉽게 검출할 수 있다.
맛을 감지할 수 있는 최소의 농도를 역치 농도(threshold level)라고 하며 이 수준은 개인에 따라 변한다.
향미의 강도는 주위 환경에 따라 증진되거나 감소될 수 있다. 향미증진제는 향미증진제 자체의 향미보다는 식품의 향미를 증진하기 위해 더해지는 것으로 글루탐산나트륨과 육류와 가금류 식품에 사용되는 5‘-뉴클레오타이드(이노신과 구아닐산)가 있다. 향미억제제는 taste site를 막아 특별한 식품에 나타나는 맛을 방해하는 물질이다. 예를 들어 나이지리아의 기적의 과일은 신맛을 억제할 수 있으며, 레몬 같은 과일에서 신맛이 억제되면 단맛이 남는다.
다. 외관
사람이 식품을 대할 때 처음 느끼는 것은 눈을 통해 받아들이는 메시지인 모양, 텍스쳐와 색깔이며 눈의 복잡한 구조로 감지가 가능하다. 눈에는 카메라의 렌즈 및 필름과 같은 역할을 하는 수정체와 망막이 있어 식품의 외관을 볼 수 있다. 망막에는 원추세포와 간상세포가 있는데 간상세포에 빛이 닿으면 이 때 생성된 메시지가 시신경에 전달되어 모양을 감지하게 된다. 원추세포는 간상세포에 비해 색깔을 구별하는데 더 강한 빛을 필요로 하므로 달빛보다 밝을때만 색깔을 볼 수 있다.
라. 텍스쳐
식품의 텍스쳐는 미리 서술된 식품의 외관과 입에서 향미 평가와 관계가 있다. 입에서의 텍스쳐 평가는 입안에서의 촉감에 의존한다.
식품에서 느껴지는 입안에서의 특성은 견고성, 부착성, 응집성, 점성, 촉촉함, 탄력성 등이 있다.
3. 식품산업에서의 관능평가의 필요성과 이용
현대는 식품산업의 발달로 인하여 다양한 종류의 식품들이 개발되고 있으며 경쟁이 치열하다. 따라서 식품산업체에서는 소비자의 욕구를 파악하고 충족시킬 수 있는 경쟁력 있는 제품의 개발이 필수적이며 또한 개발한 제품에 대한 소비자의 반응도 확인해야만 한다. 이러한 과정에서 관능평가는 반드시 필요하다. 즉 식품에 대한 관능평가는 식품의 특성을 측정하고 이들 특성이 소비자 기호도에 미치는 영향을 파악하여 소비자의 마음을 사로잡는 상품으로 개발하는데 중요한 역할을 한다.
가. 신제품 개발
신제품을 개발할 때 그 제품이 갖추어야할 품질특성을 정하고, 이것이 소비자들에 의해 실제로 좋은 평가를 받는지 조사하는데 이용된다.
나. 기존 제품의 품질개선
회사에서 생산한 제품이 계속 경쟁력을 가질 수 있게 하려면 끊임없이 그 품질을 개선해야 한다. 이런 과정에서 관능평가를 통해 기존 제품과 품질 개선된 제품을 비교하여 실질적인 품질의 우수성을 판단한다.
다. 원가절감
식품산업체에서는 제품의 경쟁력 및 이윤 확보를 위해서 원가를 절감하는 차원에서 가능한한 값싼 원료로 대체하고자 하는 연구를 한다. 따라서 원가를 낮춘 원료로 대체하였을 경우 그 품질이 기존 제품에 손색이 없는지를 판단하기 위해 관능평가를 한다.
라. 품질관리
생산되는 제품의 품질이 균일하게 유지되어야만 소비자로부터 신뢰를 얻을 수 있다. 이를 위해 제조공정이나 유통의 각 단계에서 시료를 얻어 기준시료와 품질을 비교하는데 관능평가가 이용된다.
마. 품질수명의 측정
품질수명이란 그 제품의 제조 당시의 품질이 소비자가 받아들일 수 있는 최저 수준까지 손상되는데 걸리는 시간을 말한다. 품질변화를 최소화할 수 있는 조건으로 저장한 제품과 일반적인 저장조건에서 저장한 제품 간의 차이를 관능평가 하여 품질수명을 측정한다.
바. 소비자 기호도 조사
신제품을 개발하여 직접 시판하기에 앞서 실패에 대한 부담을 줄이기 위해서는 개발된 신제품에 대한 소비자 기호도 조사가 선행되어야 하는데 이 때 관능평가가 이용된다.
4. 관능평가에 영향을 주는 요인
관능평가는 평가자의 감각과 심리작용에 의한 주관적인 판정으로 이루어지므로 신뢰할 수 없는 정보라고 생각할 수 있으나 경험이 많은 사람이 합리적으로 실험 설계하여 훈련된 패널에 의해 얻은 결과를 통계 처리하여 얻은 자료는 놀랄만한 정확성을 보여주며 제품의 개발과 관리에 없어서는 안 될 자료를 제공한다. 이런 신뢰할 수 있는 자료를 얻기 위해서는 다음과 같은 요인들을 잘 고려해야 한다.
가. 자세
관능평가를 하는 사람의 자세요소 또는 개성차가 평가결과에 영향을 미친다.
(1). 분석적 또는 합성적
분석적 성향의 평가자는 세부적인 것에 집중하여 부분적인 면만을 보고, 합성적 성향인 사람은 전체를 종합적으로 보지만 세부사항은 놓칠 수 있다.
(2). 객관적 또는 주관적
객관적 성향의 평가자는 세부적인 것을 정확하게 감지하지만 주관적 평가자는 자신만의 주관이나 기호를 강조한다.
(3). 능동적 또는 수동적
능동적인 성향의 평가자는 합리적으로 수행하나 수동적인 평가자는 즉흥적으로 평가하여 시행착오를 일으키기 쉽다.
(4). 자신감 또는 조심성
자신감이 많은 평가자는 단번에 즉시 평가할 수 있으며 실제로 감지한 것보다도 더 자세히 보고하는 경향이 있어 차이가 없는 것을 있다고 하는 잘못을 저지르기 쉽다.
나. 동기
관능평가에 임하는 동기가 관능적 지각에 영향을 미친다. 관능평가의 패널에게 선물을 제공하거나 급여를 더 지불하면 적극적인 동기를 부여할 수 있다. 고도로 동기가 부여된 사람은 자극에 대한 반응을 보다 적절하게 기술하며 성취 효율을 증진시키고 훈련기간을 단축시킬 수 있다.
