물성은 식품의 주성분을 이해하는 공부다

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.

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.

책 속으로

물성을 제대로 구현하는 것은 생각보다 어렵다. 식품에서 조미료나 향은 단순히 첨가하는 것으로 충분히 작용하는 경우가 많지만, 물성은 식품의 모든 성분이 작용하고, 원료와 배합 비율뿐 아니라 투입 순서와 공정까지 정확히 맞아야 원하는 대로 만들어진다. 그러니 원료의 특성 외에도 공정과 원리까지 잘 알아야 한다. 경험도 중요하지만 원리를 알아야 여러 상황에 유연하게 대처할 수 있고 다른 분야까지 확장할 수 있다.

그나마 물성을 공부하면 좋은 것은, 물리적인 현상이라 변수가 논리적으로 연결된다는 점이다. 한 번이라도 원리를 제대로 알게 되면 항상 재현 가능하고 시행착오를 확 줄일 수 있다. 식품의 수많은 이론 중에서도 제대로 공부하면 실전에 가장 도움이 되는 분야가 물성 이론일 것이다. -p17~18

소스의 대표적인 물성은 적당한 점도와 끈기이며, 이것을 조절하는 방법은 생각보다 다양하다. 물에 녹는 성분을 이용하는 방법, 물에 녹지 않는 기름을 이용하는 방법, 고체를 이용하는 방법 그리고 기체인 거품을 이용하는 방법 등이 있다. 원료와 제조 방법에 따라 전혀 다른 물리적 조성이 만들어지고, 소스의 특성도 달라진다. 그리고 소스는 단일한 요소로 된 것보다 복합적인 경우가 많다. 물에 녹는 성분에 분산된 성분 그리고 유화된 성분 등이 동시에 사용되어 소스가 만들어지고는 한다. 전분으로 농도를 조절한 소스에 퓌레나 건더기가 떠다니고, 유화해서 만든 소스에는 우유, 달걀, 향신료의 입자들이 함께 있다. 여기에 요리사가 버터 한 조각을 녹이거나 크림 한 스푼을 저어서 좀 더 걸쭉하거나 진하게 만들었다면 소스는 유화액의 일종이 된다. 소스는 이처럼 복잡하고 미묘한 조합을 통해 우리를 더 즐겁게 한다.
- p66~67

달걀흰자를 거품기로 저으면 몇 분 안에 한 컵 분량의 눈처럼 새하얀 거품을 얻게 되는데, 부피가 원래의 8배까지 부풀어 오른다. 이 거품은 볼을 뒤집어도 떨어지지 않고 꼭 달라붙어 있을 만큼 응집력이 뛰어난 구조를 가지고 있으며, 다른 재료와 섞어서 조리했을 때도 형태를 그대로 유지한다. 달걀 거품 덕분에 우리는 공기를 포집하고, 머랭과 무쓰, 진피즈, 수플레, 사바용을 만들 수 있다.

달걀은 신선란보다 오래된 것이 휘핑이 쉽다. pH가 높기 때문이다. 신선한 난백의 pH는 7.6~7.9인데 보관 중 이산화탄소가 손실되면서 pH는 점점 올라가 최고 9.7까지 높아진다. pH가 높아짐에 따라 단백질끼리 분리되어 점점 맑은 색을 띤다. 설탕을 처음부터 넣거나 소금을 넣거나 기름을 넣으면 기포력은 감소한다.
-p191

사실 향기 성분은 주로 기름에 잘 녹는 성분이다. 따라서 향기 성분을 그대로 음료에 사용할 수 없으며, 또 다른 조치가 반드시 필요하다. 감귤(Citrus)계 과일의 껍질에는 향이 많아서 이를 짜낸 오렌지 오일이나 레몬 오일이 많이 쓰인다. 하지만 바로 쓰지는 못하고 물에 잘 녹지 않는 테르펜(Terpene)계 물질을 제거한 뒤 용매를 이용하여 수용성으로 만들어 쓰는 것이 일반적이다. 그 과정에서 일부 향기 성분이 손실되고 향도 약간 변한다.

