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about MeSite, 출간도서

출간도서
- Seehint 만들기
- 좋아하는 식품책, 자연과학 책
- 나의 질문, 희망1(불량지식 타파), 희망2(지식 생태계)

 

무엇을 먹을 것인가 , 청소년을 위한 식품 이야기
콜라 130년의 비결, 라면의 과학, Flavoring 기술
글루탐산 이야기, 이소프레노이드,포도당  
뇌의 작동 원리 , 분자와 세포사이



그림으로 이해하는 물성의 원리  





들어가는 말 : 식품의 대부분을 차지하는 것은 물성성분이다.

우리는 식품의 맛을 평가할 때 미각(taste)과 후각(flavor)은 중시하지만 촉각(texture)은 무시하는 경우가 많다. 그런데 만약 일류요리사가 정성껏 준비한 맛있는 요리를 모두 믹서에 넣고 갈면 어떻게 될까? 맛 성분, 향기 성분, 영양 성분 등은 그대로 있지만 그것을 먹으려는 사람은 별로 없을 것이다. 단지 물성만 달라진 것 같은데 그렇다. 사실 맛을 좌우하는 맛 성분과 향기 성분은 식품의 극히 일부이다. 향은 0.1% 이하, 색은 0.01%로도 충분하고 맛을 내는 성분도 매우 적다. 결국 식품의 대부분은 탄수화물, 단백질, 지방, 물과 같이 맛도 향도 없는 성분이며 씹을 때 식감만을 주는 성분이다.
이처럼 물성 성분이 식품의 대부분을 차지하고, 물성은 생각보다 대단히 중요한데도 물성에 관심을 있거나 체계적으로 공부하려는 사람은 드물다. 사실 물성이라는 단어조차 들어본 적이 없는 사람이 대부분이다. 그런데 기호성과 달리 물성은 매우 논리적이어서 공부를 할수록 명확해진다. 그리고 물성의 원리를 아는 것은 생각보다 쓸모가 많다. 물성은 건물의 골조나 구조와 같은 것이고, 맛이나 향은 건물의 벽지나 인테리어 같은 것이다. 겉보기에는 화려하고 사람들의 관심의 대상이지만, 만약에 골조가 없다면 벽지를 어디에 바르고 가구를 어디에 배치할 것인가? 새로운 식품을 개발하려고 하면 가장 먼저 해야 할 것이 그 제품의 구조(골조)를 설계하는 일이다. 맛과 향은 그 구조가 있어야 성립되고 빛이 난다.
그런데 요즘 식품산업에서 신제품 개발은 이미 만들어진 뼈대(구조, 레시피)를 가지고 맛과 향만을 살짝 바꾸는 경우가 많다. 그래서 식품회사 연구원도 물성의 중요성을 눈치 채지 못하는 경우가 많다. 식품회사에서 오래 근무한 연구원도 전혀 새로운 유형의 제품을 개발하려고 하면 쉽지 않다. 오랫동안 초콜릿을 개발한 사람이 초콜릿 아이스크림이나 초콜릿 우유처럼 전혀 다른 물성을 가진 제품을 개발하려면 쉽지 않다. 이 뼈대를 이해하는데 시간이 걸리기 때문이다. 이처럼 중요한 물성에 대하여 모두 다 그렇게 무심하고 물성에 관한 마땅한 책이 한 권도 없다는 것은 정말 놀라운 일이다. 사실 해외에도 딱히 마땅한 책은 없다.
내가 식품 연구소에서 주로 하던 업무는 증점, 겔화, 유화, 동결 등 주로 물성에 대한 업무였다. 그런데 맛과 향에 대한 책은 몇 권 썼는데 본업이었던 물성에 대한 책을 쓰지 못했다. 책을 아예 쓰지 않았다면 모를까 다른 책은 쓰면서 물성에 대한 책을 쓰지 않는 것은 조금 미안한 감이 있었다. 하지만 책을 쓰려하면 너무나 막막하기도 하다. 식품의 종류가 워낙 많고, 물성도 다양하여 그것을 포괄하는 책을 쓰기가 쉽지도 않고, 더구나 마땅히 참고할 만한 책도 없다. 그래서 목차를 잡은 것부터 정말 쉽지 않았다.