다. 평가 시의 심리적 오차
심리적 오차는 패널이 관능평가법에 익숙지 못하거나 대상 제품에 관한 지식이 부족하면 나타나는데 훈련된 패널을 통해 이런 오차를 줄일 수 있다.
(1). 중앙 경향 오차(error of central tendency)
평가자가 척도의 중간 정도의 점수를 주는 경향 때문에 생기는 오차로, 낮은 점수나 높은 점수를 사용하려 들지 않기 때문에 시료 간에 차이가 적은 결과를 얻는다.
(2). 순위 오차(order error 또는 time error)
일련의 시료를 평가할 때 시료의 제시 순서나 위치에 따라 일어나는 오차이다. 예를 들어 두 가지 시료를 동시에 제시할 때 첫 번째 시료가 더 높은 점수를 받는 경향이 있는데 시료의 제시 순서와 위치를 균형 있게 배치하여 제공하면 이런 오차를 줄일 수 있다.
(3). 기대 오차(error or expectation)
실제로 시료 간에 품질 차이가 없음에도 불구하고 패널이 차이가 있을 것으로 기대하여 차이가 있다고 판단할 경우에 생기는 오차이다.
(4). 습관 오차(error of habituation)
특성의 강도가 아주 완만하게 증가하거나 감소하는 일련의 시료를 계속해서 평가할 경우 마치 동일한 시료인 것처럼 느껴지는 경향에서 생기는 오차로 균형잡힌 실험설계와 경험있는 패널을 이용하여 줄일 수 있다.
(5). 자극 오차(stimulus error)
시료를 담은 용기의 색과 모양, 절차, 기타 조건 등 시료 자체와는 상관없는 요인들이 평가에 영향을 주어 생기는 오차이다.
(6). 논리적 오차(logical error)
평가내용과 관계없는 사항을 패널 자신의 논리로 연관이 있다고 생각하여 평가함으로써 생기는 오차이다.
(7). 후광 오차(halo error)
시료의 여러 특성을 평가할 때 한 가지 특성이 좋게(나쁘게) 평가되면 다른 특성도 좋다(나쁘다)고 평가함으로써 생기는 오차이다.
(8). 대조 오차(contrast error)
우수한 시료를 평가한 다음에 좋지 않은 시료를 평가하면 심하게 대조되어 각각 따로 평가할 때보다 더 나쁘게 평가됨으로써 생기는 오차이다.
(9). 둔화(adaptation, 적응)
둔화란 오랫동안 자극이 계속되어 관능적 반응이 약화되는 현상을 말한다. 식품의 맛이나 냄새에 대한 둔화는 대체로 농도에 비례하며 농도가 증가할수록 둔화시간이 길어진다. 관능평가에 있어 둔화가 중요한 식품이 있는가 하면 중요하지 않은 식품도 있다. 예를 들어 단풍시럽(maple syrup), 맥주 등의 평가에서는 둔화가 평가결과에 큰 영향을 미치나 오렌지 주스나 토마토 주스는 둔화현상이 없어 상당시간 동안 계속 시료를 평가할 수 있다.
5. 관능평가 시 고려할 점
관능평가를 실시할 때 가장 먼저 고려해야할 점은 관능평가를 수행하려고 하는 목적을 명확히 해야 한다는 것이다. 그 설정된 목적을 달성하기 위해서는 적합한 관능평가방법을 선택하고, 그 방법에 알맞은 패널을 사용해야 하며 시료 준비 및 제시방법도 평가목적에 적합해야 한다.
가. 평가원(panel)
(1). 패널 구성원 선발
관능평가원이란 관능평가를 할 자격이 있는 사람의 집단을 말하며 관능평가 패널이라고도 한다. 훈련된 패널은 실험실에서 실시하는 관능평가에 참여하는 평가원으로 식품의 관능적 특성이 종류, 특성의 차이의 정도, 관능적 특성의 묘사 등을 평가한다. 소비자 패널은 식품에 대한 소비자의 선호도나 기호도 조사에 이용되는 패널로 조사식품의 사용자 중에서 무작위로 선발된다. 1회 평가에 참여하는 관능평가원의 수는 훈련된 패널의 경우 10명 정도, 소비자 패널의 경우 200~500명 정도이다.
일반적으로 관능평가원은 건강하고 미각, 후각 등이 예민하며 정서적으로 안정되고 검사에 충분한 시간을 할애할 수 있어야 한다. 연령은 특별한 경우를 제외하고는 18~60세 정도가 좋다.
(2). 패널 훈련
패널은 훈련되거나 훈련되지 않은 두 종류가 있다. 훈련되지 않은 패널은 제품 평가에 관한 아무 준비를 하지 않은 참가자이며 소비자 패널이 이에 속한다. 패널리더는 패널과 채점표를 점검해야 하고, 질문을 분명하게 하며, 각 반응에 대해 패널이 점수를 줄 때 그 주어진 점수에 대해 패널리더에게 말로 설명하도록 한다.
나. 관능평가를 위한 환경
관능평가실은 관능평가를 실시하는 곳으로 조용한 곳에 위치해야 한다. 평가실에는 관능평가원이 서로 의견을 교환하지 않고 정신을 집중할 수 있도록 칸막이가 있는 개인 부스를 설치한다. 개인 부스에는 입안 세척을 위한 작은 싱크와 적당한 조명이 있어야 한다. 조명은 백열등이나 색전등을 사용할 수 있으며 음식의 색깔 차이가 평가에 영향을 주는 경우에는 색전등을 사용한다. 관능평가실은 적당한 온도(20~25℃)와 습도(50~60%)를 유지하고 냄새가 쉽게 제거되도록 환기시설을 설치한다.
다. 시료 준비 및 제시
시료는 표준화된 방법에 따라 매번 동일하게 준비하도록 한다. 시료 준비에 사용되는 기구와 용기는 냄새가 나지 않는 재질, 즉 사기, 유리, 스테인리스스틸 등으로 만들어진 것이 좋다. 용기는 크기, 모양, 색이 동일한 흰색 용기가 좋으며 여러 가지 색깔이나 무늬, 글씨가 있는 것은 좋지 않다. 각 시료는 무작위로 선정한 3자리 숫자를 부착하여 구분한다.
시료는 보통 3~4회 평가할 수 있는 양을 제공하며 매번 제공하는 시료의 양과 크기 또한 일정해야 한다. 향미가 부드러운 시료는 8~10개, 자극성이 강한 시료는 2개 정도를 한번에 평가하도록 제공한다. 시료는 보통 일상생활에서 섭취하는 온도로 제공한다. 즉 국과 밥은 60~65℃, 아이스크림은 -1~2℃, 커피는 65~70℃로 제공한다.
