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영양학의 「탄수화물 영양」이 몸속 소화·대사를 봤다면, 식품학의 탄수화물은 냄비 속에서 전분과 당이 어떻게 변하나를 봐요.
밥이 지어지는 것(호화), 식은 밥이 딱딱해지는 것(노화), 누룽지가 고소해지는 것(호정화), 설탕이 갈색 시럽이 되는 것(캐러멜화). 이 네 가지 변화와 그 조건을 잡는 게 이 편의 목표예요.
| 분류 | 예 | 기억할 점 |
|---|---|---|
| 단당류 | 포도당, 과당, 갈락토스 | 더 쪼개지지 않는 기본 단위. 모두 환원당 |
| 이당류 | 자당(설탕) = 포도당 + 과당 맥아당 = 포도당 + 포도당 유당 = 포도당 + 갈락토스 | 자당만 비환원당, 맥아당·유당은 환원당 |
| 올리고당 | 라피노스, 스타키오스(콩) | 사람이 소화하지 못해 대장에서 발효 → 콩 먹고 가스가 차는 이유 |
| 다당류 | 전분, 글리코겐, 셀룰로스, 펙틴, 한천, 알긴산 | 저장용(전분·글리코겐)과 구조용(셀룰로스)으로 나뉨 |
단당류는 작용기에 따라 다시 나눠요. 포도당·갈락토스처럼 알데하이드기를 가진 것은 알도스, 과당처럼 케톤기를 가진 것은 케토스예요. 환원당은 마이야르 반응에 참여해 갈색을 만들기 때문에, 우유(유당)를 넣은 빵 껍질이 더 진한 갈색이 되는 것도 이 성질 덕분이에요.
당이 다른 물질을 환원시키는 힘은 고리 구조의 특정 탄소(아노머 탄소)가 자유로울 때 나와요. 자당은 포도당과 과당이 각자의 아노머 탄소끼리 서로 붙어 있어 자유로운 자리가 남지 않아요. 그래서 비환원당이에요. 설탕을 산이나 효소(인버테이스)로 분해하면 포도당과 과당이 같은 양으로 섞인 전화당이 되는데, 과당 덕분에 설탕보다 더 달고 결정이 잘 생기지 않아요.
둘 다 포도당만으로 이루어진 다당류예요. 차이는 연결 방식이에요. 전분은 α-1,4 결합(가지 부분은 α-1,6)이고, 셀룰로스는 β-1,4 결합이에요. 사람에게는 β-1,4 결합을 자르는 효소가 없어서 셀룰로스는 소화되지 않고 식이섬유로 남아요.
생전분은 사슬들이 규칙적으로 빽빽하게 뭉친 결정 구조(β-전분)라 단단하고 소화가 잘 안 돼요. 여기에 물을 넣고 가열하면 전분 입자가 물을 흡수해 크게 부풀고, 결정이 풀리면서 점성이 생기고 투명해져요. 이 상태가 α-전분이고, 이 변화가 호화예요.
호화된 전분을 그대로 두면 풀려 있던 사슬들이 다시 가까이 모여 부분적으로 결정 구조를 되찾아요. 그래서 밥·떡·빵이 단단하고 퍼석해지는데, 이게 노화예요. 소화도 다시 어려워져요.
| 노화가 빠른 조건 | 노화를 늦추는 방법 |
|---|---|
| 수분 30~60% | 수분을 15% 이하로 건조(누룽지·건빵) |
| 냉장 온도(0~5 ℃) | 60 ℃ 이상 보온하거나 0 ℃ 이하로 급속 냉동 |
| 아밀로스가 많음(멥쌀) | 아밀로펙틴이 많은 찹쌀 사용(찰떡이 덜 굳음) |
| 산성 | 설탕(물을 붙잡음)이나 유화제 첨가 |
그래서 밥을 냉장고에 두면 가장 빨리 딱딱해지고, 보온밥솥에 두거나 바로 냉동하면 덜 굳어요. 떡집에서 가래떡을 바로 냉동하는 것, 식빵을 냉장고보다 냉동실에 두라고 하는 것도 같은 이유예요. 노화된 밥이나 떡도 다시 물과 함께 데우면 어느 정도 호화 상태로 돌아와 부드러워져요.
🤔 찹쌀떡은 왜 멥쌀떡보다 늦게 굳을까요?
노화는 곧은 사슬인 아밀로스가 서로 나란히 붙으면서 빨리 일어나요. 가지가 많은 아밀로펙틴은 서로 엉겨 붙기 어려워 천천히 굳어요. 찹쌀은 거의 아밀로펙틴이라 인절미·찹쌀떡이 가래떡보다 오래 말랑해요.
호정화는 물 없이 전분을 160 ℃ 이상의 건열로 가열해 사슬이 잘리면서 덱스트린이 되는 변화예요. 누룽지, 토스트, 미숫가루, 루(roux)의 고소한 맛과 갈색이 여기서 나와요. 물에 잘 녹고 점성은 약해요.
당화는 전분이 효소나 산으로 분해되어 단맛 나는 당이 되는 거예요. 식혜는 엿기름의 아밀레이스가 밥알의 전분을 맥아당으로 바꿔 단맛을 내요.
설탕을 물 없이 높은 온도(대략 160~180 ℃)로 가열하면 녹고 분해되면서 갈색이 되고 쌉쌀한 향이 나요. 이게 캐러멜화로, 아미노산 없이 당만으로 일어나는 비효소적 갈변이에요. 당과 아미노산이 함께 반응하는 마이야르 반응과 구별해요.
설탕 시럽을 끓여 사탕을 만들 때는 결정이 생기느냐가 질감을 정해요. 천천히 식히며 저으면 미세한 결정이 생겨 부드러운 결정형 캔디(퐁당·퍼지)가 되고, 아주 높은 온도까지 끓여 빨리 식히면 결정이 생기지 못해 유리처럼 투명하고 단단한 비결정형 캔디(브리틀·드롭스)가 돼요. 시럽에 물엿이나 산을 조금 넣으면 전화당이 생겨 결정이 덜 생겨요.
설탕(자당)을 기준으로 할 때 대체로 과당이 가장 달고, 그다음 전화당·자당·포도당·맥아당 순이며 유당이 가장 덜 달아요. 과당은 차갑게 하면 더 달게 느껴져서 과일을 차게 먹으면 더 달아요.
밥은 냉장 보관하면 노화가 늦춰진다.
냉장(0~5 ℃)은 노화가 가장 빠른 온도예요. 뜨겁게 두거나 급속 냉동해요.
자당이 분해되면 포도당과 갈락토스가 생긴다.
자당은 포도당 + 과당이에요. 포도당 + 갈락토스는 유당이에요.
호정화는 전분에 물을 넣고 가열해 점성이 생기는 현상이다.
그건 호화예요. 호정화는 물 없이 160 ℃ 이상 건열로 덱스트린이 되는 현상이에요.
사람은 셀룰로스의 α-1,4 결합을 분해하지 못한다.
셀룰로스는 β-1,4 결합이에요. α-1,4는 전분의 결합이라 잘 소화돼요.
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