만약 오렌지 오일을 그대로 사용하려면 어떻게 해야 할까? 당연히 유화시키면 된다. 하지만 유화는 쉽지 않다. 음료에 사용하는 유화물은 상온에서 최소 6개월 이상 안정성이 요구되는데, 점도가 낮고 산도는 높은 음료에서 제품 상단에 기름층이 전혀 생기지 않을 정도로 안정된 유화물을 만드는 것은 그야말로 고도의 기술이다.
-p249~250

음식을 뜨겁게 요리하기 위해서는 열을 가해줘야 한다. 우리가 열을 만들어내는 방법은 다양하다. 전통적으로는 나무나 석탄을 이용했고, 현대는 석유, 가스, 전기 등을 사용한다. 전자레인지 역시 열기를 만들어내는 장치다. 우리에게 낯선 ‘마이크로파’를 이용한다는 점이 다를 뿐이다. 마이크로파는 파장이 상당히 길고 진동 수는 적은 편에 속한다. 그렇다 해도 진동 수가 2.45기가헤르츠GHz이니 초당 무려 24억 5천만 번이나 진동하는 것이다. 사람들은 이 숫자에 놀라겠지만 가시광선은 이것의 10만 배, X선은 10억 배, 방사선은 1조 배 이상 많이 진동한다. 마이크로파는 자외선이나 가시광선 심지어 적외선보다 진동이 적은 안전한 파장인 것이다.

그런데 이 마이크로파에는 묘한 특징이 있다. 물과 아주 잘 공명共鳴한다는 것이다. 물은 아주 작고 극성이 있는 분자인데 마이크로파와 궁합이 아주 잘 맞아 마이크로파의 진동에 맞추어 아주 심하게 요동하고 회전하고 주변의 분자와 충돌한다는 것이다. 온도란 분자의 운동의 정도다. 물 분자의 운동이 활발해져 주변의 분자에게도 그 운동에너지를 전달하여 운동이 활발해지는 것이 음식물 온도의 상승 기작이다.
- p353

스테이크용 고기는 적어도 1인치Inch 즉, 2.5cm는 되어야 겉은 바삭하고 속은 부드럽고 촉촉하게 익힐 수 있다. 고기를 불에 익혀 먹으면 세균 등을 없애고 소화하기 좋은 상태가 되지만, 사실 이런 것은 삶아도 충분히 가능하다. 게다가 직화하면 아크릴아미드나 벤조피렌과 같은 위험한 물질이 만들어지는데도 우리가 굽기를 고집하는 것은 그 특유의 향 때문이다. 지글지글 스테이크를 구우면 노릇노릇 먹음직스럽게 익어가는 모습과 함께 특유의 로스팅 향이 결정적으로 고기를 맛있게 한다.

메일라드 반응은 고기의 지방, 아미노산, 당이 열에 의해 새로운 향기 물질로 전환되는 과정이라 130~200℃ 사이에서 가장 잘 만들어진다. 물이 포함되면 100℃를 넘지 못하므로 이런 반응이 잘 일어날 수 없다. 고온에서 짧고 강력하게 가열해야 풍부한 향과 색이 만들어진다. 지나치게 익히면 타게 되고 수분이 너무 날아가 퍽퍽해진다. 요즘 소비자들이 원하는 것은 겉은 바삭하고 속은 촉촉하고 부드러운 것이다. 맛있는 스테이크는 메일라드 반응을 통해 표면에 향기가 나는 물질을 머금고 중심부에는 육즙이 담겨 있는 부드러운 상태여야 한다. 고기가 얇으면 겉에 이런 물질이 만들어진 순간 속마저 완전히 익게 된다. 고기가 두꺼워야 겉이 로스팅되는 순간에도 속은 어느 정도 낮은 온도를 유지할 수 있다.
-p403~404

PART 0 식품의 가치를 바꾸는 물성의 기술
1장 물성은 생각보다 중요하다
2장 물성은 물을 이해하고 통제하는 기술이다
3장 분자의 크기, 형태, 운동에 대한 이야기가 핵심이다
별첨 1 물성에 대한 생각 정리

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

PART 2 겔화, 물의 흐름성을 고정
1장 겔화의 원리와 탄수화물 겔
2장 단백질의 특성과 겔화 원리
3장 고기 단백질: 육가공/수산가공
4장 우유 단백질: 치즈의 과학
5장 달걀 단백질: 머랭의 과학
6장 콩 단백질: 두부와 대체육

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

PART 4 용해, 결정·분말·과립
1장 분쇄(Size reduction)
2장 용해: 분자 단위로 섞이게 하는 것
3장 결정화(Crystallization)
4장 분말화와 과립화

PART 5 온도, 동결과 가열
1장 온도와 물의 운동
2장 동결(Freezing), 아이스크림의 과학
3장 베이킹, 빵의 과학
4장 로스팅, 스테이크의 과학
별첨 4 물성의 측정법