시료에 따라 평상시 같이 섭취하는 식품인 동반식품(carrier)을 제공하기도 한다. 예를 들면 잼에는 크래커를, 핫도그에는 토마토케첩을 동반식품으로 제공하며 시료의 특성에 영향을 주지 않는 식품을 선택하는 것이 중요하다.
6. 관능평가법의 종류
관능평가의 종류에는 차이조사, 묘사검사, 소비자조사 등이 있다.
가. 차이검사
(1) 이점비교법 - 이점비교법은 특별한 특성의 차이를 검사하며 패널은 측정할 특성이 강한 시료를 찾기 위해 두 개 시료를 검사한다. 패널이 이점비교법 검사에서 우연히 정답을 맞출 수 있는 확률은 50%이다.
(2) 이대일점법 - 이대일점법은 대조군이 첫 번째 제시되고 다음에 두 개의 시료가 제시되는데 하나는 대조군과 똑같다. 패널에게 두 개의 시료 중에서 대조군과 다른 시료를 알아내도록 한다. 이대일점법도 50%의 우연히 맞출 기회가 있다.
(3) 삼점비교법 - 이대일점법과 같이 세 개의 시료가 주어지나 삼점법에서는 세가지 시료가 동시에 제시된다. 패널은 다른 하나를 알아내야 한다. 삼점법은 두 시료가 같으므로 정답을 맞출 확률을 33.3%로 낮춘다.
(4) 순위법 - 이 검사는 한가지 특성을 평가할 여러 개의 시료가 있을 때 사용할 가치가 있다. 차이나 기호조사의 이 방법은 시료의 측정하려는 특성치 강도 순서로 단순하게 순위가 주어진다.
(5) 평점법 - 자료에서 감지되는 특성의 정도를 특성의 강도가 표시된 척도를 이용하여 평가하는 방법이다. 이 방법에서는 항목척도나 선척도가 사용된다.
항목척도는 특성 강도가 표시된 척도를 제시하여 시료에 주어진 특성이 어느정도에 속하는지를 평가하는데 주로 5점, 6점, 9점 척도가 사용된다. 선척도는 15cm(6 inch)의 직선상에 인지되는 강도를 선을 그어 표시하는 방법이다. 선척도에서 특성의 강도는 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 강도가 강하다.
나. 묘사검사
묘사검사는 시료에서 감지되는 모든 관능적 특성을 묘사하고 그 강도를 측정하여 표시하는 방법으로 시료의 관능적 특성을 종합적으로 나타내는데 사용된다. 대표적 묘사검사에는 향미 프로필, 텍스처 프로필, 정량적 묘사분석이 있으며 고도로 훈련된 평가원에 의해 검사가 실시된다.
(1) 향미프로필
시료가 가지는 맛, 냄새, 후미 등 모든 향미 특성을 분석하여 각 특성이 나타나는 순서를 정하고 그 강도를 측정하여 향미가 재현될 수 있도록 묘사하는 방법이다. 향미 검사는 냄새, 맛, 후미의 순서로 실시하는데 후미는 음식을 삼킨 다음 1분 후에 남아있는 향미를 말한다.
(2) 텍스처 프로필
식품의 다양한 텍스처 특성을 분류, 정의하고 각 특성의 출현 순서가 강도를 측정하여 재현될 수 있도록 하는 방법이다.
(3) 정량적 묘사 분석
정량적 묘사 분석은 한 종류의 관능적 특성만을 평가하는 향미 프로필, 텍스처 프로필과 달리 색깔, 향미, 텍스처 등 모든 관능적 특성을 묘사하여 출현 순서를 정하고 정량화하는 방법이다.
다. 기호조사(소비자 조사)
기호검사는 소비자의 선호도나 기호도를 평가하는 방법으로 새로운 식품의 개발이나 품질 개선을 위해 이용되고 있다. 기호검사에는 선호도 검사와 기호도 검사가 있다. 선호도 검사는 여러 시료 중 좋아하는 시료를 선택하게 하거나 좋아하는 순서를 정하는 것이며 기호도 검사는 좋아하는 정도를 측정하는 방법이다. 기호도 검사에는 좋아하거나 싫어하는 정도를 측정하는 기호 척도법이 이용되고 있다.
제 2 장 떡
떡은 밥과 함께 우리나라 사람들이 쌀을 주재료로 하여 만드는 대표적인 전통음식으로 각종 제례나 행사 등에 사용되고 있다. 밥은 쌀을 입자 형태 그대로 조리(입식)하는데 비해, 떡은 쌀을 가루를 내어(분식) 만든다는 차이점이 있다. 우리나라에서 떡은 매우 다양하게 발달하여 우리의 고유한 음식 풍속을 전달할 수 있는 대표적인 음식으로 자리 잡아 왔다. 또한 각 지방마다 독특한 재료를 사용한 향토음식으로도 발달하였다. 떡의 분류는 다음 <표-1>과 같이 크게 찐 떡, 친 떡, 지진 떡, 삶은 떡의 네 가지로 나눌 수 있다.
1. 찐 떡
가장 전통적인 떡으로 우리 떡 중의 기본이다. 다른 말로 시루떡이라고도 하는데 쌀이나 찹쌀을 물에 담갔다가 가루로 만들어 시루에 앉힌뒤 김을 올려 익힌다. 이 떡은 찌는 방법에 따라 설기떡과 켜떡으로 구분된다. 설기떡은 멥쌀가루에 물을 내려서 한 덩어리가 되게 찐 떡으로 백설기가 대표적이다. 켜떡은 멥쌀이나 찹쌀가루를 시루에 고물을 얹어가며 켜켜로 앉혀 찐 떡이다.
2. 친 떡
곡물을 찐 다음 안반에 놓고 쳐서 만든 것이다. 주재료에 따라 찹쌀도병과 멥쌀도병으로 구분되는데, 전자에는 인절미, 후자에 절편이 있다.
3. 삶은 떡
찹쌀가루를 반죽하여 모양을 내어 삶은 것으로 경단 등이 여기에 속한다. 경단은 찹쌀가루를 익반죽하여 둥글게 모양을 만들어 끓는 물에서 삶아 건져 고물을 묻힌 떡이다.