한참 고민하다가 책을 상하로 나누어 상권에는 물성의 재료와 하권에서는 물성의 기술을 다루기로 하였다. 상권에서 다룰 물성의 재료는 탄수화물, 단백질, 지방, 그리고 물이다. 이 4가지의 분자는 식품의 대부분을 차지하는 분자이자 생명의 대부분을 차지하는 분자이기도 하다. 이들의 특성을 원리로 제대로 이해하면 물성의 기술도 쉽게 이해할 수 있고, 생명 현상의 이해에도 도움이 된다. 그 중요한 분자들을 오로지 분자의 크기 형태 움직임만으로 특성을 설명하고자 한다.  
2008년 식품에 관한 불량지식이 너무 많아서 식품공부를 새롭게 시작했는데, 그때 추진력이 되었던 것이 디지털의 단순성이다. 30년 전의 컴퓨터나 지금의 컴퓨터는 원리상 차이가 없다. 0,1로 되어있고, 용량이 커지고, 속도만 빨라졌다. 거기에 점점 정교한 로직이 도입되면서 손안의 휴대폰이 나와 대화를 하는 세상이 되었다. 생명의 현상이 아무리 복잡하다고 해도 나는 그것의 기반을 이루는 것이 단순성이라 확신했다. 그래서 모든 식품은 화학물질로 되어있으므로 그것의 분자 구조식, 그 구조식에 쓰여 있는 분자의 크기, 형태, 움직임으로 설명될 것이라고 믿었다. 그래서 분자식으로 색의 원리를 탐구해봤고, 다음으로 물성의 원리를 탐구해봤고 독과 약의 원리 등 적용해봤다. 최소한 내가 경험한 모든 것에는 어그러짐 없이 모두 그것으로 설명이 가능했다. 그래서 식품에 충분히 적용할 만한 프레임이 아닐까 생각한다. 그 프레임을 먼저 물성의 재료에 모두 적용해보는 것이다.
그리고 그 재료의 철저한 이해를 바탕으로 물성의 기술을 다루고자한다. 증점, 겔화, 유화, 동결, 굽기의 기술을 통해 소스, 젤리, 치즈, 육가공, 어묵, 제과, 초콜릿, 제빵 등의 기술에 들어있는 모든 물성의 기술을 모두 해석해 보고자 한다. 내가 다루어본 식품은 매우 한정이고 나 뿐 만 아니라 대부분의 식품을 하는 사람도 몇 가지 한정된 분야에서만 일하지 식품 전부를 경험해 볼 수는 없다. 그런데 식품의 물성을 통합적으로 더구나 실전적으로 다룬 책을 내겠다는 것이 얼마나 무모한지 안다. 하지만 그런 책은 꼭 필요하다고 생각하기에 내가 먼저 시작을 해보고자 한다. 어찌 보면 맛에 대한 책보다는 물성 책이 먼저 책으로 나왔어야 했는데, 딱히 읽을 만한 사람도 없고, 식품에 관한 불량지식에 대한 정리가 어느 정도 마무리 되어 이제야 물성에 대한 책도 쓰게 되었다.
단지 분자의 크기, 형태, 움직임만으로 4가지 분자가 설명이 되고 그 분자의 집합으로 그 다양한 물성의 원리가 이해된다는 것을 알면 언젠가는 단순한 분자가 어떻게 복잡한 세포에 생명을 불어넣는지에 대한 실마리를 찾을 수 있지 않을까 기대한다. 다른 책에서는 맛을 내 자신의 본성을 들어다 보는 창문이라고 했는데, 물성의 원리는 어쩌면 생명 현상의 기본 원리를 들여다 보는 창문인지도 모른다는 생각이 든다.
  

물성의 원리 : 식품을 지배하는 4가지 분자

Part 1. 물성은 공부할수록 쉬워진다
1. 맛보다 물성이 중요하다.
2. 물성은 생각보다 다양하고 재미있다.
3. 물성은 가장 논리적이라 예측이 가능하다

Part 2. 물성은 분자의 크기, 형태, 움직임에 달려있다
1. 물성을 지배하는 4가지 분자
2. 크기 : 길이가 공간을 지배한다.
3. 형태 : 가지가 많으면 홀로 고고하다
4. 운동 : 분자는 결코 멈추지 않는다.

