[비센의 재미있는 과학 이야기] 맛있는 음식의 비밀 - 마이야르 반응
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작성자 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 작성일14-12-29 12:11 조회4,438회 댓글0건관련링크
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음식 속의 아미노산과 당
- 조리방법에 따라 각각 다양하게 반응
크리스마스와 연말연시, 모두가 들떠있는 홀리데이 시즌입니다. 산타 할아버지가 선물을 주러 왔다가 요기하고 가시라고 아이들은 엄마와 함께 쿠키를 굽고, 저녁이면 온 가족, 친구들이 모여 맛있는 저녁 식사를 하기도 합니다.
아침이면 정신없이 출근해야 하는 보통 때와는 달리 부부가 함께 커피 한 잔의 여유를 갖을 수 있는, 여유로우면서도 바쁘고, 조용하면서도 왁자지껄한 그런 연말연시입니다. 이렇게 사람들이 모여 즐거운 시간을 보내는데에 빠질 수 없는 것이 바로 맛있는 음식인데요, 아이들이 굽는 쿠키, 저녁식사로 즐기는 스테이크, 향기 좋은 갓 볶은 커피 콩, 그리고 할머니께서 가마솥에 만들어 주시던 누룽지까지, 이 모든 음식들의 공통점은 갈색의 색을 띄고 각각 특유의 맛있는 향을 갖는 다는 것입니다. 이러한 공통적인 특징의 비밀은 바로 1912년 루이-카미유 마이야르(Louis Camile Maillard, 1878-1936)라는 프랑스 화학자에 의해 발견된 마이야르 반응(Maillard reaction)에 기인합니다.
1878년 프랑스 로렌 지방의 부유한 집안에서 태어난 마이야르는 문학, 철학, 의학, 과학 등 많은 분야에서 두각을 나타내는 뛰어난 학자였는데 생화학 분야에 많은 관심을 갖고 있었고, 1902년 파리대학 의과대학으로 자리를 옮긴 뒤부터 신진대사에 관련된 생화학분야를 집중적으로 연구하기 시작했습니다. 이후 1912년 아미노산과 단백질의 합성에 대한 연구를 진행하던 마이야르는 아미노산(Amino acid)과 당(Sugar)를 섭씨 100도가 넘는 고온에서 반응을 시킬 경우 갈색으로 색깔이 바뀌면서 화학반응이 진행된다는 것을 발견하고 이를 3쪽짜리 논문으로 발표합니다.
당시 다른 연구에 비해서 그리 중요하다고 생각되지 않았지만, 처음 접하는 흥미로운 반응이라 짧은 분량의 논문만 발표했을 뿐이었는데, 1953년 미국의 화학자 존 호지(John. E. Hodge, 1914-1996)에 의해 마이야르 반응의 정확한 메카니즘이 밝혀지면서, 음식이 요리될 때 가장 중요한 화학반응이라는 것이 알려지면서 처음 발견된 지 반세기가 지난 후에야 유명해지기 시작한 것입니다.
마이야르 반응은 단백질의 기본 요소인 아미노산과 당 사이에 일어나는 화학반응인데, 섭씨 130 – 200도정도의 높은 온도를 필요로 합니다. 아미노산은 단백질을 구성하는 기본요소로서 필수아미노산만 22종이 있고, 당은 탄수화물을 일컫는 것으로 그 종류가 매우 다양합니다. 이렇게 아미노산과 당 사이에서 일어나는 반응을 총칭 마이야르 반응이라고 하고 대부분은 갈색을 띄는 것은 비슷하지만, 어떤 아미노산과 어떤 당이 반응에 이용되는가에 따라 각각 특유의 향을 내기 때문에, 각 요리의 특징적인 향을 갖게 되는 것입니다.
현재까지 밝혀진 마이야르 반응도 역시 그 중 일부에 불과하고, 앞으로도 수많은 맛과 향이 개발되거나 발견될 수도 있습니다.
마이야르 반응이라는 것 자체를 알고 있는 사람을 드물지만, 우리는 이미 삶 속에서 그 반응을 이용한 최적의 요리방법들을 잘 알고 있습니다. 그동안 ‘이렇게 해야 음식이 맛있어진다’라고 막연히 알고 있고, 또 비법처럼 전해져 오는 많은 요리 방법들이 사실은 많은 부분 마이야르 반응과 연결되어 있는 것입니다.