4. 지진 떡
찹쌀가루를 반죽하여 모양을 만들어 기름에 지진 것으로 화전, 부꾸미, 주악 등이 있다. 화전은 익반죽한 찹쌀가루를 둥글넓적하게 만든 뒤 꽃잎을 붙여 기름에 지진 것이고, 부꾸미는 찹쌀, 차수수, 녹두 등을 불렸다가 갈아서 익반죽하여 빚어지진 뒤 소를 넣어 반달처럼 접은 떡이다. 주악은 찹쌀을 익반죽하여 깨, 곶감, 유자청건지 등으로 만든 소를 넣어 빚어 기름에 지진 떡이다.
5. 술로 부풀린 떡
익반죽한 쌀가루에 막걸리를 넣고 발효시킨 뒤 틀에 넣고 고명을 얹어 찐 떡으로 증편이 대표적인 것이다.
<표 - 1> 떡의 분류 및 종류
떡의 분류 |
종 류 |
찐 떡 |
백설기, 무지개떡, 두텁떡, 거피팥떡, 송편, 증편 등 |
친 떡 |
가래떡(흰떡), 개피떡, 인절미, 절편 등 |
지진 떡 |
밀전병, 부꾸미, 수수 전병, 노치, 찰전병, 화전 등 |
삶은 떡 |
경단, 밤단자 등 |
부풀린 떡 |
증편(술떡) |
제 3 장 밀가루 팽창제
1. 팽창기체
밀가루 반죽에서 팽창제 역할을 하는 것은 공기, 수증기, 이산화탄소의 3가지가 있다. 공기는 체치는 과정(shifting)과 반죽을 뒤집는 과정(folding) 버터에 설탕을 으깨는 과정(creaming) 등, 반죽을 하는 과정에서 혼입되었다가 열이 가해지면 부피 팽창을 하여 밀가루 반죽 제품을 부풀게 한다.
수증기는 역시 밀가루 반죽을 하기 위해서는 기본적으로 물이나 우유 등의 액체를 넣기 때문에 밀가루 반죽에는 수분이 함유되어 있는데 가열 시에 수증기가 되면서 부피 팽창을 하여 팽창제 역할을 하게 된다.
밀가루 제품의 팽창기체중 이산화탄소는 인위적으로 첨가한 팽창제에 의해 제공된다. 팽창제 역할을 하는 이산화탄소를 밀가루 반죽에 발생시키려면 화학적 팽창제(chemical leavening agent) 또는 생물적 팽창제(biological leavening agent)를 사용한다. 화학적 팽창제에는 식소다와 베이킹파우더(baking powder)가 있고, 생물적 팽창제에는 이스트(yeast)가 있다.
2. 팽창제
가. 식소다
최근에는 화학적 팽창제로 베이킹파우더를 주로 사용하고 있어 식소다로 밀가루 반죽을 부풀리는 일은 드물지만, 불가피하게 식소다를 사용하는 경우가 있다. 밀가루 반죽에 첨가된 식소다는 가열하면 다음과 같은 반응이 일어난다.
2NaHCO3 → CO2 + H2O + Na2CO3
중탄산나트륨(식소다) 이산화탄소 물 탄산나트륨
두 분자의 중탄산나트륨(2NaHCO3)을 가열하면 이산화탄소 1분자와 물 1 분자, 탄산나트륨 1분자가 생긴다. 여기서 이산화탄소는 밀가루 반죽을 부풀게 하지만 탄산나트륨은 그 자체가 씁쓸한 맛을 내고, 알칼리성 물질이므로 밀가루에 있는 백색 색소인 플라본을 황색으로 변하게 하여 식소다로 부풀린 빵은 색이 누렇다.
그러나 탄산나트륨은 산을 넣으면 중성염을 형성하므로 젖산을 함유하고 있는 버터밀크(buttermilk)나 여러 가지 유기산을 함유하고 있는 꿀 또는 당밀을 식소다와 함께 넣으면 색과 맛이 좋은 음식이 된다. 버터밀크를 사용하면 다음 식에서 보는 바와 같이 우유 중의 젖산이 중탄산나트륨과 반응하여 물 1분자와 이산화탄소 1분자, 젖산나트륨이라는 무색, 무미, 무취의 염을 만들게 된다.
NaHCO3 + CH3CH(OH)COOH → CO2 + H2O + CH3CH(OH)COONa
중탄산나트륨 젖산 젖산나트륨
나. 베이킹파우더
(1). 베이킹파우더의 정의
베이킹파우더는 밀가루 반죽을 부풀리는 물질로서 젖산반응을 일으킬 수 있는 물질과 중탄산나트륨을 섞고 전분을 섞어서 제조한다. 베이킹파우더는 최소 12%의 이산화탄소를 발생시키도록 규정되어 있다. 그 뜻은 100g의 베이킹파우더에서 최소 12g의 이산화탄소가 발생해야 한다는 것이다. 이산화탄소의 급원은 중탄산나트륨이기 때문에 12g의 이산화탄소를 발생시킬 만큼의 중탄산나트륨이 100g의 베이킹파우더에 함유되어 있어야 한다. 즉 베이킹파우더 l티스푼에는 약 4티스푼의 중탄산나트륨이 함유되어 있어야 한다는 것이다.
(2). 베이킹파우더의 종류
베이킹파우더는 함유되어 있는 산의 종류에 따라 그 종류와 성질이 달라지는데 크게 즉각반응 또는 단일반응(quick-acting or single-acting)베이킹파우더와 이중반응(double-acting) 베이킹파우더로 나눈다.
단일반응 베이킹파우더는 밀가루 반죽에 물을 넣으면 즉각 다량의 이산화탄소가 발생하는 것으로 이 베이킹파우더를 사용하면 반죽과정에서 이산화탄소가 많이 손실된다. 이중반응 베이킹파우더는 2종의 산 반응물질을 함유하고 있다. 그 중 하나는 물이 닿으면 즉각 이산화탄소를 발생시키는 것이고, 다른 하나는 가열했을 때 비로소 이산화탄소를 발생시키는 것이므로 반죽과정에서 어느 정도 이산화탄소를 손실해도 음식을 부풀리기는 별 지장이 없다. 그러므로 단일반응 베이킹파우더보다 사용량이 적어도 된다. 따라서 근래에 와서는 이중반응 베이킹파우더를 주로 제조하여 판매하고 있다.