Part 3. 지방이 가장 단순 명료하다
1. 지방이란 무엇인가
2. 지방의 특성은 지방산에 달려있다
3. Topic : 초콜릿의 매력은 무엇일까?

Part 4. 탄수화물은 포도당의 다양한 형태이다
1. 탄수화물은 지구상에 가장 풍부한 유기물이다
2. 포도당은 보통 폴리머 형태로 존재한다
3. 전분은 가장 흔하고 이용하기 편한 형태이다
4. 전분은 다양한 형태로 변형되어 활용된다
5. Topic : 제과 Sugar confectioney?

Part 5. 단백질은 형태도 다양하고 기능도 다양하다
1. 단백질이란 무엇인가
2. 단백질은 형태가 다양해서 기능도 다양하다
3. 단백질은 다양한 조건에 의해 형태가 변화 된다
4. 단백질의 소재별 특성
5. Topic : 치즈의 매력은 어디에서 올까?

Part 6. 물이 물성을 지배한다.
1. 물의 특별함도 분자의 특성에 있다
2. 보수성 : 수분을 지켜야 생명이 있다
3. 용해도만 제대로 알아도 식품현상의 절반은 이해된다.
4. Topic : 술의 매력은 무엇일까?

Part 7. 생명을 지배하는 4가지 분자
1. 어떻게 분자가 세포를 만들까
2. 유전자 : 내 몸에 담긴 유전자의 길이는 250억km
3. 단백질 : 생명의 엔진이자 결과물
4. 지방 : 생명의 경계를 만드는 세포막
5. 바이오폴리머 : 구조와 유지
6. Topic : 근육은 어떻게 움직일까?  

마무리 : 기본 정보가 핵심 정보이다



물성의 기술 : 어떻게 물을 통제할 것인가

들어가는 말 : 물성의 기술이 식품의 가치를 새롭게 할 것이다

Part 1. 물성의 개념과 측정
1. 물성의 개념
2. 물성의 측정 방법

Part 2. 증점 : 물의 움직임을 줄이는 기술
1. 점도 조절의 원리
2. 요리(소스)에서의 점도 기술
3. 가공식품에서의 점도기술
4. 증점다당류의 종류별 특성 및 활용

Part 3. 겔화 : 물을 포획하는 기술
1. 고체화 원리 : 겔화, 분말화, 캡슐화, 프라잉
2. 겔화제의 종류별 특성 및 활용
3. 다당류를 활용한 겔화기술 : 젤리, 양갱
4. 단백질을 활용한 겔화기술 : 육가공, 연육가공

Part 4. 유화 : 물에 녹지 않는 성분과의 타협
1. 계면 현상과 유화의 원리  
2. 이름만 유화제와 진짜 유화제
3. 수분, 단백질, 탄수화물, 지방의 상호작용
4. 유화 : 유화, 가용화, 분산
5. 거품 : 기포, 소포, 해유화

Part 5. 동결 : 물을 고체화하는 기술(아이스크림)
1. 동결의 장단점과 냉동식품
2. 아이스크림의 원료와 물성  
3. 아이스크림이 부드러운 이유
4. 동결건조와 동결보관의 원리

Part 6. 베이킹 : 수분을 줄이는 효과(빵)
1. 온도와 가열 : 스테이크와 튀김의 기술
2. 빵의 원료와 역할 : 밀가루의 과학                  
3. 발효 및 팽창의 과학
4. 전분의 노화와 억제기술