스테이크를 굽는 경우, 일반적으로 강한 불에 굽는 것이 육즙을 살리기 위해서라고 알고 있는데, 사실 정확한 이유는 마이야르 반응이 고온을 필요로 하기 때문입니다. 그러다고 너무 높은 고열에서 구워서도 안되는 것이 마이야르 반응은 200도 이하의 적정 온도를 필요로 하고, 그 이상의 온도에서는 다른 화학반응이 유도되기 때문에 맛을 잃고, 또 몸에 좋지 않은 발암물질이 부가적으로 만들어질 수도 있기 때문입니다.
냄비나 가마솥에 밥을 할 때 누룽지가 만들어지는 것도 같은 원리인데, 물이 충분히 있는 경우에는 물이 끓는 동안 솥안의 온도가 물의 끓는점인 섭씨 100도로 유지되고 있어 마이야르반응이 일어나지 않지만, 밥알이 물을 흡수하고, 또 증기로 빠져 나가면서 솥의 바닥에 밥알과 닿아있는 부분에 물기가 없어지면 온도가 상승하여 마이야르 반응이 일어나기 시작하여 노릇노릇하게 밥알이 구어진 맛있는 누룽지가 만들어지는 것입니다. 전기밥솥이나 압력밥솥으로는 누릉지가 잘 만들어지지 않는 이유가 바로 수증기가 밖으로 빠져 나오지 못하기 때문에 바닥부분의 온도가 100도 이상으로 올라가지 못해 마이야르 반응이 시작되지 못하기 때문인 것입니다.
한국인이 사랑하는 음식에서 빠지지 않는 음식중의 하나인 삼겹살, 바로 돼지고기인데요. 돼지고기를 먹을 때 구워서 먹는 삼겹살과 같은 경우는 그냥 먹거나 참기름 정도를 찍어 먹는데, 물에 끓여 익힌 수육을 먹을 때는 새우젓에 찍어먹는 이유가 궁금하신 적 없으신가요?
불판에 구운 삼겹살의 경우 높은 온도로 구워져 마이야르 반응을 통해 감칠맛이 도는데, 수육은 100도를 유지하는 물에서 끓여진 것이라 마이야르 반응이 일어나지 않아 고기 자체에 감칠맛이 없어 짭짤한 새우젓으로 그 맛을 더하기 위해서랍니다.
오븐 안에서 구워지는 쿠키, 로스터 내부에서 맛있는 향을 내기 시작하는 커피콩 등 대부분의 음식들은 바로 마이야르 반응에 의해서 그 맛을 내고, 특유의 향을 자랑할 수 있게 되는 것이고, 이런 음식들을 맛있게 만드는 방법이라고 알려져 오는 비법들이 대부분 마이야르 반응을 최적화시키는 방법에 해당합니다.
마이야르 반응이라는 것은 1912년에 발견되었고, 40년이 지난 이후 재조명되어 널리 알려지게 되었지만, 사실 ‘음식을 맛있게 먹는 방법’이라는 이름으로 이 반응의 최적화 조건은 이미 석기시대 고기를 불에 구워먹기 시작하면서부터 우리의 삶과 함께 하고 있었다고 할 수 있을 것입니다.
물론 오늘 저녁 맛있는 식사를 하시면서 마이야르 반응을 생각하실 필요는 없지만, 오늘의 칼럼을 통해 다시 한번 우리는 과학이라는 것이 우리들의 삶과는 동떨어진 과학자들 만의 것이 아니라, 우리들의 일상 생활의 하나하나가 바로 과학 그 자체라는 것을 느낄 수 있으셨으면 합니다.
즐겁고 뜻깊은 연말연시 보내시기 바라며 변변치 않은 글 읽어주시는 모든 독자분들께 감사드립니다. ‘비센의 과학이야기’는 2015년에도 좀 더 흥미있고, 도움이 되는 과학이야기로 다시 찾아 뵙겠습니다.
석준영 비센학원장
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