그림 - 1 단일 반응베이킹 파우더와 이중반응 베이킹파우더의 작용기전
다. 이스트
빵 반죽에는 주로 제빵용 이스트(saccharomyces cerevisiae)를 사용하는데, 빠르게 증식하면서 많은 양의 이산화탄소를 발생시킬 뿐 아니라 여러 가지 향기를 가진 물질, 반죽의 점성, 탄력성, 농도를 조절하는 물질도 생산한다. 이스트는 생명체이므로 성장, 번식을 위하여 탄수화물과 질소물질(단백질), 그리고 칼슘, 인 같은 영양소를 필요로 한다. 이스트에 있는 치마아제(zymase)라는 효소는 당을 발효시킴으로써 다음 식에서 보는 바와 같이 이산화탄소와 알코올을 만든다.
C6H12O6 → CO2 + C2H5OH
육탄당 이산화탄소 에틸알코올
빵 반죽에서 이스트의 활동을 위하여 필요한 당은 세 가지 급원으로부터 나온다. 첫째는 밀가루에 원래 함유되어 있는 1% 정도의 당에서, 둘째는 밀가루속의 아밀레이스가 함께 존재하는 전분에 작용하여 생성된 맥아당에서 나온다. 전분에서 포도당이 생성되려면 시간이 경과해야 발효가 일어나고 이스트는 맥아당을 자당보다는 더디게 이용한다. 셋째 급원은 반죽에 넣은 설탕으로 설탕은 이스트에 의하여 쉽게 포도당과 과당으로 가수분해 된다. 그러므로 빵 반죽에 적당한 양의 설탕을 넣어 주면 발효가 빨리 일어난다.
이스트 발효의 최적온도는 27~29℃이다. 이보다 약간 높은 온도에서는 이스트가 더 빨리 성장 번식하기는 하나 다른 잡균의 성장, 번식까지 촉진시키기 때문에 오히려 좋지 않다. 발효온도가 지나치게 상승하면 어느 온도에 달했을 때 이스트 세포가 파괴되어 발효가 정지되므로 빵 반죽을 발효시킬 때에는 적절한 온도 유지에 세심한 주의를 기울여야 한다.
제 4 장 두류
두류는 곡류를 주식으로 하는 우리의 식사 형태에서 단백질과 지방의 급원으로 중요한 역할을 해왔다. 최근에는 육류의 과다 섭취로 인한 콜레스테롤 증가 등 각종 성인병 예방과 건강 유지에 대한 두류 중의 기능성물질들의 효과가 입증되면서 식물성 영양원인 두류의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 우리나라에서 산출되고 있는 주요 두류로는 대두, 적두, 땅콩, 강낭콩, 동부, 완두 등이 있으나 그 중 가장 중요한 것은 대두, 적두, 녹두이다.
1. 두류의 분류 및 구조
콩과에 속하는 식물군인 두류는 지방과 단백질원으로 이용되는 대두류, 땅콩류 그리고 지방함량이 낮고 탄수화물원으로 이용되는 팥, 녹두, 완두와 그 밖에 채소적 성질을 띠고 있는 강낭콩 등이 있으며 취반 시 잡곡의 형태로 쌀과 혼용하거나 부식소재로 다양하게 이용된다.
두류의 종자는 꼬투리에 쌓여 있는데 대부분의 경우 꼬투리가 열매로 열리나 땅콩의 꼬투리는 땅 속에서 자란다. 일반적으로 두류 종자의 기본 구조는 종피, 자엽, 배아로 구성되어 있다. 두류의 가식부는 주로 자엽이고 2장의 자엽사이에 배아가 있으며 배아는 유근, 유축, 유엽으로 구성되어 있다. 종피의 표면은 큐티클(cuticle)층으로 되어 있어서 물을 통과시키지 않고 단단하며 묽은 산이나 알칼리에 불용성이므로 장기저장이 가능하다. 종피에는 조섬유가 많고 세포막은 주로 헤미셀룰로오스로 되어있어서 소화율도 낮다.
두류의 내부구조를 보면 외피 및 얇은 막 아래에 배유가 있는데 곡류의 경우와는 달리 두류에서는 거의 발달되어 있지 않다.
2. 두류의 영양적 품질과 기능성
두류는 다른 곡류에 비해 단백질을 다량 함유하고 있다. 대두와 땅콩은 지방이 많아 식용유로 이용되는데 식용유에는 특히 불포화지방산이 많다. 두류에는 비타민 B군이 많고 비타민 C는 거의 없다. 곡류에 비해서는 칼슘, 인, 철은 많이 함유되어 있다. 두류는 사포닌, 탄닌, 레시틴, 트립신 저해제 같은 특수성분을 가지고 잇다. 대두의 생리활성 성분은 항산화효과, 일부 암의 억제효과, 골다공증 개선효과, 심혈관질환 개선효과, 항 당뇨효과 등을 나타내므로 전 세계적으로 대두를 많이 섭취하도록 권장하고 있다.
그런데 우리는 대두를 생으로 섭취하지 않고 익혀서 먹거나 두부, 두유, 된장, 청국장, 간장 등 다양한 가공제품의 형태로 섭취한다. 따라서 대두의 조리 및 가공과정이 생리활성을 나타내는 기능성 성분에 미치는 영향을 이해할 필요가 있다.
대두의 씁쓸하고 비린내처럼 좋지 않은 맛을 내는 성분인 이소플라본 중 대표적인 것이 다이드제인, 제니스테인, 글리시테인이다. 이소플라본은 대두를 물에 불리거나 초산용액에 담그면 손실되며 가열처리해도 손실되는데 삶거나 찌는 법보다는 볶는 것과 같은 건식 열처리가 손실을 최소화한다. 대두가공품에서는 대두 〉낫토(natto) 〉두부 〉두유 〉분리대두단백(isolated soy protein, ISP) 〉된장 〉템페(temphe)의 순으로 함량이 감소된다.
식이섬유 함량은 낫토, 대두 및 생대두분말에서 높고, 전체 식이섬유 중 수용성 섬유소의 함유비율은 불용성 식이섬유를 비지형태로 제거해버리는 두유가 가장 높다.
대두의 프로테아제 저해제(Bowman-Birk protease inhibitor, BBPI)가 항암활성을 가지고 있으며 이런 성질은 카이모트립신 저해활성과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 이런 성분은 가열 및 발효과정을 거치면서 상당량 소실되나 식초콩, 수침, 콩나물에서는 상당량 잔존한다.
대두 중의 사포닌 함량은 약 5% 정도인데, 대두 가공품에 비해 ISP와 낫토에서의 함량이 높다.