마치며 : 원리와 기술로 연결되어있다   

- 식품도 이제는 좀 더 과학적으로  
한동안 물리학 교양서에 빠져든 적이 있다. 세상을 간결한 단 하나의 모델이나 방정식으로 설명해고자 집요하고 처절하게 노력하는 모습이 ‘그 때 그 때 달라요.’ ‘해봐야 알아요.’ 하는 임기응변식이고 다양한 현상의 나열식인 식품 책들과는 너무나 달라서였다.
관측된 사실로부터 그것을 설명할 이론을 만들고, 그 이론에 바늘구멍만큼이라도 틈이 있으면 기어이 그것을 해결할 포괄적인 이론을 만들어 낸다. 그렇게 발전하다 지금은 양자세계나 우주를 인간의 직관으로는 도저히 이해하기 힘든 수준까지 설명한다.
배경 복사 현상은 예전에 TV 채널을 돌릴 때 지지직거리던 이유이기도 한데 그 사소한 현상이 우주의 시작을 알아낸 가장 중요한 증거임을 알아채고, 그것을 정확히 측정위해 온갖 노력을 하다가 마침내 전용 관측 인공위성을 통해 138억 년 전에 우주가 태어났음을 밝히기도 하였다.
기록된 역사는커녕 눈앞에 펼쳐진 현상도 잘 믿지 못하는 세상에 기록이나 화석은커녕 지구마저 태어나기 90억년 전의 일을 어찌 알고 그것에 합의를 한단 말인가? 물리학은 워낙 논리적이고 집요한 검증을 거치기에 인간의 직관을 완전히 벗어나도 합의가 되고, 과정이 워낙 탄탄하기에 아무런 가성비가 없어 보이는 실험에 상상을 초월하는 거금을 투자하는 것을 이끌어 낼 정도로 힘이 있다. 이미 증거가 넘쳐 굳이 확인해 보지 않아도 될 것 같은 힉스 입자를 찾는데 10조 원이 넘는 비용이 투자되기도 했다.
나는 이런 정밀한 과학과 가장 반대되는 것이 식품처럼 느껴진다. 식품 전체를 우아하게 설명할 통합적인 이론은 고사하고 개별 현상에 대한 이론마저 빈약하기 그지없다. 시행착오가 최상의 해법인양 아무도 근본 원리를 찾으려 하지 않는다.
모든 것을 통합하여 설명할 원리가 아니니 힘도 없고 자신감도 없어서 주변에 마구 휘둘린다. 누구는 효능을 과장하고 누구는 불안을 과장해도 속수무책인 것이다. 그래서 별 시답잖은 하찮은 것을 놀라운 비밀, 알 수 없는 신비니 진실이라고 해도 그것에 편승하는  경우가 많지 진실을 밝히려 하지 않는다. 사실 현대의 과학 시대에  “알 수 없는 신비, 알 수 없는 비밀” 이라고 하는 것들 그런 핑계로 별로 공부하고 싶지 않다는 것과 차이가 없다.
나는 그동안 맛의 과학에 대한 책을 몇 권 썼었다. 불과 몇 년 전만 해도 맛을 과학적으로 이해하려는 노력은 전혀 없었고 불량지식만 많았다. 그래서 마치 천연향에는 숨겨진 효능이라도 있는 양 찬양하고 합성향은 무조건 위험하다는 거짓말에도 아무도 대응하지 않았다. 그래서 고작 ‘합성향이 완벽하게 안전하다는 것은 증명하지는 못해도 천연향보다 안전하다는 것은 쉽게 증명이 됩니다’ 라는 한마디를 하기 위해 맛이란 무엇인가를 쓰기도 했었다. 그리고 아무리 노력해도 과학으로는 맛의 10%도 설명하기 힘들 것이라는 생각들에 반발해 맛도 식품의 과학과 생리학, 심리학, 뇌과학 등을 주변의 과학을 모두 합하면 절반 정도는 너끈히 설명 가능하다고 우겨보기도 했다. 그래봐야 맛은 왜 복잡하고 상황에 따라 달라질 수 있는지에 대한 변명을 늘여 놓은 것 같아 별로 후련하지 않았다.
그런데 이번 물성 책은 그런 찜찜함이 없어서 점점 좋았다. 맛처럼 주변의 온갖 지식을 끌어다 설명해야 하는 잡스러움이 없고 그냥 ‘분자의 형태와 움직임’만으로 설명이 되어서 책 쓰는 과정 자체가 즐거웠다.
만물은 원자(분자)로 되어있고, 분자는 어떠한 의도나 의지도 없이, 그저 각각의 분자가 가지고 있는 크기와 형태의 특성에 따라 잠시도 쉬지 않고 맹렬히 움직일 뿐이다. 그게 분해와 합성, 용해와 결정화, 부드러움과 단단함, 흐름성과 응고성 등등의 현상으로 나타난다. 분자 구조식을 들여다보는 안목만 생기면 식품의 모든 물성 현상이 결국 ‘분자는 맹렬이 진동한다.’ ‘점점 끼리끼리 모이려 한다.’ ‘형태가 기능이다. 길이가 공간을 지배하고, 가지가 결합을 방해한다.’ 등 몇 가지 문장으로 설명되는 통쾌함이 있었던 것이다
그리고 무생물인 원자와 생명인 세포사이에도 오로지 분자만 있다. 개별 분자가 가지고 있는 특성에 따라 나타나는 이합집산이 식품의 물성현상이고, 세포의 생명현상인 바탕을 이룬다는 것을 확인할 때마다 즐거웠다.