3. 대두의 조리성과 용도
대두의 조리법은 원형을 그대로 유지하면서 조리(가공)하는 방법과 원형을 변화시켜 조리하는 방법 2가지로 대별할 수 있다. 원형을 그대로 유지시키는 방법의 예로는 콩밥, 콩장, 볶은 콩 등이 있고 원형을 변형시키는 것으로는 마쇄(콩가루), 발효(장류, 낫토, 콩요구르트, 콩치즈), 발아(콩나물), 증자ㆍ마쇄 및 응고(두부), 증자ㆍ마쇄 및 추출(두유), 배소(강정), 추출(콩기름) 등 여러 가지가 있다. 또한 기름을 추출한 후 생기는 탈지대두박으로부터 분리대두단백질, 농축대두단백 등을 얻으며 그 외 식품 가공원료로 쓰이고 가축사료나 각종 공업제품 원료로도 이용된다.
가. 대두의 조리
대두는 흡습성이 강하므로 미리 물에 담가둔 후 가열하면 단시간에 조리가능하다. 대두는 압력솥(내부온도가 115~125℃)이나, 식염수(2%)에 담그거나, 약알칼리 물질(0.3% 식소다)을 첨가하여 삶으면 연해진다. 그러나 검정콩일 경우 변색이 일어나서 조리한 음식의 색이 아름답지 못할 수가 있다.
(1) 두유
대두를 냉수에 담가 불린 후 갈아서 끓여 거르면 두유(콩국)이 된다. 두유에는 미량의 케톤산, 카르본산, 에스테르 등이 있어 향미를 준다.
(2) 콩나물
대두와 녹두를 물에 불려 원래 부피의 2배 정도로 팽윤되면 배수가 잘 되는 시루나 적당한 통에 넣고 22~23℃로 유지한다. 1일 4~5회 정도 물을 주면 발아하고 5~6일 후에는 약 10cm 정도로 성장한다. 이렇게 성장한 싹에는 대두 중의 갈락토오스가 변하여 생성된 아스코르브산 이외에도 티아민, 리보플라빈, 아스파라긴 등의 양이 크게 증가한다.
콩나물이 성장함에 따라 총 당량 및 총 질소함량은 감소하고 섬유질은 생육초기에는 완만하게 증가하다가 6일을 전후하여 급격히 증가한다. 일반적으로 총 당량의 감소는 아스코르브산 생합성 또는 섬유질 합성과 연관성이 있다고 본다.
콩나물이 자라면서 리보플라빈은 원료 대두의 3~4배, 티아민은 2배 정도 그리고 아스코르브산도 상당량 합성된다. 대체로 콩나물 재배 5~7일 경에 비타민 함량이 최고치를 보이고 그 후에는 감소하는 경향이다.
(3) 두부
대두단백질 중 80~90%를 차지하는 글리시닌과 레규멜린은 수용성이여서 대두를 물에 불려 물과 함께 마쇄하면 약 90%가 용출된다. 이들 단백질이 칼슘염이나 마그네슘염에 의해 응고되는 성질을 이용하여 젤을 형성시킨 것이 두부이다. 이 과정에서 대두 중의 일부 지질, 당, 유리아미노산 등이 단백질에 싸여 응고된다. 제조과정은 다음과 같이 정리할 수 있다.
물에 불리기 → 마쇄 → 증자와 착즙 → 응고 → 압착 및 성형 → 수침
두유가 70~80℃로 식으면 응고제를 넣어 응고시킨다. 응고제로는 황산칼슘(CaSO4), 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 황산마그네슘(MgSO4), 글루코노델타락톤(glucono-ε-lactone) 등이 있다. 이 중 가장 흔히 사용하는 응고제는 황산칼슘으로, 원료대두의 2~4%를 첨가하는데 이 응고제는 수율이 좋고 두부의 조직이 부드러우며 색도 좋으나 맛이 덜하고 또한 황산칼슘은 물에 잘 녹지 않아 사용하기 불편한 점이 있다.
(4) 간장과 된장
간장은 콩으로 메주를 만들고 잘 말린 메주는 장담기 2일 전쯤에 깨끗이 씻어 물기를 없애고 소금물은 하루 전에 풀어서 앙금을 가라앉힌다. 소독한 독에 메주를 넣고 소금물을 체에 받처 붓는다. 독은 양지 바른 곳에 놓고 숯, 대추, 고추 등을 띄우고 망사로 봉한 후 뚜껑을 덮는다. 3일후부터 매일 뚜껑을 열어 햇볕을 쬐고 40~60일후 메주를 꺼내 간장과 된장을 분리한다. 간장물은 끓여 식혀 보관한다. 재래식 된장은 간장을 뜨고 남은 메주로 담그지만 개량식 된장은 쌀, 콩, 소금, 황국, 식힌물을 섞어 항아리에 담아 숙성 후 먹는 것이다.
나. 녹두의 조리
녹두는 전분이 많고 특유의 향미를 가지고 있어 청포묵, 빈대떡, 떡소, 떡고물, 녹두죽, 숙주나물 등으로 조리하여 먹는다. 숙주나물은 녹두를 물에 불려 싹이 나게 기른 채소로 숙주나물을 데칠 때는 뚜껑을 열고 데치면 비린내가 나므로 주의한다.
다. 팥의 조리
팥은 쌀이나 잡곡과 섞어서 팥밥을 지어 먹거나 빵의 소나 떡고물, 팥죽, 양갱 등에 사용한다. 팥양갱을 만드는 방법은 먼저 한천을 2시간 정도 물에 불린 후 한천과 물을 함께 끓이다가 설탕과 물엿을 넣고 졸인다. 여기에 팥앙금을 넣고 가열하여 섞으면서 113℃가 되면 틀에서 굳힌다.
라. 강낭콩의 조리
주로 조림용으로 이용하며 앙금, 양갱 등 제과용으로 이용한다. 청산배당체가 있으므로 충분히 물에 불려 사용하고 싹이 난 것은 익혀 먹는다.
제 5 장 유지의 산패
지방질을 함유한 식품은 저장기간이 경과함에 따라 좋지 않은 냄새와 맛(off-flavor)을 갖게 되는데 이러한 현상을 지방의 산패(rancidity)라 한다. 산패(酸敗)가 일어나는 가장 주된 원인은 산화에 의한 산패이고, 그 외에 주변으로부터의 냄새 흡착, 가수분해에 의한 산패, 변향 등을 들 수 있다.
1. 냄새의 흡착
유지류는 주변으로부터 냄새를 잘 흡착(odor absorption)하는 성질이 있다. 따라서 강한 냄새를 가진 식품과 유지류 식품이 같은 공간에 놓여있게 되면 냄새 흡착에 의해 좋지 않은 냄새를 갖게 된다.
유지류가 냄새를 잘 흡착하는 성질을 적절히 이용하기도 하는데, 예를 들면 생선살을 조리하기 전에 우유에 적셔 비린 냄새 성분이 유지방에 흡착되게 하여 생선살의 비린내를 제거하는 방법으로 이용하기도 한다.
2. 가수분해에 의한 산패
유지의 가수분해에 의한 산패(hydrolytic rancidity)는 화학적 가수분해와 효소에 의한 가수분해의 두 가지로 분류된다. 화학적 가수분해란 지방성분이 물과 접촉하면서 트리글리세라이드가 가수분해 되어 글리세롤과 유리 지방산으로 분해되는 현상이다. 효소에 의한 가수분해는 식품 조직 자체에 존재하던 지방분해효소(lipase)나 저장 중 미생물에 의해 만들어진 지방분해효소에 의한 가수분해를 말한다. 유리된 지방산이 분자량이 적은 저급지방산인 경우 휘발성 물질로서 나쁜 냄새의 원인이 될 수 있다.
3. 산화에 의한 산패
유지류의 산패가 발생하는 가장 대표적인 원인은 산화에 의한 산패(oxidative rancidity)이다. 산화에 의한 산패에는 자동산화(autoxidation), 가열산화(Thermal oxidation), 일중항 산소에 의한 산화(singlet O2 oxidation), 효소에 의한 산화(enzymatic oxidation) 등이 있는데, 이 중 가장 흔하게 자연발생적으로 나타나는 산패는 자동산화에 의한 산패이다.
가. 자동산화
유지의 자동산화(autoxidation)란 실온에서 공기 중의 산소에 의해 자연발생적으로 서서히 일어나는 산화를 말한다. 유지는 일정한 유도기간(induction period)이 경과하면 산소흡수속도가 급격하게 증가하는데 이 시점을 전후해서 유지의 화학적, 물리적 성질들은 급격하게 변화하고 곧 냄새, 맛 등의 변화를 사람의 감각기관을 통해 감지하게 된다. 바로 이 시점이 산패 발생 시점이다. 자동산화의 특징은 래디칼 연쇄반응(radical chain reaction)이라 할 수 있는데, <그림-2>와 같은 단계에 의해 진행된다.
나. 가열산화(thermal oxidation)
유지의 가열산화는 공기 존재 하에서 유지를 고온으로 가열할 때 일어나는 변화로 자동산화과정의 가속화(accelerated autoxidation), 가열분해(pyrolysis), 가열중합반응(thermal polymerization) 등을 특징으로 한다.
4.유지의 산패에 영향을 미치는 인자
가. 온도 - 지질의 산패는 온도가 높을수록 촉진된다. 온도가 10℃내려감에 따라 산패속도는 반 이하로 준다.
나. 금속 - 구리, 철, 니켈, 주석, 망간 등은 과산화물의 분해과정을 촉진하여 유리레디칼의 생성을 촉진하므로서 연쇄반응을 촉진한다.
다. 광선 - 자외선과, 청색과 자색의 가시광선은 유지의 산화를 촉진한다.
라. 산소 - 유지의 산패는 산소의 양이 적어도 일어나지만 산소의 영향을 방지하기 위해 진공, 가스치환 포장을 추천한다.
마. 지방산의 조성 - 유리지방산은 자동산화를 촉진하며 불포화지방산은 포화지방산에 비해 산화가 빠르다.
바. 항산화물질 - 천연에는 토코페롤, 레시틴, 세사몰, 타닌 등의 항산화제가 있고 합성항산화제로는 프로필 갈레이트, BHA, BHT 등의 항산화제가 있다.
< 그림 - 2> 자동산화과정의 3단계 |
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제 6 장 젤라틴과 한천
식품 조리가공에서 겔을 형성하는 재료는 탄수화물에 속하는 전분과 검 물질, 펙틴질 등이 있으며 단백질도 변성과정을 거치면서 겔을 형성하는데 그 중 다양한 용도로 많이 사용하는 것 중에 한천과 젤라틴이 있다.
1. 젤라틴
젤라틴은 동물의 피부나 껍질, 건, 인대, 연골 등을 구성하는 단백질인 콜라겐을 끓는 물로 추출하거나 묽은 알칼리나 묽은 산으로 부분 가수분해하여 얻어지는 단백질로 분자량이 15,000~250,000 정도이다. 콜라겐은 필수아미노산이 적어 불완전단백질로 분류되고 있다. 구성 아미노산은 프롤린과 히드록시프롤린이 약 30%, 글리신이 27% 차지하고 있다.
가. 젤라틴의 특성
젤라틴은 무색 또는 미황색의 분말로 투명하고 부스러지기 쉬우며 맛과 냄새가 거의 없다. 젤라틴은 팽윤력이 커서 물을 5~10배 흡수하며 35~40℃의 수용액에서 겔을 형성한다. 차가운 물에서는 팽윤만 하지만 더운물에서는 용해되어 졸상태가 되며 2~3% 이상의 농도에서는 상온에서 탄성이 있는 겔이 형성된다.
나. 젤라틴의 제조
젤라틴 생산을 위해서는 돈피(豚皮)를 산처리 하여 얻어지는 A 타입 방식과, 우피(牛皮)를 석회 처리하여 얻어지는 B 타입 방식이 있다. 젤라틴의 제조에서 위생적인 처리가 중요한데 이는 미생물에 의해 젤라틴의 물리적 특성이 달라져 품질이 급격히 떨어지는 경향이 있기 때문이다.
선별된 콜라겐 재료는 온수 추출 후 알칼리 전처리 과정을 거치고, pH 5.0의 등전점으로 B 타입의 젤라틴을 만든다. 돼지가죽을 산 전처리 후 에 pH 7.0~9.0의 등전점에서 젤라틴을 생산하기도 한다.
다. 젤라틴의 물리적 성질
(1) 점도
젤라틴의 점도는 pH, 온도, 농도의 함수이다. 젤라틴 용액의 점도는 등전점에서 최소가 된다. 젤라틴 수용액을 가열하면 점도는 저하되며 그 저하율은 pH와 가열온도에 영향을 받는다.
(2) 젤리강도
젤라틴의 겔화 정도를 나타내는 수치로 상품의 가치를 결정하는 가장 큰 지표이다. 젤리강도의 측정은 젤라틴을 6⅔ % 농도로 10˚C에서 16~17시간 방치시킨 후 측정한다. 젤리강도는 점도와 함께 젤라틴의 대표적 물성으로서 온도와 pH, 젤라틴 농도, 염류 등에 영향을 받는다.