참고 문헌

음식과 요리] 해롤드 맥기 지음, 이희건 옮김, 백년후, 2011
식품물성학] 이수용 김용노, 수학사
식품화학] 이형주,문태화,노봉수, 수학사
식품화학] 조신호, 신성균외, 교문사, 2013
Modernist cuisine]
분자미식학의 이해] 노순배, 현학사, 2009
분자요리] 이시카와 신이치, 홍주영 역, 끌레마, 2016
부엌의 화학자] 라파엘 오몽, 김성희 역, 더숲, 2016
나는 부엌에서 과학의 모든 것을 배웠다] 이강민, 더숲, 2017
괴짜 과학자 주방에 가다] 제프 포터,김정희, 이마고, 2011


용해도
- 강한 브라운 운동 덕분이다 : 용해 or 응집
- 친화력 = 유유상종  like dissolves like
- 반발력 = 분산력 repulsion, exclusion
- 결합, 결합력

상호작용
- 물 Water
- 친수기는 대부분 OH기에 의존한다
- 친유성 : 비극성은 비극성끼리
- 온도와 용해도
- pH와 용해도
- 용매 vs  유화재

증점제 역할
- 증점 : Thickening
- 겔화 : Gelling
- Encapsulation
- Protein stabilization
- Emulsion Stabilization
- Suspending
- 빙결정 성장억제
- Fat holdout
- Dietary Fiber

유화제 기능은 역설적인 것이 많다
- 유화, 분산, 가용화해유화
- 기포(Foaming,whipping) ↔ 소포
- 적심(Wetting) ↔ 방습(Anti wetting)
- 세척, 살균
- 전분과 작용 : 노화억제
- 단백질과 작용 : 윤활
- Lipid와 작용 : 결정핵

경시변화
- 전분의 노화
- 흡습, 고결 Caking
- Blooming, Bleeding, 재결정, 석출, 이수
- 빙결정 성장


about Site, about Me  

about Me  
- Seehint 만들기
- 내가 좋아하는 식품책, (자연과학)
- 나의 질문
- 나의 예상 : 식품의 미래

내가 쓴 책  

01. 불량지식이 내 몸을 망친다
02. 당신이 몰랐던 식품의 비밀 33
03. 맛이란 무엇인가
04. 진짜 첨가물 이야기
05. 감칠맛과 MSG 이야기
06. 감각, 착각, 환각
07. 커피향의 비밀
08. 맛의 원리
09. 식품에 대한 합리적인 생각법
10. 모든 생명은 GMO다
11. 맛 이야기

혹시 쓸지도 모르는 책  
12. 물성 이야기
- 식품의 가치
- 청소년을 위한 식품 이야기
- 콜라 130년의 비결
- 라면의 과학
- Flavoring 기술
- 글루탐산 이야기
- 이소프레노이드
- 포도당 이야기  
- 뇌의 작동 원리
- 분자와 세포사이



페이스북 올리기            방명록           수정 2017-05-05 / 등록 2014-03-12 / 조회수 : 12184 (768)



우리의 건강을 해치는 불량지식이 없는 아름다운 세상을 꿈꾸며 ...  2009.12  최낙언