(3) 점도저하
젤라틴 용액은 높은 온도에서 젤리강도와 점도가 저하되는 현상인 열열화가 발생되며 pH가 낮은 조건이나 60℃ 이상의 온도에서 점도저하가 크다.
(4) 기타
젤라틴 용액의 pH는 5.0~6.0이며 중성 근처에서 열에 안정하며 낮은 pH에서 박테리아 성장이 억제된다. 젤라틴 용액은 저 농도일 경우 등전점에서 겔 상태가 되면 탁해지는 현상(haze)이 일어난다.
라. 젤라틴의 이용
젤라틴은 다양한 용도에 사용하는데 겔화제, 증점제, 안정제, 유화제, 조직감 부여, 결정화 억제, 보호콜로이드, 피막형성 및 접착 등의 목적으로 다양한 식품에 사용된다. 젤라틴은 입안에서 쉽게 녹는 성질과 적당한 탄력성, 매끈한 맛을 지니고 있어 젤리, 초콜릿, 껌 등 다양한 제품을 만든다. 또한 기포 형성력과 얇은 표피형성의 특성을 이용하여 마시말로우, 토피, 수플레에 사용하고, 결합력을 이용하여 햄과 소시지에 사용한다.
식품용에 사용되는 젤라틴은 사용목적과 사용자에 따라 다르나 일반적으로 강도 80∼200 Bloom, 점도 20∼40 mps 정도 사용하며 젤리, 마시멜로우에는 200 B이상 고강도 젤라틴이 사용된다.
2. 한천
한천은 우뭇가사리나 꼬시래기와 같은 홍조류인 해초를 물에 넣고 끓여서 한천분을 추출하고 액체를 응고시켜서 우무를 만들며 우무를 동결과 융해를 반복하여 탈수시킨 후 건조시킨 것이다. 한천이라는 이름은 우무를 한랭한 대기를 이용하여 만들었다는 의미에서 생겼다. 한천원조는 모두 홍조류에 속하며 그 중에서도 우뭇가사리가 주원료로 사용되고 있다. 우뭇가사리는 한때 국내에서 생산되는 전체 해조류의 30%를 차지했지만 지금은 연간 생산량이 2,000∼3,000 톤에 지나지 않는다.
가. 한천의 구성성분
한천은 아가로스(agarose)와 아가로펙틴(agaropectin)의 2가지 다당류로 혼합되어 있으며 갈락토오스와 그 유도체로 되어 있다. 중성 다당류인 아가로스는 겔(gel)화 하려는 특성이 강해 강도를 높이는 성질을, 산성 다당류인 아가로펙틴은 겔성이 약한 대신 점탄성을 향상시키는 성질을 갖고 있다. 성분은 수분 13∼24%, 무질소물(당질) 70∼85%, 조단백질 1.5∼3.0%, 에테르추출물 0.2∼0.3%, 조섬유 0.5∼0.8%, 회분 1∼3% 등으로 구성되어 있다.
나. 한천의 성질
(1) 흡수력
한천은 친수성 콜로이드로 흡수력이 큰데 그 정도는 한천의 종류, 물의 온도, pH, 물에 담그는 시간 등에 따라 다르다. 최대 흡수력은 한천 무게의 20배 정도이다.
(2) 용해
물에 담가 80% 정도 흡수 팽윤한 한천에 물을 가하여 가열하면 한천이 용해된다. 용해되는 온도는 한천의 종류나 수온에 따라 다르나 대개 75℃ 이상이다.
(3) 겔화
가열하여 용해된 한천 용액은 졸 상태를 이루며 냉각하면 한천 분자 간에 매트릭스가 형성되면서 물분자가 갇히는 삼차원적 그물망 구조의 겔을 이루어 점도가 증가하고 유동성을 잃는다.
(4) 이장 현상
만들어진 겔은 저장온도의 차이나 저장기간, 냉동~해동 과정을 반복하면 겔 구조에 갇혀 있던 물분자가 불안정하여져 분리되어 나오는 이장 현상이 생기는데 이를 최소화하려면 한천 농도를 높이고 가열시간과 냉각시간을 길게 한다.
(5) 첨가물의 영향
한천으로 겔을 제조할 때 설탕을 넣으면 겔의 점성, 탄성과 투명성이 증가한다. 설탕의 농도가 증가할수록 겔의 강도가 증가하며 겔화 온도가 높아진다. 한천용액에 과즙을 첨가하여 가열하면 과즙에 함유된 유기산에 의해 분해되어 겔이 약화되므로 한천용액을 가열한 다음 온도를 60~80℃로 냉각한 후에 과즙을 첨가하는 것이 좋다.
다. 한천의 물성
한천은 상반된 성질인 응고성과 점탄성을 지니고 있기 때문에 이 두가지 물성을 조절하여 안정제, 증량제, 형성제, 농후제, 건조방지제, 물성유지제 등으로 활용되고 있다. 한천의 보수성은 저장성을 높이므로 한천 첨가식품을 가정에서 식용으로 사용하기에 편리하게 한다.
라. 한천의 이용
한천은 소화기관인 장을 깨끗이 하여주는 정장작용을 하며 그 정장작용은 한천의 주성분인 식이섬유에 의하며 식이섬유 함량이 81.29%를 차지하는 것으로 최근 밝혀졌다.
한천겔은 98%이상이 물이기 때문에 위장에서 지속적으로 수분을 공급해 주고 지방질의 흡수를 억제하여 배설시킴으로 고혈압을 예방하고, 당질의 과다 흡수를 방해하여 당뇨병을 예방한다. 흡수된 수분과 섬유질은 대장에서 변을 부드럽게 하여 변비를 없게 해준다. 칼로리가 낮은 식품이므로 다량섭취해도 식욕의 포만감만을 주어 비만 예방 다이어트에 기여한다. 또한 최근연구에서 암 예방에도 효과가 있다고 밝혀졌다.
한천은 젤리·푸딩·양갱 등의 겔화제, 아이스크림·요구르트·샐러드드레싱 등 유제품이나 청량음료의 안정제, 생선통조림 등과 같이 통조림 내의 변색방지제로 사용되며 커피나 맥주, 주스, 청주 등의 청징제로도 사용된다. 그 외에 다양한 미생물의 배지, 식물, 채소, 과일 등의 조직배양에도 쓰이며 의약품으로는 치과인상제, 저칼로리 건강식품, 캡슐제조 등에 사용된다.